咸陽(yáng)耕地質(zhì)量長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)肥力變化初報(bào)

楊召武，王 輝，楊 柳

(咸陽(yáng)市土壤肥料工作站，陜西 咸陽(yáng) 712000)

耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)是通過(guò)長(zhǎng)期定位調(diào)查、采樣測(cè)試、對(duì)比試驗(yàn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等工作，了解掌握不同區(qū)域、不同作物耕地的施肥水平與土壤養(yǎng)分變化特征，并對(duì)土壤肥力做出評(píng)價(jià)。根據(jù)2017-2020年咸陽(yáng)耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位施肥調(diào)查、土壤養(yǎng)分測(cè)試結(jié)果等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了南部灌區(qū)、北部塬區(qū)小麥、玉米田塊土壤肥力水平、養(yǎng)分變化特征、豐缺水平及趨勢(shì)，并對(duì)全市科學(xué)施肥提供積極指導(dǎo)。

1 耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)基本情況

2017年以來(lái)，全市建立糧食作物耕地質(zhì)量長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)43個(gè)，其中南部灌區(qū)小麥-玉米輪作區(qū)點(diǎn)位23個(gè)，北部塬區(qū)小麥、玉米單作區(qū)點(diǎn)位20個(gè)。每個(gè)點(diǎn)位設(shè)不施肥處理和常規(guī)施肥處理兩個(gè)監(jiān)測(cè)小區(qū)，采用當(dāng)?shù)刂饕N植方式進(jìn)行田間管理，連續(xù)四年在監(jiān)測(cè)點(diǎn)位開展基本情況調(diào)查、設(shè)置小區(qū)處理、土樣采集、樣品測(cè)試、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)的記載、統(tǒng)計(jì)工作。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)嚴(yán)格按照《耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》(NY/T1119-2012)進(jìn)行規(guī)范操作。

2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)常規(guī)施肥區(qū)施肥水平情況

參照《陜西省主要作物施肥指南》中小麥、玉米推薦施肥量[1]，監(jiān)測(cè)期間南部小麥、玉米產(chǎn)量分別為457.8 kg/667 m2、507.9 kg/667 m2，純氮、P2O5、K2O施用量分別處于較高/高、中/較高、低水平；北部小麥、玉米產(chǎn)量為363.5 kg/667 m2、667.3 kg/667 m2，純氮、P2O5、K2O施用量分別處于高、較高、中/低水平。由表1看出，總體上南部、北部區(qū)域純氮、P2O5、K2O施用量分別處于高、較高、較低水平。監(jiān)測(cè)期間小麥純氮平均施用量整體變化不大，南部低于北部，南部低水平點(diǎn)位純氮施用量提高83.33%，增施趨勢(shì)明顯；磷肥南北區(qū)域當(dāng)前施肥水平趨于穩(wěn)定，2018年南部小麥點(diǎn)位P2O5施用量變異系數(shù)為47.79%，當(dāng)前玉米平均施用量相比2018年提高47.5%；監(jiān)測(cè)期間大部分點(diǎn)位為補(bǔ)施鉀肥，有3.48%的點(diǎn)位不施鉀肥。

表1 2017-2020年監(jiān)測(cè)點(diǎn)位常規(guī)施肥區(qū)施肥水平統(tǒng)計(jì) (kg/667m2)

3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤養(yǎng)分變化特征

3.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)空白區(qū)肥力變化

2020年全市監(jiān)測(cè)點(diǎn)空白區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀平均含量分別為13.34 g/kg、1.03 g/kg、17.13 mg/kg、202.78 mg/kg，由表2看出，南北區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量均是呈現(xiàn)由升轉(zhuǎn)降趨勢(shì)，19、20年相比高點(diǎn)累計(jì)下降幅度分別為11.64%、14.87%?？瞻讌^(qū)土壤有機(jī)質(zhì)與全氮處于同一衰減水平，降幅分別為6.01%、5.3%，主要是糧食作物秸稈還田率較高，土壤有機(jī)物質(zhì)增加加速了與植物爭(zhēng)氮素，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量。土壤速效磷、速效鉀衰減幅度較大，其中南部輪作區(qū)降幅分別為12.65%、17.92%，主要是南部小麥-玉米輪作區(qū)，對(duì)養(yǎng)分需求較多，影響土壤速效養(yǎng)分水平。

表2 2017-2020年監(jiān)測(cè)點(diǎn)空白區(qū)土壤養(yǎng)分結(jié)果

3.2 不同區(qū)域土壤養(yǎng)分變化特征

由表3知，當(dāng)前土壤有機(jī)質(zhì)含量水平為較高，監(jiān)測(cè)期間南北區(qū)域分別增幅23.34%、14.24%，有機(jī)質(zhì)含量大于15 g/kg主要分布在涇陽(yáng)、興平、武功、旬邑；土壤全氮總體處于中等水平，南部灌區(qū)有隔年交替逐漸增長(zhǎng)趨向，監(jiān)測(cè)期間南北區(qū)域分別增幅13.76%、19.56%，分布區(qū)域?yàn)榍h、永壽；南北區(qū)域土壤速效磷處于中、低水平，是土壤速效養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)變異最大的，小于15 mg/kg的點(diǎn)位南北區(qū)域都為7個(gè)，占比分別為25.92%、38.88%，監(jiān)測(cè)期間南北區(qū)域低含量點(diǎn)位土壤速效磷增幅分別為44.62%、134%，但數(shù)據(jù)差異較大，向中高水平上行不明顯；土壤速效鉀水平為較高，北部變異高于南部，變異系數(shù)低于速效磷?？傮w上，全市土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀平均含量分別為15.92 g/kg、1.15 g/kg、22.01 mg/kg、264.3 mg/kg，其中，土壤全氮均為中等水平，北部土壤全氮、南部速效磷、北部速效鉀增幅明顯，監(jiān)測(cè)期間全市土壤速效磷、速效鉀含量變異系數(shù)分別為62.29%、41.01%，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位低水平全氮、速效磷點(diǎn)位占比分別為21.56%、35.94%，影響整體水平。

表3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)常規(guī)施肥區(qū)土壤養(yǎng)分結(jié)果

3.3 不同區(qū)域土壤養(yǎng)分含量豐缺區(qū)間樣點(diǎn)分布趨勢(shì)

3.3.1 土壤有機(jī)質(zhì)含量狀況 從表4看，2020年區(qū)間樣點(diǎn)分布中，南部沒有低水平樣點(diǎn)，15～20 g/kg區(qū)間樣點(diǎn)達(dá)到65%，5個(gè)樣點(diǎn)達(dá)到高水平；北部塬區(qū)當(dāng)前無(wú)低水平樣點(diǎn)，10 g/kg以下樣點(diǎn)減少趨勢(shì)明顯，樣點(diǎn)占比向較高水平集中?？傮w上看，南部有機(jī)質(zhì)平均含量水平為較高，北部有機(jī)質(zhì)含量向高等點(diǎn)位穩(wěn)步上升態(tài)勢(shì)，主要分布在旬邑、淳化。糧食作物商品有機(jī)肥或腐熟農(nóng)家肥施用率不高，土壤有機(jī)質(zhì)提升依靠秸稈還田腐熟技術(shù)。

3.3.2 土壤速效養(yǎng)分狀況 土壤全氮：目前，全市無(wú)低水平樣點(diǎn)，較低水平樣點(diǎn)占比較小并逐年降低，南部1.25～1.5 g/kg區(qū)間樣點(diǎn)占比達(dá)到65%，其中1個(gè)樣點(diǎn)為高水平。北部塬區(qū)當(dāng)前無(wú)低水平樣點(diǎn)，小于1 g/kg的點(diǎn)位逐年減少，占比降低50%。綜合來(lái)看，南部中高等水平占比最多，樣點(diǎn)占比提高22%，主要分布在興平、武功，涇陽(yáng)。北部塬區(qū)中、低水平樣點(diǎn)在減少，主要分布在永壽，較高水平樣點(diǎn)占比增加15%。土壤有效磷：從表4看，監(jiān)測(cè)期間全市區(qū)間樣點(diǎn)分布低水平樣點(diǎn)占比逐年降低，四個(gè)水平南部、北部區(qū)間樣點(diǎn)均有分布，也是變異系數(shù)較高的主要原因，南部、北部高水平點(diǎn)位占比分別提高21%、5%，北部向較高水平上行趨向不明顯。土壤速效鉀：全市當(dāng)前均無(wú)低水平樣點(diǎn)，南部、北部100～200 mg/kg區(qū)間樣點(diǎn)占比分別下降13%、40%，南北區(qū)域中、較高、高三個(gè)水平均有分布，樣點(diǎn)占比有上行趨向。

表4 2017-2020年監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤養(yǎng)分豐缺區(qū)間樣點(diǎn)分布情況

3.3.3 土壤pH值狀況 據(jù)統(tǒng)計(jì)，監(jiān)測(cè)期間全市樣點(diǎn)pH平均值為8.27，無(wú)7.5以下樣點(diǎn)分布。其中，南部pH平均值為8.3，93.47%的樣點(diǎn)分布在8～8.5之間，小于8的樣點(diǎn)為5個(gè)，占比5.43%，大于9的樣點(diǎn)達(dá)到1個(gè)，主要分布在三原。北部塬區(qū)pH值平均為8.23，主要集中在8～8.5區(qū)間，樣點(diǎn)占比95.51%，小于7.5的樣點(diǎn)為6個(gè)，主要分布在長(zhǎng)武、旬邑。與全國(guó)第二次土壤普查比較，pH值有明顯增加趨勢(shì)。

4 小結(jié)及建議

監(jiān)測(cè)期間，全市平均施肥量：純氮、P2O5、K2O分別為15.19 kg/667 m2、6.68 kg/667 m2，3.44 kg/667 m2，氮肥、磷肥均為較高水平，鉀肥為較低水平，施肥水平與土壤氮磷鉀水平基本相符，但有機(jī)肥施用率僅為15.7%，秸稈還田率較高，達(dá)到81.5%，北部玉米還田率低，南部純氮施用量變異逐步縮小，鉀肥施用量處于中低水平，以補(bǔ)鉀為主，不施鉀肥樣點(diǎn)主要分布在北部。土壤養(yǎng)分豐缺水平：到2020年全市土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀均無(wú)低水平樣點(diǎn)，平均含量達(dá)到較高水平，土壤全氮處于中等水平，土壤速效鉀處于較高水平。總體上土壤速效磷、速效鉀變異系數(shù)分別為62.29%、41.01%，尤其速效磷4個(gè)豐缺區(qū)間均有分布，中高等水平不集中。

4.1 提升秸稈還田有機(jī)物質(zhì)利用率。

監(jiān)測(cè)期間全市玉米平均產(chǎn)量為530.8 kg/667m2，秸稈谷草比為2∶1，按12.38%[2]計(jì)算鮮基玉米秸稈中有機(jī)碳還田量為131.5 kg/667 m2，還田后20 d秸稈中碳釋放率為34.9%[3]計(jì)算增加有機(jī)碳45.89 kg，按0.298%[2]計(jì)算還田后10 d秸稈中氮釋放率31.7%[3]僅增加氮1.01 kg，形成明顯的氮少碳多，距30∶1的碳氮比相差較遠(yuǎn)。秸稈施入土壤初始，常與幼苗爭(zhēng)氮爭(zhēng)肥[4]，結(jié)合冬小麥需肥規(guī)律，要重視氮肥的基肥施用。對(duì)土壤全氮處于低水平田塊，在基礎(chǔ)配方上增施純氮3 kg/667 m2作為基肥施用，以提高土壤氮素利用率和氮肥當(dāng)季利用率。有條件的田塊，每667 m2增施秸稈腐熟劑10 kg。

4.2 平衡土壤養(yǎng)分，提升土壤養(yǎng)分利用率

磷素參與氮代謝、硝酸鹽還原、氨的同化以及蛋白質(zhì)合成[5]，但其移動(dòng)性小,易被固定吸附，對(duì)于土壤速效磷處于低水平田塊，增施P2O52 kg/667 m2。土壤速效鉀為中等水平及不施鉀田塊，建議增施K2O 2.5 kg/667 m2。南部玉米秸稈還田后，對(duì)目標(biāo)產(chǎn)量400 kg/667 m2以上的田塊，建議小麥?zhǔn)┓实租浥浔葹?5∶8∶5。北部冬小麥土壤全氮為低水平、純氮施用量小于10 kg/667 m2田塊，施肥時(shí)要氮磷配合，適時(shí)適量增施純氮4 kg/667 m2。

4.3 要重視土壤pH值

一般pH值升高一個(gè)單位，鋅的溶解度下降100倍。高pH值也會(huì)促進(jìn)Mn2+被氧化，尤其是北部干旱少水，活性錳的根表遷移和體內(nèi)運(yùn)輸受到抑制[5]。同時(shí)也是影響土壤固磷作用的重要因子[6]。在pH值8.5～9的強(qiáng)堿田塊，建議每667 m2增施土壤調(diào)理劑50 kg，以調(diào)節(jié)改善土壤理化性狀，提高微量敏感元素的利用率。