莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗黑土地項(xiàng)目區(qū)耕地質(zhì)量監(jiān)測變化研究

宋昌海王璐*王娜蘇鵬鄂麗麗宏迪

（1呼倫貝爾市農(nóng)牧技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021008；2莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021008）

黑土地是珍貴的土壤資源，是擁有黑色或暗黑色腐殖質(zhì)表土層且性狀好、肥力高、適宜植物生長的優(yōu)質(zhì)土壤[1]。莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗（以下簡稱莫旗）是全國優(yōu)質(zhì)商品糧基地縣和內(nèi)蒙古大豆主產(chǎn)區(qū)之一，一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者受利益的驅(qū)使，管理耕作粗放，重用地輕養(yǎng)地，有機(jī)肥施用面積小，加之水土流失和缺乏合理的輪作制度，耕地出現(xiàn)有機(jī)質(zhì)含量降低、耕層厚度變薄、耕地質(zhì)量下降、土壤板結(jié)等問題。為了有效控制黑土地問題，莫旗在黑土地項(xiàng)目區(qū)實(shí)施了“黑土地養(yǎng)育培肥”東北黑土地綜合保護(hù)模式，布設(shè)了106個耕地質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測黑土地項(xiàng)目區(qū)耕地質(zhì)量情況，3年連續(xù)針對6項(xiàng)主要指標(biāo)進(jìn)行了監(jiān)測分析。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

莫旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市東部、大興安嶺東麓中段、嫩江西岸，地處大興安嶺向松嫩平原過渡的黑土帶，土壤類型分為黑土、暗棕壤、草甸土3個土類、5個亞類、9個土屬、27個土種，黑土地面積為47.83萬hm2，占耕地面積的96.05%。2018年選擇莫旗作為新增東北黑土地保護(hù)利用試點(diǎn)旗縣，綜合考慮當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?、氣候條件、土壤類型、種植業(yè)結(jié)構(gòu)等因素，實(shí)施“黑土地養(yǎng)育培肥”東北黑土地綜合保護(hù)模式并開展耕地質(zhì)量跟蹤監(jiān)測。

1.2 土壤樣品采集

根據(jù)地塊性狀采用棋盤法均勻、隨機(jī)選取10～20個樣點(diǎn)，取樣深度為0～20 cm，各個樣點(diǎn)的土樣充分混勻后，用四分法留取1 kg裝袋，以備化驗(yàn)分析。

1.3 指標(biāo)測定

土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化法測定，全氮采用自動定氮儀法測定，有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度法測定，容重采用環(huán)刀法測定，pH值采用電位法測定。

1.4 土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)

土壤養(yǎng)分共分為5級（表1），1～5級所代表的含義分別為高、較高、中等、較低和低。

表1 土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機(jī)質(zhì)

土壤有機(jī)質(zhì)是衡量土壤肥力高低，判斷土壤結(jié)構(gòu)適宜程度的重要標(biāo)志。有機(jī)質(zhì)不僅能為植物生長提供多種營養(yǎng)和能量，提高土壤的保肥能力，還能有效改善土壤結(jié)構(gòu)性能以及土壤理化性狀[2]。土壤有機(jī)質(zhì)含量監(jiān)測結(jié)果（表2）表明，2018—2020年莫旗黑土地項(xiàng)目區(qū)監(jiān)測點(diǎn)土壤有機(jī)質(zhì)含量逐年增加，2018年土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為42.49 g/kg，2019年和2020年土壤有機(jī)質(zhì)平均含量分別為43.17 g/kg和44.33 g/kg。2019年和2020年分別提升了1.60%和4.33%。從土壤有機(jī)質(zhì)分級標(biāo)準(zhǔn)來看，2018—2020年土壤有機(jī)質(zhì)含量主要集中在1級水平，3年占比分別為63.21%、57.93%和63.80%；其次是2級水平，3年占比分別為30.92%、31.12%和25.44%，3級水平和4級水平占比較少，5級水平?jīng)]有。

表2 2018—2020年項(xiàng)目區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量

2.2 土壤全氮

土壤全氮能反映土壤氮素的貯藏量，是用于衡量土壤肥力的重要指標(biāo)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的養(yǎng)分限制因子[3]。土壤全氮含量監(jiān)測結(jié)果（表3）表明，2018—2020年莫旗黑土地項(xiàng)目區(qū)監(jiān)測點(diǎn)土壤全氮含量總體水平有所提升。2018年土壤全氮平均含量為 2.23 g/kg，2019年和2020年分別為 2.29 g/kg和2.35 g/kg。2019年和2020年較2018年分別提升了2.69%和5.38%。從土壤全氮分級標(biāo)準(zhǔn)來看，2018—2020年有機(jī)質(zhì)含量主要集中在2級水平，3年占比分別為56.95%、59.88%和58.90%；其次是1級水平，3年占比分別為27.20%、32.68%和33.46%，3級水平和4級水平占比較低。

2.3 土壤有效磷

有效磷是土壤磷素供應(yīng)水平高低的重要標(biāo)志，直接影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[4]。土壤有效磷含量監(jiān)測結(jié)果（表4）表明，2018—2020年莫旗黑土地項(xiàng)目區(qū)監(jiān)測點(diǎn)土壤的有效磷含量總體呈現(xiàn)上升趨勢。2018年土壤有效磷平均含量為27.02 mg/kg，2019年和2020年分別為26.08mg/kg和30.19mg/kg。2019年降低了3.48%，2020年提升了11.73%。從土壤有效磷分級標(biāo)準(zhǔn)來看，2018—2020年1級水平和5級水平占比逐漸增加，2級水平和4級水平逐漸降低，3級水平總體呈上升趨勢。

2.4 土壤速效鉀

鉀是農(nóng)作物生長發(fā)育過程中必需的3種大量元素之一，而土壤中的速效鉀是可被當(dāng)季農(nóng)作物吸收的鉀素[5]。土壤速效鉀含量監(jiān)測結(jié)果（表5）表明，2018—2020年莫旗黑土地項(xiàng)目區(qū)的土壤速效鉀含量顯著升高。2018年土壤速效鉀的平均含量為182.36 mg/kg，2019年和2020年分別為222.73 mg/kg和241.28 mg/kg。2019年和2020年較2018年分別提升了22.14%和32.31%。從土壤速效鉀分級標(biāo)準(zhǔn)來看，2018—2020年速效鉀含量主要集中在1級水平，3年占比分別為31.90%、67.51%和65.95%，3年占比水平增加顯著；其次是2級水平，3年占比分別為35.03%、23.09%和22.50%，3年占比水平逐漸降低；3級水平和4級水平3年占比總體呈逐年降低趨勢；5級水平2019年占比0.20%。

2.5 土壤容重

土壤容重是指干容重，又稱“土壤假比重”，是土壤重要的物理性質(zhì)之一。土壤容重大小反映松緊度與孔隙度、抗侵蝕性、透氣性、入滲性能、溶質(zhì)遷移以及持水能力的高低，是衡量土壤環(huán)境好壞、土壤肥力和作物生長的重要指標(biāo)[6]。

土壤容重含量監(jiān)測結(jié)果（表6）表明，2018—2020年莫旗黑土地項(xiàng)目區(qū)監(jiān)測點(diǎn)土壤容重有所降低。2018年土壤容重平均值為1.19 g/cm3，2019年和2020年分別為 1.16 g/cm3和1.11 g/cm3。2019年和2020年較2018年分別降低了2.52%和6.72%。從土壤容重分級標(biāo)準(zhǔn)來看，2018—2020年容重主要集中在 1級水平，3年占比分別為 45.21%、44.03%和40.70%，3年占比逐年降低；其次是3級水平，3年占比分別為24.85%、22.70%和26.42%，3年占比略有增加；2級水平逐年降低；4級水平和5級水平3年占比水平有所增加。

表6 2018—2020年項(xiàng)目區(qū)土壤容重

2.6 土壤pH值

土壤pH值用來衡量土壤中酸堿性物質(zhì)的多少，其主要取決于土壤溶液中氫離子和氫氧根離子的濃度，直接影響土壤中各元素的存在形式和狀態(tài)，進(jìn)而影響植物生長[7]。土壤pH值監(jiān)測結(jié)果（表7）表明，2018—2020年莫旗黑土地項(xiàng)目區(qū)監(jiān)測點(diǎn)土壤pH值均升高。2018年土壤 pH均值為5.87，2019年和2020年分別為6.04和6.07。2019年和2020年較2018年分別提高了2.90%和3.41%。從土壤pH值分級標(biāo)準(zhǔn)來看，2018—2020年pH值主要集中在2級水平，3年占比分別為55.77%、48.73%和51.08%，總體水平有所下降；其次是1級水平，3年占比分別為32.68%、49.90%和41.49%，3年占比水平呈增加趨勢；3級水平呈降低趨勢；4級水平和5級水平無分布。

表7 2018—2020年項(xiàng)目區(qū)土壤pH值

2.7 各指標(biāo)間相關(guān)性分析

土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、容重、pH值等6項(xiàng)主要指標(biāo)相關(guān)分析結(jié)果（表8）表明：有機(jī)質(zhì)與全氮、速效鉀、pH值成極顯著正相關(guān)，與容重成極顯著負(fù)相關(guān)，與有效磷成顯著正相關(guān)；全氮與速效鉀、pH值成極顯著正相關(guān)，與容重成極顯著負(fù)相關(guān)；有效磷與速效鉀成極顯著正相關(guān)，與容重成極顯著負(fù)相關(guān)；速效鉀與pH值成極顯著正相關(guān)，與容重成極顯著負(fù)相關(guān)；容重與pH值成顯著負(fù)相關(guān)。該結(jié)果可為深入了解各指標(biāo)間的相互關(guān)系提供參考。

表8 各指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)

3 結(jié)論與討論

2018—2020年對莫旗黑土地項(xiàng)目區(qū)106個耕地質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)的有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、容重、pH值進(jìn)行監(jiān)測。結(jié)果表明，與2018年相比，2020年有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀的平均含量分別提高了4.33%、5.38%、11.73%、32.31%，土壤容重均值降低了6.72%，土壤pH值均值增加了3.41%。

自2018年以來，莫旗積極推進(jìn)東北黑土地保護(hù)利用工作[8]。在10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)31個村實(shí)施東北黑土地保護(hù)利用項(xiàng)目，探索了適宜莫旗的“黑土地養(yǎng)育培肥”東北黑土地綜合保護(hù)模式，以秸稈粉碎還田措施為核心，配套增施有機(jī)肥，以構(gòu)建深厚的耕層土壤為目的，把秸稈和有機(jī)肥同時深翻深混還田，實(shí)施“玉米—大豆”或“玉米—玉米—大豆”輪作。理想的耕種土壤應(yīng)富含有機(jī)質(zhì)、元素種類全、易吸收、供應(yīng)持久、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)好、酸堿適宜。在秸稈粉碎還田和增施有機(jī)肥的基礎(chǔ)上深翻，有利于作物根系深扎；改善了土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，水分、營養(yǎng)充足供應(yīng)，確保作物健康生長；土壤微生物數(shù)量和活性增加，能不斷固定、分解和吸收養(yǎng)分，為作物提供各種有效養(yǎng)分。不同作物之間進(jìn)行合理輪作，能充分利用作物特點(diǎn)，既能有效提升土壤肥力，還能達(dá)到用地養(yǎng)地結(jié)合的目的。通過對黑土地項(xiàng)目區(qū)耕地質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)2020年6項(xiàng)主要指標(biāo)較2018年有所提升，“黑土地養(yǎng)育培肥”東北黑土地綜合保護(hù)模式遏制了黑土地退化，提升了耕地質(zhì)量。