基于長期肥力監(jiān)測的土壤養(yǎng)分動態(tài)變化分析

摘要 為明確耕地土壤肥力變化特征，進(jìn)一步提升地力，本文基于1984年第二次土壤普查和2010—2022年20個長期定位監(jiān)測點(diǎn)的土壤養(yǎng)分主要指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了該地區(qū)耕地有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量動態(tài)變化情況。結(jié)果表明，2010—2022年監(jiān)測點(diǎn)土壤有機(jī)質(zhì)平均含量17.82～21.70 g/kg，堿解氮平均含量91.9～138.9 mg/kg，速效磷平均含量18.68～32.13 mg/kg和速效鉀平均含量183～230 mg/kg；近13年監(jiān)測點(diǎn)土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量整體呈波動上升趨勢，速效磷平均含量呈緩慢下降后逐漸平穩(wěn)趨勢，速效鉀平均含量呈波動變化并保持相對平穩(wěn)趨勢，土壤總體養(yǎng)分趨于平衡，土壤整體肥力水平保持上升趨勢。

關(guān)鍵詞 土壤肥力監(jiān)測；土壤養(yǎng)分；測土配方施肥；耕地質(zhì)量；化肥減量

中圖分類號 S158.3" " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A" " 文章編號 1007-7731（2024）16-0074-05

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.16.018

Analysis of dynamic changes of soil nutrients based on long-term fertility monitoring

CHEN Xianxin1" " HAN Leyong1" " XUE Ruijuan1" " WANG Zhuang2" " HU Jianjun1

（1Agriculture and Rural Bureau of Jiaxiang County， Jiaxiang 272400， China;

2Laosengtang Agricultural Technology Extension Service Center， Jining 272400， China）

Abstract To clarify the characteristics of soil fertility changes in the cultivated land， and to further enhance soil productivity， the dynamic changes of comprehensive evaluation indicators of cultivated land were analyzed， including organic matter， alkali-hydrolyzable nitrogen， available phosphorus， and available potassium， based on the monitoring data of main soil nutrient indicators from the second soil survey in 1984 and 20 long-term monitoring sites from 2010 to 2022. The results indicated that from 2010 to 2022， the soil organic matter content ranged from 17.82 to 21.70 g/kg， the alkali-hydrolyzable nitrogen content varied from 91.9 to 138.9 mg/kg， the average available phosphorus content ranged from 18.68 to 32.13 mg/kg， and the average available potassium content varied from 183 to 230 mg/kg at the monitoring sites. Over the past 13 years， the soil organic matter and alkali-hydrolyzable nitrogen contents at the monitoring sites showed an overall trend of fluctuating increase， the average available phosphorus content exhibited a slow decline followed by a gradual stabilization trend， and the average available potassium content showed fluctuating changes while maintaining a relatively stable trend. The overall soil nutrient levels tended towards balance， and the overall soil fertility level maintained a continuous upward trend.

Keywords soil fertility monitoring; soil nutrients; soil testing and formula fertilization; cultivated land quality; fertilizer reduction

耕地質(zhì)量是農(nóng)作物獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)之一，了解耕地質(zhì)量的動態(tài)變化對科學(xué)施肥和耕地可持續(xù)利用具有重要意義。已有相關(guān)學(xué)者基于第二次土壤普查成果，開展土壤肥力時空演變特征的研究。勞紅磊等[1]基于安徽中北部耕地質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合多年測土配方施肥和耕地質(zhì)量等級年度調(diào)查結(jié)果，對耕地質(zhì)量進(jìn)行評價，結(jié)果表明該地區(qū)耕地土壤肥力總體為中等水平。郭成士等[2]分析了豫東潮土區(qū)長期定位試驗(yàn)14年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，明確了常規(guī)化肥施用模式下農(nóng)田土壤肥力和作物產(chǎn)量的演變特征及其對施肥的響應(yīng)，為該地區(qū)農(nóng)田科學(xué)合理施肥提供了參考。根據(jù)全國測土配方施肥項(xiàng)目要求，在山東嘉祥地區(qū)13個鎮(zhèn)、街道及經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)內(nèi)選擇有代表性的潮土、褐土和水稻土，建立20個長期土壤肥力定位監(jiān)測點(diǎn)，以了解土壤主要養(yǎng)分年際動態(tài)變化。本文基于山東嘉祥地區(qū)第二次土壤普查（1984年）以及2010—2022年監(jiān)測點(diǎn)耕地質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)和研究區(qū)內(nèi)綜合采樣點(diǎn)耕地質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析耕地土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀肥力指標(biāo)的變化特征，了解該地區(qū)耕地土壤肥力狀況和時空變化特征，制定科學(xué)合理的土壤改良培肥技術(shù)措施，提高農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)能力，為科學(xué)推廣配方施肥培肥地力和農(nóng)業(yè)持續(xù)良性發(fā)展提供參考。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)基本情況

研究區(qū)地處116°06′～116°27′ E，35°11′～35°38′ N，耕地中低山丘陵占比12.2%，平原占比較大。土壤主要為黃水夾帶泥砂沉積覆蓋的黃泛物質(zhì)發(fā)育成土，土壤形成進(jìn)程中有效養(yǎng)分含量差異較大，分布具有不均衡性。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)來源于研究區(qū)第二次土壤普查（1984年）和2010—2022年20個長期土壤肥力定位監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)和縣域內(nèi)綜合采樣點(diǎn)耕地質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)。監(jiān)測點(diǎn)土樣按照土壤采樣技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行田間采樣，土樣在室內(nèi)自然風(fēng)干處理，對土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀進(jìn)行檢測。土壤有機(jī)質(zhì)含量參照《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》土壤檢測第6部分（NY/T 1121.6—2006），采用重鉻酸鉀-硫酸溶液氧化法測定；土壤堿解氮含量測定參照凱氏定氮法；土壤速效磷含量參照土壤檢測第7部分（NY/T 1121.7—2014），采用氟化銨-鹽酸浸提鉬銻抗比色法測定；土壤速效鉀含量測定參照《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》土壤速效鉀含量的測定（NY/ T889—2004），采用乙酸銨浸提-火焰光度法進(jìn)行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

運(yùn)用Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機(jī)質(zhì)含量變化

土壤有機(jī)質(zhì)是衡量土壤肥力的一項(xiàng)重要指標(biāo)[3]，有機(jī)質(zhì)含量高低會影響土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是土壤蓄水、保肥和供肥能力的關(guān)鍵要素之一[4]。根據(jù)1984年第二次土壤普查，研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)平均含量9.2 g/kg。長期定位監(jiān)測點(diǎn)13年間（2010—2022年）土壤有機(jī)質(zhì)平均含量在17.82～21.70 g/kg（表1），較第二次土壤普查（9.2 g/kg）有了很大提高。整體來看，自測土配方施肥和化肥減量增效項(xiàng)目實(shí)施以來，研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量在近13年的變化整體呈緩慢升高后逐漸平穩(wěn)趨勢，與全縣土壤有機(jī)質(zhì)含量變化趨勢基本一致（圖1）。土壤有機(jī)質(zhì)含量的提高與實(shí)行秸稈粉碎還田和土壤增施有機(jī)肥等措施有關(guān)[5-6]。

2.2 土壤堿解氮含量變化

土壤堿解氮含量與當(dāng)季農(nóng)作物施用氮肥量有直接關(guān)聯(lián)。根據(jù)1984年第二次土壤普查，研究區(qū)土壤堿解氮平均含量（55 mg/kg）處于較低水平；2010—2022年監(jiān)測點(diǎn)土壤堿解氮平均含量在91.9～138.9 mg/kg（表2）。從近13年（2010—2022年）土壤堿解氮檢測結(jié)果可以看出，研究區(qū)土壤平均堿解氮含量總體呈現(xiàn)波動上升趨勢，與全縣土壤平均堿解氮含量變化趨勢基本一致（圖2），整體含量水平較第二次土壤普查有了很大提高，這得益于測土配方施肥和“減氮、控磷、增鉀”化肥減量增效等項(xiàng)目的開展。不同年份土壤堿解氮含量存在差異，可能與種植作物結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素有關(guān)。

2.3 土壤速效磷含量變化

研究區(qū)土壤形成進(jìn)程中土壤有效磷基礎(chǔ)含量較低。根據(jù)1984年第二次土壤普查，研究區(qū)土壤速效磷平均含量（5.5 mg/kg）較低，一定程度上影響了當(dāng)時農(nóng)作物產(chǎn)量的提升；土壤堿解氮和速效磷質(zhì)量比為10∶1（w/w），土壤氮磷比例存在較大優(yōu)化空間。2010—2022年監(jiān)測點(diǎn)土壤速效磷平均含量在18.68～32.13 mg/kg（表3）。從圖3可以看出，近13年監(jiān)測點(diǎn)和全縣土壤速效磷平均含量呈緩慢下降后逐漸平穩(wěn)趨勢，整體含量水平較第二次土壤普查（5.5 mg/kg）有了很大提高。隨著測土配方施肥技術(shù)的推廣和普及，在有效磷含量高的地區(qū)少施磷肥，充分發(fā)揮磷肥的后效，通過增施中微量元素達(dá)到平衡施肥，而在有效磷含量低的地區(qū)增施磷肥。平衡施肥提高了肥料利用率，達(dá)到節(jié)本增效提質(zhì)的目的[7]。在后續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可在推行測土配方施肥技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步合理調(diào)整氮磷配比，促進(jìn)土壤肥力穩(wěn)步提升。

2.4 土壤速效鉀含量變化

鉀肥是影響作物產(chǎn)量的又一重要要素。根據(jù)1984年第二次土壤普查，研究區(qū)土壤速效鉀平均含量167 mg/kg，屬于富鉀區(qū)域。2010—2022年監(jiān)測點(diǎn)土壤速效鉀平均含量在183～230 mg/kg（表4）。從圖4可以看出，近13年監(jiān)測點(diǎn)土壤速效鉀平均含量呈波動變化并保持相對平穩(wěn)趨勢，經(jīng)過近40年土壤培肥，土壤速效鉀含量增幅不大。實(shí)際生產(chǎn)施肥中，由于鉀肥價格相對較高，可能在一定程度上影響了鉀元素的投入；此外，農(nóng)作物產(chǎn)量持續(xù)提高，從土壤中吸收了大量的有效鉀元素，造成土壤速效鉀含量增速較慢。

3 結(jié)論與討論

本文基于山東嘉祥地區(qū)1984年第二次土壤普查數(shù)據(jù)、2010—2022年20個長期定位監(jiān)測點(diǎn)和縣域內(nèi)綜合采樣點(diǎn)的土壤養(yǎng)分主要指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了研究區(qū)耕地評價指標(biāo)有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀平均含量動態(tài)變化情況。自2010年建立土壤長期定位監(jiān)測點(diǎn)以來，通過監(jiān)測分析和推廣科學(xué)的配方施肥技術(shù)，區(qū)域監(jiān)測點(diǎn)土壤平均有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量整體呈波動上升趨勢，速效磷平均含量呈緩慢下降后逐漸平穩(wěn)趨勢，速效鉀平均含量呈波動變化并保持相對平穩(wěn)趨勢，土壤總體養(yǎng)分趨于平衡，土壤整體肥力水平保持持續(xù)上升趨勢，這與田曉蘭等[8]的研究結(jié)果基本一致。通過測土配方施肥項(xiàng)目的實(shí)施，以及深松深耕、秸稈還田、化肥機(jī)械深施、新型肥料替代及水肥一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用[9-10]，實(shí)現(xiàn)化肥減量增效，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：何 艷）