測(cè)土配方施肥對(duì)義烏市耕地質(zhì)量的影響

周維明，陳國(guó)安，王黎明，賀麗萍，吳春艷*

(1.義烏市農(nóng)技推廣服務(wù)中心,浙江義烏 322000; 2.義烏市佛堂鎮(zhèn)農(nóng)合聯(lián),浙江義烏 322000; 3.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境資源與土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)

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測(cè)土配方施肥對(duì)義烏市耕地質(zhì)量的影響

周維明1，陳國(guó)安1，王黎明2，賀麗萍3，吳春艷3*

(1.義烏市農(nóng)技推廣服務(wù)中心,浙江義烏 322000; 2.義烏市佛堂鎮(zhèn)農(nóng)合聯(lián),浙江義烏 322000; 3.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境資源與土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)

摘 要：為有效開展耕地質(zhì)量提升工作,對(duì)義烏市基本農(nóng)田試點(diǎn)土壤進(jìn)行測(cè)試,針對(duì)土壤肥力狀況,建立測(cè)土配方施肥指標(biāo)體系,提出相應(yīng)施肥方案。通過(guò)測(cè)土配方施肥,義烏市2008—2014年土壤有機(jī)質(zhì)含量明顯提升,土壤全氮含量下降,有效磷、速效鉀含量提高,土壤質(zhì)量得到一定改善。受農(nóng)民意識(shí)限制,測(cè)土配方施肥項(xiàng)目很難全面實(shí)施,因此,它將是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的工作。

關(guān)鍵詞：耕地質(zhì)量;測(cè)土配方施肥;義烏

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20160245

耕地質(zhì)量的不良變化正在對(duì)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重的威脅［1-2］。耕地質(zhì)量的評(píng)價(jià)是耕地質(zhì)量管理的基礎(chǔ)工作,只有科學(xué)地對(duì)耕地質(zhì)量進(jìn)行全面評(píng)價(jià),了解耕地存在的問(wèn)題,才能有效、有針對(duì)性地開展耕地質(zhì)量的提升工作［3］。一個(gè)國(guó)家的糧食生產(chǎn)能力主要由兩方面的因素決定,一方面是耕地?cái)?shù)量,另一方面是耕地質(zhì)量,即單位耕地的生產(chǎn)能力。在人類的歷史進(jìn)程中,確保人類總體糧食需要的最根本途徑也只有2條,一是擴(kuò)大糧食種植面積,二是提高單位耕地的產(chǎn)量［4］。我國(guó)土地總面積約為9.6億hm2,但可以用于食物生產(chǎn)的土地資源(耕地、園地、草地)約4.64億hm2,其中生態(tài)極為脆弱的陡坡地和森林、草原、濕地、水面、荒灘、自然保護(hù)區(qū)等占了較大比例［1］。今后我國(guó)耕地總面積不但難以增加,且隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快,大量?jī)?yōu)質(zhì)耕地被非農(nóng)用地征用,特別是在我國(guó)經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)［5］。據(jù)張鳳榮［6］測(cè)算,1997—2030年,我國(guó)居住、建設(shè)(不含公路、鐵路等基礎(chǔ)建設(shè)用地)占用耕地將達(dá)534.27萬(wàn)hm2,平均每年16.02萬(wàn)hm2。據(jù)耕地評(píng)等定級(jí)結(jié)果,我國(guó)耕地質(zhì)量狀況并不理想,而且普遍認(rèn)為我國(guó)耕地質(zhì)量總體水平有下降趨勢(shì)［7-8］。在耕地后備資源有限及巨大的非農(nóng)化壓力下,保障未來(lái)糧食安全的根本途徑是提高耕地質(zhì)量和增強(qiáng)耕地生產(chǎn)能力［9-12］。農(nóng)業(yè)部從2005年開展全國(guó)性測(cè)土施肥計(jì)劃,旨在從土壤測(cè)試和田間試驗(yàn)入手,通過(guò)肥料配方和專用肥、復(fù)混肥等配方肥的生產(chǎn)與施用,為農(nóng)民提供配套的施肥技術(shù)服務(wù)。本研究基于2008—2014年義烏市測(cè)土配方施肥監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),分析測(cè)土配方施肥后對(duì)耕地肥力提升效果及存在的問(wèn)題,以掌握耕地質(zhì)量演變趨勢(shì),對(duì)耕地質(zhì)量提升,改善生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重要意義,從而也為耕地質(zhì)量管理與耕地質(zhì)量培肥提供借鑒和參考。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

義烏市位于金衢盆地東部,全市現(xiàn)有耕地面積2.172萬(wàn)hm2,其中水田1.821萬(wàn)hm2,全年農(nóng)作物復(fù)種面積2.9萬(wàn)hm2。義烏屬亞熱帶季風(fēng)氣候,溫和濕潤(rùn),四季分明,年平均氣溫在17℃左右,平均氣溫以7月最高,為29.3℃,1月最低,為4.2℃。年無(wú)霜期為243 d左右。年降水量為1 100～1 600 mm。地貌類型以低丘和河谷平原為主。義烏有紅壤、黃壤、紫色土、石灰(巖)土、水稻土、基性巖土、潮土、和粗骨土8個(gè)土類,計(jì)15個(gè)亞類、32個(gè)土屬和46個(gè)土種。2009年對(duì)全市13個(gè)鎮(zhèn)(街道)進(jìn)行測(cè)土配方施肥,本研究選取其中5個(gè)鎮(zhèn)(街道)耕地進(jìn)行測(cè)土配方施肥對(duì)耕地質(zhì)量的影響評(píng)價(jià)。

1.2土壤樣品采集與分析

在2009年全市進(jìn)行測(cè)土配方施肥后,根據(jù)土壤基本理化性質(zhì),建立測(cè)土配方施肥技術(shù)體系,確立施肥方案,2014年在義烏市上溪鎮(zhèn)、義亭鎮(zhèn)、佛堂鎮(zhèn)、赤岸鎮(zhèn)和城西街道5個(gè)鎮(zhèn)(街道)實(shí)施測(cè)土配方施肥效果評(píng)價(jià)。

采樣同時(shí),記錄樣點(diǎn)的立地條件、土地利用、生產(chǎn)條件、施肥水平等信息。土樣分析項(xiàng)目包括pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀等。土壤理化性質(zhì)用常規(guī)方法測(cè)定［13］。

1.3數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)使用Excel 2007軟件進(jìn)行分析。

2　結(jié)果與分析

2.1土壤基本理化性質(zhì)

通過(guò)對(duì)義烏市13個(gè)鎮(zhèn)(街道) 2 078個(gè)樣品的pH值測(cè)定,結(jié)果(表1)表明,義烏市土壤普遍偏酸性,且強(qiáng)酸性土壤(pH＜5.5)所占比例較高,占總樣品數(shù)量的45.0%,主要集中在赤岸鎮(zhèn)、廿三里街道和佛堂鎮(zhèn),強(qiáng)酸性土壤所占比例均超過(guò)當(dāng)?shù)剞r(nóng)田檢測(cè)比例的50%,其中赤岸鎮(zhèn)79.7%的檢測(cè)土壤pH值呈強(qiáng)酸性。

表1　2009年義烏市13個(gè)鎮(zhèn)（街道）耕地的土壤基本理化性質(zhì)

義烏土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低,土壤有機(jī)質(zhì)含量＜20 g·kg-1的采樣點(diǎn)占總測(cè)樣量的83.0%,其中有機(jī)質(zhì)含量＜10 g·kg-1的樣品量占總樣品量的41.1%;僅有0.4%樣品的土壤有機(jī)質(zhì)含量＞30 g·kg-1;不同鎮(zhèn)(街道)土壤有機(jī)質(zhì)的含量差異較大,從義烏各鎮(zhèn)(街道)土壤有機(jī)質(zhì)的平均含量來(lái)看,以后宅街道土壤有機(jī)質(zhì)平均含量最高,為23.39 g·kg-1,其他各鎮(zhèn)(街道)土壤有機(jī)質(zhì)平均含量均＜20 g·kg-1,佛堂鎮(zhèn)和上溪鎮(zhèn)土壤有機(jī)質(zhì)平均含量＜10 g·kg-1。

義烏市土壤全氮平均含量為2.12 g·kg-1,處于中等偏上水平,僅11.4%的測(cè)試土壤全氮含量＜1.0 g·kg-1,且7.8%位于佛堂鎮(zhèn),其他各鎮(zhèn)(街道)全氮含量相對(duì)較高,后宅街道所有檢測(cè)土壤全氮含量均＞2.0 g·kg-1,個(gè)別土壤全氮含量甚至＞5.0 g·kg-1。

各測(cè)試土壤有效磷、速效鉀含量普遍偏低,其中有效磷含量＜5 mg·kg-1的土壤占總測(cè)試土壤的43.4%,速效鉀含量＜50 mg·kg-1的占63.0%;且各鎮(zhèn)(街道)土壤有效磷、速效鉀含量差異極大,有效磷最大差距達(dá)1 000多倍(赤岸鎮(zhèn));速效鉀最低值和最高值之間也相差100多倍。

2.2建立測(cè)土配方施肥指標(biāo)體系

根據(jù)土壤測(cè)試結(jié)果,結(jié)合以往工作基礎(chǔ)及3414田間試驗(yàn)結(jié)果,建立測(cè)土配方施肥指標(biāo)體系,指導(dǎo)農(nóng)民合理施肥。測(cè)土配方施肥指標(biāo)體系依據(jù)基本原則如下:

土壤有機(jī)碳增量=有機(jī)物料投入量-土壤有機(jī)質(zhì)礦化量=有機(jī)物料中碳×腐殖化系數(shù)-土壤有機(jī)碳×土壤有機(jī)質(zhì)礦化率。

大量試驗(yàn)結(jié)果表明,浙江省有機(jī)物料(包括鮮豬廄肥)的腐殖化系數(shù)為0.3左右,土壤有機(jī)質(zhì)礦化率在4%左右［14］。

化肥氮的施用量=推薦施氮量-有機(jī)肥含氮量×當(dāng)季礦化率=目標(biāo)產(chǎn)量吸氮量/0.8 -有機(jī)肥含氮量×當(dāng)季礦化率。

通過(guò)長(zhǎng)期肥料定位試驗(yàn),用多年施入稻田氮的總和與回收氮的比值來(lái)計(jì)算氮的累積利用率,發(fā)現(xiàn)氮的累積利用率的80%左右［15-16］,因此,推薦施氮量為:目標(biāo)產(chǎn)量的吸氮量/0.8,由于施入土壤中的氮部分被土壤所固定,土壤氮的固定與釋放動(dòng)態(tài)相對(duì)平衡,因而此處不考慮土壤有機(jī)質(zhì)分解礦化的氮。

化肥磷的施肥量=推薦施磷量-有機(jī)肥含磷量。

當(dāng)有效磷＜5 mg·kg-1時(shí),磷肥施用量=吸磷量×1.5;當(dāng)有效磷5～15 mg·kg-1時(shí),磷肥施用量為吸磷量×1.2;當(dāng)有效磷15～25 mg·kg-1時(shí),磷肥施用量為吸磷量;當(dāng)有效磷25～50 mg·kg-1時(shí),磷肥施用量為吸磷量×0.8;當(dāng)有效磷＞50 mg· kg-1時(shí),磷肥施用量為吸磷量×0.5,晚稻不施磷化肥。

化肥鉀的施肥量=推薦施鉀量-有機(jī)肥含鉀量。

當(dāng)土壤中速效鉀＜120 mg·kg-1時(shí),鉀肥的施用量=水稻吸鉀量/0.9;當(dāng)土壤中速效鉀120～200 mg·kg-1時(shí),鉀肥的施用量=水稻吸鉀量;當(dāng)土壤中速效鉀＞200 mg·kg-1時(shí),鉀肥的施用量=水稻吸鉀量×0.8。

2.3土壤理化性質(zhì)變化趨勢(shì)

2008和2014年分析結(jié)果(表2)表明,測(cè)土配方施肥后農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量總體上表現(xiàn)為穩(wěn)中有升的趨勢(shì),各鎮(zhèn)(街道)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量均由原來(lái)平均＜15.0 g·kg-1上升到平均＞20.0 g·kg-1,且除了城西街道平均上升了8.26 g·kg-1外,其他各鎮(zhèn)(街道)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量平均上升了＞10.0 g·kg-1。

表2　通過(guò)測(cè)土配方施肥土壤養(yǎng)分的變化情況

土壤全氮含量整體下降,平均下降0.29～1.13 g·kg-1,下降幅度達(dá)15.8%～43.3%。土壤全氮含量下降的原因主要是通過(guò)測(cè)土配方施肥,調(diào)整了氮、磷、鉀三要素施用比例,實(shí)行以產(chǎn)定氮,從而減少了氮肥施用量,提高了化肥的利用率。

土壤有效磷和速效鉀都增加明顯,如義亭鎮(zhèn)土壤有效磷平均含量增加了3.5倍,但是各區(qū)塊增加幅度差異極大,各鎮(zhèn)(街道)增加量均以種植瓜果、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物區(qū)土壤有效磷和速效鉀增量最大,其中經(jīng)濟(jì)作物區(qū)土壤有效磷含量增加量37.83～132.89 mg·kg-1,而糧食生產(chǎn)區(qū),土壤有效磷的增加量為4.28～13.8 mg·kg-1;經(jīng)濟(jì)作物區(qū)土壤速效鉀含量增加量102.45～166.4 mg·kg-1,糧食生產(chǎn)區(qū)平均增加28.65 mg·kg-1。

土壤對(duì)植物生長(zhǎng)所必需的大多數(shù)營(yíng)養(yǎng)元素,于pH值6～7有效度最高。但是通過(guò)效果評(píng)價(jià)結(jié)果表明,只有城西街道土壤pH值平均值達(dá)到了6～7,義亭鎮(zhèn)土壤平均pH值增加了0.19;赤岸鎮(zhèn)和佛堂鎮(zhèn)基本保持在原來(lái)的水平,沒(méi)有明顯變化;而上溪鎮(zhèn)土壤pH值卻明顯下降,平均下降0.68個(gè)單位,其原因可能主要是由于上溪鎮(zhèn)土壤有效磷和速效鉀基數(shù)較低,后期土壤有效磷和速效鉀增加明顯,從而導(dǎo)致土壤pH值下降幅度大。

3　小結(jié)與討論

肥料在作物的生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用,特別是化肥的施用對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)起到了決定性的作用［17-19］。義烏是目前全球最大的小商品集散中心。被聯(lián)合國(guó)、世界銀行等國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)確定為世界第一大市場(chǎng)。近幾年由于各種非農(nóng)建設(shè)占用大量熟化程度高、產(chǎn)出率高的耕地,加上有機(jī)肥施用量逐年減少,化肥施用量增加,施肥養(yǎng)分比例失調(diào),高強(qiáng)度耕作等,導(dǎo)致耕地地力下降、農(nóng)作物養(yǎng)分不平衡、影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全,增加環(huán)境負(fù)擔(dān)。

通過(guò)測(cè)土施肥項(xiàng)目的開展,建立和完善“以科研為基礎(chǔ)、以推廣為主體、以企業(yè)為紐帶、以農(nóng)民為對(duì)象”的新時(shí)期科學(xué)施肥體系,從而改變農(nóng)民的傳統(tǒng)觀念,全面推廣養(yǎng)分資源綜合管理,有效地提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,減少化肥用量,促進(jìn)土壤養(yǎng)分平衡。但是,從目前施肥情況來(lái)看,由于農(nóng)戶間肥料施用技術(shù)水平差異較大,且部分農(nóng)戶不愿接受培訓(xùn)、指導(dǎo),化肥用量仍存在過(guò)量、不均衡等問(wèn)題,因此,測(cè)土配方施肥將是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作。

在今后的工作中,一方面要繼續(xù)積極引導(dǎo)農(nóng)民合理、均衡施肥;另一方面應(yīng)建立和加強(qiáng)地力數(shù)據(jù)庫(kù)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作,及時(shí)了解耕地地力變化情況,密切關(guān)注耕地質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化,從而為制定施肥方案、及時(shí)修正施肥方法、改善耕地地力培肥措施及耕地質(zhì)量管理等提供依據(jù)。

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(責(zé)任編輯：吳益?zhèn)?

通信作者:吳春艷,E-mail:wuchyan2012@163.com。

作者簡(jiǎn)介:周維明(1963—),浙江諸暨人,高級(jí)農(nóng)藝師,從事農(nóng)技推廣工作,E-mail:2223716659@qq.com。

基金項(xiàng)目:國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2015BAD23B03)

收稿日期:2015-12-12

中圖分類號(hào)：S156

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：0528-9017(2016)02-0280-04

文獻(xiàn)著錄格式:周維明,陳國(guó)安,王黎明,等.測(cè)土配方施肥對(duì)義烏市耕地質(zhì)量的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,57 (2):280-283.