泰州市不同農(nóng)區(qū)土壤養(yǎng)分狀況與變化趨勢(shì)研究

崔振 吉莉

摘? 要：通過分析2012—2017年以來分布于泰州市3大農(nóng)區(qū)的20個(gè)省級(jí)耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量數(shù)據(jù)，計(jì)算了土壤養(yǎng)分綜合指數(shù)。結(jié)果表明，近年來泰州市耕地土壤養(yǎng)分水平總體保持平穩(wěn)，符合“穩(wěn)氮、控磷、增鉀”的總體要求，與1982年第二次耕地質(zhì)量普查結(jié)果相比有明顯提升;不同農(nóng)區(qū)土壤養(yǎng)分狀況不盡相同，其中里下河農(nóng)區(qū)養(yǎng)分綜合指數(shù)最高，高沙土農(nóng)區(qū)最低，生產(chǎn)中應(yīng)注重因地制宜，采取多種措施改良土壤性質(zhì)，培肥耕地地力。

關(guān)鍵詞：耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè);土壤養(yǎng)分綜合指數(shù);內(nèi)梅羅法;泰州市

中圖分類號(hào) S344.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）04-0047-05

近年來，為保障糧食安全，貫徹綠色發(fā)展理念，國(guó)家高度重視耕地質(zhì)量保護(hù)工作，不斷加大耕地質(zhì)量保護(hù)工作的投入力度。2005年，農(nóng)業(yè)部在全國(guó)范圍內(nèi)推廣測(cè)土配方施肥，鼓勵(lì)施用有機(jī)肥[1]，2015年開展化肥減量增效工作，提出以2015年使用量為基數(shù)，到2020年降低5%的總體目標(biāo)，進(jìn)一步減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥使用量，為提高土壤養(yǎng)分水平，保護(hù)土壤生態(tài)環(huán)境提供了制度保障。

耕地土壤養(yǎng)分狀況受土壤類型、肥料投入、耕作制度、氣候條件等多種因素的影響[2]，是耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作的主要內(nèi)容，也是評(píng)價(jià)耕地質(zhì)量的重要指標(biāo)[3]。泰州地處江蘇中部，是長(zhǎng)江三角洲中心城市之一，素有“魚米之鄉(xiāng)”的美稱，是我國(guó)重要的糧食產(chǎn)地，根據(jù)農(nóng)業(yè)區(qū)域差異規(guī)律，可將泰州分為沿江、高沙土、里下河3大農(nóng)區(qū)。不同農(nóng)區(qū)的自然生態(tài)條件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平差異明顯，土地資源利用方式也有很大的差異，各農(nóng)區(qū)耕地土壤養(yǎng)分狀況也不盡相同[4]。

本研究分析了2012—2017年以來分布于泰州市3大農(nóng)區(qū)的省級(jí)耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量數(shù)據(jù)，計(jì)算土壤養(yǎng)分綜合指數(shù)，旨在客觀反映不同農(nóng)區(qū)土壤養(yǎng)分特征，總結(jié)近年來泰州市耕地質(zhì)量變化規(guī)律，為推進(jìn)泰州市耕地質(zhì)量保護(hù)和建設(shè)國(guó)家農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展試驗(yàn)示范區(qū)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 試驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)來自江蘇省耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，與各監(jiān)測(cè)點(diǎn)當(dāng)年土壤檢測(cè)報(bào)告進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)無誤后作為試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)情況 20個(gè)省級(jí)耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)均設(shè)在有代表性的永久性基本農(nóng)田內(nèi)，種植以當(dāng)?shù)刂饕N植制度、種植方式為主，耕作栽培施肥等管理措施能代表當(dāng)?shù)匾话闼健１O(jiān)測(cè)點(diǎn)覆蓋了全市3個(gè)主要農(nóng)區(qū)（表1）。

1.3 研究?jī)?nèi)容

1.3.1 土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分 對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)中2012—2017年間的土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，包括土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、pH值等數(shù)據(jù)，按監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在農(nóng)區(qū)和監(jiān)測(cè)年度進(jìn)行匯總。

1.3.2 養(yǎng)分指數(shù)換算 參考蘇建平等的方法[5]，對(duì)照第二次全國(guó)耕地質(zhì)量普查結(jié)果[6]，結(jié)合泰州市近年來耕地土壤養(yǎng)分實(shí)際情況[4]，將土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)換算成養(yǎng)分指數(shù)（表2）。有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量的Pi值計(jì)算公式為如下：

當(dāng)養(yǎng)分屬于較差一級(jí)，即Ci≤Xa，Pi=Ci/Xa;

當(dāng)養(yǎng)分屬于一般一級(jí)，即Xa

當(dāng)養(yǎng)分屬于較好一級(jí)，即Xc

當(dāng)養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)屬于極好一級(jí)，即Xp

根據(jù)南方地區(qū)耕地土壤肥力診斷與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T 1749—2009）[7]中對(duì)土壤pH值的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算土壤pH值對(duì)應(yīng)的Pi值。

1.3.3 土壤養(yǎng)分綜合指數(shù) 綜合測(cè)算出的各土壤養(yǎng)分指數(shù)，根據(jù)內(nèi)梅羅公式計(jì)算土壤養(yǎng)分綜合指數(shù)（P綜）：

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 利用SPSS 19.0軟件對(duì)不同年度、不同農(nóng)區(qū)的土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)和養(yǎng)分綜合指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將分析結(jié)果導(dǎo)入Excel軟件繪制相關(guān)圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機(jī)質(zhì) 2017—2017年20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤有機(jī)質(zhì)含量在9.2～39.8g·kg-1，平均值為24.9g·kg-1;不同農(nóng)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量沒有顯著性差異;全市土壤有機(jī)質(zhì)含量隨年度變化不明顯，呈略有上升的趨勢(shì)（a=0.1739，R2=0.0178），2016年土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著低于其他年度。

2.2 土壤全氮 2012—2017年20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤全氮含量在0.7～4.3g·kg-1，平均值為1.5g·kg-1;沿江農(nóng)區(qū)土壤全氮含量顯著高于里下河農(nóng)區(qū);土壤全氮含量隨年度變化不明顯，略呈上升趨勢(shì)（a=0.0271，R2=0.1524），不同年度土壤全氮含量沒有顯著性差異。

2.3 土壤有機(jī)質(zhì)含量與全氮含量相關(guān)性 分析結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量與全氮含量之間極顯著相關(guān)（P<0.01）（表3），回歸擬合結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量與全氮含量呈正的二次函數(shù)關(guān)系，R2=0.429（表4）。

2.4 土壤有效磷 2012—2017年20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤有效磷在6.8～69.2mg·kg-1，平均值為24.6mg·kg-1;高沙土農(nóng)區(qū)土壤有效磷含量顯著高于其他農(nóng)區(qū);土壤有效磷含量隨年度呈下降趨勢(shì)（a=-2.0571，R2=0.2714），2012年度土壤有效磷含量顯著高于其他年度。

2.5 土壤速效鉀 2012—2017年20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤速效鉀含量范圍為13～380mg·kg-1，平均值為103.8mg·kg-1;里下河農(nóng)區(qū)土壤速效鉀含量顯著高于其他農(nóng)區(qū);土壤速效鉀含量隨年度呈上升趨勢(shì)，且波動(dòng)較為明顯（a=7.8693，R2=0.4469），2012年度土壤有效磷含量顯著低于其他年度，2016年土壤速效鉀含量顯著高于其他年度。

2.6 土壤酸堿度（pH值） 2012—2017年20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤pH值在4.9～8.5，平均值為7.2;沿江農(nóng)區(qū)pH值顯著高于其他農(nóng)區(qū)，里下河農(nóng)區(qū)pH值顯著低于其他農(nóng)區(qū);土壤pH值隨年度變化不明顯，略呈上升趨勢(shì)（a=0.0818，R2=0.1797），2016年土壤pH值顯著高于其他農(nóng)區(qū)。

2.7 土壤肥力綜合指數(shù)分析 根據(jù)測(cè)算，2012—2017年20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤肥力綜合指數(shù)在1.1～2.4，平均值為1.6;里下河農(nóng)區(qū)土壤肥力綜合指數(shù)顯著高于高沙土農(nóng)區(qū);土壤肥力綜合指數(shù)隨年度變化不明顯，略有上升（a=0.0107，R2=0.027），2012年和2016年土壤綜合肥力指數(shù)顯著低于其他年度。

3 討論

3.1 泰州市近年來土壤養(yǎng)分整體情況 2012—2017年全市耕地土壤養(yǎng)分指數(shù)均在1.0以上，總體養(yǎng)分水平較高，波動(dòng)不明顯。土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀含量總體穩(wěn)定并呈上升趨勢(shì)，以速效鉀上升幅度最大，有機(jī)質(zhì)、全氮含量整體保持平穩(wěn);土壤有效磷含量逐年下降，但2017年出現(xiàn)反彈;耕地土壤pH值平均為7.2，土壤呈中性，與1982年第二次耕地質(zhì)量普查（以下稱“二次普查”）結(jié)果相比有所下降[6]，近年來土壤酸堿性總體保持不變，略有上升;與第二次耕地質(zhì)量普查結(jié)果相比，全市耕地養(yǎng)分水平有明顯提升，符合“穩(wěn)氮、控磷、增鉀”的總體要求[8]。

3.2 土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量 2012—2017年全市土壤有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量均較二次普查有了較大幅度的提升[6]，與江蘇省其他地級(jí)市同期數(shù)據(jù)持平[8-11]。有研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量與全氮含量之間存在正相關(guān)[12-14]，本研究結(jié)果印證了這一觀點(diǎn)，但兩者之間關(guān)系與前人研究有所不同[15]。考慮到泰州地區(qū)土壤性質(zhì)和耕作模式的特殊性，尤其是稻麥產(chǎn)區(qū)過量施用氮肥造成的土壤氮素積累[16]，使得泰州地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量之間的關(guān)系更加復(fù)雜。

3.3 土壤有效磷含量 磷是作物生長(zhǎng)過程中不可缺少的重要營(yíng)養(yǎng)元素，研究表明，作物缺磷不僅會(huì)出現(xiàn)植株矮小等缺素癥狀[17]，也會(huì)嚴(yán)重降低作物的抗逆性[18，19]，導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降。然而，土壤中磷元素過量富集，一方面會(huì)限制鉀、鋅等元素在土壤中的固定[20，21]，另一方面多余的磷素會(huì)淋溶進(jìn)入水體，加重土壤和水體的環(huán)境壓力[22，23]。2012—2017年全市土壤有效磷含量穩(wěn)中有降，平均值為24.6mg/kg，高于二次普查結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果表明，近年來開展的測(cè)土配方施肥等一系列耕地質(zhì)量保護(hù)措施，維持了土壤中磷元素穩(wěn)步下降的趨勢(shì)。

3.4 土壤速效鉀含量 鉀在植株體內(nèi)主要以離子態(tài)存在，是農(nóng)作物正常生長(zhǎng)不可缺少的營(yíng)養(yǎng)元素，它主要起著調(diào)節(jié)作物體內(nèi)滲透濃度、平衡陰離子及活化植株體內(nèi)許多重要酶的作用[24]。2012—2017年土壤速效鉀含量逐年上升，平均值為103.8mg·kg-1，與1982年水平有了明顯提升，尤以里下河農(nóng)區(qū)上升幅度最為明顯;2017年土壤速效鉀含量出現(xiàn)了顯著下降，但仍處于年均水平以上。土壤中鉀元素易隨水分淋溶流失，并受成土母質(zhì)、秸稈還田及施肥水平等影響[22-25]?？疾?012—2016年氣候數(shù)據(jù)，2016年全年降水量達(dá)到了1860mm，為歷年最高水平，2017年土壤速效鉀含量的下降可能與此有關(guān)。

3.5 土壤pH值 2012—2017年土壤pH值保持相對(duì)穩(wěn)定，與1982年水平相比有所下降，但仍呈中性偏堿，適于作物生長(zhǎng);2017年土壤pH值出現(xiàn)了顯著下降，盡管總體水平仍在年均值以上，但2017年監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了pH值為4.9的極值。出現(xiàn)該極值的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為蔬菜種植點(diǎn)，此監(jiān)測(cè)點(diǎn)此前檢測(cè)數(shù)據(jù)也一直較其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)偏酸。蔬菜種植區(qū)土壤酸化一直是限制設(shè)施農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的制約因素[26，27]，相關(guān)脫酸措施的研究也有較多報(bào)道[28]，但土地流轉(zhuǎn)承包年限降低了承包戶改良土壤性質(zhì)的意愿[29]，因此，應(yīng)當(dāng)加大宣傳教育力度，優(yōu)化設(shè)施農(nóng)業(yè)土地承包機(jī)制，對(duì)承包戶實(shí)施土壤性質(zhì)改良、保護(hù)耕地質(zhì)量的予以獎(jiǎng)補(bǔ)，形成自上而下的良性體系，解決設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤酸化的問題[30]。

3.6 3大農(nóng)區(qū)土壤養(yǎng)分情況

3.6.1 沿江農(nóng)區(qū) 沿江農(nóng)區(qū)區(qū)位于長(zhǎng)江北岸，地貌類型為沿江平原，主要土壤類型為水稻土，濱江近海，氣候溫和濕潤(rùn)，光熱資源條件好[15]。沿江農(nóng)區(qū)2012—2017年耕地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量平均值分別為26.3g·kg-1、1.7g·kg-1、21.0mg·kg-1、89.8mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)、全氮含量高于全市平均值，有效磷、速效鉀含量低于全市平均值，pH值為7.5，呈中性偏堿，土壤養(yǎng)分綜合指數(shù)為1.56。總體來看，沿江農(nóng)區(qū)自然條件較好、種植水平較高，土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量是3大農(nóng)區(qū)中最高的，耕地生產(chǎn)潛力較大;但磷、鉀含量低，生產(chǎn)上仍要注意科學(xué)施肥和耕地培肥。同時(shí)，沿江農(nóng)區(qū)的部分地塊在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及土壤檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)有鹽漬化傾向[31]，也應(yīng)當(dāng)在生產(chǎn)中予以重視，及時(shí)采取脫鹽措施。

3.6.2 高沙土農(nóng)區(qū) 高沙土農(nóng)業(yè)區(qū)地貌類型為平原，主要土壤類型為潮土[15]。高沙土農(nóng)區(qū)2012—2017年耕地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量平均值分別為24.4g·kg-1、1.6g·kg-1、32.4mg·kg-1、93.1mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)、全氮和速效鉀含量與全市平均值持平略低，有效磷含量高于全市平均值，pH值為7.2，呈中性，土壤養(yǎng)分綜合指數(shù)為1.53，是三大農(nóng)區(qū)中最低的。高沙土區(qū)土壤基礎(chǔ)地力較泰州市其他農(nóng)區(qū)差，有機(jī)質(zhì)、全氮含量為農(nóng)區(qū)中最低，生產(chǎn)中要特別注意培肥地力，增施有機(jī)肥;高沙土農(nóng)區(qū)土壤有效磷含量顯著高于其他農(nóng)區(qū)，生產(chǎn)中應(yīng)注意控制磷肥投入，防止磷元素過量富集造成土壤和水體富營(yíng)養(yǎng)化。

3.6.3 里下河農(nóng)區(qū) 里下河農(nóng)業(yè)區(qū)內(nèi)海拔普遍較低，河湖密布，水資源豐富，但夏季易發(fā)生洪澇災(zāi)害;主要土壤類型為脫潛型水稻土，保肥保水性強(qiáng)，光能資源和熱量資源充足，雨量適中，光、熱、水三要素配合較為協(xié)調(diào)[15];常年冬季氣溫在0℃左右，春季降水偏少，梅雨季節(jié)偏遲，是典型的稻麥兩宜地區(qū)，是全國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)區(qū)[32]。2012—2017年耕地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量平均值分別為25.4g·kg-1、1.4g·kg-1、22.8mg·kg-1、131.3mg·kg-1（表7），有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷含量與全市平均含量持平，速效鉀含量顯著高于其他農(nóng)區(qū)，pH值為6.9，呈中性略低于全市平均水平，土壤養(yǎng)分綜合指數(shù)1.64，是3大農(nóng)區(qū)中最高的。綜合來看，里下河農(nóng)區(qū)里下河農(nóng)區(qū)土壤養(yǎng)分含量分布均衡，肥力水平較高，是典型的高產(chǎn)土壤，但養(yǎng)分含量受氣象水文條件影響較大，逐年波動(dòng)明顯，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)分析研判，注意總結(jié)土壤養(yǎng)分變化規(guī)律，注重強(qiáng)化耕地用養(yǎng)結(jié)合，提升耕地養(yǎng)分延續(xù)性;同時(shí)，酸化最為嚴(yán)重的蔬菜種植區(qū)也位于里下河農(nóng)區(qū)，今后生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)引起重視，盡快采取脫酸措施，改良土壤性質(zhì)。

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（責(zé)編：張宏民）