刘国一 尼玛扎西

(西藏自治区农业资源与环境研究所·西藏拉萨 850032)

西藏土壤肥料工作的研究与展望

刘国一*尼玛扎西

(西藏自治区农业资源与环境研究所·西藏拉萨 850032)

西藏因其独特的地理环境，具有土壤类型多，成因复杂等特点，与其相关的研究工作不仅具有很高的学术价值，在提高作物产量上也具有积极的现实意义。当前，通过第二次土壤养分普查和测土配方等项目基本弄清了土壤中氮磷钾等大量元素的含量，钾肥的用量逐渐增加，化肥配比趋于合理，但也存在土壤有机质下降，化肥利用率不高等问题，需要继续在土壤定位监测、新型化肥研发、提高土壤肥力等方面进行重点研究，以期为农业生产做出更多的贡献。

西藏 土壤肥料 研究进展

一、工作回顾

(一)上世纪的土壤研究工作

西藏土壤肥料研究工作起步较晚，在解放前西藏没有开展土壤研究工作，在上世纪 三、四十年代，当时的科研工作者对全国的土壤地理分布规律、土类和亚土类分布和土地利用进行了调、查并编制土壤图谱，但是没有到西藏调研，有关西藏的土壤状况描述只是推测性的描述[1]。1936 年梭颇主编的“中国之土壤”附图，青藏高原是一片空白[2]。直到1951年西藏和平解放后，一批由当时国家政务院文化教育委员会组织的西藏科学工业队57人的专家组由农业、地质、水利、矿业等专业组成到西藏进行考察，此次考察历时两年，对西藏的土壤状况有了初步的了解[3]，由于此前缺乏对西藏的了解，此次考察主要从宏观角度对西藏的地质、地貌和土壤类型进行描述，考察组将西藏的土壤分为8个类型，分别是高山草原土、石砾地带、棕壤、栗钙土、盐渍土、沼泽地的腐泥土及泥炭土、棕钙土、沙丘和砾滩，并简单的论述了各类土壤的特征与利用状况，高原土壤的发展与分布范围，作物的生长范围[4]。此次考察虽然时间较短，对西藏的土壤状况了解不够全面，土壤的分类也比较粗糙，但是初步掌握了调查区域内的气候、土壤、植被、耕作等方面的基本情况，为西藏土壤的研究与合理开发和利用奠定了基础。

70年代初，中国科学院青藏高原综合科学考察队对西藏进行四年土壤调查研究，完成《西藏土壤》[5]，科学家们对青藏高原的形成，青藏高原的气候特点，自然条件对土壤分布的影响等方面进行了探讨，以土壤发生学为理论，对一些典型土壤的形成进行了重点阐述与论证，提出了青藏高原土壤形成与高原地质构造，气候特点，植被分布是密切相关的[6]。西藏在国家土壤普查办公室的统一布署下，于1979年在全区范围内先后开展了以耕地为重点，以田块为基础的全区第一次土壤普查工作。这次土壤普查的特点在于参与的单位多，有10个省市对西藏进行技术援助，100多个科研单位参与，专业技术人员达800多人。在西藏培训了土壤普查技术人员并建立了土壤分析实验室，使得西藏的土壤肥料研究工作有了质的飞跃，该次土壤普查系统全面、成果丰硕，编写了《西藏自治区土地资源数据集》，将西藏的土地资源科学的分为9个土纲，28个土类，67个亚类，362个土属，2236个土种，成果填补了西藏土壤研究的空白，达到国际先进水平。

(二)上世纪肥料研究工作

在化肥的使用上面，西藏于60年代就从内地引进硫酸氨、过磷酸钙、氯化钾等肥料，并在青稞上进行了肥料试验，增产效果十分明显，每公斤纯氮可使青稞增产25公斤，比对照增产44.5%[7]。但是限于当时的条件，化肥的引进与示范工作曾一度终止，到了70年代，随着冬小麦种植面积的扩大，以及优良品种的推广，化肥的作用逐渐被农民所认可，使用量在逐渐增加。到了80年代，化肥被普遍使用，对西藏粮食产量的提高做出了巨大贡献(图1)。

图 1 化肥用量与作物平均亩产量关系图

注：数据来源于《西藏农业概论》

化肥的用量与西藏粮食作物产量呈明显线性相关关系，化肥的应用对粮食作物的增产发挥了直接的作用，因此，西藏农科所农业专家王先民认为在西藏，土壤肥力对粮食生产的决定作用达到 70%以上，肥力因素严重影响作物优良品种资源和光照、水、温等潜力的发挥[8]。

在80年代，施肥可以明显提高作物产量，已成为农民普遍接受的观点，农民也愿意购买和使用化肥，但是当时的施肥主要是根据肥料对产量的效果来决定的，具有一定的经验性。1988—1992年全国开展了第二次土壤普查，也对西藏进行了普查。这次西藏土壤普查工作从全国一些从事土壤肥料研究的研究机构和大学抽掉了大批精兵强将，历时4年完成了西藏第二次土壤普查工作。这次土壤普查对西藏农田土壤的基本结论是“缺氮、少磷、富钾”，西藏大部分土地磷素缺乏，缺磷的主要原因是土壤母质含磷矿物缺乏，加上气候干燥土壤pH值偏碱性不利于有效磷的转化，一般土壤中磷素的活性在pH值=6.5—7时较高，当pH值>7时，土壤中存在的磷酸钙使水溶性磷变为难溶性磷，植物不易吸收。磷素缺乏成为限制农作物高产的主要因素，使用磷肥作物增产效果明显，当时在拉萨、日喀则、山南地区都做了磷肥试验，效果明显。

图 2 氮磷增产效果试验

从图中可以看出单施磷肥均具有较好的增产效果，而氮磷配合效果更好，尤其在西藏西部日喀则地区。在第二次土壤普查结果与田间试验的基础上，西藏农资部门在调运氮肥外开始注重磷肥的引进。

图 3 西藏磷肥调运量

注：数据来源于西藏统计年鉴(1994-2012年)

上世纪90年代，磷酸二铵被大量使用，作为补充土壤磷元素的复合肥料，磷肥的用量也呈逐年上升趋势。相应的大田作物施肥 NPK 之比为 1:0.5:0[9]，此时的施肥报酬率最高。直到本世纪初发现经过多年磷肥的大量使用，磷元素在土壤中有所沉积，部分地区的土壤中磷素不再缺乏，单艳红等的研究表明，在土壤中长期大量的施用磷肥，磷素会产生积累，降低磷素的有效性，如果再进一步大量施用磷肥，会增加磷素流失的风险，对环境造成不利的影响[10]。王瑞等对西藏不同年限耕地土壤磷素进行分级研究时发现，随着耕种时间的延长，各无机磷组分都出现增加的趋势，特别是耕种年限大于50年的耕地无机磷组分的增加更为明显[11]，这样的结果实际上是增施磷肥导致的。

二、自2000年来的土肥研究工作

(二) 大量元素研究工作

这时科研人员开始将目光转到作物所需的3大元素之一钾素，西藏由于土壤母质含钾量高，在第二次土壤普查时认为西藏是不缺钾地区，所以在2000年以前西藏大田基本没有施用过钾肥，多年来作物不断从土壤中吸取钾元素而还田的秸秆又很少，导致农田土壤中含钾量在逐年下降，2001 年关树森对西藏主要产粮农业县土壤钾素含量情况进行调查发现西藏大部分农业县土壤含钾量较低，均在全国分级范围中的5-6级，随后研究人员在西藏拉萨、日喀则等地进行了钾肥肥效田间试验，发现田间施用钾肥确实有良好的增产效果。春青稞增施钾肥产量可达288kg/mu，比施氮磷肥的243 kg/mu，增产45kg/mu，增产效果良好[12]。2007年刘国一在西藏拉萨市堆龙德庆县，进行冬小麦氮磷钾肥肥效试验，结果氮肥对小麦产量的贡献率是53%，磷肥是4.9%，钾肥是16.2%，发现钾肥对小麦的产量贡献量高于磷肥[13]。通过试验发现西藏施用钾肥增产效果优于磷肥，而与此同时，在大田里，肥料的用量还是磷肥大于钾肥，图4。

图4 西藏和全国磷肥在化肥中的使用比例

这样使得土壤中磷素存在流失浪费的现象，而钾素又不足，土壤不能提供作物高产、优质的养分需求。

但是在研究上，研究人员开始注重氮磷钾元素的配合，向作物提供平衡的养分需求，以关树森先生等为代表的西藏农科院土肥研究室引进了农田土壤平衡施肥研究方法，该方法以李比西的“最小养分率”为依据，即作物的产量受土壤供应能力最小的养分所决定，要提高产量必须增加土壤中最小养分。首先需对土壤养分进行测试，运用田间试验找出土壤的最小养分，即产量限制养分，然后对肥料的利用率进行研究，根据肥料利用率和土壤中养分含量和目标产量进行施肥。徐友伟在试验条件下用养分平衡法计算获得青稞 310 公斤/亩的产量需要投入肥料分别为：尿素 15.87 公斤/亩，磷酸二铵 18.10 公斤/亩，氯化钾 16.61 公斤/亩，即：每亩施用养分纯 N 为10.56 公斤，纯磷 P2O5为 8.31 公斤，纯钾 K2O 为 8.30 公斤[14]。

到了2006 年西藏开始实施测土配方项目，通过在大田中采集土壤样品、分析土壤大量元素含量，进行“3414”田间肥效试验，根据作物的目标产量，研究本区域的最佳氮磷钾施用配比。大田示范表明，青稞施用测土配方肥料，产量比对照增加10%—15%[15]。这时西藏开始从内地大量调运钾肥，以补充土壤钾素的不足。

图 5 西藏钾肥调运量

(二) 有机质研究工作

除了对氮磷钾大量元素研究外还对西藏土壤有机质含量、分布特征及影响因素进行研究，土壤有机质在土壤肥力、生态环境方面有着重要的意义，而土壤中有机质的含量受到自然和人为因素共同作用[16]，刘国一、尼玛扎西等将西藏耕地按4个生态区进行划分，通过取土分析后结果如下：

图 6 不同区域有机质含量图

西藏土壤有机质含量较低，平均值为24.51 g·kg-1，有机质的分布呈现明显地区域特征，主要受气候因素影响[17]，但是农田有机肥用量与土壤有机质含量也呈显著相关关系。

(三)微量元素研究工作

西藏土壤微量元素含量较高，苟文平研究了西藏土壤中有效铁含量[18]，其平均含量为83 mg/kg， 普遍较高，只有少部分土壤有效Fe低于缺乏临界值5 mg/kg，Fe含量受土壤酸碱性影响较大，酸性土壤铁含量较高、碱性较低。西藏土壤全硒含量平均值为(0.150±0.084)mg·kg-1，仅为中国土壤全硒含量平均值(0.290±0.255)mg·kg-1的一半[19];土壤中全硫含量大部分在0.10.3 mg·kg-1之间[20]，铜含量21 .90 mg·kg-1，略低于全国平均水平[21]，有效锌平均含量为3.0 mg·kg-1[22]，有效锰含量分别平均约为46.17 mg·kg-1，含量丰富[23]。除了较少种类的微量元素外，西藏土壤大部分微量元素都与全国平均水平一致或略高于全国平均水平，除了种植功能性作物外一般不需要使用微肥。

三、研究展望

(一)加强对土壤养分的监测，把握土壤养分变化趋势

肥料长期定位试验能系统地研究土壤肥力演变和肥效变化规律，克服因气候年变化对肥效的影响;能研究各种肥料对作物产量、品质的作用和培肥差异，以及在轮作中肥料的合理施用等。它是农业生产和农业科学的一项重要的基础研究工作。英国、美国、前苏联、德国等国家均建立了长达50年以上的定位试验，其中建于1843年的英国洛桑试验站已有150多年的历史。我国在70年代末至80年代初全国化肥试验网布置了一批肥料长期定位试验。1987年国家计委和农业部又在全国重点农区和主要土壤类型上建立起9个土壤肥力和肥料效益长期定位监测基地，西藏自治区到目前为止尚未有土壤肥力和肥料效益长期定位监测试验站。研究西藏不同施肥方式的养分供给效应、作物反应、肥料利用变化趋势，以及长期施肥后土壤的物理、化学性质的变化规律、土地生产力演进等科学与生产关键技术问题，对合理施肥、充分发挥土壤增产潜力和肥料效益、更好利用土地资源，促进西藏地区农业持续发展，建立土壤肥力和肥料效益长期定位监测试验站有着重要的理论和实践意义。

(二)新型肥料的引进与开发

2010年西藏化肥单位面积用量为195.7kg/ha，明显高于西部省区的平均值160kg/ha，在化肥使用上面，区域间差异极大，在日喀则、拉萨、山南等河谷农区化肥用量可达到450—600kg/ha，而在一些较为偏远的山村里基本上不用化肥。化肥大量使用在提高农业生产的同时，也对环境产生了严重的负面影响， 并威胁到西藏农业的可持续发展，研究表明目前西藏化肥施用量已经超过了经济意义上的最优用量，由于肥料的报酬低价率导致化肥利用率较低。经过对土壤进行取样分析，中低产田土壤有机质、有效氮、有效钾含量较低不能满足作物正常生长需求，但是，全氮和全钾含量较高，70%的土壤全氮、全钾含量高于全国平均水平。这些养分在西藏高寒、干旱的环境下却难以转化为作物可直接利用的有效养分，通过研究发现，纤维素分解菌和解钾细菌可以较快的分解土壤有机质和硅酸盐，释放出作物所需的有效氮和有效钾。所以需要引进或研发适应西藏大部分农田的生物肥料，提高土壤有效氮钾含量，满足作物生长中的养分需求。

控释肥料能使养分的供应能力与作物生长发育的需肥要求相一致，西藏的主载作物是青稞，青稞在栽培中的倒伏难题是实现青稞大面积高产的障碍，倒伏主要是栽培过程中群体密度大，一次性施肥量多造成，但是如果减少青稞的播量和施肥量又会影响产量，目前西藏在青稞种植中使用较多的氮肥是尿素，尿素属于速效肥，使青稞在短时间内较快的生长，生长较快容易使青稞的茎秆节间变长，细胞壁变薄，茎秆弹性减弱，青稞易于倒伏，控释肥料的有效成分可以在作物生长期内缓慢的释放，可使作物缓慢的生长，降低青稞茎秆倒伏的风险，同时控释肥可以根据作物对养分的需求进行阶段性释放，提高肥料的利用率。所以在西藏开展控释肥的研究有望减少青稞倒伏，增加青稞产量和提高化肥利用率，降低环境污染。

(三)提高土壤肥力特别是土壤有机质含量的技术研究

西藏土壤有机质含量较低，自80年代以来土壤有机质含量一致呈下降趋势，影响有机质的因素主要是气候因素，在西藏的中西部地区植被生长较差，土壤接收的植物凋零物较少，而这些地区农民生活燃料缺乏，秸秆及牛羊粪便常被作为燃料使用，还田量很少，耕地里一方面有机物的投入较少，另一方面大量化肥的使用加速土壤有机质的分解，使得土壤有机质急剧下降，土地的肥力降低。因此，西藏急需开展增加土壤有机质提升土壤肥力、协调土壤肥力与作物高产之间、农业环境与经济发展相关方面的项目研究，在提高当地产量的同时，减缓因施肥而造成的生态环境的恶化，促进西藏农业可持续发展。

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Research and Prospect on the work of soil and fertilizer in Tibet

Liu guoyi Nima zhaxi

( Agricultural Resources and Environmental Sciences,Institute of Agriculture and Animal Husbandry Tibet Autonomous Region, Lhasa 850000)

Because of its unique geographical environment, there were many soil types in Tibet. The researching about Tibet soil not only had high academic value, but also had positive significance in improving crop yields. Currently, by the second survey of soil nutrients and soil testing project in Tibet to clarify the content of the soil in NPK elements, gradually increase the amount of potash, fertilizer ratio tends to be reasonable, but there were also soil organic matter decline, fertilizer utilization rate was not high, need to continue to monitor the positioning in the soil, the new fertilizer research and development, improve soil fertility and other aspects of key research, in order to make more contributions in agricultural production.

Tibet; Progress; Fertilizer

“西藏主要气候类型区耕地土壤养分长期定位观测研究” ，“气候变化对西藏主要农作物及其生长环境的影响与对策研究”。

刘国一(1979-)，副研究员。主要从事植物营养、作物栽培等方面的研究与示范工作。联系方式guoyiliu@qq.com