泰州市不同农区土壤养分状况与变化趋势研究

2019-04-15崔振吉莉

安徽农学通报 2019年4期

崔振吉莉

摘要：通过分析2012—2017年以来分布于泰州市3大农区的20个省级耕地质量监测点土壤基础养分含量数据，计算了土壤养分综合指数。结果表明，近年来泰州市耕地土壤养分水平总体保持平稳，符合“稳氮、控磷、增钾”的总体要求，与1982年第二次耕地質量普查结果相比有明显提升;不同农区土壤养分状况不尽相同，其中里下河农区养分综合指数最高，高沙土农区最低，生产中应注重因地制宜，采取多种措施改良土壤性质，培肥耕地地力。

关键词：耕地质量监测;土壤养分综合指数;内梅罗法;泰州市

中图分类号 S344.2文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）04-0047-05

近年来，为保障粮食安全，贯彻绿色发展理念，国家高度重视耕地质量保护工作，不断加大耕地质量保护工作的投入力度。2005年，农业部在全国范围内推广测土配方施肥，鼓励施用有机肥[1]，2015年开展化肥减量增效工作，提出以2015年使用量为基数，到2020年降低5%的总体目标，进一步减少了农业生产中的化肥使用量，为提高土壤养分水平，保护土壤生态环境提供了制度保障。

耕地土壤养分状况受土壤类型、肥料投入、耕作制度、气候条件等多种因素的影响[2]，是耕地质量监测工作的主要内容，也是评价耕地质量的重要指标[3]。泰州地处江苏中部，是长江三角洲中心城市之一，素有“鱼米之乡”的美称，是我国重要的粮食产地，根据农业区域差异规律，可将泰州分为沿江、高沙土、里下河3大农区。不同农区的自然生态条件、经济社会发展水平差异明显，土地资源利用方式也有很大的差异，各农区耕地土壤养分状况也不尽相同[4]。

本研究分析了2012—2017年以来分布于泰州市3大农区的省级耕地质量监测点土壤基础养分含量数据，计算土壤养分综合指数，旨在客观反映不同农区土壤养分特征，总结近年来泰州市耕地质量变化规律，为推进泰州市耕地质量保护和建设国家农业可持续发展试验示范区提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源试验监测点土壤养分数据来自江苏省耕地质量监测数据库，与各监测点当年土壤检测报告进行比对，确认无误后作为试验数据进行分析。

1.2 监测点情况 20个省级耕地质量监测点均设在有代表性的永久性基本农田内，种植以当地主要种植制度、种植方式为主，耕作栽培施肥等管理措施能代表当地一般水平。监测点覆盖了全市3个主要农区（表1）。

1.3 研究内容

1.3.1 土壤基础养分对各监测点数据中2012—2017年间的土壤基础养分数据，包括土壤有机质含量、全氮含量、有效磷含量、速效钾含量、pH值等数据，按监测点所在农区和监测年度进行汇总。

1.3.2 养分指数换算参考苏建平等的方法[5]，对照第二次全国耕地质量普查结果[6]，结合泰州市近年来耕地土壤养分实际情况[4]，将土壤基础养分数据换算成养分指数（表2）。有机质、全氮、有效磷、速效钾含量的Pi值计算公式为如下：

当养分属于较差一级，即Ci≤Xa，Pi=Ci/Xa;

当养分属于一般一级，即Xa

当养分属于较好一级，即Xc

当养分数据属于极好一级，即Xp

根据南方地区耕地土壤肥力诊断与评价标准（NY/T 1749—2009）[7]中对土壤pH值的分级标准计算土壤pH值对应的Pi值。

1.3.3 土壤养分综合指数综合测算出的各土壤养分指数，根据内梅罗公式计算土壤养分综合指数（P综）：

1.4 统计分析利用SPSS 19.0软件对不同年度、不同农区的土壤基础养分数据和养分综合指数进行统计分析，将分析结果导入Excel软件绘制相关图表。

2 结果与分析

2.1 土壤有机质 2017—2017年20个监测点土壤有机质含量在9.2～39.8g·kg-1，平均值为24.9g·kg-1;不同农区土壤有机质含量没有显著性差异;全市土壤有机质含量随年度变化不明显，呈略有上升的趋势（a=0.1739，R2=0.0178），2016年土壤有机质含量显著低于其他年度。

2.2 土壤全氮 2012—2017年20个监测点土壤全氮含量在0.7～4.3g·kg-1，平均值为1.5g·kg-1;沿江农区土壤全氮含量显著高于里下河农区;土壤全氮含量随年度变化不明显，略呈上升趋势（a=0.0271，R2=0.1524），不同年度土壤全氮含量没有显著性差异。

2.3 土壤有机质含量与全氮含量相关性分析结果表明，土壤有机质含量与全氮含量之间极显著相关（P<0.01）（表3），回归拟合结果表明，土壤有机质含量与全氮含量呈正的二次函数关系，R2=0.429（表4）。

2.4 土壤有效磷 2012—2017年20个监测点土壤有效磷在6.8～69.2mg·kg-1，平均值为24.6mg·kg-1;高沙土农区土壤有效磷含量显著高于其他农区;土壤有效磷含量随年度呈下降趋势（a=-2.0571，R2=0.2714），2012年度土壤有效磷含量显著高于其他年度。

2.5 土壤速效钾 2012—2017年20个监测点土壤速效钾含量范围为13～380mg·kg-1，平均值为103.8mg·kg-1;里下河农区土壤速效钾含量显著高于其他农区;土壤速效钾含量随年度呈上升趋势，且波动较为明显（a=7.8693，R2=0.4469），2012年度土壤有效磷含量显著低于其他年度，2016年土壤速效钾含量显著高于其他年度。

2.6 土壤酸碱度（pH值） 2012—2017年20个监测点土壤pH值在4.9～8.5，平均值为7.2;沿江农区pH值显著高于其他农区，里下河农区pH值显著低于其他农区;土壤pH值随年度变化不明显，略呈上升趋势（a=0.0818，R2=0.1797），2016年土壤pH值显著高于其他农区。

2.7 土壤肥力综合指数分析根据测算，2012—2017年20个监测点土壤肥力综合指数在1.1～2.4，平均值为1.6;里下河农区土壤肥力综合指数显著高于高沙土农区;土壤肥力综合指数随年度变化不明显，略有上升（a=0.0107，R2=0.027），2012年和2016年土壤綜合肥力指数显著低于其他年度。

3 讨论

3.1 泰州市近年来土壤养分整体情况 2012—2017年全市耕地土壤养分指数均在1.0以上，总体养分水平较高，波动不明显。土壤有机质、全氮、速效钾含量总体稳定并呈上升趋势，以速效钾上升幅度最大，有机质、全氮含量整体保持平稳;土壤有效磷含量逐年下降，但2017年出现反弹;耕地土壤pH值平均为7.2，土壤呈中性，与1982年第二次耕地质量普查（以下称“二次普查”）结果相比有所下降[6]，近年来土壤酸碱性总体保持不变，略有上升;与第二次耕地质量普查结果相比，全市耕地养分水平有明显提升，符合“稳氮、控磷、增钾”的总体要求[8]。

3.2 土壤有机质和全氮含量 2012—2017年全市土壤有机质含量和全氮含量均较二次普查有了较大幅度的提升[6]，与江苏省其他地级市同期数据持平[8-11]。有研究表明，土壤有机质含量与全氮含量之间存在正相关[12-14]，本研究结果印证了这一观点，但两者之间关系与前人研究有所不同[15]。考虑到泰州地区土壤性质和耕作模式的特殊性，尤其是稻麦产区过量施用氮肥造成的土壤氮素积累[16]，使得泰州地区土壤有机质和全氮含量之间的关系更加复杂。

3.3 土壤有效磷含量磷是作物生长过程中不可缺少的重要营养元素，研究表明，作物缺磷不仅会出现植株矮小等缺素症状[17]，也会严重降低作物的抗逆性[18，19]，导致作物产量下降。然而，土壤中磷元素过量富集，一方面会限制钾、锌等元素在土壤中的固定[20，21]，另一方面多余的磷素会淋溶进入水体，加重土壤和水体的环境压力[22，23]。2012—2017年全市土壤有效磷含量稳中有降，平均值为24.6mg/kg，高于二次普查结果。试验结果表明，近年来开展的测土配方施肥等一系列耕地质量保护措施，维持了土壤中磷元素稳步下降的趋势。

3.4 土壤速效钾含量钾在植株体内主要以离子态存在，是农作物正常生长不可缺少的营养元素，它主要起着调节作物体内渗透浓度、平衡阴离子及活化植株体内许多重要酶的作用[24]。2012—2017年土壤速效钾含量逐年上升，平均值为103.8mg·kg-1，与1982年水平有了明显提升，尤以里下河农区上升幅度最为明显;2017年土壤速效钾含量出现了显著下降，但仍处于年均水平以上。土壤中钾元素易随水分淋溶流失，并受成土母质、秸秆还田及施肥水平等影响[22-25]。考察2012—2016年气候数据，2016年全年降水量达到了1860mm，为历年最高水平，2017年土壤速效钾含量的下降可能与此有关。

3.5 土壤pH值 2012—2017年土壤pH值保持相对稳定，与1982年水平相比有所下降，但仍呈中性偏碱，适于作物生长;2017年土壤pH值出现了显著下降，尽管总体水平仍在年均值以上，但2017年监测点数据出现了pH值为4.9的极值。出现该极值的监测点为蔬菜种植点，此监测点此前检测数据也一直较其他监测点偏酸。蔬菜种植区土壤酸化一直是限制设施农业长期发展的制约因素[26，27]，相关脱酸措施的研究也有较多报道[28]，但土地流转承包年限降低了承包户改良土壤性质的意愿[29]，因此，应当加大宣传教育力度，优化设施农业土地承包机制，对承包户实施土壤性质改良、保护耕地质量的予以奖补，形成自上而下的良性体系，解决设施农业土壤酸化的问题[30]。

3.6 3大农区土壤养分情况

3.6.1 沿江农区沿江农区区位于长江北岸，地貌类型为沿江平原，主要土壤类型为水稻土，滨江近海，气候温和湿润，光热资源条件好[15]。沿江农区2012—2017年耕地土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量平均值分别为26.3g·kg-1、1.7g·kg-1、21.0mg·kg-1、89.8mg·kg-1，有机质、全氮含量高于全市平均值，有效磷、速效钾含量低于全市平均值，pH值为7.5，呈中性偏碱，土壤养分综合指数为1.56。总体来看，沿江农区自然条件较好、种植水平较高，土壤有机质和全氮含量是3大农区中最高的，耕地生产潜力较大;但磷、钾含量低，生产上仍要注意科学施肥和耕地培肥。同时，沿江农区的部分地块在农业生产以及土壤检测中发现有盐渍化倾向[31]，也应当在生产中予以重视，及时采取脱盐措施。

3.6.2 高沙土农区高沙土农业区地貌类型为平原，主要土壤类型为潮土[15]。高沙土农区2012—2017年耕地土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量平均值分别为24.4g·kg-1、1.6g·kg-1、32.4mg·kg-1、93.1mg·kg-1，有机质、全氮和速效钾含量与全市平均值持平略低，有效磷含量高于全市平均值，pH值为7.2，呈中性，土壤养分综合指数为1.53，是三大农区中最低的。高沙土区土壤基础地力较泰州市其他农区差，有机质、全氮含量为农区中最低，生产中要特别注意培肥地力，增施有机肥;高沙土农区土壤有效磷含量显著高于其他农区，生产中应注意控制磷肥投入，防止磷元素过量富集造成土壤和水体富营养化。

3.6.3 里下河农区里下河农业区内海拔普遍较低，河湖密布，水资源丰富，但夏季易发生洪涝灾害;主要土壤类型为脱潜型水稻土，保肥保水性强，光能资源和热量资源充足，雨量适中，光、热、水三要素配合较为协调[15];常年冬季气温在0℃左右，春季降水偏少，梅雨季节偏迟，是典型的稻麦两宜地区，是全国重要的商品粮生产区[32]。2012—2017年耕地土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量平均值分别为25.4g·kg-1、1.4g·kg-1、22.8mg·kg-1、131.3mg·kg-1（表7），有机质、全氮、有效磷含量与全市平均含量持平，速效钾含量显著高于其他农区，pH值为6.9，呈中性略低于全市平均水平，土壤养分综合指数1.64，是3大农区中最高的。综合来看，里下河农区里下河农区土壤养分含量分布均衡，肥力水平较高，是典型的高产土壤，但养分含量受气象水文条件影响较大，逐年波动明显，在农业生产中应当加强分析研判，注意总结土壤养分变化规律，注重强化耕地用养结合，提升耕地养分延续性;同时，酸化最为严重的蔬菜种植区也位于里下河农区，今后生产过程中应当引起重视，尽快采取脱酸措施，改良土壤性质。

参考文献

[1]高祥照.我国测土配方施肥进展情况与发展方向[J].中国农业资源与区划，2008，29（1）：7-10.

[2]高祥照，马文奇.我国耕地土壤养分变化与肥料投入状况[J].植物营养与肥料学报，2000，6（4）：363-369.

[3]马建辉，吴克宁，赵华甫，等.我国耕地质量监测指标体系的构建[J].广东农业科学，2012，39（21）：74-78.

[4]王华为，朱金兰.泰州市耕地土壤养分现状及变化趋势研究[J].中国农业信息，2015（20）.

[5]苏建平，黄标，丁峰，等.江苏省如皋市30年来土壤肥力质量演变分析[J].土壤通报，2009，40（1）：66-71.

[6]江苏省土壤普查办公室.江苏土壤[M].北京：中国农业出版社，1995.

[7]中华人民共和国农业部.NY/T 1749-2009.南方地区耕地土壤肥力诊断与评价[S].2009.

[8]郁洁，王绪奎.江蘇省耕地土壤肥力概述[J].江苏农村经济：品牌农资，2017（4）：45-47.

[9]王玉军，欧名豪.徐州农田土壤养分和重金属含量与分布研究[J].土壤学报，2017，54（6）：1438-1450.

[10]秦光蔚，陈爱晶.浅谈盐城市落实耕地质量保护政策的实践和探索[J].上海农业科技，2016（5）：19-21.

[11]马玉军，倪言成，杨用钊，等.淮安市农田肥料投入与养分平衡分析[J].现代农业科技，2014（1）：229-231.