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2007—2017年盐城市测土配方施肥土壤的肥力变化

2021-10-19孙进周祥陈爱晶徐汉亿

浙江农业科学 2021年10期
关键词:农区盐城市全氮

孙进, 周祥, 陈爱晶, 徐汉亿

(盐城市耕地质量保护站,江苏 盐城 224002)

我国于2005年开始推广测土配方施肥技术[1],通过土壤测试和肥料田间试验,根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应,提出氮、磷、钾及中量、微量元素等肥料的施用品种、数量、施肥时期和施用方法[2],以提高肥料利用率,减少化肥用量。作为传统农业大市,盐城市2005年即有大丰市(2015年调整为盐城市大丰区)、阜宁县入选首批200个试点县,2007年盐城市9个县(市、区)全部参与测土配方施肥补贴项目,在江苏省率先实现测土配方施肥项目县级全覆盖。本研究以2007年为起点,对2007—2017年盐城市测土配方施肥土壤样品检测结果进行分析,初步摸清了盐城市测土配方施肥土壤肥力状况及变化趋势。

1 材料与方法

1.1 土壤样品采集

2017年在盐城市各县(市、区)采集土壤样品1 940个,采集、制备方法依据NY/T 1121.1—2006[3]。

为准确掌握盐城市土壤肥力变化趋势,将2017年土壤样品检测结果与2007—2016年结果进行比较,各地土壤样品采集数量见表1。

表1 2007—2017年盐城市各农区土壤样品的采集数

1.2 土壤样品检测

土壤有机质按NY/T 1121.6—2006[4]进行检测,全氮按NY/T 53—1987[5]、NY/T 1121.24—2012[6]进行检测,有效磷按LY/T 1233—1999[7]、NY/T 1121.7—2014[8]进行检测,速效钾按NY/T 889—2004[9]进行检测,有效态铁、锰、铜、锌按NY/T 890—2004[10]进行检测,有效硼按NY/T 1121.8—2006[11]进行检测,有效钼按NY/T 1121.9—2006[12]进行检测。

1.3 数据统计与分组

在空间上,根据土壤成土母质和耕作制度的不同,将所有土壤样品分为里下河农区、沿海农区、渠北农区进行讨论,具体划分上以串场河为南北方向即里下河与沿海农区的分隔线、以苏北灌溉总渠为东西方向即渠北农区与沿海农区的分隔线;在时间上,以第二次土壤普查土壤养分状况为起点,与2007年以来养分状况进行比较;同时,为更好地体现土壤养分长期变化的趋势,在大量元素上将2013—2017年土壤样品检测结果均选入分析,2007—2012年数据则隔年选入进行分析,在微量元素上则每5 a选入1组。

2 结果与分析

2.1 有机质与大量元素

2017年,盐城市土壤有机质含量平均为21.97 g·kg-1,全氮、有效磷、速效钾平均含量分别为1.36 g·kg-1、18.5 mg·kg-1和161 mg·kg-1。在江苏省内而言,有机质、全氮、有效磷含量处于较低水平,速效钾含量处于最高水平。

2.1.1 有机质

与第二次土壤普查数据相比较,2017年盐城市耕地土壤有机质含量明显上升,从13.71 g·kg-1上升到21.97 g·kg-1,增幅为60.2%。三大农区中土壤有机质含量增加最多的是渠北农区,从9.60 g·kg-1上升到2017年的21.41 g·kg-1,增幅为123.0%;其次是沿海农区,从11.86 g·kg-1上升到17.82 g·kg-1,增幅50.3%;里下河农区从17.98 g·kg-1提高到26.52 g·kg-1,增幅为47.5%(表2)。

表2 2007—2017年盐城市各农区土壤有机质含量的变化情况 单位:g·kg-1

土壤有机质含量上升主要是由于农业生产技术显著提高、化肥等农业投入品大量施用,使得农作物产量增加,加之秸秆还田、少免耕、直播等农艺技术的推广,增加了土壤中作物根系、秸秆等有机物料的积累。具体到农区而言,渠北农区土壤为黄泛、黄淮冲积母质,土壤较为贫瘠,在第二次土壤普查时有机质含量较低。普查之后,渠北农区加大中低产田改造力度,提出了“水、肥、土、林”综合治理措施,农业生产条件特别是灌溉条件得到大幅改善,不少片区成为稻麦轮作的高产田,农作物产量增加较快,因此,其土壤有机质含量上升较大。

2.1.2 全氮

与第二次土壤普查数据相比较,2017年盐城市耕地土壤全氮含量上升0.40 g·kg-1,增幅为41.7%。分农区比较,渠北农区上升0.73 g·kg-1,增幅为119.7%;沿海农区上升0.16 g·kg-1,增幅为16.7%;里下河农区上升0.47 g·kg-1,增幅为40.9%(表3)。

表3 2007—2017年盐城市各农区土壤全氮含量的变化情况 单位:g·kg-1

土壤全氮含量增加的原因与有机质相似,因为全氮中有95%以上的氮是以有机氮的形式存在,其含量与土壤有机质含量有显著的相关性。2017年盐城市土壤全氮与有机质含量相关性结果见图1。

图1 2017年盐城市各农区土壤全氮与有机质含量的相关性

2.1.3 有效磷

2017年盐城市耕地土壤有效磷平均含量18.5 mg·kg-1,与第二次土壤普查平均含量4.2 mg·kg-1相比,增幅达340.5%。分农区比较,沿海农区增幅451.5%,里下河农区增幅305.8%,渠北农区增幅204.5%(表4)。

表4 2007—2017年盐城市各农区土壤有效磷含量的变化情况 单位:mg·kg-1

有效磷含量大幅增加的原因:第二次土壤普查盐城市发现50万hm2耕地缺磷,普查后全市大力推广施用磷肥,至21世纪初保持每年施用P2O590~180 kg·hm-2,过量施用的磷肥又极易被土壤固定。测土配方施肥技术推广以来,磷肥施用的指导方针是“控磷”,盐城市全市土壤有效磷含量在2009年达25.8 mg·kg-1的顶峰后逐年回落。

2.1.4 速效钾

2017年盐城市土壤速效钾平均含量为161 mg·kg-1,与第二次土壤普查162 mg·kg-1基本持平。分农区比较则可以看出,里下河农区略有下降,渠北农区略有上升,沿海农区基本持平(表5)。

表5 2007—2017年盐城市各农区土壤速效钾含量的变化情况 单位:mg·kg-1

土壤速效钾变化的原因:第二次土壤普查时,盐城市三大农区土壤速效钾含量依里下河—沿海—渠北的次序基本呈等差序列,各农区间的差别也主要体现在不同母质钾素流失难易上,因为各农区钾素补充基本都是依靠农家草木灰,施用量差别不大。测土配方施肥技术推广后,一方面农作物产量比20世纪80年代增加明显;另一方面各农区农民都以复混肥料替代了农家肥,耕地获得的钾素补充也有明显增加,并且两者处于基本平衡的状态,使得土壤速效钾含量表现为趋于平衡。

2.2 微量元素

总体来说,盐城市微量元素中有效铜、有效铁含量均处于高水平,并且有持续增加的趋势;有效态锰变化较大,但一直保持在较高、高水平之间;这3种微量元素都没有缺乏的危险。有效锌、有效硼多年来一直缓慢上升,有效硼已升至中等水平,但在水稻、玉米、油菜等容易发生缺素的特定作物生产中仍应保持重视。有效钼处于较高水平,但在2017年之前均未开展检测,目前,还不清楚其变化趋势,在豆科杂粮发展较快的地区也应进行关注(表6)。

表6 2007—2017年盐城市各农区土壤有效态微量元素的变化情况 单位:mg·kg-1

2.2.1 有效锌

2017年盐城市耕地土壤有效锌平均含量为1.19 mg·kg-1,变幅0.33~5.54 mg·kg-1,丰缺程度评价结果为“中等”。不同地块差别较大,全市历年土壤样品中,中等以上占1/2,低水平占1/2,12.2%的耕地缺锌,需根据实际情况决定是否施用锌肥。

2.2.2 有效硼

2017年盐城市耕地土壤有效硼平均含量为0.90 mg·kg-1,变幅0.16~1.54 mg·kg-1,丰缺程度评价结果为中等。不同地块差别较大,全市历年土壤样品中,中等水平占1/2,高水平占35.0%,低、缺少水平共占15.0%,对油菜等硼敏感作物需结合实际科学施用硼肥。

2.2.3 有效铜、铁

2017年盐城市耕地土壤有效铜、有效铁平均含量分别为3.82和43.20 mg·kg-1,变幅分别为0.62~48.30和3.72~160.10 mg·kg-1,丰缺程度评价结果均为丰富。全市历年土壤样品中,丰富水平均在90%~95%。

2.2.4 有效锰、钼

2017年盐城市耕地土壤有效锰、有效钼平均含量分别为21.82和0.25 mg·kg-1,变幅分别为1.5~115.52和0.15~0.40 mg·kg-1,丰缺程度评价结果均为高。全市历年土壤样品中,丰缺程度评价为丰富或高的数量占比有效锰约为60%、有效钼约为75%。4.6%的耕地缺锰。

2.3 pH

2.3.1 现状

2017年,盐城市耕地土壤pH值平均为7.55。按农区分析,渠北农区pH值最高,为8.01;里下河农区pH值最低,为7.04(表7)。按样品数量分析,pH>7.5的样品占67.4%,pH 6.5~7.5的样品占22.5%,pH<6.5的样品占10.1%。

表7 2007—2017年盐城市各农区土壤pH的变化情况

2.3.2 变化趋势

就全市而言,2017年盐城市土壤pH值在空间格局上与第二次土壤普查时变化不大,都可概括为南低北高、西低东高;在时间上比第二次土壤普查时的7.93下降了0.38单位;按农区分析,与第二次土壤普查时相比,里下河农区土壤pH有明显的下降,渠北农区略有上升。

2.3.3 变化原因

土壤pH的变化取决于外界施加的致酸/致碱因素和土壤自身不同的缓冲能力。在外界因素中,与第二次土壤普查时相比,对各农区土壤pH影响最大的都是肥料用量的显著增加,背后原因是种植结构调整和生产水平的提高;在土壤自身缓冲能力上,沿海农区和渠北农区为潮土、盐土母质,不易酸化,但抗盐渍化能力不足,在干旱或过量施肥后容易导致pH升高,里下河农区土壤主要为水稻土,酸缓冲性能相对较弱,长期过量施肥后容易导致土壤酸化,造成pH降低。

3 小结

3.1 主要养分稳中有升

2017年,盐城市测土配方施肥土壤样品有机质、全氮、有效磷和速效钾平均含量分别为21.97 g·kg-1、1.36 g·kg-1、18.5 mg·kg-1和161 mg·kg-1。与第二次土壤普查结果相比,有机质含量平均上升8.26 g·kg-1,全氮含量平均上升0.40 g·kg-1,有效磷含量平均上升14.3 mg·kg-1,速效钾含量变化不大。

3.2 微量元素丰缺各异

2017年,盐城市测土配方施肥土壤样品有效态锌、铜、铁、锰及有效硼、有效钼平均含量分别为1.19、3.82、43.20、21.82和0.90、0.25 mg·kg-1。盐城市12.2%的耕地缺锌,15.0%的耕地缺硼,4.6%的耕地缺锰,其他中、微量元素含量较丰富。

3.3 pH略有下降

2017年,全市耕地土壤pH平均为7.55,与第二次土壤普查相比下降0.38单位,但空间格局未变,仍然为南低北高、西低东高。

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