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寿宁县耕地土壤养分现状分析与改良研究

2021-11-12潘香玉

中国农业文摘·农业工程 2021年6期
关键词:土壤

潘香玉

摘要:为了调查寿宁县土壤养分状况,探讨土壤养分供应与土壤主要性质之间的关系,在全县范围内,共采集土壤样品3 177个。结果显示,供试土壤均值有机质含量为28.4g/kg、pH4.83,碱解氮、有效磷、速效钾含量分别是150、24.0、69.9mg/kg,交换性钙、镁、有效硫含量分别为335.4、62.6、31.5mg/kg,有效硼、锌含量为0.2、2.9mg/kg。供试土壤有机质含量丰富,pH值属于酸性,碱解氮含量中等以上,有效磷含量中等偏缺乏,土壤速效钾严重缺乏,交换性钙中等,交换性镁缺乏,有效硫含量丰富,有效硼含量严重缺乏。增施有机肥和土壤调理剂,增加土壤钾肥施用量,适当补充硼肥,提高土壤有机质含量与改良土壤酸性应作为本县改善土壤养分供应,实现高产稳产的重要措施。

关键词:土壤;养分分析;含量供给

0 引言

寿宁县地处福建省东北部。地理坐标为北纬27°16′-27°41′,东经119°12′-119°44′之间,属中亚热带山地气候区,终年温暖湿润,四季分明,雨量充沛。年平均气温15.1℃,降雨量为1 900mm,无霜期245d。境内山丘连绵,地势起伏,深谷山地多,山间盆地少。依据地理特征优势,我县在农业经济方面,以大力推广高山茶叶、食用菌、毛竹、反季节蔬菜等特色农产品种植规模,作为我县农民脱贫致富奔小康捷径。我县从实施耕地土壤地力提升项目以来,在全县16 789.89 hm2的耕地上,实施了耕层土壤养分调查,总共采集耕地土壤样品3 177个,分析检测土壤养分22 993项次。制作了土壤数字化系列图件,初步建立了寿宁县土壤数据库,掌握了寿宁县土壤养分现状空间分异与变化趋势,为寿宁县耕地土壤开展配方施肥提供了科学依据。

1  材料与方法

1.1 土壤样品采集

从2012年以来,根据寿宁县土地利用现状图与行政区划图、利用GPS导航定位,按照测土配方施肥土壤样品采集技术规范要求。采集土壤样品3 177个。分别测定土壤pH值、有机质、碱解氮、全氮、有效磷、全钾、速效钾、有效锌、有效硼、交换性镁、交换性钙、有效硫等16个项目,共22 993项次。

1.2  检测方法

测定有机质采用重铬酸钾-硫酸溶液-油浴法、全氮用半微量开氏法、测定有效磷采用0.05mol/L NaHCO3浸提-比色法、测定速效钾采用乙酸铵提取-火焰光度计法、测定pH值采用酸度计法、测定有效锌采用DTPA提取-原子吸收光谱法、有效硼测定采用姜黄素比色法、有效硫测定采用磷酸盐-乙酸提取-硫酸钡比浊法、交换性钙和镁测定采用醋酸铵提取-原子吸收光谱法[1-2]。

1.3  土壤养分丰缺标淮

土壤养分丰缺指标根据2006年福建省土壤养分丰缺指标[3](试行)见表1。采用Excel和DPS9.50数据处理系统进行统计分析。

2  土壤养分结果分析

2.1 土壤有机质、酸碱度现状

土壤有机质含量是衡量土壤肥力水平的重要指標。寿宁县土壤有机质含量变幅为3.5-194g/kg,平均值为28.4±6.3g/kg,表明寿宁全县土壤有机质平均含量处于丰富水平。其中含量丰富(>20g/kg)的样品占80.1%;中等含量的样品占18.9%;而缺乏含量的样本只占0.3%。寿宁县不同耕地土壤类型pH变幅为 3.1-7.1,总平均值为4.83±0.18,属于强酸性(pH<4.5)的样品占15.1%;属于酸性(pH4.5-5.5)的样品占75.3%;弱酸性(pH5.5-6.5)的样品占2.0%;表明寿宁县耕地土壤总体上属于酸性[4]。这是因为寿宁县地处海洋性季风气候,海拔垂直落差大,降雨量多,土壤矿物风化淋溶作用和脱硅富铁铝化作用剧烈,导致土壤呈酸化现象严重[5]。

2.2 土壤碱解氮含量现状

从表2中可以看出,被测作物的土壤碱解氮含量变化范围为1.1-567mg/kg,平均值为150.0±24.8mg/kg。表明本县土壤中的碱解氮含量一般处于中等水平(中等指标:水田100-200mg/kg),中等的样品2 372个占74.6%,丰富的样品421个(>200mg/kg)仅占13.3%。土壤缺氮和极度缺氮的样品384个(<100mg/kg)占12.1%。结果表明,本县土壤碱解氮含量总体达中等水平以上,具有较强的氮素供应能力。沈善敏研究认为,碱解氮的含量随着土壤有机质含量的增加而增加[6]。有机质含量高的土壤为土壤碱解氮提供了丰富的来源,因此碱解氮含量也相对地较高。

2.3 土壤有效磷含量现状

寿宁县土壤有效磷在0.3-809mg/kg之间,平均值为24.0±14.6mg/kg。被测土壤中缺乏有效磷(<12mg/kg)的样品数量1 229个,占样品数的38.7%,有效磷含量丰富的样品数1 026个(>25mg/kg),占总样品数32.3%,有效磷中等样品(12-25mg/kg)922个,占总样品数的29%。表明该县耕地土壤有效磷含量总体处于中等缺乏水平。本县土壤不同地区有效磷含量存在较大差异,应根据不同地区的不同土壤类型的空间差异进行分类管理。加拿大钾磷研究所北京办事处研究分析证明,随着土壤有机质含量的增加,土壤中有效磷的含量也会显著增加[7]。土壤中有机质可以提供更丰富磷的储备,有机质还可以通过减少土壤磷的固定并促进土壤沉淀磷溶解,从而提高土壤磷的利用率。因此,较高的土壤有机质含量可以增加土壤有效磷的含量。

2.4 土壤速效钾含量现状

从表2中可以看出,寿宁县土壤中速效钾在12-557mg/kg,平均值为69.9±17.8mg/kg。被测土壤中的速效钾属于缺乏(<80mg/kg)的样品2 271个,占被测土壤样品总数的71.5%,速效钾丰富的样品数320个(>120mg/kg),只占总样品数10%。调查表明本县土壤缺钾严重。由于寿宁县地处亚热带海洋性季风气候地区,耕地土壤在成土过程中矿物风化淋溶作用强烈,土壤的钾元素淋失量较大,加上长期以来本县农民对于钾肥施用相对不够重视,致使全县耕地土壤钾素总体水平不高[7]。全县耕地土壤钾素含量少、供钾能力低,不能满足作物生长吸收的需求,若不采取增钾措施,将影响作物生长发育。

2.5 土壤钙镁硫含量现状

寿宁县耕地土壤交换性钙含量变化范围为11.2-1 901mg/kg,总平均值为335.4±48.3mg/kg。全县检测土壤交换性钙含量样品1 025个,其中:含量缺乏样品占38%,含量丰富的只有25.3%,表明寿宁县土壤交换性钙含量处于中等水平。交换性镁的含量变幅为0.9-2 478.8mg/kg,均值62.6±6.7mg/kg。交换性镁含量缺乏样品占56.1%,含量丰富的只有15.7%。证明本县耕地土壤镁素较为缺乏。全县耕地土壤交换性钙、交换性镁的含量在不同地区不同土壤类型之间差异较大。

本县不同耕地土壤类型有效硫的含量介于3.8-138.7mg/kg,全县总平均值31.5±6.8mg/kg,全县检测土壤有效硫样品399个,其中:含量丰富的样品250个占62.7%,表明全县耕地土壤有效硫含量总体上处于丰富水平(有效硫﹥25mg/kg),因此在寿宁县应适当增加钙镁肥的施用量。据姜勇等研究,土壤交换性钙和土壤有机质含量与土壤pH值之间均呈显著正相关,土壤交换性镁和土壤有机质含量与土壤pH值之间亦呈显著正相关[8]。土壤有机质含量的升高必然会增加土壤交换性钙镁的库源,而中性或微碱性土壤自然会导致土壤交换性钙、镁的升高。

2.6 现状土壤微量元素有效硼、锌含量

全县不同耕地土壤类型的有效硼含量均值介于0.03-1.86mg/kg,总平均值为0.2±0.1mg/kg,全县检测土壤有效硼含量样品1 025个,其中:含量缺乏样品1 015个,占99%,证明全县所有耕地土壤类型有效硼含量均严重缺乏(有效硼≤0.50mg/kg)。因此,寿宁县耕地土壤必须提倡适量增加硼肥的施用量,以改善土壤缺硼状况。寿宁县耕地土壤类型有效锌含量变化范围为0.05-8.16mg/kg,总平均值为2.9±0.5mg/kg。其中:含量缺乏样品106个,仅占10.3%,说明全县耕地土壤的有效锌含量均值都处于中等或丰富水平(有效锌>2.0mg/kg)。据相关研究表明,土壤有效硼含量与土壤有机质含量存在着正相关[9-11]。就本县被测土壤而言,耕地土壤有机质为土壤提供更多的可用硼是主要机理。同样,土壤有效锌含量也随着土壤有机质的含量增加而增加。土壤有机质可以提供土壤锌的储量,减少锌的固定并促进锌的溶解,从而增加了土壤中有效锌的含量。

3 研究结论与土壤改良建议

3.1 结论

寿宁县耕地土壤有机质处于丰富水平,耕地土壤保水、保肥、供肥能力较强;土壤pH值总体上属于酸性,实施酸化土壤改良治理,应当作为本县减肥增效夺取丰收的主攻方向;土壤碱解氮含量中等以上,氮素供应能力偏强;耕地土壤有效磷含量处于中等偏缺乏水平,要适量增加磷肥施用,以提高土壤有效磷含量,从而提高作物产量与品质;耕地土壤钾元素十分缺乏,严重影响作物生长对钾元素的需求,若不及时采取增施钾肥措施,将难以提高本县的作物产量;土壤交换性钙含量中等,交换性镁较为缺乏,土壤有效硫含量达丰富水平,要根据不同地区不同作物的需求,适当增加镁肥的施用;全县土壤有效硼含量均严重缺乏,增加土壤硼肥施用,应作为今后我县夺取农业生产增产增收的主要技术措施之一。根据相关分析,土壤pH值、氮、磷、钾、硼、锌、钙、镁均显示出与土壤有机质含量成显著正相关[12]。

3.2 土壤改良建议

1)要以农业生产结构性改革为主线,实施土壤有机质提升工程,大力开展有机肥替代化肥行动,提高秸秆还田比例,推广秸秆切碎及堆腐还田技术。全县耕地全面种植绿肥紫云英和果园三叶草等豆科绿肥,以增加土壤有机肥使用量,改良土壤理化性状,减少无机化肥的投入,促进化肥减量增效,促使土壤水、肥、气、热协调,提高土壤保水、保肥、供肥能力,提升农作物产量和品质,提升耕地土壤质量等级[13],从而实现高产稳产,促进农业绿色发展。

2)提倡实施“补钾工程”。增施钾肥可以缓解寿宁县土壤钾肥元素供应的严重不足的情况,促进植株生长发育,增加作物组织韧性,提高病虫害预防能力,提高作物果实的产量与品质,延长作物果实保鲜时间。务必根据不同作物、不同地区调整氮、磷、钾的施用比例,实行“稳氮、保磷、增钾”,将钾肥施用比例在常规施肥水平的基础上提升10%-15%。

3)扎实推进“耕地质量保护与提升行动”工程,逐步提高我县土壤pH值,加强耕地质量保护与提升,实施土壤酸化耕地治理与耕地质量等级调查与评价工作。要以施用土壤调理剂为主,石灰配施为辅,调节耕地土壤酸碱度,有效地中和土壤酸性,促进土壤中好气微生物活动,从而改善土壤理化结构。在施用土壤调理剂过程中,要根据土壤 pH的高低进行科学施肥。根据我县近三年来的试验示范分析结果,土壤调理剂施用量1 500-2 000kg/hm2,可提高土壤pH值0.3。同时要增加耕地钙镁磷、草木灰、碳酸氢铵等施用,以防止土壤进一步酸化。

参考文献

[1] 鲁如坤主编.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,2000.

[2] 中国科学院南京土壤研究所编.土壤理化分析[M].上海:上海科技出版社,1978.

[3] 土壤养分丰缺指标.中国农业仪器网[EB/OL].http://www.top17.net/news_info/2086.html 2009-08-26.

[4] 谢志南,庄伊美,王仁玑,等.福建亚热带果园土壤pH值与有效态养分含量的相关性[J].园艺学报,1997(3):209-214.

[5] 何电源,廖先苓.稻田合理施用石灰的试验研究[J].土壤通报,1989,20(3):108-112.

[6] 沈善敏主编.中国土壤肥力[M].北京:中国农业出版社,1998.

[7] 加拿大鉀磷研究所北京办事处主编.土壤养分状况系统研究法[M].北京:中国农业科技出版社,1992.

[8] 姜勇,张玉革,梁文举,等.耕地土壤交换性钙镁比值的研究[J].土壤通报,2003,34(5):414-417.

[9] 祁寒,孙光明,李绍鹏,等.硼在作物生长过程中的研究现状[J].安徽农业科学,2008(16):6649- 6650+6652.

[10] 刘术新.硼在土壤—植物系统中的转移规律及作物硼耐性的研究[D].福州:福建农林大学,2009.

[11] 杜应琼,廖新荣,黄志尧,等.pH和质地对土壤供硼影响的研究[J].土壤与环境,2000,9(2):125-128.

[12] 谭金芳.作物施肥原理与技术[M].北京:中国农业大学出版社,2003.

[13] 史吉平,张夫道,林葆.长期施用氮磷钾化肥和有机肥对土壤氮磷钾养分的影响[J].土壤肥料,1998(1):7.

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