山西主要耕作土壤肥力现状及变化规律

2010-09-10刘蝴蝶李晓萍赵国平尹林红

山西农业科学 2010年1期

关键词：亚类施用量山西省

刘蝴蝶，李晓萍，赵国平，尹林红

（运城市农业局，山西运城044000）

随着农业科学技术的迅猛发展，农业种植作物种类、产量、耕作方式、农民施肥观念、土壤及土壤肥力均发生了巨大的变化。

为了摸清山西省主要耕作土壤的肥力现状及其变化规律，结合近年来的工作，本研究对主要土壤种类肥力进行了调查，旨在为加强耕地质量建设与管理提供科学的决策依据[1]，更好地指导农民科学施肥，促进农业增产、农民增收以及农业的可持续发展。

1 材料和方法

1.1 样品采集原则

调查样品采集的基本原则是以第二次土壤普查时的主要土种为单位，主要作物种植面积不少于1.33万hm2，并在原采样点位上采样，以确保数据的可比性。

1.2 样品的采集

1.2.1 采集时间在秋作物收获后、土壤封冻前进行采集。

1.2.2 采集深度样品均采集于耕层土壤0～20 cm土层。

1.2.3 采样点数量按照一定的采集路线（S路线）随机、等量和多点采样，然后混合，每个样品都是由15个以上采样点组成的混合土样，均为1 kg 左右[2]。

1.3 样品测试项目及方法[1]

机械组成：比重计法；pH：酸度计法；有机质：重铬酸钾容量法；阳离子代换量：乙酸铵交换蒸馏法；全氮：凯氏定氮法；碱解氮：碱解扩散法；全磷：氢氧化钠熔融，钼锑抗比色法；有效磷：碳酸氢钠浸提，钼锑抗比色法；速效钾：1 mol/L中性醋酸铵浸提，火焰分光光度计法。

2 山西省主要耕作土壤肥力现状及评价

2.1 主要耕地土壤养分现状及评价

通过统计，山西省主要耕地土壤养分调查结果列于表1。

从表1可以看出，有机质含量变化范围为4.7～48.6 g/kg，平均值为 17.2 g/kg，依据山西省耕地土壤养分分级标准评价[3]，属3级水平，变异系数49.88%，相对较大，说明不同的土壤有机质含量差异较大。全氮含量变化范围为0.16～1.62 g/kg，平均值为0.80 g/kg，依据山西省耕地土壤养分分级标准评价，属4级水平，变异系数40.00%，相对较大，说明不同的土壤氮含量差异较大。土壤碱解氮含量的变化范围为13.2～201.0 mg/kg，平均值为61.5 mg/kg。土壤全磷含量变化范围为0.35～1.41 g/kg，平均值为0.61 g/kg，变异系数33.33%，相对较小，说明不同的土壤全磷含量差异不大。有效磷含量变化范围为4.8～136.5 mg/kg，平均值为21.4 mg/kg，依据山西省耕地土壤养分分级标准评价，属2级水平，变异系数117.76%，很大，说明不同的土壤有效磷含量差异较大。有效钾含量范围为60.0～338.0 mg/kg，平均值为150.2 mg/kg，依据山西省耕地土壤养分分级标准评价，属3级水平，变异系数48.42%，相对较大，说明不同的土壤有效钾含量差异较大。pH含量变化范围为7.76～9.01，平均值为8.42。阳离子代换量的变化范围为5.36～30.97 cmol/kg，平均值为 12.84 cmol/kg，依据山西省耕地土壤养分分级标准评价，属3级水平，变异系数41.41%，相对较大，说明不同的土壤阳离子代换量含量差异较大。

表1 山西省耕地土壤养分调查结果

2.2 主要土壤亚类养分现状

根据山西省第二次土壤普查结果统计，山西省土壤总面积1 454万hm2，划分为17个土类、40个亚类、127个土属、351个土种[4]。本次研究涉及到其中的10个土类、15个亚类、52个土种。经统计，目前主要耕地土壤亚类养分测定结果如表2所示。

表2 山西省土壤亚类养分测定结果统计

从表2可以看出，有机质褐土性土含量最高，为22.85 g/kg；红黏土次之，含量为21.11 g/kg；草原风沙土最低，含量为6.65 g/kg；全氮红黏土含量最高，为1.14 g/kg，褐土性土次之，为1.00 g/kg，草原风沙土最低，含量为0.33 g/kg；有效磷潮土含量最高，为32.9 mg/kg，淡栗钙土次之，为26.1 mg/kg，草原风沙土最低，为 4.8 mg/kg；速效钾褐土含量最高，为222 mg/kg，石灰性褐土次之，为 216 mg/kg，盐化潮土最低，为 89 mg/kg；全磷淡栗钙土含量最高，为0.96 g/kg，潮土次之，为0.72 g/kg，草原风沙土最低，为0.46 g/kg；阳离子代换量红黏土含量最高，为25.06 cmol/kg，淡粟钙土次之，为15.96 cmol/kg，草原风沙土最低，为5.36 cmol/kg。

3 山西省主要耕作土壤理化性质变化情况

3.1 主要耕地土壤理化性质变化情况

通过对调查点位土壤普查数值与现测值的统计分析（表3），土壤有机质提高了6.97 g/kg，增幅为67.4%；土壤全氮提高了0.15 g/kg，增幅为22.7%；土壤全磷提高了0.01 g/kg，增幅为1.6%；土壤有效磷提高了16.57 mg/kg，增幅为303.4%；土壤速效钾降低了34.49 mg/kg，降幅为18.4%；阳离子代换量提高了1.95 cmol/kg，增幅为17.9%；机械组成中，＞0.02 mm土粒降低4.11%，降幅为7.4%，0.02～0.002 mm土粒提高3.33%，增幅为11.3%，＜0.002 mm土粒提高了1.14%，增幅为7.3%。

表3 山西省主要耕地土壤理化性质变化比较

3.2 主要耕地土壤亚类理化性质变化情况

从表4可以看出，山西省主要耕地土壤有机质含量除冲积土降低外，均有所提高；全氮含量除冲积土、黄绵土、淡栗褐土、褐土降低外，均有所提高，平均提高幅度为22.7%；全磷含量变化有增有减，总体变化基本持平；有效磷含量均为提高且幅度较大，平均提高303.4%；速效钾含量除褐土和石灰性褐土提高外，均为降低，且降低幅度较大，平均为18.4%；pH除草原风沙土和盐化潮土降低外，均有所提高；阳离子代换量降低的有5个土壤亚类，提高的有10个亚类，总体为提高，增幅为17.9%；机械组成中相对来讲，0.02～0.002 mm土粒提高较为明显，草原风沙土、脱潮土和盐化潮土变化较为明显，＞0.02 mm和＜0.002 mm土粒有所降低，其物理性状朝好的方向发展。

表4 主要耕地土壤亚类理化性质

续表4

4 影响山西省主要耕作土壤肥力变化的因素

4.1 秸秆还田数量

据调查点位基本情况统计，虽目前有机肥施用和土壤普查时相比，无论是施肥点位还是平均施肥量均减少，但是作物产量是土壤普查时的3.5倍，大幅度提高；随着产量的增加，生物学产量也明显增加，作物根、茬归还于土壤中的数量大大增加[6，7]。另外，从全省土肥工作总结中看出，近年来作物秸秆还田方式、面积和数量逐年增加，2008年全省各种作物秸秆的还田面积占总面积的85%，还田的作物秸秆从1998年的小麦到目前的小麦、玉米、棉花、高粱等多种作物，秸秆还田面积和根茬还田数量的增加，使土壤中有机质积累大于分解，因此，在有机肥施用量不增加的基础上，出现了土壤有机质提高现象。

4.2 施肥量

通过对调查点基本情况的统计可知，有机肥施用量相对减少，作物产量大幅度提高，各种肥料施用量与土壤普查时相比都有提高，在这种情况下，土壤养分的变化主要取决于养分投入量和农作物吸收量之差。

表5 作物吸收量与肥料施入量统计（运城）

从表5可以看出，3年氮、磷的施入量和作物吸收量的比值均大于1，说明氮、磷的施用量大于作物的吸收量，特别是磷的施用量超出了作物对磷的吸收量，使施入土壤的有效态磷含量在满足作物生长需求的同时，在土壤中积累，使土壤速效磷明显提高。钾的施入量与作物吸收量的比值3年中有2年小于1，1年为1.1，说明钾的施用量小于或等于作物的吸收量，也就是说在作物产量大幅度提高，氮、磷用量增加的情况下，施钾量相对较少，造成了作物对土壤钾素吸收数量的增加，在钾素补充不足的情况下，造成土壤钾素亏损，钾素含量下降。

4.3 作物产量、农业的多元化生产及管理

土壤理化性状对土壤水分、养分、空气和热量具有直接或间接的影响，提高土壤肥力可以改善土壤理化性状。第二次土壤普查时，山西省耕地土壤基本上是缺磷、少氮，多数钾丰富。1988年统计，全省农作物总播种面积为399.93万hm2，其中粮食作物播种面积为320.32万hm2，占播种总面积的80.1%，粮食作物产量81.83亿kg，平均产量2 550 kg/hm2。现在全省农作物总播种面积为344.53万hm2，其中粮食作物播种面积为316.07万hm2，占播种总面积的91.7%；平均产量8964.6 kg/hm2，比第二次土壤普查时增加2.5倍。

从调查点基本情况统计情况（表6）看，复种指数由1986年普查时的103%提高到2007年的109%；平均产量由2 550.0 kg/hm2提高到8 518.5 kg/hm2，2007年平均产量是1986年的3.34倍；灌溉方式也由井水、自然降水到畦灌、喷灌、渗灌、滴灌等节水灌溉方式。在种植作物上，也由以前的单一生产变成了多元化生产；施肥由以有机肥为主、化肥施用量较少或不施化肥变为作物秸秆还田及配方施肥等配套技术。经过种植制度及管理技术的不断发展，土壤有机质和作物产量的提高，使土壤中有机无机复合体的团聚程度和稳定性不断提高，土壤阳离子代换量和土壤吸水性能提高，同时土壤中0.02～0.002 mm土粒明显提高，因此改善了土壤理化性状[7]。

表6 复种指数及农作物产量情况

5 培肥对策

5.1 增施有机肥

山西省土壤有机质与第二次土壤普查时比较，虽然有不同程度的增加，但总体来说不是很高，并且变异系数较高，有发展不平衡的现象。因此，应实施沃土工程，增加有机肥投入，增施农家肥，加大秸秆还田力度，以提高土壤有机质含量，改善土壤结构，增强土壤保肥保水性能[8]。

5.2 合理施用化肥

从山西省土壤养分状况看，土壤氮、磷、钾养分间存在发展不平衡。据此，应根据土壤养分实际情况、种植农作物种类及目标产量，做到因地制宜实施配方施肥，以保持土壤养分的平衡。对有效磷含量较高的土壤，特别是一些蔬菜地应控制磷肥的施用量，以减少其对某些微量元素的拮抗作用和土壤对有效磷的固定，做到科学、平衡、经济、合理施肥，从而提高肥料的利用率，降低生产成本，促进农民增产、增收[9]。