宁夏马铃薯种植基地土壤养分状况及施肥建议
2014-07-02白茹等
白茹等
摘要:于马铃薯成熟收获前,在宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地采集土壤样品(0~30 cm),测试有机质、碱解氮、全磷等共8项基础理化指标。结果表明,总体养分现状表现为缺有机质、低氮、磷丰富、钾适宜;养分含量地区性差异都表现为南部山区大于中部干旱带。对此现状进行了可能性分析后,初步提出不同目标产量下氮、磷、钾肥的推荐施肥量。
关键词:宁夏;马铃薯;土壤养分;施肥建议
中图分类号:S158.3 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2014)06-1294-04
Nutrient Status of Soil in Potato-grown Field of Ningxia and
Recommendations for Fertilizers
BAI Ru1,HE Wen-shou1,MA Ren-biao2,LI Yue1,WANG Ao1
(1.Agriculture School, Ningxia University, Yinchuan 750021, China;
2. Agriculture Technology Extension Service Center of Xiji, Xiji 756200, Ningxia, China)
Abstract: Soil samples(0~30 cm) were collected before potato harvest in the main potato-grown field in arid and semi-arid area of Ningxia province. Eight nutrient indexes including organic matter, hydrolysable nitrogen, total phosphorus and so on were analyzed. The results showed that the situation of the main potato-grown field in Ningxia was lack of organic matter, low nitrogen, abundant of phosphorus, suitable of potassium. The amount of soil nutrients in southern mountain was higher than that in middle arid zone of Ningxia. The yield-specific NPK recommendations after feasibility analysis were proposed.
Key words: Ningxia; potato; soil nutrients; fertilizer recommendations
近年来,宁夏马铃薯种植面积以年均26.4%的速度递增,种植总面积达27.4万hm2。90%以上集中在宁夏中南部地区,其中宁夏中部干旱带种植面积近7.4万hm2,南部山区种植面积近17.3万hm2。但该地区马铃薯单产水平较低,仅为全国平均单产的1/2,制约着当地的经济发展[1]。究其原因是多方面的,干旱少雨、土壤贫瘠、品种落后等是主要因素,同时,种植户不熟悉当地土壤养分状况,无法对症下药施肥也是影响因素之一。在农业生产实践中,应当在明确土壤供应多少养分的基础上,分别推荐氮、磷、钾肥的施用量[2,3]。近年来,宁夏结合配方施肥推广行动和耕地质量评价,进行了大尺度采样分析,但采样点距离大,所得数据为县级平均情况,并非是马铃薯种植基地土壤养分真实状况,数据资料作为马铃薯精准施肥的依据尚缺乏针对性。本研究旨在探明宁夏主要马铃薯种植区土壤养分的丰缺状况基础上,提出区域推荐施肥初步建议。
1 材料与方法
1.1 样品采集与处理
土壤样品的采集与制备按照《土壤样品采集与制备技术规范》进行。
1.1.1 土壤样品的采集 分别在位于中部干旱带的同心县(7份)、红寺堡区(4份)和位于南部山区的固原市原州区(14份)、西吉县(15份),选择当地代表性马铃薯种植基地,按照种植片区土壤肥力状况,分别于2011-2012年马铃薯成熟收获前(9~10月份)采集土壤样品(0~30 cm),分析土壤养分含量。1.1.2 样品的制备 将从田间取回的土壤样品摊开,风干,除去根系、残枝落叶及碎石,避免日晒。风干后的样品全部研碎过1 mm筛,取2/3装于磨口瓶或信封中,用于分析速效性养分;剩余1/3再次研磨,过0.25 mm筛,装于磨口瓶或信封中,用于分析全量养分[4]。
1.2 分析方法
土壤养分(8大项)的测定均采用常规检测方法[5]。具体为碱解氮采用碱解扩散法,全氮采用半微量开氏法,有效磷用Olsen法,全磷采用HClO4-H2SO4法,有效钾采用NH4OAc浸提后火焰光度计法,有机质采用重铬酸钾法,pH用酸度计法,全盐用电导率仪法测定。
1.3 数据处理
数据采用Microsoft Office Excel 2007和SAS 8.2软件进行处理和统计分析。
1.4 土壤养分丰缺参考指标
供试土壤养分丰缺情况,参考全国第二次土壤普查资料所制定的全国耕地土壤养分分级标准,测试值采用6级分类(表1)[4,6-8]。
2 结果与分析
2.1 土壤养分含量总体分布特点
测定了马铃薯基地采样点土壤全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质等含量,然后按照各县(市)分布田块分析了统计特征值(表2)。通过平均值可看出,原州区土壤全氮、全磷含量处于适宜水平,而土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量处于缺乏或较缺乏水平;西吉县土壤全磷、速效钾含量分别处于适宜和较高水平,而全氮、碱解氮、有效磷和有机质含量处缺乏或较缺乏水平;同心县土壤全磷和速效钾含量较缺乏,全氮和有效磷含量缺乏,碱解氮和有机质含量极缺乏;红寺堡区除全氮含量处于适宜水平外,其余各养分含量均处于较缺乏及以下水平。宁夏干旱半干旱区4个主要马铃薯种植基地土壤全盐值较低,绝大部分属于非盐渍化土壤。土壤pH集中在8.05~9.20之间,大部分为碱性(pH 8.6~9.0)、微碱性(pH 7.6~8.5)土壤,个别为极碱性土壤(pH>9.0)。
2.2 土壤全量和有效养分含量状况
2.2.1 土壤全量养分含量丰缺状况 从图1和2可知,马铃薯主要种植基地土壤全氮、全磷含量存在较大差异。土壤全氮含量处于较缺乏水平的田块占总量的27%,依次是较高占20%,缺乏占17%,极缺和适宜各占15%,丰富和偏高各占3%(图1)。可见,处于较缺乏及以下水平的田块所占比例为59%,处于适宜以上水平者仅占41%,表明宁夏干旱半干旱地区4个主要马铃薯种植基地近60%田块土壤全氮含量相对缺乏。特别是西吉县和同心县多数基地缺乏,同心王团科技园区全氮含量处于极缺水平;而红寺堡区、原州区的土壤全氮含量处于适宜及以上水平。
由图2可见,土壤全磷含量处于较高水平田块占28%,主要分布在原州区和西吉县部分田块,全磷含量适宜田块占45%,主要分布在西吉县、原州区;较缺和缺乏田块占28%,主要分布在同心县和红寺堡区。总体来看,土壤全磷含量处于适宜以上水平的田块占73%,较缺以下田块占27%,表明宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地多数田块土壤全磷含量处于适宜状态,且南部山区土壤全磷含量普遍高于中部干旱带。
2.2.2 土壤有效养分含量丰缺状况 土壤碱解氮含量处于较缺田块占10%,缺乏田块占55%,极缺乏者占33%,合计占98%,主要分布在同心县、红寺堡区、原州区和西吉县。只有2%田块土壤碱解氮含量处于适宜水平(图3)。可见,宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地土壤碱解氮含量缺乏。4个片区碱解氮含量从高到低为西吉县、原州区、红寺堡区、同心县。
土壤有效磷含量较缺田块占40%,缺乏田块占27.5%,极缺乏占10%,合计占77.5%(图4),土壤有机磷缺乏的田块主要分布在同心县、红寺堡区与原州区。可见宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地只有20%田块有机磷含量处于适宜及以上水平,多分布在西吉县和原州区。
土壤速效钾含量缺乏田块占22%,较缺乏田块占35%,合计占57%(图5),多数分布在原州区、同心县和红寺堡区。土壤速效钾含量适宜及以上占43%,多数分布在西吉。从平均值来看,地区间存在一定差异,土壤速效钾含量西吉县最高,红寺堡区最低。
2.2.3 土壤有机质含量丰缺状况 土壤有机质含量处于极缺乏和缺乏水平田块各占25%,多分布于同心县和红寺堡区等中部干旱带;处于较缺乏水平田块占50%,多分布于南部山区(图6)。供试土壤没有任何田块有机质含量达适宜及以上水平。可见,宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地有机质含量非常缺乏。
3 小结与讨论
3.1 土壤养分分布特点
综合上述分析,所测定的宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地土壤养分总体现状表现为缺有机质、低氮、磷丰富、钾适宜。宁夏南部山区包括原州区和西吉县各乡,此区域各养分含量不均,土壤有机质、氮含量相对缺乏,磷、钾含量处于适宜及以上水平。土壤全磷、速效钾含量相对丰富,一是与农户科学、合理施肥有关;二是磷元素在土壤中的移动性较小,被作物利用率低,故在多年生产过程中累积在了土壤里[9,10],三是干旱地区降雨少、淋溶弱,矿物风化释放的钾素一般不易被淋失,因此含钾较多[9-21]。宁夏中部干旱带,包括红寺堡区和同心县境内,这一地区土壤各养分总体上偏低,其中有机质和碱解氮含量严重缺乏,这可能是由于该地区为贫困地区,加之农民长期受干旱、土壤瘠薄等自然灾害的影响,脱贫与返贫现象交替出现,虽然大部分农民已经认识到有机肥的重要性,但仍无力将有限的收入投入到生产中去,致使有机肥的投入不足[12-16]。整体看来,基本上所有养分含量在地区上的差异都表现为南部山区大于中部干旱带。
3.2 施肥建议
针对以上马铃薯种植基地土壤养分状况,考虑到不同马铃薯种植区域土壤养分存在较大差异,提出两大区域合理施肥建议。①宁夏南部山区:在推荐施用农家肥基础上,按照合理用量施用氮肥、中量磷肥和少量钾肥的原则,以目标产量为22 500~37 500 kg/hm2时,建议施N 120~180 kg/hm2、P2O5 60~90 kg/hm2、K 30~60 kg/hm2为宜。②宁夏中部干旱带:在推荐施用农家肥和生物有机肥基础上,按照合理用量施用氮肥、磷肥和少量钾肥的原则,以目标产量为15 000~18 000 kg/hm2时,建议施N 1 050~1 950 kg/hm2、P2O5 60~120 kg/hm2、K 45~75 kg/hm2为宜。
参考文献
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[21] 马文娟.不同经济作物养分吸收与累积规律研究[D].陕西杨凌:西北农林科技大学,2010.
2.2 土壤全量和有效养分含量状况
2.2.1 土壤全量养分含量丰缺状况 从图1和2可知,马铃薯主要种植基地土壤全氮、全磷含量存在较大差异。土壤全氮含量处于较缺乏水平的田块占总量的27%,依次是较高占20%,缺乏占17%,极缺和适宜各占15%,丰富和偏高各占3%(图1)。可见,处于较缺乏及以下水平的田块所占比例为59%,处于适宜以上水平者仅占41%,表明宁夏干旱半干旱地区4个主要马铃薯种植基地近60%田块土壤全氮含量相对缺乏。特别是西吉县和同心县多数基地缺乏,同心王团科技园区全氮含量处于极缺水平;而红寺堡区、原州区的土壤全氮含量处于适宜及以上水平。
由图2可见,土壤全磷含量处于较高水平田块占28%,主要分布在原州区和西吉县部分田块,全磷含量适宜田块占45%,主要分布在西吉县、原州区;较缺和缺乏田块占28%,主要分布在同心县和红寺堡区。总体来看,土壤全磷含量处于适宜以上水平的田块占73%,较缺以下田块占27%,表明宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地多数田块土壤全磷含量处于适宜状态,且南部山区土壤全磷含量普遍高于中部干旱带。
2.2.2 土壤有效养分含量丰缺状况 土壤碱解氮含量处于较缺田块占10%,缺乏田块占55%,极缺乏者占33%,合计占98%,主要分布在同心县、红寺堡区、原州区和西吉县。只有2%田块土壤碱解氮含量处于适宜水平(图3)。可见,宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地土壤碱解氮含量缺乏。4个片区碱解氮含量从高到低为西吉县、原州区、红寺堡区、同心县。
土壤有效磷含量较缺田块占40%,缺乏田块占27.5%,极缺乏占10%,合计占77.5%(图4),土壤有机磷缺乏的田块主要分布在同心县、红寺堡区与原州区。可见宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地只有20%田块有机磷含量处于适宜及以上水平,多分布在西吉县和原州区。
土壤速效钾含量缺乏田块占22%,较缺乏田块占35%,合计占57%(图5),多数分布在原州区、同心县和红寺堡区。土壤速效钾含量适宜及以上占43%,多数分布在西吉。从平均值来看,地区间存在一定差异,土壤速效钾含量西吉县最高,红寺堡区最低。
2.2.3 土壤有机质含量丰缺状况 土壤有机质含量处于极缺乏和缺乏水平田块各占25%,多分布于同心县和红寺堡区等中部干旱带;处于较缺乏水平田块占50%,多分布于南部山区(图6)。供试土壤没有任何田块有机质含量达适宜及以上水平。可见,宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地有机质含量非常缺乏。
3 小结与讨论
3.1 土壤养分分布特点
综合上述分析,所测定的宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地土壤养分总体现状表现为缺有机质、低氮、磷丰富、钾适宜。宁夏南部山区包括原州区和西吉县各乡,此区域各养分含量不均,土壤有机质、氮含量相对缺乏,磷、钾含量处于适宜及以上水平。土壤全磷、速效钾含量相对丰富,一是与农户科学、合理施肥有关;二是磷元素在土壤中的移动性较小,被作物利用率低,故在多年生产过程中累积在了土壤里[9,10],三是干旱地区降雨少、淋溶弱,矿物风化释放的钾素一般不易被淋失,因此含钾较多[9-21]。宁夏中部干旱带,包括红寺堡区和同心县境内,这一地区土壤各养分总体上偏低,其中有机质和碱解氮含量严重缺乏,这可能是由于该地区为贫困地区,加之农民长期受干旱、土壤瘠薄等自然灾害的影响,脱贫与返贫现象交替出现,虽然大部分农民已经认识到有机肥的重要性,但仍无力将有限的收入投入到生产中去,致使有机肥的投入不足[12-16]。整体看来,基本上所有养分含量在地区上的差异都表现为南部山区大于中部干旱带。
3.2 施肥建议
针对以上马铃薯种植基地土壤养分状况,考虑到不同马铃薯种植区域土壤养分存在较大差异,提出两大区域合理施肥建议。①宁夏南部山区:在推荐施用农家肥基础上,按照合理用量施用氮肥、中量磷肥和少量钾肥的原则,以目标产量为22 500~37 500 kg/hm2时,建议施N 120~180 kg/hm2、P2O5 60~90 kg/hm2、K 30~60 kg/hm2为宜。②宁夏中部干旱带:在推荐施用农家肥和生物有机肥基础上,按照合理用量施用氮肥、磷肥和少量钾肥的原则,以目标产量为15 000~18 000 kg/hm2时,建议施N 1 050~1 950 kg/hm2、P2O5 60~120 kg/hm2、K 45~75 kg/hm2为宜。
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[21] 马文娟.不同经济作物养分吸收与累积规律研究[D].陕西杨凌:西北农林科技大学,2010.
2.2 土壤全量和有效养分含量状况
2.2.1 土壤全量养分含量丰缺状况 从图1和2可知,马铃薯主要种植基地土壤全氮、全磷含量存在较大差异。土壤全氮含量处于较缺乏水平的田块占总量的27%,依次是较高占20%,缺乏占17%,极缺和适宜各占15%,丰富和偏高各占3%(图1)。可见,处于较缺乏及以下水平的田块所占比例为59%,处于适宜以上水平者仅占41%,表明宁夏干旱半干旱地区4个主要马铃薯种植基地近60%田块土壤全氮含量相对缺乏。特别是西吉县和同心县多数基地缺乏,同心王团科技园区全氮含量处于极缺水平;而红寺堡区、原州区的土壤全氮含量处于适宜及以上水平。
由图2可见,土壤全磷含量处于较高水平田块占28%,主要分布在原州区和西吉县部分田块,全磷含量适宜田块占45%,主要分布在西吉县、原州区;较缺和缺乏田块占28%,主要分布在同心县和红寺堡区。总体来看,土壤全磷含量处于适宜以上水平的田块占73%,较缺以下田块占27%,表明宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地多数田块土壤全磷含量处于适宜状态,且南部山区土壤全磷含量普遍高于中部干旱带。
2.2.2 土壤有效养分含量丰缺状况 土壤碱解氮含量处于较缺田块占10%,缺乏田块占55%,极缺乏者占33%,合计占98%,主要分布在同心县、红寺堡区、原州区和西吉县。只有2%田块土壤碱解氮含量处于适宜水平(图3)。可见,宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地土壤碱解氮含量缺乏。4个片区碱解氮含量从高到低为西吉县、原州区、红寺堡区、同心县。
土壤有效磷含量较缺田块占40%,缺乏田块占27.5%,极缺乏占10%,合计占77.5%(图4),土壤有机磷缺乏的田块主要分布在同心县、红寺堡区与原州区。可见宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地只有20%田块有机磷含量处于适宜及以上水平,多分布在西吉县和原州区。
土壤速效钾含量缺乏田块占22%,较缺乏田块占35%,合计占57%(图5),多数分布在原州区、同心县和红寺堡区。土壤速效钾含量适宜及以上占43%,多数分布在西吉。从平均值来看,地区间存在一定差异,土壤速效钾含量西吉县最高,红寺堡区最低。
2.2.3 土壤有机质含量丰缺状况 土壤有机质含量处于极缺乏和缺乏水平田块各占25%,多分布于同心县和红寺堡区等中部干旱带;处于较缺乏水平田块占50%,多分布于南部山区(图6)。供试土壤没有任何田块有机质含量达适宜及以上水平。可见,宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地有机质含量非常缺乏。
3 小结与讨论
3.1 土壤养分分布特点
综合上述分析,所测定的宁夏干旱半干旱地区主要马铃薯种植基地土壤养分总体现状表现为缺有机质、低氮、磷丰富、钾适宜。宁夏南部山区包括原州区和西吉县各乡,此区域各养分含量不均,土壤有机质、氮含量相对缺乏,磷、钾含量处于适宜及以上水平。土壤全磷、速效钾含量相对丰富,一是与农户科学、合理施肥有关;二是磷元素在土壤中的移动性较小,被作物利用率低,故在多年生产过程中累积在了土壤里[9,10],三是干旱地区降雨少、淋溶弱,矿物风化释放的钾素一般不易被淋失,因此含钾较多[9-21]。宁夏中部干旱带,包括红寺堡区和同心县境内,这一地区土壤各养分总体上偏低,其中有机质和碱解氮含量严重缺乏,这可能是由于该地区为贫困地区,加之农民长期受干旱、土壤瘠薄等自然灾害的影响,脱贫与返贫现象交替出现,虽然大部分农民已经认识到有机肥的重要性,但仍无力将有限的收入投入到生产中去,致使有机肥的投入不足[12-16]。整体看来,基本上所有养分含量在地区上的差异都表现为南部山区大于中部干旱带。
3.2 施肥建议
针对以上马铃薯种植基地土壤养分状况,考虑到不同马铃薯种植区域土壤养分存在较大差异,提出两大区域合理施肥建议。①宁夏南部山区:在推荐施用农家肥基础上,按照合理用量施用氮肥、中量磷肥和少量钾肥的原则,以目标产量为22 500~37 500 kg/hm2时,建议施N 120~180 kg/hm2、P2O5 60~90 kg/hm2、K 30~60 kg/hm2为宜。②宁夏中部干旱带:在推荐施用农家肥和生物有机肥基础上,按照合理用量施用氮肥、磷肥和少量钾肥的原则,以目标产量为15 000~18 000 kg/hm2时,建议施N 1 050~1 950 kg/hm2、P2O5 60~120 kg/hm2、K 45~75 kg/hm2为宜。
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