测土配方施肥对义乌市耕地质量的影响

2016-03-31周维明陈国安王黎明贺丽萍吴春艳

浙江农业科学 2016年2期

关键词：耕地质量测土配方施肥义乌

周维明，陈国安，王黎明，贺丽萍，吴春艳*

(1.义乌市农技推广服务中心,浙江义乌 322000; 2.义乌市佛堂镇农合联,浙江义乌 322000; 3.浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)

测土配方施肥对义乌市耕地质量的影响

周维明1，陈国安1，王黎明2，贺丽萍3，吴春艳3*

(1.义乌市农技推广服务中心,浙江义乌 322000; 2.义乌市佛堂镇农合联,浙江义乌 322000; 3.浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)

摘要：为有效开展耕地质量提升工作,对义乌市基本农田试点土壤进行测试,针对土壤肥力状况,建立测土配方施肥指标体系,提出相应施肥方案。通过测土配方施肥,义乌市2008—2014年土壤有机质含量明显提升,土壤全氮含量下降,有效磷、速效钾含量提高,土壤质量得到一定改善。受农民意识限制,测土配方施肥项目很难全面实施,因此,它将是一个长期而艰巨的工作。

关键词：耕地质量;测土配方施肥;义乌

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20160245

耕地质量的不良变化正在对生态环境和社会经济发展构成严重的威胁［1-2］。耕地质量的评价是耕地质量管理的基础工作,只有科学地对耕地质量进行全面评价,了解耕地存在的问题,才能有效、有针对性地开展耕地质量的提升工作［3］。一个国家的粮食生产能力主要由两方面的因素决定,一方面是耕地数量,另一方面是耕地质量,即单位耕地的生产能力。在人类的历史进程中,确保人类总体粮食需要的最根本途径也只有2条,一是扩大粮食种植面积,二是提高单位耕地的产量［4］。我国土地总面积约为9.6亿hm2,但可以用于食物生产的土地资源(耕地、园地、草地)约4.64亿hm2,其中生态极为脆弱的陡坡地和森林、草原、湿地、水面、荒滩、自然保护区等占了较大比例［1］。今后我国耕地总面积不但难以增加,且随着工业化和城市化进程的加快,大量优质耕地被非农用地征用,特别是在我国经济比较发达的地区［5］。据张凤荣［6］测算,1997—2030年,我国居住、建设(不含公路、铁路等基础建设用地)占用耕地将达534.27万hm2,平均每年16.02万hm2。据耕地评等定级结果,我国耕地质量状况并不理想,而且普遍认为我国耕地质量总体水平有下降趋势［7-8］。在耕地后备资源有限及巨大的非农化压力下,保障未来粮食安全的根本途径是提高耕地质量和增强耕地生产能力［9-12］。农业部从2005年开展全国性测土施肥计划,旨在从土壤测试和田间试验入手,通过肥料配方和专用肥、复混肥等配方肥的生产与施用,为农民提供配套的施肥技术服务。本研究基于2008—2014年义乌市测土配方施肥监测数据,分析测土配方施肥后对耕地肥力提升效果及存在的问题,以掌握耕地质量演变趋势,对耕地质量提升,改善生态环境,促进农业可持续发展有重要意义,从而也为耕地质量管理与耕地质量培肥提供借鉴和参考。

1　材料与方法

1.1研究区概况

义乌市位于金衢盆地东部,全市现有耕地面积2.172万hm2,其中水田1.821万hm2,全年农作物复种面积2.9万hm2。义乌属亚热带季风气候,温和湿润,四季分明,年平均气温在17℃左右,平均气温以7月最高,为29.3℃,1月最低,为4.2℃。年无霜期为243 d左右。年降水量为1 100～1 600 mm。地貌类型以低丘和河谷平原为主。义乌有红壤、黄壤、紫色土、石灰(岩)土、水稻土、基性岩土、潮土、和粗骨土8个土类,计15个亚类、32个土属和46个土种。2009年对全市13个镇(街道)进行测土配方施肥,本研究选取其中5个镇(街道)耕地进行测土配方施肥对耕地质量的影响评价。

1.2土壤样品采集与分析

在2009年全市进行测土配方施肥后,根据土壤基本理化性质,建立测土配方施肥技术体系,确立施肥方案,2014年在义乌市上溪镇、义亭镇、佛堂镇、赤岸镇和城西街道5个镇(街道)实施测土配方施肥效果评价。

采样同时,记录样点的立地条件、土地利用、生产条件、施肥水平等信息。土样分析项目包括pH值、有机质、全氮、有效磷、速效钾等。土壤理化性质用常规方法测定［13］。

1.3数据处理

数据使用Excel 2007软件进行分析。

2　结果与分析

2.1土壤基本理化性质

通过对义乌市13个镇(街道) 2 078个样品的pH值测定,结果(表1)表明,义乌市土壤普遍偏酸性,且强酸性土壤(pH＜5.5)所占比例较高,占总样品数量的45.0%,主要集中在赤岸镇、廿三里街道和佛堂镇,强酸性土壤所占比例均超过当地农田检测比例的50%,其中赤岸镇79.7%的检测土壤pH值呈强酸性。

表1　2009年义乌市13个镇（街道）耕地的土壤基本理化性质

义乌土壤有机质含量普遍偏低,土壤有机质含量＜20 g·kg-1的采样点占总测样量的83.0%,其中有机质含量＜10 g·kg-1的样品量占总样品量的41.1%;仅有0.4%样品的土壤有机质含量＞30 g·kg-1;不同镇(街道)土壤有机质的含量差异较大,从义乌各镇(街道)土壤有机质的平均含量来看,以后宅街道土壤有机质平均含量最高,为23.39 g·kg-1,其他各镇(街道)土壤有机质平均含量均＜20 g·kg-1,佛堂镇和上溪镇土壤有机质平均含量＜10 g·kg-1。

义乌市土壤全氮平均含量为2.12 g·kg-1,处于中等偏上水平,仅11.4%的测试土壤全氮含量＜1.0 g·kg-1,且7.8%位于佛堂镇,其他各镇(街道)全氮含量相对较高,后宅街道所有检测土壤全氮含量均＞2.0 g·kg-1,个别土壤全氮含量甚至＞5.0 g·kg-1。

各测试土壤有效磷、速效钾含量普遍偏低,其中有效磷含量＜5 mg·kg-1的土壤占总测试土壤的43.4%,速效钾含量＜50 mg·kg-1的占63.0%;且各镇(街道)土壤有效磷、速效钾含量差异极大,有效磷最大差距达1 000多倍(赤岸镇);速效钾最低值和最高值之间也相差100多倍。

2.2建立测土配方施肥指标体系

根据土壤测试结果,结合以往工作基础及3414田间试验结果,建立测土配方施肥指标体系,指导农民合理施肥。测土配方施肥指标体系依据基本原则如下:

土壤有机碳增量=有机物料投入量-土壤有机质矿化量=有机物料中碳×腐殖化系数-土壤有机碳×土壤有机质矿化率。

大量试验结果表明,浙江省有机物料(包括鲜猪厩肥)的腐殖化系数为0.3左右,土壤有机质矿化率在4%左右［14］。

化肥氮的施用量=推荐施氮量-有机肥含氮量×当季矿化率=目标产量吸氮量/0.8 -有机肥含氮量×当季矿化率。

通过长期肥料定位试验,用多年施入稻田氮的总和与回收氮的比值来计算氮的累积利用率,发现氮的累积利用率的80%左右［15-16］,因此,推荐施氮量为:目标产量的吸氮量/0.8,由于施入土壤中的氮部分被土壤所固定,土壤氮的固定与释放动态相对平衡,因而此处不考虑土壤有机质分解矿化的氮。

化肥磷的施肥量=推荐施磷量-有机肥含磷量。

当有效磷＜5 mg·kg-1时,磷肥施用量=吸磷量×1.5;当有效磷5～15 mg·kg-1时,磷肥施用量为吸磷量×1.2;当有效磷15～25 mg·kg-1时,磷肥施用量为吸磷量;当有效磷25～50 mg·kg-1时,磷肥施用量为吸磷量×0.8;当有效磷＞50 mg· kg-1时,磷肥施用量为吸磷量×0.5,晚稻不施磷化肥。

化肥钾的施肥量=推荐施钾量-有机肥含钾量。

当土壤中速效钾＜120 mg·kg-1时,钾肥的施用量=水稻吸钾量/0.9;当土壤中速效钾120～200 mg·kg-1时,钾肥的施用量=水稻吸钾量;当土壤中速效钾＞200 mg·kg-1时,钾肥的施用量=水稻吸钾量×0.8。

2.3土壤理化性质变化趋势

2008和2014年分析结果(表2)表明,测土配方施肥后农田耕层土壤有机质含量总体上表现为稳中有升的趋势,各镇(街道)农田耕层土壤有机质含量均由原来平均＜15.0 g·kg-1上升到平均＞20.0 g·kg-1,且除了城西街道平均上升了8.26 g·kg-1外,其他各镇(街道)农田耕层土壤有机质含量平均上升了＞10.0 g·kg-1。

表2　通过测土配方施肥土壤养分的变化情况

土壤全氮含量整体下降,平均下降0.29～1.13 g·kg-1,下降幅度达15.8%～43.3%。土壤全氮含量下降的原因主要是通过测土配方施肥,调整了氮、磷、钾三要素施用比例,实行以产定氮,从而减少了氮肥施用量,提高了化肥的利用率。

土壤有效磷和速效钾都增加明显,如义亭镇土壤有效磷平均含量增加了3.5倍,但是各区块增加幅度差异极大,各镇(街道)增加量均以种植瓜果、蔬菜等经济作物区土壤有效磷和速效钾增量最大,其中经济作物区土壤有效磷含量增加量37.83～132.89 mg·kg-1,而粮食生产区,土壤有效磷的增加量为4.28～13.8 mg·kg-1;经济作物区土壤速效钾含量增加量102.45～166.4 mg·kg-1,粮食生产区平均增加28.65 mg·kg-1。

土壤对植物生长所必需的大多数营养元素,于pH值6～7有效度最高。但是通过效果评价结果表明,只有城西街道土壤pH值平均值达到了6～7,义亭镇土壤平均pH值增加了0.19;赤岸镇和佛堂镇基本保持在原来的水平,没有明显变化;而上溪镇土壤pH值却明显下降,平均下降0.68个单位,其原因可能主要是由于上溪镇土壤有效磷和速效钾基数较低,后期土壤有效磷和速效钾增加明显,从而导致土壤pH值下降幅度大。

3　小结与讨论

肥料在作物的生产中发挥着重要作用,特别是化肥的施用对我国农业增产起到了决定性的作用［17-19］。义乌是目前全球最大的小商品集散中心。被联合国、世界银行等国际权威机构确定为世界第一大市场。近几年由于各种非农建设占用大量熟化程度高、产出率高的耕地,加上有机肥施用量逐年减少,化肥施用量增加,施肥养分比例失调,高强度耕作等,导致耕地地力下降、农作物养分不平衡、影响农产品质量安全,增加环境负担。

通过测土施肥项目的开展,建立和完善“以科研为基础、以推广为主体、以企业为纽带、以农民为对象”的新时期科学施肥体系,从而改变农民的传统观念,全面推广养分资源综合管理,有效地提高土壤有机质含量,减少化肥用量,促进土壤养分平衡。但是,从目前施肥情况来看,由于农户间肥料施用技术水平差异较大,且部分农户不愿接受培训、指导,化肥用量仍存在过量、不均衡等问题,因此,测土配方施肥将是一项长期而艰巨的工作。

在今后的工作中,一方面要继续积极引导农民合理、均衡施肥;另一方面应建立和加强地力数据库和监测点工作,及时了解耕地地力变化情况,密切关注耕地质量的动态变化,从而为制定施肥方案、及时修正施肥方法、改善耕地地力培肥措施及耕地质量管理等提供依据。

参考文献:

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