近30 a河北省低平原区黑龙港流域农田土壤肥力演变

贾良良，刘克桐，杨云马，韩宝文，刘孟朝，孙彦铭*

（1.河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北　石家庄　050051；2.河北省土壤肥料总站，河北　石家庄　050000）

近30 a河北省低平原区黑龙港流域农田土壤肥力演变

贾良良1，刘克桐2，杨云马1，韩宝文1，刘孟朝1，孙彦铭1*

（1.河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北石家庄050051；2.河北省土壤肥料总站，河北石家庄050000）

为分析河北省黑龙港流域农田土壤的肥力演变情况，利用1980s、2000s和2010s不同时期的土壤肥力调查数据，对河北省邯郸、邢台、衡水和沧州4个地区的农田土壤肥力演变进行了分析。结果表明：近30 a河北省低平原区农田土壤有机质、全氮和速效磷含量均有不同程度的提高，增幅分别为48.45%、41.90%和228.79%；速效钾含量增幅为-18.24%，略有下降。总体而言，近30a河北省低平原区土壤肥力得到了明显改善，对作物稳产和高产提供了保障，促进了作物产量的提高。

黑龙港流域；土壤养分；有机质；全氮；速效磷；速效钾；土壤肥力

土壤肥力是影响农田生态系统生产力水平的重要因素之一［1］，跟踪了解土壤肥力的变化趋势，分析其变化的原因，可为农田土壤质量管理及肥料的精确施用提供决策依据，对栽培作物获得持续高产稳产有重要的理论和实际意义［2］。黑龙港流域地处华北平原中部，耕地面积约占河北省耕地总面积的1/3，是河北省粮食、经济作物的主产区［3］。20世纪80年代至今，该地区的作物产量水平显著提高，且由于耕种、施肥、灌溉、作物品种改良、种植结构调整等人为因素的影响，土壤肥力发生了较大变化，如何科学施肥以提高肥料利用率和减少过量施肥带来的环境污染成为目前亟需解决的问题。作者基于历史资料和项目监测点数据，对该地区的土壤肥力变化状况及其影响因素进行了系统分析，旨为河北省低平原区的科学施肥和土壤培肥提供数据支撑。

1　材料与方法

河北省低平原区主要是指地处黑龙港流域的邢台、邯郸、衡水和沧州地区。该区平均海拔＜50 m，属大陆性暖温带半干旱半湿润季风气候，无霜期180～220 d，年平均降水量500～600 mm且时空分布不均，年平均蒸发量1 100～1 800 mm，年平均气温12.7～13.3℃，年平均日照时数2 500～2 700 h。种植模式主要是小麦-玉米轮作，一年两熟制。

在邢台、邯郸、衡水和沧州4个地区，设定样本采集点，数据年限涉及1980s、2000s和2010s共3个时期。其中，1980s数据为河北省“第2次土壤普查”数据（1982～1986年）［4］，2000s数据为河北省农林科学院农业资源环境研究所2000～2003年的土壤肥力监测数据（为了提高对土壤养分时空性变异分析的科学性，根据土地利用现状图确定采集样点10 310个），2010s数据为2006年启动的河北省“测土配方施肥”项目数据（2006～2011年，该项目采样数量和分布范围远远超过“第2次土壤普查”的范围，采集样本点共计21 000个）。

样品的土壤养分含量测定方法均一致，其中，有机质含量测定采用重铬酸钾外加热法，全氮含量测定采用半微量开氏法，速效磷含量测定采用钼锑抗比色法（0.5 mol/L NaHCO3浸提），速效钾含量测定采用火焰光度法（1 mol/L NH4OAc浸提）［5］。利用Microsoft Excel 2007软件进行数据的统计与分析。

2　结果与分析

2.1河北省低平原区土壤有机质含量的变化

1980s～2010s低平原区土壤有机质平均含量及各地区的土壤有机质含量均呈逐渐增加趋势，其中2000s和2010s这4个地区的土壤有机质平均含量较1980s分别增加了22.68%和48.45%，2000s～2010s的年代变化量和年均增长量均＞1980s～2000s；但不同地区土壤有机质含量的年代增幅差异较大，其中，邢台地区增幅最大（38.9%），衡水次之，且均高于该区平均值，2个年代变化量呈增长趋势发展，其他2个地区呈相反趋势发展（表1）。

表1　河北省低平原区不同年代的土壤有机质含量变化　（g/kg）Table 1　Soil organic matter change in the low plain area of Hebei Province

2.2河北省低平原区土壤全氮含量的变化

1980s～2010s低平原区土壤全氮量呈先明显上升后缓慢下降的变化趋势，其中，1980s～2000s年代变化量与年均增长量均有所提高，而2000s～2010s这2个指标变化不明显；4个地区2000s～2010s土壤全氮变化量差异较大，其中，衡水和沧州地区2000s～2010s年代变化量与年均增长均呈负增长，而衡水全氮含量年代增长幅度（55.59%）最为明显，其次是邯郸（表2）。

表2　河北省低平原区不同年代的土壤全氮含量变化　（g/kg）Table 2　Soil total N content change in the low plain area of Hebei Province

2.3河北省低平原区土壤速效磷含量的变化

1980s～2010s低平原区土壤速效磷平均含量呈明显的上升趋势，平均增加量15.1mg/kg，增幅为228.78%，且2000s～2010s增长幅度明显＞1980s～2010s；4个地区2000s～2010s增长幅度明显＞1980s～2010s，且不同地区的速效磷含量变化较大，其中，1980s邯郸地区速效磷含量最高、衡水地区最低，2010s邢台跃居第1位，年代增幅达到170.21%，邯郸和衡水并列第2位（表3）。

表3　河北省低平原区不同年代的土壤速效磷含量变化　（mg/kg）Table 3　Soil available P content change in the low plain area of Hebei Province

2.4河北省低平原区土壤速效钾含量的变化

1980s～2010s低平原区土壤速效钾平均含量呈先明显下降后缓慢上升的变化趋势，其中，2010s土壤速效钾含量较1980s降幅达到18.2%；4个地区的土壤速效钾含量差异较大，其中，邯郸地区速效钾年代变化量和年均增长量变化幅度均为最大，邢台和沧州地区一直保持负增长且沧州呈明显的持续下降趋势，衡水地区的发展趋势与低平原区基本相同（表4）。

表4　河北省低平原区不同年代的土壤速效钾含量变化　（mg/kg）Table 4　Soil available K content change in the low plain area of Hebei Province

3　结论与讨论

对1980s～2010s近30 a河北省低平原区农田土壤肥力状况进行研究，结果显示，该区土壤有机质、全氮、速效磷含量均有不同程度的提高，增幅分别为48.45%、41.90%和228.79%；速效钾含量略有下降，降幅为18.24%。总体而言，1980s～2010s河北省低平原区土壤肥力得到了明显改善。与俞海等［6］研究结果相类似。土壤肥力的提高，对作物稳产和高产提供了保障，促进了作物产量的提高。

（1）20世纪80年代以来，农业生产大力推广秸秆还田技术以及大量施用磷肥，一方面促进了土壤有机质含量的增加［7～9］，其中，邯郸、邢台和衡水的土壤有机质含量增幅为40.21%～82.22%，而沧州地区土壤以盐化潮土为主，不利于土壤有机质的累积，增幅仅为25%；另一方面土壤速效磷含量得到了改善［10］，2010s河北省低平原区土壤速效磷含量达到21.7 mg/kg，已趋于临界值（16～25 mg/kg，英国农田土壤有效磷施用临界值）的上限。因此，在今后的工作中，应以“恒量监控”为原则，注意对土壤磷素进行合理调控，在保证作物高产的同时减少环境风险。

（2）由于长期不重视钾肥的施用，导致土壤钾素含量一直呈下降趋势。2000s～2010s土壤养分调查结果和定位试验数据表明，土壤速效钾含量呈缓慢的增加趋势，主要归功于钾肥施用量的加大以及秸秆还田技术模式的推广与应用。李秋梅等［11］研究发现，冬小麦-夏玉米轮作条件下秸秆全部还田能够平衡80%以上的作物钾素吸收，在施用钾肥75 kg/hm2的情况下土壤钾素就能实现盈余。而通过20 a的潮土区定位试验发现，每盈余K2O 100 kg/hm2，土壤速效钾需增加2.71 mg/kg［12］。综合来看，河北省低平原区目前的土壤速效钾含量基本能达到维持状态，但与20世纪80年代的土壤速效钾含量相比仍有一些差距。因此，仍然需要适当增加钾肥的投入，同时严格执行小麦玉米秸秆全部还田，以促进土壤速效钾含量的稳定提升，保证粮食产量的稳中求提。

［1］Franzen DW，Hofman VL，Halvorson AD，Cihacek LJ. Sampling for site-specific farming：Topography and nutrient considerations［J］.Better Crop，1996，80（3）：14-18.

［2］张玉铭，胡春胜，毛任钊，张佳宝，董文旭，李立峰.华北山前平原农田土壤肥力演变与养分管理对策［J］.中国生态农业学报，2011，19（5）：1143-1150.

［3］李承绪，姚祖芳，高广惠.河北低平原土壤养分状况与培肥途径［J］.河北农学报，1981，（2）：11-15.

［4］王重廉，赵振勋.河北省第二次土壤普查数据集［G］.石家庄：河北省土壤普查办公室，河北省土壤普查成果汇总编委会，1991.

［5］鲍士旦.土壤农化分析：第3版［M］.北京：中国农业出版社，2000.

［6］俞海，黄季焜，Scott Rozelle，Loren Brandt.中国东部地区耕地土壤肥力变化趋势研究 ［J］.地理研究，2003，22（3）：380-388.

［7］王文静，魏静，马文奇，杨玉荣，郭彩娟.氮肥用量和秸秆根茬碳投入对黄淮海平原典型农田土壤有机质积累的影响［J］.生态学报，2010，30（13）：3591-3598.

［8］宋永林，唐华俊，李小平.长期施肥对作物产量及褐潮土有机质变化的影响研究［J］.华北农学报，2007，22（S1）：100-105.

［9］赵广帅，李发东，李运生，张妍，欧阳竹，田振荣.长期施肥对土壤有机质积累的影响［J］.生态环境学报，2012，21（5）：840-847.

［10］张福锁，马文奇，陈新平.养分资源综合管理理论与技术概论［M］.北京：中国农业大学出版社，2006：38-47.

［11］李秋梅，陈新平，张福锁，V Roemheld.冬小麦夏玉米轮作体系中磷钾平衡的研究［J］.植物营养与肥料学报，2002，8（2）：152-156.

［12］贾良良，韩宝文，刘孟朝，李春杰，邢素丽，孙彦铭.河北省潮土长期定位施钾和秸秆还田对农田土壤钾素状况的影响［J］.华北农学报，2014，29（5）：207-212.

The Soil Fertility Change in the Recent 30 Years for Low Plain Area of Hebei Province

JIA Liang-liang1，LIU Ke-tong2，YANG Yun-ma1，HAN Bao-wen1，LIU Meng-chao1，SUN Yan-ming1*
（1.Institute of Agro-Resources and Environment，Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China；2.Soil and Fertility Station of Hebei Province，Shijiazhuang 050000，China）

In order to understand the soil fertility development in the low plain area of Hebei Province，a systemic soil fertility surveys in 1980s，2000s and 2010s was conducted for Handan，Xingtai，Hengshui and Cangzhou areas.The results showed that the soil organic matter content，total N content，available P

content all had significantly increasing in the past 30 years of 1980s-2010s，the increasing were 48.45%，41.90%and 228.79%，respectively.But the soil available K content had the trend of decreasing by 18.24%in the 1980s-2010s period.Overall，the soil fertility in the low plain area of Hebei Province in recent 30 years has been improved obviously，which provides guarantee for the stable and high yield of crops，and promotes the improvement of crop yield.

Heilonggang basin；Soil nutrients content；Organic matter；Total nitrogen；Available phosphorus；Available potassium；Soil fertility

S158

A

1008-1631（2016）03-0041-03

2015-08-28

公益性行业（农业）科研专项（201203030）；河北省财政专项：河北省主要农田土壤培肥关键技术研究与应用；河北省“渤海粮仓”科技示范工程

贾良良（1975-），男，河北武强人，博士，研究员，主要从事植物营养研究。E-mail：jiall990@126.com。

孙彦铭（1974-），女，河北武强人，助理研究员，主要从事农田养分管理与土壤培肥研究。E-mail：sunym74@hotmail.com。