博州农田耕层土壤养分现状及肥力评价

董秀丽 闫靖华 李俊杰 张玉霞

（博州农业技术推广中心 新疆博乐833400）

土壤养分直接表征土壤肥力状况，是评价耕地质量的重要指标，对其进行调查和分析可以为科学施肥提供基础依据[1-2]。耕层土壤养分的变化与土地利用类型、耕作和施肥方式的改变密切相关[1]。马杰总结出农田土壤养分变化幅度大于果园、林地、水域和草原等其他土壤利用类型[3]。徐莉总结了干旱绿洲区耕层养分的变异程度[4]。吴志勇总结出新疆生产建设兵团在近30年间耕层土壤速效钾下降，有效磷上升[5]。张玉霞等分析了博州自第2次全国土壤普查至2008年30年间土壤养分变化规律，并提出了施肥建议[6-8]。近年来随着农作物产量的增加、种植业结构的调整、耕作措施的改变和测土配方施肥技术的实施[2]，博州耕地土壤养分和地力水平也发生了很大的变化。为摸清博州农田耕层土壤养分现状，笔者对2018-2019年的博州耕地质量监测数据进行分析，总结评价了10年来博州耕地的养分变化趋势，以期为博州农业的绿色发展、耕地资源的可持续利用及精准农业的示范推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

博州位于新疆维吾尔自治区西北部、准噶尔盆地西端（44°02′N～45°23′N、79°53′E～83°53′E），地势西高东低，三面环山，中间是谷地，属温带大陆性干旱气候，夏季炎热少雨，冬季寒冷干燥。下辖精河县、博乐市和温泉县3个农业县市。全州现有耕地17.96万hm2，耕地土壤类型主要为棕钙土、风沙土、草甸土和灰漠土[8]，主要农作物有棉花、玉米、小麦、枸杞、油料作物及蔬菜，是新疆典型的优质棉、粮基地。

1.2 试验材料

以博州两县一市农田土壤为研究对象，以耕层土壤中pH、总盐、全氮、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、微量元素含量为主要研究指标，对2018-2019年的博州耕地质量监测数据进行分析。

1.3 样品采集及检测方法

1.3.1 采样方法 依据国家标准《耕地质量等级》（GB/T 33469-2016），分别于2018年、2019年秋季作物收获后采集土样，土样采集工作严格按照《耕地质量监测技术规程》（NY/T 1119-2012）中的方法。采样点采用GPS定位，采样面积为0.66 hm2左右；以“S”型布点，按随机、等量、多点混合的原则采集耕层（0～20 cm）剖面土壤。一个混合土样以1 kg左右为宜，若样品数量太大，用四分法弃去多余的土壤。土样经自然风干后研磨过1 mm筛备用，2019年的取样点同2018年的取样点经纬度和数量均相同，2年共采集518个土样。

1.3.2 检测方法 土样检测工作参照 《土壤检测》（NY/T 1121-2006）标准进行。土壤样品检测有常规检测和中微量元素检测。常规检测包括有机质、碱解氮、速效磷、速效钾，检测比例达到100%。中微量元素检测包括有效铜、铁、锌、锰、硼、硅、硫、钼，检测比例达到10%。

1.4 数据分析

所有试验数据使用Excel 2007整理，用SPSS 21进行分析处理，变异系数依据Nielen分级标准[9]。耕层土壤养分分级采用全国第2次土壤普查养分分级标准。

2 结果与分析

2.1 土壤养分状况

由表1可知，博州农田耕层土壤养分含量相差较大，变异系数为2.90%～122.73%。其中pH的变异系数最小，为弱变异性；全盐量的变异系数最大，为强变异性，全盐量的平均值为3.96 g/kg，最大值为25.9 g/kg，这是由于精河县部分新垦耕地的盐渍化程度较高；其余各养分的变异系数在35.53%～53.19%，均为中等变异。耕层有机质含量较2008年增长了2.38%，近几年实施的农田有机质提升项目和当地禁止焚烧秸秆的措施增加了秸秆还田量，化肥零增长行动增加了商品有机肥的投入。耕层速效磷含量增长幅度较大，达23.16%，说明当地存在长期磷肥过量投入的现象。速效钾减少了11.1 mg/kg，当地虽有增施钾肥的习惯，但是博州地区长期种植喜钾的棉花和玉米，且面积占总播面积的75.8%，土壤中钾素的消耗量大。

表1 博州土壤养分状况

2.2 耕层有机质现状

统计结果表明（表2），耕层有机质含量变幅为6.04～52.17 g/kg，两县一市耕层有机质含量平均值差异显著，精河县耕层土壤有机质含量最高且变异系数最大，精河县县域内河流较多，耕地土壤类型丰富，既有草甸土又有风沙土和灰棕漠土。2019年博州下辖3个县市农田耕层有机质含量分别较上年增加了0.14 g/kg、0.03 g/kg和0.08 g/kg。博乐市和温泉县耕层有机质分级的占比整体呈下降趋势，精河县耕层有机质分级的占比整体呈上升趋势，应该与耕地土壤类型有关，精河县耕地土壤类型主要以灌耕土和草甸土为主，博乐市主要以灌耕土和灰漠土为主，温泉县主要以棕钙土为主，其中砾质棕钙土的占比很大。

表2 耕层有机质现状

2.3 耕层速效养分现状

研究结果表明（表3、表4），博州耕层碱解氮含量的变幅为25.00～206.60 mg/kg，总体呈四级极高水平。由于各县市主要土壤类型的差异及人为施肥水平的差异和氮易流动性的特点，耕层碱解氮含量的差异比较大，其中精河县的变异系数最大。3个县市耕层碱解氮含量四级、五级和六级的总占比均大于50%，说明博州大部分耕地碱解氮含量处于适量偏低水平。当前，博州水肥一体化技术应用面积大，提高了肥料的利用率，农户在无机氮肥的投入量没有变化的情况下，各种作物单产仍呈上升趋势。

表3 土壤碱解氮、速效磷、速效钾现状

表4 土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量的等级划分

土壤速效磷平均含量为16.75 mg/kg，变幅为3.8～46.8 mg/kg，整体呈三级中水平，博州农田速效磷含量为二级和三级的占比大于70%，速效磷含量较丰富。2008年测土配方施肥时博州速效磷含量平均值为13.6 mg/kg，10年间增加了3.15 mg/kg，说明这10年间当地过量投入磷肥的问题仍然普遍。耕层速效钾含量为284.9 mg/kg，变幅为65～870 mg/kg，整体呈一级水平，当地农田速效钾含量较丰富，但较2008年的295 mg/kg降低了近10 mg/kg，极少数地块有缺钾现象。主要是因为当地土壤母质富钾，耕层速效钾含量高，农户不重视增施钾肥，造成土壤速效钾含量下降。

2.4 耕层微量元素现状

作物对微量元素需求量虽少，但微量元素参与植物体内的各项代谢过程，是作物正常生长发育必需的元素。博州耕层有效锌的含量在临界值以下的占比为14.82%，2008年国家级测土配方施肥时临界值以下的占比为33%，缺锌耕地的比例减少与近30年来博州推广基施锌肥的措施密不可分。有效钼含量在临界值以下的占比为7.69%，有效锰的最低值接近临界值，其他微量元素含量均在临界值以上（表5）。

表5 土壤微量元素丰缺情况

3 讨论

10年来博州两县一市耕层土壤有机质含量均在增加，可能是近几年当地政府实施的禁止焚烧植物秸秆的蓝天保卫战措施，增加了秸秆的还田量；2015年在两县一市先后实施的有机质提升项目中秸秆粉碎还田增施秸秆腐熟剂措施，加快了秸秆的腐熟进程；近3年来随着化肥零增长行动各项措施的推进，商品有机肥、生物菌肥等新型肥料逐渐被广大农户所接受。速效磷含量由四级偏低水平增至四级偏高水平，增长幅度较大，增长过快，说明近十几年过量投入磷肥的问题仍然普遍存在[6,10]。速效钾含量呈下降趋势，当地石灰性土壤母质富钾，耕层钾素含量高，农户忽视了钾肥的施用，同时与近十几年博州种植喜钾的棉花和玉米占总播面积的75%左右、耕层钾素消耗大有关。博州大部分耕地耕层的碱解氮含量处于适量偏低水平。

4 结论

总之，土地是农业的根基，科学合理施肥、用地与养地相结合才能最终达到可持续发展的目的。博州农田耕层有机质含量平均为19.76 g/kg，整体处于中等水平，应继续加大力度推广秸秆腐熟还田或牲畜过腹还田，依托项目激励农户增施商品有机肥。土壤速效磷的变异强度最大，建议有效磷含量偏高的地块适量降低磷肥施用量，有效磷偏低的地块可以改变磷肥的施用种类和施肥方式。速效钾呈下降趋势，种植喜钾的棉花、玉米等作物时应当适量补施钾肥。微肥要因缺补缺，不可盲目滥施，有效钼含量低的地块，种植豆科植物或蔬菜等钼敏感作物时需适量增施钼肥，部分盐碱地块需要适量增施锰肥。