招远市耕地土壤养分现状调查与评价
2022-03-18赵磊周雪
赵磊 周雪
摘 要:本研究利用2020年招远市农田测土配方项目土壤调查数据,分析了耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等养分含量现状,并根据全国第二次土壤调查标准进行土壤养分含量评价,以为招远市耕地土壤科学合理施肥提供数据支持。结果表明,当前招远市土壤pH值平均为5.2,调查乡镇中70%的土壤pH值为4.7 ~ 5.5,呈强酸性,严重影响当地的农业生产。土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的平均含量为11.53 g/kg、71.3 mg/kg、68.5 mg/kg和122.5 mg/kg,土壤有机质和碱解氮含量主要处于较缺乏水平,有效磷含量主要处于丰富水平,速效钾含量在中等水平所占比例最高,土壤各养分含量之间呈极显著正相关。由此可知,招远市需优化施肥结构,减少化肥的施用量,增加有机肥的施用量,提高土壤pH值和有机质含量,改善土壤环境质量,促进农业可持续发展。
关键词:招远;耕地;土壤养分
文章编号:1005-2690(2022)02-0043-03 中国图书分类号:S158 文献标志码:B
土壤是植物生长的重要介质环境,为植物的生长提供各种养分。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,对其调查和分析可以为科学施肥提供基础依据[1]。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息息相关[2-3]。在土壤肥力评价方面,土壤的物理性质酸碱度、有机质及氮磷钾含量是重要的评价指标[4]。
山东是全国耕地率最高的省份,农业增加值长期稳居全国第一位。耕地是农业生产的基础,土壤养分的高低显著影响农作物的产量[5]。第二次全国土壤普查工作距今已有30多年,已有的调查统计数据不能反映全国土壤养分现状。王立华等(2016)[6]通过4 000多份测土配方的数据,分析了山东省主要耕地的土壤速效养分和酸碱度情况,发现山东省土壤pH值平均为6.13,有机质含量普遍偏低。此外,招远市在2005年开始测土配方施肥,优化施肥结构,逐步推进化肥减量增效,招远市耕地土壤养分和地力水平也发生了很大的变化,原有的调查数据已经不能反映招远市耕地的养分现状。为掌握招远市农田耕层土壤养分现状,本研究对毕郭镇、齐山镇、张星镇、蚕庄镇、金岭镇、阜山镇、夏甸镇、梦芝街道、辛庄镇的农田土壤pH值、有机质含量、有效磷含量、碱解氮含量和速效钾含量进行了分析,以期为招远市的农业绿色发展、可持续利用耕地资源及示范推广精准农业提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 调查区域概况
招远市地处山东半岛西北部,境内土壤主体是棕壤土类,可利用面积9.75万hm2,占全市总耕地面积88.21%。本次招远市土壤养分现状调查监测区域涉及9个行政区,选取有代表性地块布设采样点185个,获得各项监测分析数据900余个。
1.2 样品采集与处理
招远市土壤样品采集点位布设在满足本次调查的基础上,结合采样现场的实际情况,按照随机、等量和多点混合的原则采样,一般采用S形布点取样。采集0~20 cm表层土壤,每份样品采样量为2 kg,除去土壤中混杂的砖瓦石块、石灰结核,根茎动植物残体等,风干、粗磨后过2 mm筛的样品全部置于无色聚乙烯薄膜上,充分搅拌混合均匀,用四分法提取、称重,保留作分析样品。
1.3 土壤样品测定
pH值采用酸度计测定,水土体积比为2.5∶1;有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法测定;有效磷测定采用碳酸氢钠法;速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定;碱解氮采用碱解扩散法测定。
1.4 土壤养分分级指标
依据全国第二次土壤普查技術规程规定的养分分级标准进行养分分级(见表1)。
1.5 数据处理
试验数据采用Excel 2016和SPSS 22.0软件进行分析处理。
2 结果与分析
2.1 土壤pH值检测情况分析
由表2可知,招远市土壤pH值平均为5.2,呈强酸性,不利于农业生产。各调查点pH值分布不均匀,存在明显差异,其中张星镇、阜山镇和梦芝街道的平均pH值≥5.5,呈酸性,其他乡镇的平均pH值在4.7~5.5。调查点招远市土壤pH值由低到高依次为毕郭镇、齐山镇、金岭镇、蚕庄镇、阜山镇、夏甸镇、辛庄镇、梦芝街道、张星镇。
2.2 土壤养分检测情况分析
由表2可知,招远市土壤有机质的平均含量为11.53 g/kg,呈较缺乏水平。调查点的土壤有机质分布不平衡,变幅为3.78~34.8 g/kg。齐山镇、金岭镇和梦芝街道的土壤有机质均值小于10 g/kg,呈缺乏水平。其他乡镇的土壤有机质含量为11.46~13.76 g/kg,均为较缺乏水平。综合认为,招远市土壤有机质含量较为缺乏。
招远市土壤碱解氮的平均含量71.3 mg/kg,分布存在明显差异,变幅为10~244 mg/kg,仅张星镇的土壤碱解氮平均含量超过120 mg/kg,呈较丰富水平。除毕郭镇、齐山镇和张星镇外,其他乡镇的土壤碱解氮平均含量均低于60 mg/kg,呈极贫乏水平。综合认为,招远市碱解氮含量并不丰富。
招远市土壤有效磷的平均含量68.5 mg/kg,含量丰富。调查点有效磷含量分布不均衡,变幅为2.6~488.6 mg/kg,变异系数100.81%,呈强变异性。除梦芝街道有效磷平均含量最低,小于40 mg/kg,其他乡镇的有效磷含量均处于丰富水平。综合认为,招远市土壤有效磷含量丰富。
招远市土壤速效钾的平均含量122.50 mg/kg,呈中等水平。调查点的土壤速效钾分布存在差异,变幅为95~150 mg/kg,变异系数31.75%,呈中等变异水平。其中阜山镇和蚕庄镇的速效钾平均含量大于200.0 mg/kg,呈丰富水平;张星镇和辛庄镇的土壤速效钾平均含量处于较丰富水平;其他乡镇的速效钾平均含量为101.58~149.00 mg/kg,处于中等水平。
3 讨论
土壤养分为作物生长提供所必须的营养元素,土壤养分含量会直接影响作物的产量与品质。当前招远市土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的平均含量分别为11.53 g/kg、71.3 mg/kg、68.5 mg/kg和122.50 mg/kg。根据全国土壤养分含量分级标准可知,招远市当前土壤有机质和碱解氮含量低于全国平均水平,处于缺乏等级;速效钾含量处于全国平均水平,处于中等等级;有效磷含量高于全国平均水平,处于丰富等级。由以上分析表明,招远市土壤养分含量分布存在差异,不同养分的含量也各不相同。氮、磷、钾3元素作为农作物发育必需的大量元素,对粮食生产具有重要意义。例如,小麦在不同生长发育阶段,对养分的需求存在很大差异。小麦生长前期施用氮肥和磷肥能为小麦苗期提供养分,孕穗阶段是生殖生长的关键时期,适量追施氮肥能够提高叶子的光合作用,确保麦穗吸收更多氮元素,积累更多有机物质[7]。
在玉米生长发育阶段中,氮素是最为重要的营养元素,施用氮肥可以满足玉米对氮素的需求;磷肥可促进玉米根系发育,提升玉米品质,在玉米生长时也需适时补充磷肥;玉米在苗期后会吸收钾元素,进入孕穗期玉米钾元素的吸收量最多,进入开花期,钾元素的积累会进入顶峰,后期则会逐渐减少,因此,在施加底肥的过程中应适当增加钾肥[8]。
招远市耕地土壤碱解氮处于缺乏水平,在底肥施用中应适当加大氮肥的施用量,但也需注意,施用大量氮肥会导致土壤酸化。此外,不同农作物应按照需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应,合理施用肥料,增加缓释肥、水溶肥、微生物肥料等的施用比例,提高肥料的利用率,在促生增产的同时增强土壤肥力。
土壤有机质对土壤保水、保肥有很大的作用,可以改善土壤的物理结构,增加土壤的孔隙度。土壤有机质是农田土壤肥力最重要的指标之一[9]。招远市耕层土壤有机质低于全国平均水平,加之土壤酸化加剧,严重影响农产品的产量和品质。因此,在施肥过程中需要增加有机肥的比例,以提高土壤有机质的含量。此外,加大农田大犁深耕与秸秆还田技术结合的力度,提高土壤对秸秆的容纳作用,还田后可为农作物提供大量的有机物料和养分[10]。另外,结合当地的废弃物资源,利用菌渣、作物秸秆、粉碎生产废弃物等生产有机肥,有效提高土壤有机质。
4 结论
调查分析结果表明,招远市土壤呈强酸性,pH值平均为5.2,土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的平均含量分别为11.53 g/kg、71.3 mg/kg、68.5 mg/kg、122.5 mg/kg,土壤养分含量较缺乏,有机质和碱解氮含量较缺乏,速效钾含量处于中等等级,有效磷含量达到丰富等级,但空间变异系数最大,具有强变异性。因此,在具体实践中,建议减少化肥用量,增加有机肥比重。同时可以配合大犁深耕、秸秆还田、施用生物质炭和功能性水溶肥等措施,以创造良好的土壤环境,提高土壤养分含量[11-12]。
参考文献:
[1]刘占锋,傅伯杰,刘国华,等.土壤质量与土壤质量指标及其评价[J].生态学报,2006,26(3):901-913.
[2]赵庚星,李秀娟,李涛,等.耕地不同利用方式下的土壤养分状况分析[J].農业工程学报,2005(10):55-58.
[3]Vogeler I, Rogasik J,Funder U,et al.Effect of tillage systems and P-fertilization on soil physical and chemical properties,
crop yield and nutrient uptake[J].Soil & tillage research,2009(1):137-143.
[4]郑立臣,宇万太,马强,等.农田土壤肥力综合评价研究进展[J].生态学杂志,2004(5):156-161.
[5]王立刚,李维炯,邱建军,等.生物有机肥对作物生长、土壤肥力及产量的效应研究[J].土壤肥料,2004(5):12-16.
[6]王立华,孙磊,苏群,等.山东省耕地土壤养分及酸碱状况调查分析[J].现代农业科技,2016(1):244-245.
[7]李刚.山东地区小麦种植与施肥技术要点[J].农业工程技术,2021,41(5):60-61.
[8]薛辉,张丰,刘振.玉米施肥技术要点[J].世界热带农业信息,2021(8):20-21.
[9]谢连杰,王海云.苹果园土壤有机质改良措施浅析[J].农业科技与信息,2021(19):84-85.
[10]张聪,慕平,尚建明.长期持续秸秆还田对土壤理化特性、酶活性和产量性状的影响[J].水土保持研究,2018,25(1):92-98.
[11]李宁,王明辉,吴鹏,等.湖北省大别山区花生耕地土壤研究分析[J].湖北农业科学,2021(24):51-54,75.
[12]陈浥尘,于月.土壤中有机质测定的自动化分析[J].中国资源综合利用,2021,39(12):9-10,14.
3274501908251