安阳市耕层土壤质量演变趋势与原因分析

2022-09-07安阳市农业农村局杨天军

河南农业 2022年8期

安阳市农业农村局杨天军

安阳市位于河南省最北部，地处北暖温带，属大陆性季风气候，四季分明，气温适宜，但寒冷暑热，旱涝交替；年平均气温12.7～ 13.7 ℃，年平均降水量为581.1～ 693.1 mm；土壤类型以潮土和褐土为主，其中潮土面积约275 841.77 hm2,褐土面积约103 045.65 hm2。自1984 年全国第二次土壤普查（以下简称二普）以来，安阳市的耕地质量监测工作持续开展，积累了大量的基础数据，特别是2006 年实施测土配方施肥以来，按照《测土配方施肥技术规程》开展的土样采集达45 355 个，化验分析土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾等23 万余项次，中微量元素1.4 万余项次，并逐年进行耕地质量分析，为指导我市群众合理施用肥料、科学利用土壤、保护耕地质量和保证农业可持续发展打下良好基础。2019 年按照《全国耕地土壤监测管理办法》和《全国耕地土壤监测技术规程》中的要求，又对全市的监测点进行了改造、扩建，平均每6667 hm2设置1 个耕地质量监测点，基本形成了“国家级-省级-市级-县级”四级耕地质量监测网络。目前全市已设置耕地质量监测点41 个，其中潮土类24个、褐土类16 个、砂姜黑土类1 个。耕地地力取样点101 个，普及主要作物有小麦、玉米、花生、尖椒、谷子、蔬菜等。

一、耕层土壤养分现状及变化

（一）耕层土壤养分现状

2020 年度安阳市采集耕地质量监测点、耕地地力取样点和其他耕层土壤样品共562 个，对土壤样品进行了pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾常规六项和样品总数30%的中微量元素的分析化验,共5563 余项次。监测结果表明：全市pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾6 个常量指标的平均值分别为7.7、20.4g·kg-1、1.22g·kg-1、22.5mg·kg-1、158mg·kg-1、778mg·kg-1；中微量元素随机抽取53个土样进行检测，其中有效硫、有效硅2个中量元素指标的平均值分别为29.89mg·kg-1、267.54mg·kg-1；有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效硼、有效钼6个微量元素指标的平均值分别为19.49mg·kg-1、25.75 mg·kg-1、1.55 mg·kg-1、2.04 mg·kg-1、1.10 mg·kg-1、0.12 mg·kg-1。

（二）耕层土壤养分变化趋势及原因分析（见表1）

1.土壤有机质。土壤有机质含量变化是农田土壤用养管理的综合结果和肥力演变的重要标志。安阳市取土点耕地土壤有机质含量目前处于中等水平，与二普相比，2018 年、2019 年、2020 年分别增加了7.1 g·kg-1、8.9 g·kg-1、9 g·kg-1，增长率分别为62.3%、78.1% 和78.9%。从全市平均值看耕层土壤有机质含量，近3 年呈平稳趋势，原因：一是秸秆还田率较高，全市小麦秸秆还田率在95%以上，玉米秸秆还田率在85%以上，小麦秸秆还田量约为6750 kg·hm-2,玉米秸秆还田量约为9900 kg·hm-2，为土壤有机质的积累提供了基础。二是商品有机肥施用量逐年提高，粪肥堆沤已不符合目前农村发展环境，粪肥的深加工既环保又保质，据不完全统计，目前商品有机肥施用量在3000 kg·hm-2以上。

表1 监测点耕层土壤养分变化情况

2.土壤全氮。全市取土点耕地土壤全氮含量仍属于中等水平。与二普相比，2018 年、2019 年、2020年分别增加了0.51 g·kg-1和0.65 g·kg-1、0.49 g·kg-1，增长率分别为69.9%、89%和67.1%。耕层土壤全氮基本稳定的原因分析：一是氮肥利用率较低，安阳市施用氮肥主要以尿素为主，尿素撒施地面导致只有40%被作物吸收利用，很难在土壤中储存。二是秸秆矿化速率较低,基本与作物吸收相平衡，氮素积累较少。土壤全氮的提升是一个循序渐进的过程，也是一个长期坚持的过程，随着化肥使用量零增长行动的开展和测土配方施肥技术的推广，农民已经逐步改变以前重施氮肥的习惯。

3.土壤有效磷。土壤有效磷含量由过去的受土壤质地影响为主，演变为以人为因素——施肥影响为主。随着配方肥和复混肥的大量应用和农民对磷肥的认识提高，磷肥的施用趋于合理，从近几年的检测结果看，全市土壤有效磷含量在空间上存在一定的差异性。与二普相比，2018 年、2019 年、2020 年分别增加了12.3 g·kg-1、14 g·kg-1、15.9 g·kg-1；增长率分别为186%、212%、241%。从这3 年平均值可以看出全市土壤有效磷含量总体呈上升趋势，原因是肥料施用结构发生了变化，安阳市小麦肥料配方的不断优化和玉米种肥同播技术的大范围应用，磷元素肥料施用量明显提高，除作物吸收以外，磷元素被储存在土壤中或处于固定与释放的动态平衡中，农作物吸收利用量少,所以耕层土壤中有效磷的含量逐年提升。

4.土壤速效钾。全市取土点耕地土壤速效钾含量达到中上等水平。在1983 年，当时安阳市属于富钾区，全市土壤速效钾含量呈先降后升趋势。1983—2001 年，全市土壤施钾量极少，秸秆还田量低，并且作物产量逐渐增加，所以土壤速效钾呈逐年下降趋势；由1984年的148 mg·kg-1下降至2001年的127mg·kg-1，2001 年以后，由于秸秆还田量的大幅增加和施用化学钾肥的增加，土壤速效钾含量开始回升，到2020 年耕层土壤速效钾平均含量已达到158 mg·kg-1。耕层土壤速效钾含量有所提升的原因：一是安阳市耕层土壤速效钾背景值较高；二是外源钾补充量不断增加，秸秆还田补充的钾元素基本可以满足主要农作物的需要，近年来农作物施用肥料以“氮、磷、钾”三元素复合肥料为主，又增加了钾元素的施用量，故安阳市耕层土壤速效钾含量有所提升。

5.综合地力演变（耕地地力等级）趋势。安阳市于1988 年4 月完成第二次土壤普查，当时耕层土壤养分情况为：有机质11.4 g·kg-1,全氮0.73 mg·kg-1,有效磷 6.6 mg·kg-1,速效钾148 mg·kg-1。到2020 年，有机质上升了9 g·kg-1，平均每年增加0.25 g·kg-1，由原来的国家4 级上升到3 级；全氮由原来的国家5级上升到3级,上升了0.49g·kg-1，平均每年增加0.014g·kg-1左右；有效磷由原来的国家4 级，上升到2 级,上升了15.9 mg·kg-1，平均每年增加0.44 mg·kg-1；速效钾由原来的国家3 级上升到2 级,上升了10 mg·kg-1，平均每年上升0.28 mg·kg-1。目前，安阳市耕层土壤养分变化总的趋势为：有机质含量稳步提高，全氮含量基本稳定，有效磷含量上升明显，速效钾含量有所上升。

二、耕地地力存在的主要问题

（一）土壤肥力水平不够

土壤肥力水平虽然有所提高，但还不能满足当前作物高产对耕地质量的要求，虽然与刚实施测土配方施肥技术时相比较，土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾等含量普遍提高，但近几年监测点耕层土壤养分平均含量呈现出起伏波动状况，且有下降趋势，而且土壤养分间含量差异幅度较大，导致土壤肥力综合质量提高不大。

（二）施肥结构不合理

近年，虽然大力推广测土配方施肥技术，但随着作物单产和生物产量的持续提高，带走土壤中的大量养分，加上投肥水平、结构和比例还不尽合理，有机肥投入较少，土壤磷钾肥虽有一定程度的增加，但离平衡配套施肥要求还有一定差距。

（三）常年旋耕，土壤耕层逐渐变浅，土壤肥力不能满足作物需求

常年进行旋耕机械作业，土壤耕层逐渐变浅，土壤主要养分含量增长不均衡，土壤肥力提高的速度还不能满足作物高产优质对耕地质量的新要求。近年，作物单产的提升速度很快，高产更高产，优质更优质，对土壤肥力的要求也越来越高。

三、解决耕地地力现状的对策

（一）推广玉米秸秆快速腐熟技术

秸秆还田是有效提高耕层土壤有机质含量的技术措施，玉米秸秆还田一般可以提高土壤有机质含量0.15%～0.20%，粮食增产10%～25%。秸秆腐熟剂富含高效微生物菌系，能够促进秸秆快速腐解，减轻或防止秸秆还田量多给农作物生长带来的不利影响。所以，大力推广玉米秸秆快速腐熟技术，在提升土壤养分和改善土壤物理形状的同时，还能减少秸秆焚烧对环境的污染。

（二）大力推广测土配方施肥和化肥减量增效技术

目前安阳市主要农作物施用氮、磷、钾比例1：0.74：0.37,在施用量上氮元素化肥用量基本趋于合理，磷元素化肥略微过量，钾元素化肥用量持续上升。因此，在保障粮食生产安全的前提下，大力推广测土配方施肥和化肥减量增效技术，按照“控氮、根据土壤养分测试结果定磷和钾用量”的技术措施，积极推动配方肥料下地，提高科学施肥水平，能促进安阳市耕地质量稳步提升和粮食增产增收。

（三）优化耕作方式，改变土壤理化性状

安阳市主要农作物整地还是以旋耕为主，旋耕深度在10～15 cm，导致耕层变浅，土壤板结，犁底层变硬，土壤保水保肥性能减弱等问题。因此，建议每2～ 3 年要深翻1 次，深度在25 cm 以上，打破犁底层，熟化土壤，使耕层厚而疏松，结构良好，土壤中水、肥、气、热相互协调，解决耕层变浅、土壤板结等问题，提高土壤的缓冲性能和抗逆性能，促进农作物根系生长发育。