江西省花生主产区土壤养分状况调查评价研究
2023-07-31张静燕范呈根饶文平欧阳卫卫陈荣华
张静燕,范呈根,饶文平,肖 鹏,欧阳卫卫,陈荣华
(赣州市农业科学研究所,江西 赣州 341000)
花生(Arachis hypogaeaL.)是我国重要的油料和经济作物,年均种植面积在460万hm2以上,年总产量超过了1700万t,约占全国油料作物总产量的35.5%。我国花生总产的60%以上用于榨油,在保障我国食用油供应及安全方面具有举足轻重的地位[1]。江西省花生常年播种面积在15.3万hm2左右,年平均产量为2250 kg/hm2,是该省第三大作物。花生生长对大量元素(N、P、K) 、中微量元素(S、Mg、Ca、Zn等)的需求大。相关资料证明,花生每生产100 kg荚果,需要从土壤中吸收N 4.5~6.4 kg、P2O50.8~1.3 kg、K2O 3.0~4.5 kg、CaO 1.5~3.5 kg[2-3]。作物生长发育所需要的营养成分主要来源于土壤。因此,花生优质高产的关键在于土壤养分的充分供应。陈志才等[3]指出江西省花生主要种植于红壤旱地,连作重茬严重,不能根据花生品种的营养需求和区域特点进行针对性施肥,导致土壤有机质少、土壤氮素趋于饱和、速效磷富集盈余、速效钾随收获物外移而淋失有所下降及微量元素缺乏,引起土壤养分失衡和酸化严重 ,不利于花生产量和品质的提高。随着气候、自然环境、种植业结构和土地经营方式等的变化,关于江西省花生主产区土壤养分状况的最新报道较少,当前土壤养分丰缺状况尚不清楚,配套的科学肥、水管理措施还不完善,所以,迫切需要对花生田土壤养分状况进行全面的调查分析。为了明确当前江西省花生主产区土壤养分的丰缺状况,笔者根据气候特点,分别在赣北、赣中、赣南3个花生主产区,采集有代表性的土壤样品,对其pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙含量进行了调查分析,以期为江西省花生的科学施肥、高产、优质、绿色、安全提供技术支撑。
1 材料和方法
1.1 研究区域概况
江西省简称“赣”,位于中国东南部,地处长江中下游交接处的南岸,属典型的亚热带湿润气候,地形以丘陵山地为主,土壤类型主要为红壤、水稻土、黄壤和黄棕壤,成土母质主要为酸性结晶岩类、石英岩类和泥质岩类的风化物。本研究在江西省宜春市(赣北产区) 、吉安市(赣中产区) 、赣州市(赣南产区)3个典型花生主产区进行。
1.2 研究方法
1.2.1 土壤取样方法 于2021—2022年花生播种前(没有施肥)采集土壤样品,采样时避开田边、路边、沟边和特殊地形的部位以及堆过有机肥的地方。每个采样点按照“S”形随机采集0~20 cm的耕层土壤样品5~10个,充分混匀成1个样本(1 kg)。在样本保存袋外标记采样地点、采样时间、采样人。赣北、赣中、赣南花生产区采集的土壤样本数分别为45、50、60个,共计155个。
1.2.2 土壤养分含量的测定方法 将土壤样品风干后过筛,采用常规分析方法[5]进行土壤pH值、碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙含量的测定。其中pH值用pH计测定,水∶土比为2.5∶1;有机质含量采用重铬酸钾容量法测定;碱解氮含量采用碱解扩散法测定;速效磷含量采用钼锑抗比色法测定,用38.5 g/L NaHCO3浸提,浸提液采用紫外分光光度计测定;速效钾用NH4AC浸提,浸提液采用原子吸收分光光度计测定;交换性钙用NH4AC作交换剂,并用原子吸收分光光度计测定其含量。
1.3 土壤养分含量的评价标准
参考全国第2次土壤普查规定的土壤肥力分级标准[6](表1),对土壤有机质、大量营养元素(N、P、K)、中量营养元素(Ca)含量等肥力指标进行评价。
表1 全国土壤养分含量的分级标准
2 结果与分析
2.1 江西省不同花生产区土壤pH值的状况及评价
从表2可以看出,江西省花生田土壤pH值的平均值为5.45,变幅为4.56~6.67,变异系数为8.45%,处于5级酸性水平,其中pH值为4.5~6.5的土壤样品比例为97.77%。在3个产区中,赣北产区、赣南产区的土壤呈弱酸性,赣中产区的土壤呈酸性。总体来看,江西省花生田土壤酸化趋势较明显。
表2 江西省不同花生产区土壤 pH 值状况及评价
2.2 江西省不同花生产区土壤有机质含量状况及评价
由表3可以看出,江西省花生田土壤有机质平均含量为13.82 g/kg,变异系数为18.58%,处于4级中等水平,有97.78%的土壤样品有机质含量处于中等偏下水平;不同产区相比,土壤有机质含量平均值表现为赣南产区(15.68 g/kg)>赣北产区(13.44 g/kg)>赣中产区(12.33 g/kg);从分级比例来看,赣北产区、赣中产区、赣南产区土壤有机质含量中等偏下所占比例分别为100.00%、100.00%和93.33%。由此可见,江西省花生各产区土壤有机质较为缺乏。
表3 江西省不同花生产区土壤有机质含量状况及评价
2.3 江西省不同花生产区土壤大量及中微量元素含量状况及评价
由表4可以看出:江西省花生田土壤碱解氮平均含量为59.45 mg/kg,变异系数为39.27%,碱解氮极缺乏、缺乏、中等的比例分别为11.10%、57.78%、15.56%,合计占比达84.44%,整体处于缺乏水平;不同产区的土壤碱解氮含量平均值排序为赣南产区(78.79 mg/kg)>赣北产区(57.94 mg/kg)>赣中产区(41.62 mg/kg),变异系数以赣北产区最大;从土壤碱解氮缺乏所占比例来看,赣北和赣中产区均为80.00%,赣南产区为13.33%。
表4 江西省不同花生产区土壤大量元素及交换性钙含量状况及评价
江西省花生田土壤速效磷平均含量为25.24 mg/kg,处于2~3级丰富水平的土样占比达到了95.56%,说明江西省花生田土壤速效磷含量主要处于丰富水平,可能与磷肥施用量较高有关。不同花生主产区土壤速效磷平均含量表现为赣中产区(29.29 mg/kg)>赣南产区(26.01 mg/kg)>赣北产区(20.42 mg/kg),变异系数以赣南产区最大;从分级所占比例来看,赣北、赣中、赣南产区土壤速效磷平均含量为较丰富或丰富的比例分别为100.00%、100.00%、86.67%。由此可见,江西省花生主产区磷肥施用量要控制。
江西省花生田土壤速效钾平均含量为111.21 mg/kg,其中2~4级水平的土样占比达80.00%,说明江西省花生田土壤速效钾含量整体处于中高水平。不同产区的土壤速效钾含量排序为赣北产区(147.44 mg/kg)>赣南产区(105.17 mg/kg)>赣中产区(81.01 mg/kg),以赣南产区的变异系数最大;从分级所占比例来看,各产区土壤速效钾含量存在差异,赣北产区、赣中产区、赣南产区土壤速效钾含量较丰富或丰富的比例分别为100.00%、40.00%、46.67%,可见赣北产区需要控制钾肥的施用。
江西省花生田土壤交换性钙平均含量为1425.70 mg/kg,为1级很丰富水平,其中处于1~2级的土样占比达71.11%,整体钙含量较高。不同产区的土壤交换性钙平均含量表现为赣南产区(1938.99 mg/kg)>赣北产区(1833.33 mg/kg)>赣中产区(504.79 mg/kg),变异系数以赣中产区最大,赣北产区最小;从分级比例来看,赣北、赣中、赣南土壤交换性钙含量达丰富以上水平的比例分别为100.00%、20.00%、93.33%,因此,赣中产区要补充钙肥。
3 结论与讨论
本调查研究结果表明:江西省主产区花生田土壤整体处于酸性水平。娄锋等[7]研究认为不合理施肥是造成土壤酸化的原因之一,因此,在花生生产过程中,应合理配施有机肥和化肥,以达到缓解土壤酸化的目的。江西省主产区花生田耕层土壤有机质含量总体处于中等偏下水平,这类土样占比高达97.78%;土壤碱解氮含量整体处于缺乏水平,占比达84.44%。丛日环等[8-9]的研究结果表明,土壤有机质含量与氮含量存在较高的相关性。本研究也发现,3个花生产区土壤有机质和氮含量表现出高度一致性,土壤有机质平均含量和土壤碱解氮平均含量均表现为赣南产区>赣北产区>赣中产区,因此,今后江西花生主产区尤其是赣中产区要多施氮肥和有机肥。江西花生各产区土壤速效磷、速效钾和交换性钙含量主要处于丰富水平,赣北产区、赣中产区、赣南产区土壤速效钾含量达丰富以上水平的比例分别为100.00%、40.00%、46.67%,交换性钙含量达丰富以上水平的比例分别为100.00%、20.00%、93.33%。因此,各产区要根据本区域的土壤养分状况,适当增施或减施磷、钾、钙肥。不同花生产区土壤养分状况之所以存在差异,可能是由区域气候条件、土壤类型及施肥管理水平的差异导致的[10]。
综上所述,江西省花生主产区土壤pH值大多数偏酸性,有机质含量偏低,缺氮,而磷、钾、钙含量总体丰富。存在氮磷钾三大要素失调、忽视中微量元素,没有根据区域土壤、气候特点和品种布局进行针对性施肥等问题。基于本研究结果,江西省各产区在花生生产过程中,要重视配方施肥,控制磷肥用量,补充中微量元素,合理增施氮肥,加大有机肥的施用量,以改善土壤养分状况,调节酸碱平衡,提高土壤的保水保肥能力;其中,赣北产区要注意控制钾肥的施用;赣中产区要注意补充钙肥;同时还应加强花生不同基因型间需肥规律的差异研究,以进行针对性施肥。