基于长期肥力监测的土壤养分动态变化分析

摘要 为明确耕地土壤肥力变化特征，进一步提升地力，本文基于1984年第二次土壤普查和2010—2022年20个长期定位监测点的土壤养分主要指标监测数据，分析了该地区耕地有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量动态变化情况。结果表明，2010—2022年监测点土壤有机质平均含量17.82～21.70 g/kg，碱解氮平均含量91.9～138.9 mg/kg，速效磷平均含量18.68～32.13 mg/kg和速效钾平均含量183～230 mg/kg；近13年监测点土壤有机质和碱解氮含量整体呈波动上升趋势，速效磷平均含量呈缓慢下降后逐渐平稳趋势，速效钾平均含量呈波动变化并保持相对平稳趋势，土壤总体养分趋于平衡，土壤整体肥力水平保持上升趋势。

关键词 土壤肥力监测；土壤养分；测土配方施肥；耕地质量；化肥减量

中图分类号 S158.3" " 文献标识码 A" " 文章编号 1007-7731（2024）16-0074-05

DOI号 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.16.018

Analysis of dynamic changes of soil nutrients based on long-term fertility monitoring

CHEN Xianxin1" " HAN Leyong1" " XUE Ruijuan1" " WANG Zhuang2" " HU Jianjun1

（1Agriculture and Rural Bureau of Jiaxiang County， Jiaxiang 272400， China;

2Laosengtang Agricultural Technology Extension Service Center， Jining 272400， China）

Abstract To clarify the characteristics of soil fertility changes in the cultivated land， and to further enhance soil productivity， the dynamic changes of comprehensive evaluation indicators of cultivated land were analyzed， including organic matter， alkali-hydrolyzable nitrogen， available phosphorus， and available potassium， based on the monitoring data of main soil nutrient indicators from the second soil survey in 1984 and 20 long-term monitoring sites from 2010 to 2022. The results indicated that from 2010 to 2022， the soil organic matter content ranged from 17.82 to 21.70 g/kg， the alkali-hydrolyzable nitrogen content varied from 91.9 to 138.9 mg/kg， the average available phosphorus content ranged from 18.68 to 32.13 mg/kg， and the average available potassium content varied from 183 to 230 mg/kg at the monitoring sites. Over the past 13 years， the soil organic matter and alkali-hydrolyzable nitrogen contents at the monitoring sites showed an overall trend of fluctuating increase， the average available phosphorus content exhibited a slow decline followed by a gradual stabilization trend， and the average available potassium content showed fluctuating changes while maintaining a relatively stable trend. The overall soil nutrient levels tended towards balance， and the overall soil fertility level maintained a continuous upward trend.

Keywords soil fertility monitoring; soil nutrients; soil testing and formula fertilization; cultivated land quality; fertilizer reduction

耕地质量是农作物获得高产的基础之一，了解耕地质量的动态变化对科学施肥和耕地可持续利用具有重要意义。已有相关学者基于第二次土壤普查成果，开展土壤肥力时空演变特征的研究。劳红磊等[1]基于安徽中北部耕地质量监测点监测数据，结合多年测土配方施肥和耕地质量等级年度调查结果，对耕地质量进行评价，结果表明该地区耕地土壤肥力总体为中等水平。郭成士等[2]分析了豫东潮土区长期定位试验14年的监测数据，明确了常规化肥施用模式下农田土壤肥力和作物产量的演变特征及其对施肥的响应，为该地区农田科学合理施肥提供了参考。根据全国测土配方施肥项目要求，在山东嘉祥地区13个镇、街道及经济开发区内选择有代表性的潮土、褐土和水稻土，建立20个长期土壤肥力定位监测点，以了解土壤主要养分年际动态变化。本文基于山东嘉祥地区第二次土壤普查（1984年）以及2010—2022年监测点耕地质量监测数据和研究区内综合采样点耕地质量监测数据，分析耕地土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾肥力指标的变化特征，了解该地区耕地土壤肥力状况和时空变化特征，制定科学合理的土壤改良培肥技术措施，提高农作物优质高产能力，为科学推广配方施肥培肥地力和农业持续良性发展提供参考。

1 材料和方法

1.1 研究区基本情况

研究区地处116°06′～116°27′ E，35°11′～35°38′ N，耕地中低山丘陵占比12.2%，平原占比较大。土壤主要为黄水夹带泥砂沉积覆盖的黄泛物质发育成土，土壤形成进程中有效养分含量差异较大，分布具有不均衡性。

1.2 数据来源

研究数据来源于研究区第二次土壤普查（1984年）和2010—2022年20个长期土壤肥力定位监测点监测数据和县域内综合采样点耕地质量监测数据。监测点土样按照土壤采样技术规范要求进行田间采样，土样在室内自然风干处理，对土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾进行检测。土壤有机质含量参照《中华人民共和国农业行业标准》土壤检测第6部分（NY/T 1121.6—2006），采用重铬酸钾-硫酸溶液氧化法测定；土壤碱解氮含量测定参照凯氏定氮法；土壤速效磷含量参照土壤检测第7部分（NY/T 1121.7—2014），采用氟化铵-盐酸浸提钼锑抗比色法测定；土壤速效钾含量测定参照《中华人民共和国农业行业标准》土壤速效钾含量的测定（NY/ T889—2004），采用乙酸铵浸提-火焰光度法进行测定。

1.3 数据处理与分析

运用Excel 2003软件进行数据统计分析和作图。

2 结果与分析

2.1 土壤有机质含量变化

土壤有机质是衡量土壤肥力的一项重要指标[3]，有机质含量高低会影响土壤团粒结构的优劣，团粒结构是土壤蓄水、保肥和供肥能力的关键要素之一[4]。根据1984年第二次土壤普查，研究区土壤有机质平均含量9.2 g/kg。长期定位监测点13年间（2010—2022年）土壤有机质平均含量在17.82～21.70 g/kg（表1），较第二次土壤普查（9.2 g/kg）有了很大提高。整体来看，自测土配方施肥和化肥减量增效项目实施以来，研究区土壤有机质含量在近13年的变化整体呈缓慢升高后逐渐平稳趋势，与全县土壤有机质含量变化趋势基本一致（图1）。土壤有机质含量的提高与实行秸秆粉碎还田和土壤增施有机肥等措施有关[5-6]。

2.2 土壤碱解氮含量变化

土壤碱解氮含量与当季农作物施用氮肥量有直接关联。根据1984年第二次土壤普查，研究区土壤碱解氮平均含量（55 mg/kg）处于较低水平；2010—2022年监测点土壤碱解氮平均含量在91.9～138.9 mg/kg（表2）。从近13年（2010—2022年）土壤碱解氮检测结果可以看出，研究区土壤平均碱解氮含量总体呈现波动上升趋势，与全县土壤平均碱解氮含量变化趋势基本一致（图2），整体含量水平较第二次土壤普查有了很大提高，这得益于测土配方施肥和“减氮、控磷、增钾”化肥减量增效等项目的开展。不同年份土壤碱解氮含量存在差异，可能与种植作物结构调整等因素有关。

2.3 土壤速效磷含量变化

研究区土壤形成进程中土壤有效磷基础含量较低。根据1984年第二次土壤普查，研究区土壤速效磷平均含量（5.5 mg/kg）较低，一定程度上影响了当时农作物产量的提升；土壤碱解氮和速效磷质量比为10∶1（w/w），土壤氮磷比例存在较大优化空间。2010—2022年监测点土壤速效磷平均含量在18.68～32.13 mg/kg（表3）。从图3可以看出，近13年监测点和全县土壤速效磷平均含量呈缓慢下降后逐渐平稳趋势，整体含量水平较第二次土壤普查（5.5 mg/kg）有了很大提高。随着测土配方施肥技术的推广和普及，在有效磷含量高的地区少施磷肥，充分发挥磷肥的后效，通过增施中微量元素达到平衡施肥，而在有效磷含量低的地区增施磷肥。平衡施肥提高了肥料利用率，达到节本增效提质的目的[7]。在后续农业生产中，可在推行测土配方施肥技术的基础上进一步合理调整氮磷配比，促进土壤肥力稳步提升。

2.4 土壤速效钾含量变化

钾肥是影响作物产量的又一重要要素。根据1984年第二次土壤普查，研究区土壤速效钾平均含量167 mg/kg，属于富钾区域。2010—2022年监测点土壤速效钾平均含量在183～230 mg/kg（表4）。从图4可以看出，近13年监测点土壤速效钾平均含量呈波动变化并保持相对平稳趋势，经过近40年土壤培肥，土壤速效钾含量增幅不大。实际生产施肥中，由于钾肥价格相对较高，可能在一定程度上影响了钾元素的投入；此外，农作物产量持续提高，从土壤中吸收了大量的有效钾元素，造成土壤速效钾含量增速较慢。

3 结论与讨论

本文基于山东嘉祥地区1984年第二次土壤普查数据、2010—2022年20个长期定位监测点和县域内综合采样点的土壤养分主要指标监测数据，分析了研究区耕地评价指标有机质、碱解氮、速效磷和速效钾平均含量动态变化情况。自2010年建立土壤长期定位监测点以来，通过监测分析和推广科学的配方施肥技术，区域监测点土壤平均有机质和碱解氮含量整体呈波动上升趋势，速效磷平均含量呈缓慢下降后逐渐平稳趋势，速效钾平均含量呈波动变化并保持相对平稳趋势，土壤总体养分趋于平衡，土壤整体肥力水平保持持续上升趋势，这与田晓兰等[8]的研究结果基本一致。通过测土配方施肥项目的实施，以及深松深耕、秸秆还田、化肥机械深施、新型肥料替代及水肥一体化技术的推广应用[9-10]，实现化肥减量增效，促进了农业绿色可持续发展。

参考文献

[1] 劳红磊，黄莹莹.安徽中北部耕地土壤肥力调查分析[J].安徽农学通报，2024，30（5）：66-70.

[2] 郭成士，谢坤，丁大伟，等.豫东潮土区近14年土壤肥力和作物产量的演变及其对施肥的响应[J].植物营养与肥料学报，2023，29（7）：1290-1299.

[3] 高学军. 嘉祥耕地[M]. 天津：天津科学技术出版社，2013.

[4] 高飞，汪志鹏，赵贺，等.低地力条件下有机肥部分替代化肥对作物产量和土壤性状的影响[J].江苏农业学报，2020，36（1）：83-91.

[5] 李健敏.山东省耕地施肥状况分析及最佳施肥参数研究[D].泰安：山东农业大学，2018.

[6] 王树文.财政支持实施测土配方施肥凸现成效[J].中国农技推广，2008，24（5）：32-33.

[7] 汪雪莹.东北地区土壤有机质含量分布情况分析[J].现代农学，2008，15（12）：36-37，40.

[8] 田晓兰，李念奎，张付新，等.山东省嘉祥县20年来土壤养分水平变化[J].土壤，2005，（3）：341-343.

[9] 陈宪信，肖莹.嘉祥县测土配方施肥化肥减量增效技术示范与推广[J].基层农技推广，2017，5（5）：108-109.

[10] 殷碧秋.嘉祥县大蒜—棉花轮作制度下的土壤质量现状调查及改良利用措施[J].山东农业科学，2011，（10）：62-65.

（责任编辑：何 艳）