【湖北省主要农区耕地土壤质量研究Ⅱ.近30年来土壤肥力的演变】 耕地土壤
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【湖北省主要农区耕地土壤质量研究Ⅱ.近30年来土壤肥力的演变】 耕地土壤

2019-10-13 07:46:23 投稿作者: 点击:

湖北省主要农区耕地土壤质量研究Ⅱ.近30年来土壤肥力的演变

湖北省主要农区耕地土壤质量研究Ⅱ.近30年来土壤肥力的 演变 摘要:采用统计学的方法,研究了湖北省主要农区近30 年来耕地土壤肥力变化情况。结果表明,土壤酸化明显,土 壤有机质、速效钾下降,土壤速效磷、碱解氮增加,尤其土 壤速效磷显著增加。同时,提出了合理利用耕地、保护土壤 肥力的技术措施。

中图分类号:S158 文献标识码:A 文章编号:0439-8114 (2016)02-0299-04 DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.02.007 土壤肥力作为土壤质量状况的一个重要指征,是维持土 壤生产力、保障动植物健康的重要因素。土壤肥力受母质、 地形、气候等自然因素和耕种、施肥、灌溉等人类活动的影 响,一直处于动态的变化之中,了解掌握土壤肥力及其演变 规律,已成为农业可持续发展的重要研究热点[1,2]。

湖北省340万hm2的耕地中,水稻、小麦、油菜和玉米是 最主要的种植作物。从20世纪70年代以来,湖北省作物面积、 布局、产业结构等发生了较大的改变,同时农业耕作中,施肥习惯、肥料用量等变化也更加明显。为了解我省主要农区 近30年来耕地土壤肥力变化状况及演变规律,以1977 — 1980年湖北省第二次土壤普查项目资料、2007 — 2010年湖 北省测土配方项目结果为依据,采用统计学方法,研究了湖 北省近30年来土壤肥力的演变规律。

1 材料与方法 1.1 调查地域的确定 湖北省的江汉平原、鄂中丘陵、鄂北地区等几个区域, 为湖北省粮棉油最重要产区,其面积占到了湖北省耕地总面 积的70%左右,本次选择上述3个区域作为全省主要农区开展 研究。其中江汉平原以潜江市作为代表,鄂中丘陵以荆门市 掇刀区和东宝区作为代表,鄂北地区以枣阳市和宜城市作为 代表。

1.2 数据采集与样品测试 土壤样品的养分测试数据,从湖北省第二次土壤普查 (1977-1980年)及国家测土配方施肥资金补贴项目 (2007-2010年)各相关项目县(市)获得。土壤样品采用 常规分析方法分析[3]。1.3 数据处理 数据统计处理采用SPSS 13.0软件和Excel 2003进行处 理。

2 结果与分析 2.1 近30年来湖北省主要农区土壤pH的变化 表1和图1结果表明,湖北省主要农区近30年来,耕地土 壤pH变化较为明显,一个显著的特点就是pH 5.5~6.4的样 本比例大幅度增加,由24.85%上升到39.92%,增加了 15.07%;
pH 6.5~7.4的样本比例变化不大,基本保持在42.20 ~44.77%;
而pH 7.5~8.4的样本比例,则由原来的25.57% 下降到目前的12.70%,下降了12.87%。统计结果表明,本区 土壤酸度增加了0.5~0.9个pH单位。按照Murrell的观点[4], 土壤酸度增加了3.2~7.9倍,这与孟红旗等[5]、张永春等 [6]的研究是一致的,说明湖北省土壤呈现明显的酸化趋势, 尤以江汉平原和鄂北地区最为突出。

2.2 近30年来湖北省主要农区土壤有机质的变化表2和图2的结果表明,处于两极端(<6.0 g/kg和>40.0 g/kg)的样本比例基本没有变化。有机质含量6.0~20.0 g/kg 的样本比例显著减少,由原来的62.76%下降到目前的32.42%, 而有机质含量20.0~40.0 g/kg的样本比例,则由原来的 33.24%增加到64.35%,其中以有机质含量20.0~30.0 g/kg 的样本比例增加较多,同比增加23.39%。从总体水平看,耕 地土壤有机质平均含量由1980年的24.40 g/kg[7],下降到 目前的23.40 g/kg,说明湖北省主要农区土壤有机质总体上 持平,略呈下降趋势。

2.3 近30年来湖北省主要农区土壤全N的变化 表3和图3结果表明,除全N<0.74 g/kg和全N>2.00 g/kg 的样本比例下降外,全N含量在0.75~2.00 g/kg的样本比例 都有所增加,由原来的70.27%增加到目前的90.39%,增加了 20.12%。而这一含量区间,是全N主要的分布区域。从全N含 量平均水平看,土壤全N从1983年的1.52 g/kg,下降到目前 的1.20 g/kg,呈下降趋势。

2.4 近30年来湖北省主要农区土壤碱解N的变化 表4和图4结果表明,土壤碱解N 30.0~60.0 mg/kg的比 例下降明显,由原来的22.13%下降到目前的3.36%,土壤碱解N 60.0~90.0 mg/kg的比例变化不大,略有下降,而土壤 碱解N 90.0~150.0 mg/kg的比例则有所增加,由原来的 33.73%增加到目前的58.30%。总体上看,土壤碱解N缺乏和 极缺乏的样点比例在减少,碱解N适宜的样点比例有所增加。

整体上土壤碱解N有增加趋势。

2.5 近30年来湖北省主要农区土壤速效P的变化 表5和图5结果表明,原来土壤速效P<5.0 mg/kg的比例 达到61.52%,而目前仅占7.21%,土壤速效P 10.0~20.0 mg/kg的比例有原来的9.55%,上升到目前的42.94%,增加了 33.39%,而土壤速效P极丰富(>60.0 mg/kg)的比例也有0.45%。

极端情况下,有的田块土壤速效P超过了100.0 mg/kg,甚至 达到了166.0 mg/kg。这说明土壤速效P显著增加。

2.6 近30年来湖北省主要农区土壤速效的变化 表6和图6结果表明,土壤速效K 50.0~100.0 mg/kg的 比例略有增加,由原来的25.18%增加到目前31.23%,速效K 100.0~150.0 mg/kg的比例有所下降,由原来的39.62%下降 到目前的33.55%。其他各区段样本比例变化不大。说明土壤 速效K整体上呈下降趋势。

3 讨论3.1 湖北省主要农区耕地土壤肥力发生结构性改变 近30年来,湖北省主要农区的土壤肥力发生结构性改变, 主要表现在以下几个方面。

1)土壤酸化现象明显,30年间土壤酸度增加了0.5~0.9 个pH单位。

2)土壤有机质、全N、速效K等呈下降趋势。土壤有机 质30年间平均由24.40 g/kg下降到目前的23.40 g/kg;
土壤 全N由30年前的1.52 g/kg下降到目前的1.20 g/kg;
土壤速 效K缺乏(50~100 mg/kg)的样点比例增加,中等(100~ 150 mg/kg)比例的样点下降,土壤速效K整体上呈下降趋势。

3)土壤速效P、碱解N表现为增加,尤其土壤速效P显著 增加,土壤速效P缺乏的样点比例大大降低,土壤碱解N整体 上略呈增加趋势。

3.2 保护耕地土壤肥力的探讨 为合理利用耕地、保护土壤肥力,应注重用养结合,合 理施用化肥。1)加强有机肥的投入。调查表明,目前有机养分与无 机养分投入比例明显失调,“七五”末期,平均每年有机肥 (农家肥)投入量达25 000~30 000 kg/hm2,有机养分与 无机养分的供应比例基本保持在5∶5左右,但目前每年有机 肥的投入量不足7 500 kg/hm2,有机养分与无机养分的供应 比例约为2∶8。同时,耕地要用、养结合。目前绿肥等养地 作物面积大幅度减少,湖北省“七五”末期有65万hm2,但 目前仅不足15万hm2[8]。同时通过秸秆还田、合理轮作等措 施实行用养结合。

2)科学合理施用化学肥料。目前施用的化学肥料养分 结构配比不合理,根据调查,氮、磷、钾施用比例平均为1.0 ∶0.3∶0.2左右,化肥中主要为氮、磷肥,其比例高达85% 以上,高氮、磷投入,使土壤速效磷、碱解氮增加,尤其速 效磷增加显著,增加的土壤速效磷、碱解氮也加大了环境风 险,导致水体富营养化;
同时化肥品种结构不合理,虽然目 前施用复混(合)肥的比例在增加,但长期的碳铵、单质磷 肥(普钙)等的施用,可能会造成土壤板结、酸化,并会增 加土壤镉、铅等重金属[9,10]污染风险。

参考文献:[1] 刘世梁,傅伯杰,刘国华,等.我国土壤质量及其 评价研究的进展[J].土壤通报,2006,37(1):137-143. [2] 徐明岗,梁国庆,张夫道.中国土壤肥力演变[M]. 北京:中国农业科学技术出版社,2006. [3] 鲍士旦.土壤农化分析(第三版)[M].北京:中国 农业出版社,2000. [4] 张过师,陈 防.不同pH值之间如何相互比较[J].高 效施肥,2011,10(27):54. [5] 孟红旗,刘 景,徐明岗,等.长期施肥下我国典型 农田耕种土壤的pH演变[J].土壤学报,2013,50(6):
1109-1115. [6] 张永春,汪吉东,沈明星,等.长期不同施肥对太 湖地区典型土壤酸化的影响[J].土壤学报,2010,47(3):
465-472. [7] 张德才,童 军,胡劲红,等.湖北省耕地土壤肥料 问题与对策[J].湖北农业科学,2006,45(3):310-312.[8] 邓先瑞,严 玲,杨淑玲,等.湖北省耕地资源及其 可持续利用对策[J].长江流域资源与环境,1998,7(1):
31-35. [9] 张德才,罗 颖,刘 涛.湖北省主要耕地土壤地力 监测结果分析及对策[J].湖北农业科学,2004,43(3):
53-55.

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