寧海縣30年來耕地土壤養(yǎng)分的變化

岑湯校，安玲玲，麻萬諸，葛超楠，史努益

(1．浙江省寧?？h農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江寧海 315600;2．浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江杭州 311300;3．浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院數(shù)字農(nóng)業(yè)研究所，浙江杭州 310021)

土壤作為植物生長的載體，是自然狀態(tài)下植物生長和發(fā)育的重要保障。土壤有機(jī)質(zhì)和大量養(yǎng)分元素含量是土壤肥力的核心，而通過合理施肥調(diào)節(jié)農(nóng)田養(yǎng)分的循環(huán)和平衡是提高農(nóng)田土壤肥力的主要手段［1－3］?？臻g變異性是土壤的一種自然屬性，充分了解土壤養(yǎng)分空間變異是管理好土壤養(yǎng)分和合理施肥的基礎(chǔ)［4］。

近年來，由于我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，耕地面積逐年遞減，農(nóng)業(yè)人口不斷減少，且科學(xué)素質(zhì)偏低，農(nóng)民片面追求高產(chǎn)而盲目、不科學(xué)施用化肥的現(xiàn)象十分普遍。既造成了肥料的浪費(fèi)，也污染了環(huán)境［5］，使我國的糧食生產(chǎn)安全面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。近幾年，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、種植制度的變化以及施肥結(jié)構(gòu)的改變，寧?？h耕地土壤養(yǎng)分發(fā)生了較大的變化。為進(jìn)一步掌握和摸清全縣土壤肥力結(jié)構(gòu)與養(yǎng)分區(qū)域分布情況，進(jìn)而促進(jìn)合理施肥，推廣測土配方施肥技術(shù)，逐步向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方向邁進(jìn)，有必要進(jìn)行土壤養(yǎng)分空間變異的研究，揭示土壤養(yǎng)分空間變異特征。本研究對寧?？h耕地的土壤肥力狀況進(jìn)行了監(jiān)測和調(diào)查，并與第2次全國土壤普查結(jié)果進(jìn)行對比分析?，F(xiàn)將有關(guān)結(jié)果報道如下。

1 材料及方法

1.1 區(qū)域概況

寧?？h地處 29°06'－29°32'N，121°09'－121°49'E，位于長江三角洲南翼，北連奉化市，東北瀕象山港，東接象山縣，東南臨三門灣，南鄰三門縣，西與天臺、新昌為界?？偯娣e1 843 km2，海岸線176 km，灘涂2.6萬 hm2，山林12萬 hm2，耕地2.35萬hm2。有著山區(qū)半山區(qū)和淺海灘涂的豐富地形。寧海屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，常年以東南風(fēng)為主，氣候溫暖濕潤，四季分明，日照充足，雨水充沛，年平均氣溫15.3～17.0℃，年日照1 900 h左右，平均相對濕度78%，年平均降水量1 000～1 600 mm，無霜期230 d。共轄4個街道、11個鎮(zhèn)、3個鄉(xiāng)。

1.2 樣本采集及分析

2008年對寧?？h全部耕地分類型取土壤樣品1 650個，進(jìn)行理化性狀檢測。土壤樣品采集與田間調(diào)查遵循《農(nóng)業(yè)部2008年耕地地力調(diào)查項(xiàng)目實(shí)施方案》，土壤樣品分析測定嚴(yán)格按照農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》和《測土配方施肥項(xiàng)目工作規(guī)范》進(jìn)行，分析項(xiàng)目包括pH值、容重、水溶性鹽、有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、全氮、水解氮和陽離子交換量等。其中土壤有機(jī)質(zhì)采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化法測定，土壤全氮采用凱氏蒸餾法測定，土壤有效磷采用0.5 mol·L－1NaHCO3提取、鉬銻抗比色法測定，土壤速效鉀采用乙酸銨浸提、火焰光度法測定。

測定結(jié)果與第2次土壤普查 (1982年)檢測數(shù)據(jù)比較，分析寧?？h30年來耕地土壤養(yǎng)分演變狀況。

2 結(jié)果與分析

2.1 養(yǎng)分含量

2.1.1 有機(jī)質(zhì)

土壤有機(jī)質(zhì)含量是土壤肥力高低的一項(xiàng)重要指標(biāo)，不僅是土壤中各種營養(yǎng)元素的重要來源，而且對改善土壤的物理性質(zhì)具有重要意義［6－8］。寧海縣土壤有機(jī)質(zhì)含量分布范圍為6.09～66.57 g·kg－1，平均含量為43.82 g·kg－1，變異系數(shù)22%。

各鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、街道耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量差異較明顯 (表1)，大佳何鎮(zhèn)平均值最高，為36.42 g·kg－1，長街鎮(zhèn)平均值最低，為 20.98 g·kg－1。全縣有機(jī)質(zhì)含量總體屬于中等水平，鎮(zhèn)、鄉(xiāng)間差異主要是由當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣造成。

表1 寧?？h各鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、街道耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量

各鄉(xiāng)、鎮(zhèn)土壤有機(jī)質(zhì)均值的標(biāo)準(zhǔn)差2.95～6.79 g·kg－1，變異系數(shù)10% ～23%，表明寧?？h18個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土壤有機(jī)質(zhì)含量分布差異不大。按土壤類型來看，寧?？h各類土壤有機(jī)質(zhì)含量差異相對較小，為21.26～35.33 g·kg－1(表2)。其中濱海鹽土最低為 21.26 g·kg－1;潮土次之，為23.26 g·kg－1;黃壤最高為 35.33 g·kg－1。

2.1.2 全氮

土壤全氮是土壤中各種形態(tài)氮素含量之和，在一定程度上可代表土壤的供氮水平［9］，其含量變化與有機(jī)質(zhì)含量變化呈正相關(guān)。寧海縣耕地土壤全氮平均含量為 1.77 g·kg－1，變幅為 0.62～22.83 g·kg－1，變異系數(shù)為12%。全縣全氮含量大于1.5 g·kg－1的耕地占總面積的66.65%。

表2 寧海縣不同土類土壤有機(jī)質(zhì)含量

各鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道之間全氮含量有較大的差異(表3)，其中，強(qiáng)蛟鎮(zhèn)土壤全氮含量最高，平均為2.23 g·kg－1;長街鎮(zhèn)土壤全氮含量最低，平均為1.47 g·kg－1。全縣耕地土壤全氮含量總體屬于中等偏上，鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的差異主要與土壤質(zhì)地、當(dāng)?shù)胤N植制度和有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)。

表3 寧?？h各鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、街道耕地土壤全氮含量

不同土類的土壤全氮平均含量也有一定的差異，為1.42～2.04 g·kg－1(表4)。其中，濱海鹽土的全氮最低，平均為1.42 g·kg－1;潮土次之，平均為1.55 g·kg－1;黃壤最高，平均為2.04 g·kg－1。

表4 寧?？h不同土類土壤全氮含量

2.1.3 有效磷

土壤磷素含量高低一定程度反映了土壤中磷素的貯量和供應(yīng)能力。寧?？h土壤有效磷平均含量42.53 mg·kg－1，變幅為1.33 ～500.93 mg·kg－1，有效磷含量屬于豐富水平。但對水稻來說，若土壤有效磷＞50 mg·kg－1為過量，則耕地中有24.5%為過量;另有13.6%的土壤有效磷≤10 mg·kg－1，為缺磷。

各鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、街道由于地理位置、土壤母質(zhì)、氣候條件以及利用方式等因素不同，土壤有效磷分布極不平衡 (表5)。土壤有效磷平均值＞50 mg·kg－1的鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道有7個，分別是大佳何鎮(zhèn)、胡陳鄉(xiāng)、黃壇鎮(zhèn)、梅林街道、深甽鎮(zhèn)、桃源街道和躍龍街道，其中深甽鎮(zhèn)最高為66.35 mg·kg－1。土壤有效磷平均值30～50 mg·kg－1的鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道有5個，分別是岔路鎮(zhèn)、力洋鎮(zhèn)、前童鎮(zhèn)、橋頭胡街道、西店鎮(zhèn)。土壤有效磷平均值20～30 mg·kg－1的鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道有5個，分別是茶院鄉(xiāng)、長街鎮(zhèn)、強(qiáng)蛟鎮(zhèn)、桑洲鎮(zhèn)、一市鎮(zhèn)。土壤有效磷平均值≤20 mg·kg－1的為越溪鄉(xiāng)，有效磷平均值為18.52 mg·kg－1。

各土類有效磷含量都達(dá)到豐富水平 (表6)，其中粗骨土的有效磷含量最高，為53.44 mg·kg－1;濱海鹽土的有效磷含量最低，為30.01 mg·kg－1;水稻土有效磷含量為42.98 mg·kg－1。

2.1.4 速效鉀

土壤水溶性鉀與土壤交換性鉀合稱為土壤速效鉀。土壤速效鉀含量是衡量土壤鉀素養(yǎng)分供應(yīng)能力的現(xiàn)實(shí)指標(biāo)，它標(biāo)志著目前及近期內(nèi)可供植物吸收利用的鉀的含量［10－11］。寧?？h耕地土壤速效鉀的平均含量為 134.5 mg·kg－1，最小值 20 mg·kg－1，最大值 655 mg·kg－1，標(biāo)準(zhǔn)差 107.29 mg·kg－1，變異系數(shù)80%(表7)。按速效鉀含量分級標(biāo)準(zhǔn):豐富水平 (＞150 mg·kg－1)的占40.1%;中等水平 (100～150 mg·kg－1)的占10.2%;稍缺水平 (80～100 mg·kg－1)的占11%;較缺水平 (50～80 mg·kg－1)的占29.5%;嚴(yán)重缺乏(≤50 mg·kg－1)的占9.2%。

表5 寧?？h各鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、街道耕地土壤有效磷含量

表6 寧海縣不同土類土壤有效磷含量

各鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、街道由于地理位置、土壤母質(zhì)、氣候條件以及利用方式等因素不同，土壤速效鉀分布極不平衡 (表7)。長街鎮(zhèn)、力洋鎮(zhèn)達(dá)到豐富水平，其中長街鎮(zhèn)最高，為302.11 mg·kg－1;茶院鄉(xiāng)為112.18 mg·kg－1，胡陳鄉(xiāng)為 110.24 mg·kg－1，越溪鄉(xiāng)為122.51 mg·kg－1，均達(dá)到中等水平;其他鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道耕地土壤的速效鉀都 ＜100 mg·kg－1，屬于稍缺或較缺水平，其中，西店鎮(zhèn)耕地土壤的平均速效鉀最低，為54.07 mg·kg－1。

表7 寧?？h各鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、街道耕地土壤速效鉀含量

因土壤速效鉀的含量受母質(zhì)類型影響較大，各土類之間的速效鉀含量平均值差異較大 (表8)，為94.45～303.89 mg·kg－1。濱海鹽土和潮土的土壤速效鉀含量屬于豐富水平，其中濱海鹽土速效鉀含量最高，為303.89 mg·kg－1;水稻土速效鉀平均為131.59 mg·kg－1，屬于中等水平;粗骨土、紅壤、黃壤、紫色土的速效鉀為80～100 mg·kg－1，屬于稍缺水平，其中，紅壤速效鉀最低，平均為 94.45 mg·kg－1。

表8 寧?？h不同土類土壤速效鉀含量

2.2 養(yǎng)分變化

2.2.1 有機(jī)質(zhì)

從圖1可以看出，此次調(diào)查與第2次土壤普查相比，寧?？h耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量為20～30 g·kg－1的比例上升明顯，從28.7%提升到52.0%，上升幅度達(dá)181.2%。土壤有機(jī)質(zhì)含量在40 g·kg－1以上的，則有明顯下降，其比例從19.27%下降到2.2%。其余變化則不大。這主要跟寧?？h測土配方施肥、商品有機(jī)推廣、秸桿還田等工作的開展密切相關(guān)。

圖1 近30年來寧?？h耕地土壤有機(jī)質(zhì)的變化

2.2.2 全氮

從圖2可以看出，近年來寧海耕地土壤全氮含量有輕微增加的趨勢。與第2次土壤普查相比，全氮含量 ＞1.5 g·kg－1的比例，從58.32%提升到66.65%，但是有機(jī)質(zhì)含量＞2.5 g·kg－1的極豐富等級的比例從12.19%下降至7.02%。全氮含量提升同氮肥用量增加有較大關(guān)系，極豐富級別面積的下降趨勢主要與綠肥種植面積的減少有關(guān)。

圖2 近30年來寧?？h耕地土壤全氮的變化

2.2.3 有效磷

從圖3可以看出，近年來寧海耕地土壤有效磷呈現(xiàn)顯著的增加。與第2次土壤普查相比，全縣有效磷含量大于20 mg·kg－1的比例，從18.35%提升到53.5%，上升幅度達(dá)291.6%;有效磷＜10 mg·kg－1的比例，從70.91%下降到13.6%。這主要得益于施肥結(jié)構(gòu)調(diào)整，馬鈴薯-單季稻的種植模式的面積擴(kuò)大，有機(jī)肥用量增加，土壤水旱輪作后有效磷增加。

圖3 近30年來寧?？h耕地土壤有效磷的變化

2.2.4 速效鉀

從圖4可以看出，與第2次土壤普查相比，寧?？h耕地土壤速效鉀含量變化趨勢不大，各級占比均有略微的增加或者減少。但總體含量是有所增加的。含量＞150 mg·kg－1的土壤，從37.22%提升到40.1%;含量 ＜50 mg·kg－1的土壤從10.62%下降到9.2%。其原因主要是測土配方項(xiàng)目的實(shí)施，農(nóng)戶配方肥的使用和鉀肥投入量的增加應(yīng)是土壤速效鉀略增的直接原因。

圖4 近30年來寧?？h耕地土壤速效鉀的變化

3 小結(jié)與討論

調(diào)查結(jié)果表明，近年來隨著化學(xué)肥料的大量施用，寧海縣耕地土壤肥力狀況發(fā)生了較大的變化，土壤養(yǎng)分的供應(yīng)能力有所提高，與1982年第2次全國土壤普查時相比，有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量均呈增加趨勢，其中有效磷提升得最快，有機(jī)質(zhì)，全氮及速效鉀升高得較慢。土壤缺磷的問題得到較大程度緩解，在生產(chǎn)中應(yīng)合理施用磷肥，防止過量。但各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及不同的土壤類型之間土壤養(yǎng)分分布不平衡。此外，根據(jù)本次土壤調(diào)查結(jié)果，應(yīng)大力倡導(dǎo)和推廣測土配方施肥技術(shù)，通過實(shí)施測土配方施肥技術(shù)，掌握土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)，調(diào)整氮、磷、鉀的比例，確定合理施肥用量，實(shí)施“以產(chǎn)定氮磷鉀肥，因缺補(bǔ)缺”的措施，提倡增施有機(jī)肥，合理布局區(qū)域化種植結(jié)構(gòu)。有機(jī)肥和無機(jī)肥配合施用，保持土壤有機(jī)質(zhì)平衡。通過推廣商品有機(jī)肥，秸稈還田，種植綠肥等措施培肥地力。用地與養(yǎng)地相結(jié)合，提高耕地質(zhì)量。通過調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，采用輪、間、套種方式，改革現(xiàn)有耕作制度和種植制度，大力推廣水旱輪作等模式，改善土壤理化性狀，提高土壤肥力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

［1］Paoletti M G，F(xiàn)oissner W，Coleman D．Soil biota nutrient cycling and farming systems［M］．London:Lew is Publishers，1993．

［2］Drinkwater L E，Snapp S S．Nutrients in agroecosystems rethinking the management paradign ［J］． Advanceds agronamy，2007，92:163－186

［3］魯如坤．土壤—植物營養(yǎng)學(xué)原理和施肥［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1998:79－349．

［4］Franzen D W，Hofman V L，Halvorson A D．Sampling for sitespecific farming topography and nutrient considerations ［J］．Better Crop，1996，80(3):14－18．

［5］張福鎖．測土配方施肥技術(shù)要覽 ［M］．北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2006．

［6］汪景寬，李雙異，張旭東，等．20年來東北典型黑土地區(qū)土壤肥力質(zhì)量變化 ［J］．中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2007，15(1):19－24．

［7］孫維俠，黃標(biāo)，楊榮清，等．長江三角洲典型農(nóng)田土壤鉀時空演變特征及其驅(qū)動力［J］．南京大學(xué)學(xué)報，2005，41(6):648－657．

［8］程街亮，單英杰，倪治華，等．浙江省標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田質(zhì)量建設(shè)和管理現(xiàn)狀及對策 ［J］．浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011(6):1209－1211.

［9］郭旭東，傅伯杰，陳利頂．河北省遵化平原土壤養(yǎng)分的時空變異特征-變異函數(shù)與 Kriging插值 ［J］．地理學(xué)報，2000，55(5):555－566．

［10］呂曉男，孟賜福，麻萬諸，等．土壤質(zhì)量及其演變 ［J］．浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2004，16(2):105－109．

［11］鐘國輝，田發(fā)益，旺姆．西藏主要農(nóng)區(qū)土壤肥力狀況研究［J］．土壤，2005，37(5):523－529．