第一師耕地土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)分析

張 濤，卜東升，邵延慧，水 涌

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 阿拉爾 843300）

土壤養(yǎng)分是土壤提供給植物生長(zhǎng)所必需的營養(yǎng)元素，是土壤肥力的重要指標(biāo)[1]，土壤養(yǎng)分的豐缺直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量[2]。SCHOENHOLTZ等[3]認(rèn)為土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、水解性氮、有效磷和速效鉀等養(yǎng)分指標(biāo)是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師位于阿克蘇地區(qū)，該師農(nóng)業(yè)為主要產(chǎn)業(yè)，由于該地區(qū)地勢(shì)平坦，光照資源豐富，為當(dāng)?shù)噩F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展提供了有利條件。自1983年全國第2次土壤普查之后，當(dāng)?shù)氐母髦贫取⒆魑锲贩N、種植結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量水平、肥料使用等情況均產(chǎn)生巨大變化。本文通過對(duì)第一師耕地土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，探討當(dāng)?shù)馗赝寥鲤B(yǎng)分變化原因，為今后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中培肥地力、提高肥料利用率、補(bǔ)充作物所需營養(yǎng)元素等提供科學(xué)依據(jù)，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥、化肥減量增效、測(cè)土施肥技術(shù)的應(yīng)用推廣提供有利條件，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)、采樣時(shí)間及采樣方法

采樣點(diǎn)：于第一師管轄下的15個(gè)團(tuán)場(chǎng)，選取每個(gè)團(tuán)場(chǎng)能覆蓋作物高、中、低產(chǎn)的代表性條田進(jìn)行定點(diǎn)監(jiān)測(cè)；采樣時(shí)間：分別于2007、2013、2019和2020年作物收獲后；采樣方法：以S型布點(diǎn)方式在條田中進(jìn)行土壤樣品混合采集，每個(gè)混合樣采樣點(diǎn)不少于10個(gè)，采樣深度0～25cm，混合土樣按四分法留取0.5kg左右作為待測(cè)樣品。

1.2 土壤樣品測(cè)定項(xiàng)目及方法

測(cè)定項(xiàng)目：有機(jī)質(zhì)、全氮、水解性氮、有效磷、速效鉀、全鹽量、有效銅、有效鋅、有效鐵、有效錳、有效硼；檢測(cè)方法：參照林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林土壤分析方法》和現(xiàn)行有效的農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 土壤養(yǎng)分分級(jí)

土壤養(yǎng)分分級(jí)參考全國第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機(jī)質(zhì)含量現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)

如圖1所示可知，2020年第一師土壤有機(jī)質(zhì)含量為12.12g·kg-1，屬4級(jí)水平，較1983年增加2.38g·kg-1，增幅為24.44%。1983—2020年有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)小幅上升趨勢(shì)，其提高原因可能與近年來測(cè)土配方施肥技術(shù)的推廣、農(nóng)民增施有機(jī)肥、秸稈還田技術(shù)等措施有關(guān)。

圖1 土壤有機(jī)質(zhì)含量變化趨勢(shì)Figure 1 Variation trend of soil organic matter content

2.2 土壤全氮含量現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)

如圖2所示可知，2020年第一師土壤全氮含量為0.69g·kg-1，屬5級(jí)水平，較1983年時(shí)增加0.15g·kg-1，增幅為27.78%。1983—2020年土壤全氮含量呈小幅上升趨勢(shì)，前人研究表明，土壤全氮和有機(jī)質(zhì)有顯著的相關(guān)性[5]，因而推測(cè)土壤全氮的提高可能與土壤有機(jī)質(zhì)含量的提高有關(guān)。

圖2 土壤全氮含量變化趨勢(shì)Figure 2 Variation trend of soil total nitrogen content

2.3 土壤水解性氮含量現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)

如圖3所示可知，2020年第一師土壤水解性氮含量為68.60mg·kg-1，屬4級(jí)水平，較1983年時(shí)增加30.6mg·kg-1，增幅達(dá)80.5%。1983—2020年土壤水解性氮含量呈先上升再下降然后再小幅上升的波狀趨勢(shì)，其原因可能是過去農(nóng)民注重作物產(chǎn)量而盲目大量施用氮肥，造成土壤中水解性氮的過度積累，隨著測(cè)土配方施肥技術(shù)的應(yīng)用推廣和農(nóng)民傳統(tǒng)施肥觀念的改變，土壤中水解性氮含量有所下降而后又有略微提高。

圖3 土壤水解性氮含量變化趨勢(shì)Figure 3 Variation Trend of soil hydrolytic nitrogen content

2.4 土壤有效磷含量現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)

如圖4所示可知，2020年土壤有效磷含量為32.64mg·kg-1，屬2級(jí) 水 平，較1983年 時(shí) 增 加24.84mg·kg-1，增幅達(dá)318%。1983—2020年土壤有效磷含量呈快速上升趨勢(shì)，分析認(rèn)為可能與測(cè)土配方施肥技術(shù)應(yīng)用中提高磷肥比重和農(nóng)民早期“重氮肥，輕磷肥”傳統(tǒng)觀念的轉(zhuǎn)變有關(guān)。

圖4 土壤有效磷含量變化趨勢(shì)Figure 4 Variation Trend of soil available phosphorus content

2.5 土壤速效鉀含量現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)變化

如圖5所示可知，2020年土壤速效鉀含量為167mg·kg-1，屬2級(jí)水平，較1983年時(shí)減少170mg·kg-1，降幅達(dá)50.45%。1983—2007年土壤速效鉀含量呈快速下降趨勢(shì)，2013—2020年又呈小幅上升趨勢(shì)，分析認(rèn)為鉀元素含量的下降可能是連年耕作和農(nóng)民輕鉀肥的傳統(tǒng)施肥觀念，導(dǎo)致土壤中鉀元素被吸收后得不到及時(shí)有效的補(bǔ)充造成的。

圖5 土壤速效鉀含量變化趨勢(shì)Figure 5 Variation trend of soil available potassium content

2.6 土壤鹽分含量現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)

如圖6所示可知，2020年土壤鹽分含量為4.22g·kg-1屬3級(jí)。2007—2013年土壤鹽分含量呈下降趨勢(shì)，2013—2020年土壤鹽分呈上升趨勢(shì)，造成這種情況的原因可能是隨著農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，水資源日益緊缺，灌溉方式也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變，耕地不能進(jìn)行大面積的冬春灌水再加上種植戶過量使用化肥，從而導(dǎo)致鹽分不斷累積，土壤含鹽量隨之升高。

圖6 土壤全鹽量變化趨勢(shì)Figure 6 Variation trend of soil total salt

2.7 土壤有效微量元素含量現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)

如圖7所示可知，2020年第一師耕地土壤有效銅1.62mg·kg-1，屬2級(jí)水平；有效鋅0.95mg·kg-1，屬3級(jí)水平；有效鐵28.53mg·kg-1，屬1級(jí)水平；有效錳3.87mg·kg-1，屬4級(jí)水平；有效硼0.71mg·kg-1，屬3級(jí)水平。微量元素中有效鐵變化不大，其他元素總體呈下降趨勢(shì)，其中有效硼降幅較大達(dá)68.3%。土壤微量元素的下降可能與過去農(nóng)民“重大量元素肥，輕微量元素肥”的傳統(tǒng)施肥觀念造成土壤中微量元素被作物吸收后得不到有效補(bǔ)充有關(guān)。針對(duì)這樣的情況應(yīng)引導(dǎo)農(nóng)民改變傳統(tǒng)施肥觀念，科學(xué)施肥，來均衡土壤微量元素的供給。

圖7 土壤微量元素含量變化趨勢(shì)圖Figure 7 Variationtrend of soil trace element content

3 結(jié)論

通過對(duì)第一師耕地土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)進(jìn)行分析可知，當(dāng)?shù)馗赝寥垃F(xiàn)狀為：有機(jī)質(zhì)12.12g·kg-1屬4級(jí)、全氮0.69g·kg-1屬5級(jí)、水解性氮68.60mg·kg-1屬4級(jí)、有效磷32.64mg·kg-1屬2級(jí)、速效鉀167mg·kg-1屬2級(jí)、全鹽量4.22g·kg-1屬3級(jí)、有效銅1.62mg·kg-1屬2級(jí)、有效鋅0.95mg·kg-1屬3級(jí)、有效鐵28.53mg·kg-1屬1級(jí)、有效錳3.87mg·kg-1屬4級(jí)、有效硼0.71mg·kg-1屬3級(jí)。1983—2020年養(yǎng)分變化趨勢(shì)為：有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷含量呈上升趨勢(shì)，其中有效磷含量增幅較大達(dá)到318%；水解性氮含量呈先上升再下降然后小幅上升的波狀趨勢(shì)；速效鉀含量呈先快速下降再小幅上升的趨勢(shì)；微量元素中有效鐵變化不大，其他元素含量總體呈下降趨勢(shì)，其中有效硼降幅較大達(dá)68.3%。

針對(duì)第一師土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀，提出以下培肥地力建議措施：（1）增施有機(jī)肥和加大作物秸稈還田力度。該措施可提升土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、培肥地力、提高耕地質(zhì)量。（2）加強(qiáng)測(cè)土配方施肥技術(shù)的推廣。根據(jù)土壤肥力水平和作物生育期需肥規(guī)律合理配肥、精準(zhǔn)施肥，從而提高肥料利用率及作物產(chǎn)量。（3）優(yōu)化施肥結(jié)構(gòu)。提高有機(jī)肥的施用量，適當(dāng)減少磷肥施用量，補(bǔ)充微量鋅、錳和硼肥配比。保證作物養(yǎng)分均衡供應(yīng)，從而提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。（4）輪作倒茬。合理調(diào)整農(nóng)作物輪作倒茬，做到用地養(yǎng)地相結(jié)合，不僅能充分利用土壤養(yǎng)分、改善土壤理化性質(zhì)，還可減少或降低土壤病、蟲、草的危害。