濟(jì)南市商河縣某村農(nóng)田土壤養(yǎng)分調(diào)查分析※

●杜宗澤 岳玉苓 李澤倫 范榮前 徐勤政 陳永法 高進(jìn)華※※

（1．史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司 山東 臨沭 276700；2．山東省綠色肥料技術(shù)創(chuàng)新中心 山東 臨沭 276700）

濟(jì)南市商河縣位于山東省西北部，地理坐標(biāo)116°58′～117°26′ E、37°06′～37°32′ N，屬黃河沖擊平原。2021年濟(jì)南市商河縣糧食作物播種面積120 911.53 hm2，總產(chǎn)量791 221 t，單產(chǎn)6540 kg/hm2；2021年濟(jì)南市商河縣全縣氮肥使用量51 187 t，磷肥使用量27 712 t，鉀肥使用量4568 t，復(fù)合肥使用量81 202 t[1]。

土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，其肥力高低是衡量土壤生產(chǎn)力的重要指標(biāo)[2]。相關(guān)研究表明，隨著化肥的大量使用，土壤有機(jī)質(zhì)含量正在持續(xù)降低[3-5]。土壤中微量元素含量狀況也在一定程度上影響作物產(chǎn)量與品質(zhì)。濟(jì)南市商河縣是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)縣，了解農(nóng)田土壤養(yǎng)分狀況對(duì)商河縣糧食作物可持續(xù)發(fā)展以及減肥增效方面有促進(jìn)作用。本研究通過檢測商河縣某村土壤基礎(chǔ)肥力指標(biāo)，得出相應(yīng)的土壤評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以期利用土壤間不同養(yǎng)分含量及各元素間關(guān)系，探究當(dāng)?shù)赝寥婪柿λ郊梆B(yǎng)分變化情況，為指導(dǎo)科學(xué)施肥、改良土壤提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本調(diào)研于2021年在山東省濟(jì)南市商河縣某村按照100 m×100 m規(guī)劃相應(yīng)網(wǎng)格，采用“X”形取樣法采集表面0～20 cm土壤樣品，每個(gè)網(wǎng)格取5個(gè)以上樣點(diǎn)，最后將采集的土壤樣品充分混合，用四分法留取約1 kg土樣作為土壤分析樣本，共取樣23個(gè)。該村目前主要種植小麥、玉米這兩種農(nóng)作物。

1.2 檢測方法

本調(diào)研所有土壤樣品通過風(fēng)干、研磨，過2 mm篩，備用。土壤pH采用水浸提（土水比1∶2.5）電位法測定；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀滴定法測定；土壤硝態(tài)氮采用連續(xù)流動(dòng)分析儀法測定；土壤有效磷采用連續(xù)流動(dòng)分析儀法測定；土壤速效鉀采用火焰光度計(jì)法測定；土壤交換性鈣、鎂采用原子吸收分光光度法測定；土壤有效鐵、銅、鋅采用DTPA浸提電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理及養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

采用 Excel 2010 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理以及變異系數(shù)等數(shù)據(jù)的計(jì)算，采用SPSS 26軟件進(jìn)行土壤養(yǎng)分間相關(guān)性分析等。

為了更好地評(píng)價(jià)調(diào)研區(qū)域農(nóng)田養(yǎng)分狀況，參照文獻(xiàn)[6][7]制定農(nóng)田土壤pH分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表1），農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表2）；參照文獻(xiàn)[8][9][10]，制定農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（見表3）。

表1 農(nóng)田土壤pH分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表2 農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 單位：g/kg

表3 農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 單位：mg/kg

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH

由表4可知，調(diào)研區(qū)域內(nèi)土壤pH的分布在8.03～8.67，變異系數(shù)為1.98%，呈弱堿性及以上的占100%。所以，從土壤樣本檢測數(shù)據(jù)上看，調(diào)研區(qū)域內(nèi)農(nóng)田土壤整體呈堿性。

表4 農(nóng)田土壤pH分布頻率

2.2 土壤養(yǎng)分含量

該地農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分級(jí)和分布頻率，見表5。

表5 農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分級(jí)和分布頻率

2.2.1 硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀由表5可知，調(diào)研區(qū)域內(nèi)土壤硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀的分 別 為9.76～66.31 mg/kg，7.26～126.47 mg/kg，96.31～459.20 mg/kg，變異系數(shù)分別為58.67%，89.64%，35.77%，土壤硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀呈現(xiàn)缺乏級(jí)的分別為4.35%，13.04%，4.35%。所以，從土壤樣本檢測數(shù)據(jù)上看，調(diào)研區(qū)域內(nèi)農(nóng)田土壤硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀含量呈較高水平。除鉀元素外，氮磷元素在該地區(qū)變異程度較高，整體表現(xiàn)為土壤內(nèi)大量元素含量不均一。

2.2.2 土壤交換性鈣和鎂由表5可知，調(diào)研區(qū)域內(nèi)土壤交換性鈣和鎂的含量分別為3743.70～4541.26 mg/kg和393.93～759.40 mg/kg，變異系數(shù)分別為4.84%和18.53%，土壤交換性鈣和鎂100%呈現(xiàn)豐富級(jí)。所以，調(diào)研區(qū)域內(nèi)農(nóng)田土壤交換性鈣、鎂含量極為豐富。

2.2.3 土壤有效鐵、有效銅和有效鋅由表5可知，調(diào)研區(qū)域內(nèi)土壤有效鐵、有效銅和有效鋅的 分 別 為6.17～13.05 mg/kg，0.65～1.53 mg/kg，0.80～3.55 mg/kg，變異系數(shù)分別為18.36%，23.86%，47.11%，有效鐵、有效銅和有效鋅呈現(xiàn)缺乏級(jí)及以下的分別為65.22%，73.91%，91.31%。所以，從土壤樣本檢測數(shù)據(jù)上看，調(diào)研區(qū)域內(nèi)農(nóng)田土壤有效鐵、有效銅和有效鋅含量呈匱乏狀態(tài)。

2.2.4 土壤有機(jī)質(zhì)由表5可知，調(diào)研區(qū)域內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)為8.04～35.55 g/kg，變異系數(shù)為47.11%，調(diào)研區(qū)域內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)相對(duì)缺乏級(jí)及以下的占100%。所以，從土壤樣本檢測數(shù)據(jù)上看，調(diào)研區(qū)域內(nèi)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)總體呈匱乏狀態(tài)，對(duì)土壤內(nèi)微生態(tài)環(huán)境負(fù)反饋調(diào)節(jié)起抑制作用，對(duì)農(nóng)作物可持續(xù)生產(chǎn)造成負(fù)面影響。

2.3 土壤各養(yǎng)分間相關(guān)性

由表6可知，調(diào)研區(qū)域內(nèi)硝態(tài)氮與有效磷呈極顯著正相關(guān)，速效鉀與有機(jī)質(zhì)呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.809，0.486，且硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀與土壤有機(jī)質(zhì)間均呈正相關(guān)。土壤微量元素間也存在協(xié)同變化趨勢，以有效鐵與交換性鎂為主，其中有效鐵與交換性鈣呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.641，與交換性鎂間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.518。

表6 農(nóng)田土壤各養(yǎng)分間相關(guān)性

3 結(jié)論與討論

土壤pH對(duì)土壤肥力產(chǎn)生影響[11]。氮、磷、鉀是作物生長必需的主要營養(yǎng)元素，在一定程度上影響植物的生產(chǎn)能力。中微量元素是作物生長過程中不可缺少且不可代替的營養(yǎng)元素，參與多種酶、植物生長素等的合成[12-13]。有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成物質(zhì)，是培肥地力與養(yǎng)分供給的關(guān)鍵要素[14]。

對(duì)土壤養(yǎng)分進(jìn)行分級(jí)研究，將其作為因地制宜推廣農(nóng)業(yè)技術(shù)、改良土壤的重要依據(jù)，也能從側(cè)面反映土壤肥力水平與利用價(jià)值。由調(diào)研區(qū)域內(nèi)23個(gè)土壤樣品監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)?shù)赝寥莱蕢A性，且26.09%的土壤呈現(xiàn)較強(qiáng)堿性，不利于大部分作物正常的營養(yǎng)生長與生殖生長，是阻礙作物生長的重要因素之一。土壤內(nèi)氮、磷、鉀大量元素含量適中，但除鉀元素外，氮磷元素含量在不同地區(qū)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的差異性，主要表現(xiàn)為所調(diào)查區(qū)域內(nèi)土壤地力不均一，該情況受人為因素影響較多。土壤內(nèi)可交換性鈣、鎂含量極豐富，是形成堿土的原因之一，鈣、鎂元素對(duì)作物光系統(tǒng)建成與作物抗逆性的提高有積極作用。而該地區(qū)土壤內(nèi)微量元素與有機(jī)質(zhì)均表現(xiàn)為匱乏狀態(tài)，土壤內(nèi)有效銅（73.91%）、有效鋅（82.61%）及有機(jī)質(zhì)（56.52%）含量處于“缺乏”級(jí)，主要對(duì)作物葉色加深、莖稈伸長及地力恢復(fù)產(chǎn)生不良影響。根據(jù)土壤內(nèi)不同元素間相關(guān)性分析可知，速效鉀與有機(jī)質(zhì)呈顯著正相關(guān)關(guān)系，且硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀與土壤有機(jī)質(zhì)間均呈正相關(guān)關(guān)系，表明土壤微環(huán)境狀態(tài)良好，土壤腐殖質(zhì)分解產(chǎn)物主要由硝態(tài)氮、有效磷構(gòu)成，且土壤內(nèi)K+對(duì)微生物活性起正向作用。中微量元素間表現(xiàn)出顯著性正相關(guān)主要是因?yàn)樵摰貐^(qū)為堿性土壤，土壤中游離的OH-數(shù)量多于H+，為平衡土壤內(nèi)電荷量，故土壤中礦物受酸堿性影響表現(xiàn)出共同解離現(xiàn)象，具體則呈現(xiàn)出土壤間微量元素有效性同步提升的情況。

綜上，結(jié)合該地區(qū)具體土壤肥力狀況，建議采取以下措施：

第一，推廣測土配方施肥，根據(jù)作物的需肥規(guī)律，結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥婪柿顩r，進(jìn)而確定施肥的數(shù)量以及投入比例等，從源頭減少化肥的浪費(fèi)，從而降低種植成本。

第二，增加有機(jī)肥使用，有機(jī)肥有利于提高土壤基礎(chǔ)地力，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，可以改善因大量使用化肥造成的土壤問題，促進(jìn)土壤持續(xù)生產(chǎn)能力。

第三，適當(dāng)使用中微量元素肥，根據(jù)土壤檢測結(jié)果，適當(dāng)投入中微量元素肥可以增加作物產(chǎn)量及品質(zhì)，增加作物抗逆性。

第四，深耕，在今后的生產(chǎn)過程中注重進(jìn)行土壤深翻，破除板結(jié)，增大土壤孔隙度，改良土壤的理化性質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)田土壤可持續(xù)利用。