耕層土壤速效鉀豐度變化趨勢分析

摘要 為調(diào)研0～20 cm耕層土壤中速效鉀的空間分布和動態(tài)變化特征，服務(wù)地方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。本文根據(jù)2007—2022年L縣采集的15 393份耕層土壤樣本的速效鉀含量，分析該地區(qū)土壤速效鉀豐度變化趨勢及區(qū)域差異。采樣點數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，2007—2022年研究區(qū)耕層土壤速效鉀含量整體呈增長趨勢，平均每年增加4.99 mg/kg，處于較豐富狀態(tài)；不同地區(qū)、不同土質(zhì)類型的土壤速效鉀含量存在差異，分布不均勻。生產(chǎn)上，繼續(xù)推廣測土配方施肥，提升鉀素利用效率，是開展化肥減量增效、保障糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)及緩解環(huán)境壓力的優(yōu)勢選擇。

關(guān)鍵詞 耕層土壤；速效鉀；相對豐度；測土配方施肥

中圖分類號 S158" "文獻標(biāo)識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）11-0074-05

Analysis of trends in the changes of available potassium abundance in the cultivated soil layer

LU Dong

（Lingbi County Agricultural Technology Extension Center， Lingbi 234200， China）

Abstract To investigate the spatial distribution and dynamics of available potassium in the 0-20 cm plow layer soil， serving local agricultural production. The trends and regional differences in soil available potassium abundance in L County were analyzed， based on the available potassium content in 15 393 soil samples collected from the plow layer from 2007 to 2022. The results showed that from 2007 to 2022， the available potassium content in the plow layer soil of the study area showed an overall increasing trend， with an average annual increase of 4.12 mg/kg， being in a relatively rich state; there were differences in soil available potassium content between different regions and different soil types， with uneven distribution. Continuing to promote soil testing and formula fertilization to enhance potassium use efficiency is an advantageous choice for reducing chemical fertilizer application， ensuring stable and increased grain production， and alleviating environmental pressure.

Keywords topsoil; available potassium; relatively abundant; soil testing and formulated fertilization

土壤養(yǎng)分在一定程度上可以反映耕地生產(chǎn)力，影響農(nóng)作物長勢和糧食產(chǎn)量[1]。鉀元素主要參與植物的光合作用和蛋白質(zhì)合成，是農(nóng)作物所需的重要元素之一[2-3]，也是主要的土壤養(yǎng)分之一。速效鉀豐度是土壤肥力評價的重要指標(biāo)之一[4]，對作物產(chǎn)量和品質(zhì)具有直接影響[5-6]。2016年，L縣土壤速效鉀含量145 mg/kg，整體含量水平與第二次土壤調(diào)查時的水平相當(dāng)，按照安徽省耕地土壤養(yǎng)分等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，屬于中等豐度水平，部分耕地處于速效鉀缺或極缺狀態(tài)[7]。因此，補充鉀元素、培肥地力對促進區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。相關(guān)研究顯示，過量使用鉀肥則不利于糧食產(chǎn)量和品質(zhì)提升[8-10]，會增加種植成本，并可能帶來環(huán)境問題。吳亭等[11]研究表明，過量使用肥料會使土壤酸化，小麥產(chǎn)量下降[12]。因此，提升鉀元素利用效率是增加糧食產(chǎn)量，降低種植成本，緩解環(huán)境壓力和鉀肥供給壓力的有效途徑之一。

了解耕層土壤速效鉀的空間分布和變化動態(tài)是實現(xiàn)精準(zhǔn)施肥與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，本文調(diào)查分析了2007—2022年L縣0～20 cm耕層土壤中速效鉀含量的變化趨勢，以及當(dāng)下該縣各區(qū)域土壤速效鉀含量情況，為實施化肥減量增效、培肥地力和保障糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

試驗數(shù)據(jù)來源于L縣測土配方施肥和耕地質(zhì)量保護與提升項目的15 393份土壤樣品養(yǎng)分化驗結(jié)果。土壤樣品采集時間2007—2022年，采集地點為全縣域，采樣方法為5點布局法，采樣單元面積10 m×10 m，共采集0～20 cm層耕土壤樣本15 393份。土壤速效鉀含量測定按照NY/T 2911—2016《測土配方施肥技術(shù)規(guī)程》，采用乙酸銨溶液浸提—火焰光度計法測定。其中2012、2017年無數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2013軟件統(tǒng)計分析2007—2022年研究區(qū)耕層土壤速效鉀含量變化趨勢、不同類型土壤速效鉀含量的差異，以及2022年速效鉀含量分布情況。土壤速效鉀豐缺度等級按照安徽省耕地土壤養(yǎng)分等級劃分標(biāo)準(zhǔn)劃分（表1）。

2 結(jié)果與分析

2.1 采樣點土壤速效鉀含量的變化趨勢

由表2可知，2007—2022年研究區(qū)共采集土樣15 393份（次），其中2008年樣本數(shù)量最多，有4 143份，2007年樣本數(shù)量最少，有27份。樣本速效鉀檢測結(jié)果顯示（表2，圖1），2007—2022年研究區(qū)土壤速效鉀平均含量整體呈上升趨勢，平均每年增加4.99 mg/kg。速效鉀平均值含量最高的年份是2015年，為230.99 mg/kg，平均含量最低的年份是2007年，為104.04 mg/kg。2008—2018年，采樣點間的變異系數(shù)呈逐年減小趨勢，說明這一時間段內(nèi)各采樣點間速效鉀含量差異在逐年縮??；2019年之后，年度間采樣點間的變異系數(shù)波動較大且有上升趨勢，說明各采樣點間速效鉀含量差異有擴大趨勢。采樣點間速效鉀含量變異系數(shù)最大的是2021年，為64.26%，最小的是2007年，為16.57%（圖2）。

2.2 采樣點不同類型土壤的速效鉀含量

研究區(qū)耕地土壤類型主要有白姜土、黑姜土、石灰性潮壤土、石灰性潮黏土和石灰性潮砂土5個土屬。2020—2022年采集的1 405份土壤樣本中以上5個土屬的樣本有1 374份，占比97.79%。其中，樣本數(shù)最多的是石灰性潮砂土，443份；最少的是石灰性潮壤土，109份。以2020—2022年的數(shù)據(jù)分析各土屬土壤速效鉀含量情況，結(jié)果顯示，5種類型土壤的速效鉀平均值含量從高到低依次為石灰性潮黏土、黑姜土、石灰性潮砂土、石灰性潮壤土和白姜土。其中，速效鉀平均值含量最豐富的是石灰性潮黏土，其平均含量達(dá)到276.27 mg/kg，是平均含量唯一達(dá)到Ⅰ級（豐富）豐度的土壤類型，而其他4種類型土壤的速效鉀平均含量為141.02～159.82 mg/kg，豐度等級主要為Ⅱ級（較豐富）或Ⅲ級（中等）。各類型土壤內(nèi)不同點位間速效鉀的含量差異較大，其變異系數(shù)最小的是白姜土，為29.53%（表3）。

2.3 采樣點耕層土壤速效鉀的分布情況

根據(jù)2022年的土壤速效鉀數(shù)據(jù)，分析研究區(qū)19個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的采樣點土壤速效鉀含量分布情況。如圖3所示，有4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土壤速效鉀含量超過200.00 mg/kg，達(dá)到Ⅰ級（豐富）豐度；有5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土壤速效鉀含量為Ⅱ級（較豐富）豐度；有10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土壤速效鉀豐度等級為Ⅲ級（中等）豐度，沒有處于Ⅳ級（缺）和Ⅴ級（極缺）豐度的鄉(xiāng)鎮(zhèn)（圖3）。不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土壤速效鉀含量差異較大，變異系數(shù)為38.77%。

2022年，研究區(qū)采樣點內(nèi)土壤速效鉀平均含量178.93 mg/kg，整體豐缺等級為Ⅱ極，處于較豐富狀態(tài)。在采集的該年度的390份土壤樣本中，處于Ⅲ級（中等）豐度的樣本最多，有163個；有354份樣本速效鉀含量達(dá)到Ⅲ級（中等）豐度以上水平，占90.77%；有36份樣本速效鉀含量為缺或極缺等級，占9.23%，低于2016年的占比[7]（表4）。

3 結(jié)論與討論

3.1 采樣點耕層土壤速效鉀含量增長原因

2007—2022年，研究區(qū)耕層土壤速效鉀含量呈增長趨勢，這與王樂[13]的研究結(jié)果一致，與全國耕層土壤速效鉀含量變化趨勢基本一致[14]。研究表明，改變種植習(xí)慣可以有效提升土壤供鉀能力。一是化肥投入。張國印等[15]對華北平原褐土土壤肥力的研究表明，長期使用鉀肥可以有效增加土壤速效鉀含量，而多年不使用鉀肥，則土壤中的鉀耗損較嚴(yán)重，林葆等[16]、王磊[17]研究也得出類似的結(jié)論。在研究區(qū)，種植小麥一般施用鉀肥（K2O）93.0 kg/hm2，種植玉米一般施用鉀肥（K2O）60.0 kg/hm2 [18]，僅小麥一季[19]，化肥大量投入，是該地區(qū)土壤速效鉀含量提高的重要原因之一。二是秸稈還田。秸稈中含有豐富的氮、磷和鉀等元素，秸稈還田在一定程度上可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤養(yǎng)分，提高糧食產(chǎn)量[20-21]。研究區(qū)自全面推行小麥秸稈全量還田以來，在一定程度上增加了土壤供鉀能力[22]。三是測土配方施肥。2020年，研究區(qū)實施測土配方施肥的耕地面積達(dá)91%[23]，針對性的對耕地肥力進行補充，有效減少了速效鉀缺、極缺的耕地比例，保障了土壤供鉀能力。可能是以上因素共同作用，使得土壤速效鉀含量逐漸提高。

3.2 采樣點耕層土壤速效鉀的分布特點

2022年，研究區(qū)采樣點耕層土壤速效鉀含量平均為178.93 mg/kg，屬于較豐富等級，比全國平均水平高31.93 mg/kg[14]。實踐中，受地形、土壤類型、施肥和種植習(xí)慣等影響，各地區(qū)耕層土壤速效鉀含量存在差異，分布不均勻。從土質(zhì)上看，石灰性潮黏土速效鉀含量276.27 mg/kg，遠(yuǎn)高于其他土壤類型，這與張寶光等[5]、丁琪洵等[23]研究結(jié)果有相似之處。從地區(qū)上看，有4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的速效鉀含量超過200.00 mg/kg，可能與這幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于耕地地力提升項目區(qū)內(nèi)且靠近河流，土壤有機質(zhì)含量較高有關(guān)。研究區(qū)土壤速效鉀平均豐度均在中等水平以上，2022年的390個取樣點中，超90%的取樣點土壤速效鉀含量達(dá)到中等以上水平，但應(yīng)當(dāng)注意的是，暫有36個取樣點土壤速效鉀含量不足100.00 mg/kg，處于缺或極缺鉀素狀態(tài)，需要進一步分析。

3.3 提升鉀素利用效率的措施

針對研究區(qū)土壤速效鉀總體含量豐富，部分區(qū)域分布不均勻的特點，應(yīng)在因地制宜，實施化肥減量增效，兼顧經(jīng)濟效益與環(huán)境保護的原則下進一步提升鉀素利用效率，保障耕地供鉀能力。一是加強測土配行施肥檢測，科學(xué)決策。自開展測土配方施肥工作[24]以來，對提高糧食產(chǎn)量、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、節(jié)約肥料資源及保護生態(tài)環(huán)境發(fā)揮了積極作用[25]。采取測土配方施肥策略是針對性補充土壤養(yǎng)分的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)在今后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中繼續(xù)加大推廣應(yīng)用力度。二是在石灰性潮黏土集中的地區(qū)，尤其是速效鉀含量高于200.00 mg/kg的富鉀區(qū)，繼續(xù)大量補鉀對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的促進作用不明顯，應(yīng)以穩(wěn)鉀技術(shù)措施為主，根據(jù)作物目標(biāo)產(chǎn)量確定鉀肥使用量，例如，小麥產(chǎn)量為10 000～11 000 kg/hm2時，大約從土壤中攝取鉀素210.00～262.00 kg/hm2 [26]。三是對于速效鉀含量不足的地區(qū)，應(yīng)繼續(xù)堅持補充鉀肥、實施秸稈粉碎還田和有機肥替代化肥等策略，提升土壤供鉀能力。同時，正確施用鉀肥，把鉀肥作為基肥施入較深的土層中，可以減少被土壤固定，更容易被農(nóng)作物吸收，發(fā)揮肥效。

綜上，本文根據(jù)2007—2022年L縣采集的15 393份耕層土壤樣本速效鉀含量，分析研究區(qū)土壤速效鉀豐度變化趨勢及地域間差異。結(jié)果顯示，2007—2022年研究區(qū)采樣點耕層土壤速效鉀含量整體呈增長趨勢，平均每年增加4.99 mg/kg。不同土質(zhì)類型的速效鉀含量存在差異。2022年研究區(qū)采樣點速效鉀含量整體在中等以上水平，全區(qū)速效鉀含量整體處于較豐富等級，處于缺和極缺等級的采樣點明顯減少，僅占9.23%，而地域間耕層土壤速效鉀含量分布存在不均勻現(xiàn)象。針對研究區(qū)土壤速效鉀總體含量豐富，但分布不均勻的特點，應(yīng)在因地制宜，實施化肥減量增效，兼顧經(jīng)濟效益與環(huán)境保護的原則下進一步提升鉀素利用效率，保障耕地供鉀能力。

參考文獻

[1] 賈朋遠(yuǎn)，林治家，陳珍寶，等. 湖南省新化縣土壤養(yǎng)分空間變異特征及影響因素[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2023，43（24）：72-79.

[2] 谷賀賀，李靜，張洋洋，等. 鉀肥與我國主要作物品質(zhì)關(guān)系的整合分析[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2020，26（10）：1749-1757.

[3] 李元元，李洪民，唐忠厚，等. 甘薯鉀素營養(yǎng)及其生理機制研究進展[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（4）：13-15.

[4] 張德先，陳娟，況帥，等. 涼山州植煙土壤速效鉀現(xiàn)狀調(diào)查及配套鉀肥用量研究[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2023（12）：23-30.

[5] 張寶光，黃衛(wèi)，王向前，等. 新鄉(xiāng)市耕地土壤速效鉀含量變化及其效應(yīng)分析[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（9）：145-148.

[6] 陳洋，齊雁冰，王茵茵，等. 秦巴中部山區(qū)耕地土壤速效鉀空間變異及其影響因素[J]. 環(huán)境科學(xué)研究，2017，30（2）：257-266.

[7] 李強，王玉娟. 靈璧縣耕地肥力現(xiàn)狀、問題及對策建議[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報，2019，25（7）：68-70.

[8] 趙雪娟. 不同施用量鉀肥對小麥產(chǎn)量和收效的影響[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2020，40（17）：85-86.

[9] 王宜倫，楊素芬，韓燕來，等. 鉀肥運籌對砂質(zhì)潮土冬小麥產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤鉀素平衡的影響[J]. 麥類作物學(xué)報，2008，28（5）：861-866.

[10] 孫君艷，程琴. 不同施鉀水平對弱筋小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)信息，2016（13）：117-118，123.

[11] 吳亭，杜學(xué)云. 化肥減量增效5種施肥模式在小麥上應(yīng)用的肥效比較試驗[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報，2021，27（19）：80-81.

[12] 屈小榮，亓昭英. 我國鉀肥行業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析[J]. 肥料與健康，2020，47（5）：7-11.

[13] 王樂. 長期施肥下華北土壤化學(xué)肥力指標(biāo)和作物產(chǎn)量演變及影響因素分析[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2020.

[14] 李榮. 我國耕地質(zhì)量現(xiàn)狀及提升建議[J]. 中國農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)，2020（7）：7-12.

[15] 張國印，茹淑華，孫世友等. 長期施肥對華北平原褐土土壤肥力以及作物產(chǎn)量的影響[C]//中國土壤學(xué)會.面向未來的土壤科學(xué)（下冊）：中國土壤學(xué)會第十二次全國會員代表大會暨第九屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會論文集. 成都：電子科技大學(xué)出版社，2012：6.

[16] 林葆，林繼雄，李家康. 長期施肥的作物產(chǎn)量和土壤肥力變化[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，1994（1）：6-18.

[17] 王磊. 不同肥料對砂姜黑土土壤速效養(yǎng)分及小麥產(chǎn)量的影響[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2023，43（18）：61-64.

[18] 王玉娟. 靈璧縣小麥玉米產(chǎn)量、肥料貢獻率及土壤肥力研究[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報，2023，29（11）：28-32.

[19] 孫振山，周景，王榮雨. 靈璧縣小麥化肥減量增效現(xiàn)狀與分析[J]. 基層農(nóng)技推廣，2022，10（12）：11-14.

[20] 汪秋云. 秸稈還田對砂姜黑土團聚體及其速效養(yǎng)分的影響[D]. 合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2023.

[21] 劉禹池，馮文強，秦魚生，等. 長期秸稈還田與施肥對成都平原稻—麥輪作下作物產(chǎn)量和土壤肥力的影響[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015，28（1）：240-247.

[22] 劉超. 安徽靈璧縣秸稈綜合利用現(xiàn)狀研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2022，42（2）：49-50.

[23] 丁琪洵，詹雪潔，張?zhí)於?，? 宿州市耕地土壤養(yǎng)分時空變化特征分析[J]. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報，2023，40（1）：97-105.

[24] 李惠通，王文輝，黃娟，等. 測土配方施肥研究的文獻計量分析[J]. 土壤通報，2016，47（6）：1521-1528.

[25] 白由路，楊俐蘋. 我國農(nóng)業(yè)中的測土配方施肥[J]. 土壤肥料，2006（2）：3-7.

[26] 賈友江. 鄄城縣耕層土壤速效鉀狀況及改善措施初探[J]. 中國農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)，2022（4）：39-41.

（責(zé)編：何 艷）