山西主要耕作土壤肥力現狀及變化規律

劉蝴蝶，李曉萍，趙國平，尹林紅

（運城市農業局，山西運城044000）

隨著農業科學技術的迅猛發展，農業種植作物種類、產量、耕作方式、農民施肥觀念、土壤及土壤肥力均發生了巨大的變化。

為了摸清山西省主要耕作土壤的肥力現狀及其變化規律，結合近年來的工作，本研究對主要土壤種類肥力進行了調查，旨在為加強耕地質量建設與管理提供科學的決策依據[1]，更好地指導農民科學施肥，促進農業增產、農民增收以及農業的可持續發展。

1 材料和方法

1.1 樣品采集原則

調查樣品采集的基本原則是以第二次土壤普查時的主要土種為單位，主要作物種植面積不少于1.33萬hm2，并在原采樣點位上采樣，以確保數據的可比性。

1.2 樣品的采集

1.2.1 采集時間 在秋作物收獲后、土壤封凍前進行采集。

1.2.2 采集深度 樣品均采集于耕層土壤0～20 cm土層。

1.2.3 采樣點數量 按照一定的采集路線（S路線）隨機、等量和多點采樣，然后混合，每個樣品都是由15個以上采樣點組成的混合土樣，均為1 kg 左右[2]。

1.3 樣品測試項目及方法[1]

機械組成：比重計法；pH：酸度計法；有機質：重鉻酸鉀容量法；陽離子代換量：乙酸銨交換蒸餾法；全氮：凱氏定氮法；堿解氮：堿解擴散法；全磷：氫氧化鈉熔融，鉬銻抗比色法；有效磷：碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法；速效鉀：1 mol/L中性醋酸銨浸提，火焰分光光度計法。

2 山西省主要耕作土壤肥力現狀及評價

2.1 主要耕地土壤養分現狀及評價

通過統計，山西省主要耕地土壤養分調查結果列于表1。

從表1可以看出，有機質含量變化范圍為4.7～48.6 g/kg，平均值為 17.2 g/kg，依據山西省耕地土壤養分分級標準評價[3]，屬3級水平，變異系數49.88%，相對較大，說明不同的土壤有機質含量差異較大。全氮含量變化范圍為0.16～1.62 g/kg，平均值為0.80 g/kg，依據山西省耕地土壤養分分級標準評價，屬4級水平，變異系數40.00%，相對較大，說明不同的土壤氮含量差異較大。土壤堿解氮含量的變化范圍為13.2～201.0 mg/kg，平均值為61.5 mg/kg。土壤全磷含量變化范圍為0.35～1.41 g/kg，平均值為0.61 g/kg，變異系數33.33%，相對較小，說明不同的土壤全磷含量差異不大。有效磷含量變化范圍為4.8～136.5 mg/kg，平均值為21.4 mg/kg，依據山西省耕地土壤養分分級標準評價，屬2級水平，變異系數117.76%，很大，說明不同的土壤有效磷含量差異較大。有效鉀含量范圍為60.0～338.0 mg/kg，平均值為150.2 mg/kg，依據山西省耕地土壤養分分級標準評價，屬3級水平，變異系數48.42%，相對較大，說明不同的土壤有效鉀含量差異較大。pH含量變化范圍為7.76～9.01，平均值為8.42。陽離子代換量的變化范圍為5.36～30.97 cmol/kg，平均值為 12.84 cmol/kg，依據山西省耕地土壤養分分級標準評價，屬3級水平，變異系數41.41%，相對較大，說明不同的土壤陽離子代換量含量差異較大。

表1 山西省耕地土壤養分調查結果

2.2 主要土壤亞類養分現狀

根據山西省第二次土壤普查結果統計，山西省土壤總面積1 454萬hm2，劃分為17個土類、40個亞類、127個土屬、351個土種[4]。本次研究涉及到其中的10個土類、15個亞類、52個土種。經統計，目前主要耕地土壤亞類養分測定結果如表2所示。

表2 山西省土壤亞類養分測定結果統計

從表2可以看出，有機質褐土性土含量最高，為22.85 g/kg；紅黏土次之，含量為21.11 g/kg；草原風沙土最低，含量為6.65 g/kg；全氮紅黏土含量最高，為1.14 g/kg，褐土性土次之，為1.00 g/kg，草原風沙土最低，含量為0.33 g/kg；有效磷潮土含量最高，為32.9 mg/kg，淡栗鈣土次之，為26.1 mg/kg，草原風沙土最低，為 4.8 mg/kg；速效鉀褐土含量最高，為222 mg/kg，石灰性褐土次之，為 216 mg/kg，鹽化潮土最低，為 89 mg/kg；全磷淡栗鈣土含量最高，為0.96 g/kg，潮土次之，為0.72 g/kg，草原風沙土最低，為0.46 g/kg；陽離子代換量紅黏土含量最高，為25.06 cmol/kg，淡粟鈣土次之，為15.96 cmol/kg，草原風沙土最低，為5.36 cmol/kg。

3 山西省主要耕作土壤理化性質變化情況

3.1 主要耕地土壤理化性質變化情況

通過對調查點位土壤普查數值與現測值的統計分析（表3），土壤有機質提高了6.97 g/kg，增幅為67.4%；土壤全氮提高了0.15 g/kg，增幅為22.7%；土壤全磷提高了0.01 g/kg，增幅為1.6%；土壤有效磷提高了16.57 mg/kg，增幅為303.4%；土壤速效鉀降低了34.49 mg/kg，降幅為18.4%；陽離子代換量提高了1.95 cmol/kg，增幅為17.9%；機械組成中，＞0.02 mm土粒降低4.11%，降幅為7.4%，0.02～0.002 mm土粒提高3.33%，增幅為11.3%，＜0.002 mm土粒提高了1.14%，增幅為7.3%。

表3 山西省主要耕地土壤理化性質變化比較

3.2 主要耕地土壤亞類理化性質變化情況

從表4可以看出，山西省主要耕地土壤有機質含量除沖積土降低外，均有所提高；全氮含量除沖積土、黃綿土、淡栗褐土、褐土降低外，均有所提高，平均提高幅度為22.7%；全磷含量變化有增有減，總體變化基本持平；有效磷含量均為提高且幅度較大，平均提高303.4%；速效鉀含量除褐土和石灰性褐土提高外，均為降低，且降低幅度較大，平均為18.4%；pH除草原風沙土和鹽化潮土降低外，均有所提高；陽離子代換量降低的有5個土壤亞類，提高的有10個亞類，總體為提高，增幅為17.9%；機械組成中相對來講，0.02～0.002 mm土粒提高較為明顯，草原風沙土、脫潮土和鹽化潮土變化較為明顯，＞0.02 mm和＜0.002 mm土粒有所降低，其物理性狀朝好的方向發展。

表4 主要耕地土壤亞類理化性質

續表4

4 影響山西省主要耕作土壤肥力變化的因素

4.1 秸稈還田數量

據調查點位基本情況統計，雖目前有機肥施用和土壤普查時相比，無論是施肥點位還是平均施肥量均減少，但是作物產量是土壤普查時的3.5倍，大幅度提高；隨著產量的增加，生物學產量也明顯增加，作物根、茬歸還于土壤中的數量大大增加[6，7]。另外，從全省土肥工作總結中看出，近年來作物秸稈還田方式、面積和數量逐年增加，2008年全省各種作物秸稈的還田面積占總面積的85%，還田的作物秸稈從1998年的小麥到目前的小麥、玉米、棉花、高粱等多種作物，秸稈還田面積和根茬還田數量的增加，使土壤中有機質積累大于分解，因此，在有機肥施用量不增加的基礎上，出現了土壤有機質提高現象。

4.2 施肥量

通過對調查點基本情況的統計可知，有機肥施用量相對減少，作物產量大幅度提高，各種肥料施用量與土壤普查時相比都有提高，在這種情況下，土壤養分的變化主要取決于養分投入量和農作物吸收量之差。

表5 作物吸收量與肥料施入量統計（運城）

從表5可以看出，3年氮、磷的施入量和作物吸收量的比值均大于1，說明氮、磷的施用量大于作物的吸收量，特別是磷的施用量超出了作物對磷的吸收量，使施入土壤的有效態磷含量在滿足作物生長需求的同時，在土壤中積累，使土壤速效磷明顯提高。鉀的施入量與作物吸收量的比值3年中有2年小于1，1年為1.1，說明鉀的施用量小于或等于作物的吸收量，也就是說在作物產量大幅度提高，氮、磷用量增加的情況下，施鉀量相對較少，造成了作物對土壤鉀素吸收數量的增加，在鉀素補充不足的情況下，造成土壤鉀素虧損，鉀素含量下降。

4.3 作物產量、農業的多元化生產及管理

土壤理化性狀對土壤水分、養分、空氣和熱量具有直接或間接的影響，提高土壤肥力可以改善土壤理化性狀。第二次土壤普查時，山西省耕地土壤基本上是缺磷、少氮，多數鉀豐富。1988年統計，全省農作物總播種面積為399.93萬hm2，其中糧食作物播種面積為320.32萬hm2，占播種總面積的80.1%，糧食作物產量81.83億kg，平均產量2 550 kg/hm2。現在全省農作物總播種面積為344.53萬hm2，其中糧食作物播種面積為316.07萬hm2，占播種總面積的91.7%；平均產量8964.6 kg/hm2，比第二次土壤普查時增加2.5倍。

從調查點基本情況統計情況（表6）看，復種指數由1986年普查時的103%提高到2007年的109%；平均產量由2 550.0 kg/hm2提高到8 518.5 kg/hm2，2007年平均產量是1986年的3.34倍；灌溉方式也由井水、自然降水到畦灌、噴灌、滲灌、滴灌等節水灌溉方式。在種植作物上，也由以前的單一生產變成了多元化生產；施肥由以有機肥為主、化肥施用量較少或不施化肥變為作物秸稈還田及配方施肥等配套技術。經過種植制度及管理技術的不斷發展，土壤有機質和作物產量的提高，使土壤中有機無機復合體的團聚程度和穩定性不斷提高，土壤陽離子代換量和土壤吸水性能提高，同時土壤中0.02～0.002 mm土粒明顯提高，因此改善了土壤理化性狀[7]。

表6 復種指數及農作物產量情況

5 培肥對策

5.1 增施有機肥

山西省土壤有機質與第二次土壤普查時比較，雖然有不同程度的增加，但總體來說不是很高，并且變異系數較高，有發展不平衡的現象。因此，應實施沃土工程，增加有機肥投入，增施農家肥，加大秸稈還田力度，以提高土壤有機質含量，改善土壤結構，增強土壤保肥保水性能[8]。

5.2 合理施用化肥

從山西省土壤養分狀況看，土壤氮、磷、鉀養分間存在發展不平衡。據此，應根據土壤養分實際情況、種植農作物種類及目標產量，做到因地制宜實施配方施肥，以保持土壤養分的平衡。對有效磷含量較高的土壤，特別是一些蔬菜地應控制磷肥的施用量，以減少其對某些微量元素的拮抗作用和土壤對有效磷的固定，做到科學、平衡、經濟、合理施肥，從而提高肥料的利用率，降低生產成本，促進農民增產、增收[9]。

5.3 秸稈還田

由于作物秸稈含有大量的纖維素、木質素及氮、磷、鉀等多種營養元素，它能增加土壤中水溶性團聚體，協調土壤中的水、肥、氣、熱等因素，改善土壤的環境條件。由于有機肥料施用量的不足，土壤有機質含量增加緩慢，要想達到用地養地相結合，達到培肥改土的目的，必須以秸稈作為重要肥源來補充。

［1］ 魯如坤.土壤農化分析方法[M].北京：中國農業科技出版社，1999.

［2］ 鮑士旦.土壤農化分析3版 [M].北京：中國農業出版社，2005.

［3］ 劉銀忠.聞喜縣耕地資源評價與利用[M].北京：中國農業出版社，2005：57.

［4］ 劉耀宗，張經元.山西土壤[M].北京：科學出版社，1992：45-56.

［5］ 劉耀宗，張經元.山西土種志[M].太原：山西科學出版社，1992：25-684.

［6］ 陸宏，趙先軍，羅湖旭，等.浙江慈溪耕地肥力變化研究[J].土壤通報，2006，37（3）：426-428.

［7］ 劉蝴蝶，尹林紅，楊杰，等.晉南蔬菜區土壤質量現狀及變化規律[J].山西農業科學，2007，35（9）：76-78.

［8］ 劉敬娟，陳中赫，徐濤，等.遼寧昌圖旱田土壤養分狀況分析[J].土壤通報，2007，38（3）：610-612.

［9］ 席承藩.黃淮海平原綜合治理與農業發展問題 [M].北京：科學出版社，1985：60-103.