泰州市不同農區土壤養分狀況與變化趨勢研究

崔振 吉莉

摘? 要：通過分析2012—2017年以來分布于泰州市3大農區的20個省級耕地質量監測點土壤基礎養分含量數據，計算了土壤養分綜合指數。結果表明，近年來泰州市耕地土壤養分水平總體保持平穩，符合“穩氮、控磷、增鉀”的總體要求，與1982年第二次耕地質量普查結果相比有明顯提升;不同農區土壤養分狀況不盡相同，其中里下河農區養分綜合指數最高，高沙土農區最低，生產中應注重因地制宜，采取多種措施改良土壤性質，培肥耕地地力。

關鍵詞：耕地質量監測;土壤養分綜合指數;內梅羅法;泰州市

中圖分類號 S344.2文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）04-0047-05

近年來，為保障糧食安全，貫徹綠色發展理念，國家高度重視耕地質量保護工作，不斷加大耕地質量保護工作的投入力度。2005年，農業部在全國范圍內推廣測土配方施肥，鼓勵施用有機肥[1]，2015年開展化肥減量增效工作，提出以2015年使用量為基數，到2020年降低5%的總體目標，進一步減少了農業生產中的化肥使用量，為提高土壤養分水平，保護土壤生態環境提供了制度保障。

耕地土壤養分狀況受土壤類型、肥料投入、耕作制度、氣候條件等多種因素的影響[2]，是耕地質量監測工作的主要內容，也是評價耕地質量的重要指標[3]。泰州地處江蘇中部，是長江三角洲中心城市之一，素有“魚米之鄉”的美稱，是我國重要的糧食產地，根據農業區域差異規律，可將泰州分為沿江、高沙土、里下河3大農區。不同農區的自然生態條件、經濟社會發展水平差異明顯，土地資源利用方式也有很大的差異，各農區耕地土壤養分狀況也不盡相同[4]。

本研究分析了2012—2017年以來分布于泰州市3大農區的省級耕地質量監測點土壤基礎養分含量數據，計算土壤養分綜合指數，旨在客觀反映不同農區土壤養分特征，總結近年來泰州市耕地質量變化規律，為推進泰州市耕地質量保護和建設國家農業可持續發展試驗示范區提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 數據來源 試驗監測點土壤養分數據來自江蘇省耕地質量監測數據庫，與各監測點當年土壤檢測報告進行比對，確認無誤后作為試驗數據進行分析。

1.2 監測點情況 20個省級耕地質量監測點均設在有代表性的永久性基本農田內，種植以當地主要種植制度、種植方式為主，耕作栽培施肥等管理措施能代表當地一般水平。監測點覆蓋了全市3個主要農區（表1）。

1.3 研究內容

1.3.1 土壤基礎養分 對各監測點數據中2012—2017年間的土壤基礎養分數據，包括土壤有機質含量、全氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、pH值等數據，按監測點所在農區和監測年度進行匯總。

1.3.2 養分指數換算 參考蘇建平等的方法[5]，對照第二次全國耕地質量普查結果[6]，結合泰州市近年來耕地土壤養分實際情況[4]，將土壤基礎養分數據換算成養分指數（表2）。有機質、全氮、有效磷、速效鉀含量的Pi值計算公式為如下：

當養分屬于較差一級，即Ci≤Xa，Pi=Ci/Xa;

當養分屬于一般一級，即Xa

當養分屬于較好一級，即Xc

當養分數據屬于極好一級，即Xp

根據南方地區耕地土壤肥力診斷與評價標準（NY/T 1749—2009）[7]中對土壤pH值的分級標準計算土壤pH值對應的Pi值。

1.3.3 土壤養分綜合指數 綜合測算出的各土壤養分指數，根據內梅羅公式計算土壤養分綜合指數（P綜）：

1.4 統計分析 利用SPSS 19.0軟件對不同年度、不同農區的土壤基礎養分數據和養分綜合指數進行統計分析，將分析結果導入Excel軟件繪制相關圖表。

2 結果與分析

2.1 土壤有機質 2017—2017年20個監測點土壤有機質含量在9.2～39.8g·kg-1，平均值為24.9g·kg-1;不同農區土壤有機質含量沒有顯著性差異;全市土壤有機質含量隨年度變化不明顯，呈略有上升的趨勢（a=0.1739，R2=0.0178），2016年土壤有機質含量顯著低于其他年度。

2.2 土壤全氮 2012—2017年20個監測點土壤全氮含量在0.7～4.3g·kg-1，平均值為1.5g·kg-1;沿江農區土壤全氮含量顯著高于里下河農區;土壤全氮含量隨年度變化不明顯，略呈上升趨勢（a=0.0271，R2=0.1524），不同年度土壤全氮含量沒有顯著性差異。

2.3 土壤有機質含量與全氮含量相關性 分析結果表明，土壤有機質含量與全氮含量之間極顯著相關（P<0.01）（表3），回歸擬合結果表明，土壤有機質含量與全氮含量呈正的二次函數關系，R2=0.429（表4）。

2.4 土壤有效磷 2012—2017年20個監測點土壤有效磷在6.8～69.2mg·kg-1，平均值為24.6mg·kg-1;高沙土農區土壤有效磷含量顯著高于其他農區;土壤有效磷含量隨年度呈下降趨勢（a=-2.0571，R2=0.2714），2012年度土壤有效磷含量顯著高于其他年度。

2.5 土壤速效鉀 2012—2017年20個監測點土壤速效鉀含量范圍為13～380mg·kg-1，平均值為103.8mg·kg-1;里下河農區土壤速效鉀含量顯著高于其他農區;土壤速效鉀含量隨年度呈上升趨勢，且波動較為明顯（a=7.8693，R2=0.4469），2012年度土壤有效磷含量顯著低于其他年度，2016年土壤速效鉀含量顯著高于其他年度。

2.6 土壤酸堿度（pH值） 2012—2017年20個監測點土壤pH值在4.9～8.5，平均值為7.2;沿江農區pH值顯著高于其他農區，里下河農區pH值顯著低于其他農區;土壤pH值隨年度變化不明顯，略呈上升趨勢（a=0.0818，R2=0.1797），2016年土壤pH值顯著高于其他農區。

2.7 土壤肥力綜合指數分析 根據測算，2012—2017年20個監測點土壤肥力綜合指數在1.1～2.4，平均值為1.6;里下河農區土壤肥力綜合指數顯著高于高沙土農區;土壤肥力綜合指數隨年度變化不明顯，略有上升（a=0.0107，R2=0.027），2012年和2016年土壤綜合肥力指數顯著低于其他年度。

3 討論

3.1 泰州市近年來土壤養分整體情況 2012—2017年全市耕地土壤養分指數均在1.0以上，總體養分水平較高，波動不明顯。土壤有機質、全氮、速效鉀含量總體穩定并呈上升趨勢，以速效鉀上升幅度最大，有機質、全氮含量整體保持平穩;土壤有效磷含量逐年下降，但2017年出現反彈;耕地土壤pH值平均為7.2，土壤呈中性，與1982年第二次耕地質量普查（以下稱“二次普查”）結果相比有所下降[6]，近年來土壤酸堿性總體保持不變，略有上升;與第二次耕地質量普查結果相比，全市耕地養分水平有明顯提升，符合“穩氮、控磷、增鉀”的總體要求[8]。

3.2 土壤有機質和全氮含量 2012—2017年全市土壤有機質含量和全氮含量均較二次普查有了較大幅度的提升[6]，與江蘇省其他地級市同期數據持平[8-11]。有研究表明，土壤有機質含量與全氮含量之間存在正相關[12-14]，本研究結果印證了這一觀點，但兩者之間關系與前人研究有所不同[15]。考慮到泰州地區土壤性質和耕作模式的特殊性，尤其是稻麥產區過量施用氮肥造成的土壤氮素積累[16]，使得泰州地區土壤有機質和全氮含量之間的關系更加復雜。

3.3 土壤有效磷含量 磷是作物生長過程中不可缺少的重要營養元素，研究表明，作物缺磷不僅會出現植株矮小等缺素癥狀[17]，也會嚴重降低作物的抗逆性[18，19]，導致作物產量下降。然而，土壤中磷元素過量富集，一方面會限制鉀、鋅等元素在土壤中的固定[20，21]，另一方面多余的磷素會淋溶進入水體，加重土壤和水體的環境壓力[22，23]。2012—2017年全市土壤有效磷含量穩中有降，平均值為24.6mg/kg，高于二次普查結果。試驗結果表明，近年來開展的測土配方施肥等一系列耕地質量保護措施，維持了土壤中磷元素穩步下降的趨勢。

3.4 土壤速效鉀含量 鉀在植株體內主要以離子態存在，是農作物正常生長不可缺少的營養元素，它主要起著調節作物體內滲透濃度、平衡陰離子及活化植株體內許多重要酶的作用[24]。2012—2017年土壤速效鉀含量逐年上升，平均值為103.8mg·kg-1，與1982年水平有了明顯提升，尤以里下河農區上升幅度最為明顯;2017年土壤速效鉀含量出現了顯著下降，但仍處于年均水平以上。土壤中鉀元素易隨水分淋溶流失，并受成土母質、秸稈還田及施肥水平等影響[22-25]。考察2012—2016年氣候數據，2016年全年降水量達到了1860mm，為歷年最高水平，2017年土壤速效鉀含量的下降可能與此有關。

3.5 土壤pH值 2012—2017年土壤pH值保持相對穩定，與1982年水平相比有所下降，但仍呈中性偏堿，適于作物生長;2017年土壤pH值出現了顯著下降，盡管總體水平仍在年均值以上，但2017年監測點數據出現了pH值為4.9的極值。出現該極值的監測點為蔬菜種植點，此監測點此前檢測數據也一直較其他監測點偏酸。蔬菜種植區土壤酸化一直是限制設施農業長期發展的制約因素[26，27]，相關脫酸措施的研究也有較多報道[28]，但土地流轉承包年限降低了承包戶改良土壤性質的意愿[29]，因此，應當加大宣傳教育力度，優化設施農業土地承包機制，對承包戶實施土壤性質改良、保護耕地質量的予以獎補，形成自上而下的良性體系，解決設施農業土壤酸化的問題[30]。

3.6 3大農區土壤養分情況

3.6.1 沿江農區 沿江農區區位于長江北岸，地貌類型為沿江平原，主要土壤類型為水稻土，濱江近海，氣候溫和濕潤，光熱資源條件好[15]。沿江農區2012—2017年耕地土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀含量平均值分別為26.3g·kg-1、1.7g·kg-1、21.0mg·kg-1、89.8mg·kg-1，有機質、全氮含量高于全市平均值，有效磷、速效鉀含量低于全市平均值，pH值為7.5，呈中性偏堿，土壤養分綜合指數為1.56。總體來看，沿江農區自然條件較好、種植水平較高，土壤有機質和全氮含量是3大農區中最高的，耕地生產潛力較大;但磷、鉀含量低，生產上仍要注意科學施肥和耕地培肥。同時，沿江農區的部分地塊在農業生產以及土壤檢測中發現有鹽漬化傾向[31]，也應當在生產中予以重視，及時采取脫鹽措施。

3.6.2 高沙土農區 高沙土農業區地貌類型為平原，主要土壤類型為潮土[15]。高沙土農區2012—2017年耕地土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀含量平均值分別為24.4g·kg-1、1.6g·kg-1、32.4mg·kg-1、93.1mg·kg-1，有機質、全氮和速效鉀含量與全市平均值持平略低，有效磷含量高于全市平均值，pH值為7.2，呈中性，土壤養分綜合指數為1.53，是三大農區中最低的。高沙土區土壤基礎地力較泰州市其他農區差，有機質、全氮含量為農區中最低，生產中要特別注意培肥地力，增施有機肥;高沙土農區土壤有效磷含量顯著高于其他農區，生產中應注意控制磷肥投入，防止磷元素過量富集造成土壤和水體富營養化。

3.6.3 里下河農區 里下河農業區內海拔普遍較低，河湖密布，水資源豐富，但夏季易發生洪澇災害;主要土壤類型為脫潛型水稻土，保肥保水性強，光能資源和熱量資源充足，雨量適中，光、熱、水三要素配合較為協調[15];常年冬季氣溫在0℃左右，春季降水偏少，梅雨季節偏遲，是典型的稻麥兩宜地區，是全國重要的商品糧生產區[32]。2012—2017年耕地土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀含量平均值分別為25.4g·kg-1、1.4g·kg-1、22.8mg·kg-1、131.3mg·kg-1（表7），有機質、全氮、有效磷含量與全市平均含量持平，速效鉀含量顯著高于其他農區，pH值為6.9，呈中性略低于全市平均水平，土壤養分綜合指數1.64，是3大農區中最高的。綜合來看，里下河農區里下河農區土壤養分含量分布均衡，肥力水平較高，是典型的高產土壤，但養分含量受氣象水文條件影響較大，逐年波動明顯，在農業生產中應當加強分析研判，注意總結土壤養分變化規律，注重強化耕地用養結合，提升耕地養分延續性;同時，酸化最為嚴重的蔬菜種植區也位于里下河農區，今后生產過程中應當引起重視，盡快采取脫酸措施，改良土壤性質。

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（責編：張宏民）