我國冬油菜典型種植區(qū)域土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀分析

任濤，郭麗璇，張麗梅，楊旭坤，廖世鵬，張洋洋，李小坤，叢日環(huán)，魯劍巍

我國冬油菜典型種植區(qū)域土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀分析

任濤，郭麗璇，張麗梅，楊旭坤，廖世鵬，張洋洋，李小坤，叢日環(huán)，魯劍巍

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)微量元素研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長江中下游耕地保育重點實驗室，武漢 430070）

【目的】明確當(dāng)前生產(chǎn)條件下我國長江流域冬油菜典型種植區(qū)域土壤肥力現(xiàn)狀，尤其是土壤中微量元素養(yǎng)分含量，以期為冬油菜合理施肥提供參考。【方法】于2018年4—5月在我國長江流域14個省（市）冬油菜典型種植區(qū)域采集油菜收獲后耕層土壤樣品430個，測定土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)（土壤有機質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀和pH）以及中微量元素（有效鈣、鎂、硫、鐵、錳、銅、鋅和硼）含量，參考第二次全國土壤普查以及油菜種植土壤速效磷、速效鉀和有效硼的分級指標(biāo)，明確我國長江流域冬油菜主產(chǎn)區(qū)油菜種植土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀，并分析了不同區(qū)域（長江上游、中游和下游）、種植制度（水旱輪作油菜和旱地油菜）和產(chǎn)量水平（＜2 000 kg·hm-2、2 000—3 000 kg·hm-2和＞3 000 kg·hm-2）下油菜種植土壤的養(yǎng)分分布特征。【結(jié)果】長江流域冬油菜典型種植區(qū)域耕層土壤有機質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀、pH、有效鈣、有效鎂、有效硫、有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅和有效硼平均含量分別為25.9 g·kg-1、1.47 g·kg-1、27.5 mg·kg-1、131.1 mg·kg-1、6.04、2 436.1 mg·kg-1、225.7 mg·kg-1、22.6 mg·kg-1、212.3 mg·kg-1、89.7 mg·kg-1、3.84 mg·kg-1、4.03 mg·kg-1和0.45 mg·kg-1。超過2/3田塊土壤有機質(zhì)和全氮含量處于中等及以上；土壤速效磷處于豐富、適宜和缺乏的比例各占1/3；而有63.8%田塊土壤速效鉀處于缺乏狀態(tài)。對于土壤中微量元素，土壤有效鐵、有效錳和有效銅含量均處于中等及以上，有效鈣和有效鋅有8.4%和12.2%處于缺乏狀態(tài)，而土壤有效鎂、有效硫和有效硼處于缺乏的比例則分別為24.2%、36.0%和83.5%。長江流域上、中和下游冬油菜典型種植區(qū)域土壤養(yǎng)分狀況不同，但各區(qū)域各養(yǎng)分的分布趨勢相同。水旱輪作和旱地油菜種植土壤養(yǎng)分狀況存在明顯差異，水旱輪作油菜種植土壤有機質(zhì)、全氮、有效硫、有效鐵、有效銅和有效鋅含量明顯高于旱地油菜。不同產(chǎn)量水平下油菜種植土壤養(yǎng)分特征略有不同，高產(chǎn)（＞3 000 kg·hm-2）油菜種植田的土壤速效鉀、有效鈣、有效鎂和有效硼含量明顯高于低產(chǎn)（＜2 000 kg·hm-2）油菜田。【結(jié)論】整體而言，我國長江流域冬油菜典型種植區(qū)域土壤養(yǎng)分含量呈上升的趨勢，但土壤速效鉀和有效硼缺乏的比例仍較大，有效鎂和有效硫成為潛在的限制因子，因此在當(dāng)前我國長江流域冬油菜生產(chǎn)中，應(yīng)重視化肥的合理施用，做到穩(wěn)施氮肥，增施鉀肥和硼肥，局部區(qū)域如云南西部、廣西北部和湖南南部應(yīng)適當(dāng)減少磷肥的投入，而在廣西北部、湖南南部和江西北部同時應(yīng)關(guān)注硫肥和鎂肥的施用。

冬油菜；土壤養(yǎng)分；養(yǎng)分現(xiàn)狀；養(yǎng)分含量分級；中微量元素

0 引言

【研究意義】油菜是我國重要的油料作物，在保證我國食用油安全方面起到了關(guān)鍵作用。近年來隨著油菜多功能的開發(fā)利用，油菜在我國顯示了廣泛的種植潛力[1]。伴隨著新品種的培育、耕作栽培技術(shù)的提高、科學(xué)施肥技術(shù)、輕簡化機械化裝備的研制等[2-3]，我國油菜的單產(chǎn)已由20世紀(jì)60年代的360 kg·hm-2增加到2017年的1 995 kg·hm-2[4]。油菜單產(chǎn)水平的不斷提高，勢必從土壤中帶走大量養(yǎng)分，而實際生產(chǎn)中往往重視氮磷鉀肥的施用，忽視中微量元素肥料的施用[5]。并且隨著高濃度復(fù)合（混）肥的使用，肥料中微量元素添加的空間非常有限，據(jù)統(tǒng)計截止2010年全國登記的33 892個復(fù)合肥中僅有347個標(biāo)明添加中微量元素[6-7]，土壤中微量元素缺乏的現(xiàn)狀將日益加重，中微量元素極有可能成為油菜產(chǎn)量新的限制因子。因此摸清我國油菜主要種植區(qū)域土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀，尤其是中微量元素含量，找到油菜產(chǎn)量的潛在限制因子，對于指導(dǎo)油菜合理施肥提高油菜產(chǎn)量具有重要的意義。【前人研究進展】我國于20世紀(jì)50年代末至60年代初和20世紀(jì)80年代開展了兩次全國土壤普查，基本摸清了過去幾十年我國主要農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量和分布狀況[8]。2005年在全國范圍內(nèi)開展的測土配方施肥行動，經(jīng)過10年的工作，全國農(nóng)技推廣服務(wù)中心于2015年發(fā)布了全國2005—2014年各省、市和縣尺度上的農(nóng)田土壤有機質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀和pH的數(shù)據(jù)集[9]，對全國近10年的農(nóng)田土壤養(yǎng)分狀況有了更全面的了解。盡管對土壤中微量元素變化的調(diào)研相對較少，但對于全國土壤中微量元素的狀況也有初步認(rèn)識。劉崇群等[10]研究指出我國南方土壤有效硫平均含量為22.0 mg·kg-1，其中小于16 mg·kg-1比例達61.2%，主要分布在我國東南部丘陵和山區(qū)。對全國31個省（市、自治區(qū)）土壤有效鎂的分析發(fā)現(xiàn)[11]，我國土壤有效鎂平均含量為320.6 mg·L-1，有效鎂含量低的區(qū)域主要集中在長江以南地區(qū)，有54%的土壤需要不同程度的補充鎂肥。劉錚等[12]繪制了我國缺硼、鉬、銅、鋅土壤的分布圖，指出了我國存在相當(dāng)面積的土壤缺乏微量元素。張智等[13]對長江中游農(nóng)田土壤微量元素的最新調(diào)查發(fā)現(xiàn)，區(qū)域內(nèi)土壤有效鐵、錳和銅含量缺乏的比例明顯降低，而有效鋅和有效硼缺乏的比例為30.8%和17.7%。由于作物種植制度的不同、施肥方式的改變以及作物養(yǎng)分吸收的差異等顯著影響著土壤養(yǎng)分狀況[14-15]，因此在摸清全國土壤養(yǎng)分狀況的基礎(chǔ)上，具體分析各典型作物的土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況及影響因素，對于指導(dǎo)作物科學(xué)施肥具有重要意義。在油菜種植土壤肥力研究上，鄒娟等[16]對比了1961—1965年、1981—1985年和2004—2006年3個時期我國冬油菜種植區(qū)的土壤肥力狀況，發(fā)現(xiàn)我國冬油菜種植區(qū)土壤養(yǎng)分肥力穩(wěn)中有升，但速效養(yǎng)分相對缺乏面積擴大。在長江中游不同冬油菜種植區(qū)土壤養(yǎng)分狀況的調(diào)研發(fā)現(xiàn)[17]，土壤有機質(zhì)、全氮和有效磷均處于適宜/豐富的含量水平，但在區(qū)域內(nèi)有相當(dāng)比例需要提高土壤有效硼含量和改良土壤酸性。【本研究切入點】長江流域作為我國冬油菜的主要種植區(qū)域，其種植面積和產(chǎn)量的變化將顯著影響我國油菜生產(chǎn)。在過去10多年時間內(nèi)，我國長江流域冬油菜的種植方式、品種、產(chǎn)量水平等均發(fā)生了巨大變化，且長江流域冬油菜不同生產(chǎn)區(qū)域土壤存在明顯差異，因此摸清我國長江流域冬油菜主要種植土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀，尤其是中微量元素的含量，對于優(yōu)化油菜科學(xué)施肥具有重要意義。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究通過在長江流域冬油菜典型種植區(qū)域采集油菜收獲后耕層土壤樣品，明確當(dāng)前生產(chǎn)條件下油菜種植土壤的養(yǎng)分現(xiàn)狀，分析不同區(qū)域、種植制度和產(chǎn)量水平下土壤養(yǎng)分特征，探索當(dāng)前冬油菜生產(chǎn)中土壤養(yǎng)分的潛在限制因子。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集

本研究土壤樣品的采集以國家油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系各綜合試驗站重點聯(lián)系的主產(chǎn)縣（市、區(qū)）為主，選擇各區(qū)域冬油菜常年種植面積超過0.33萬公頃的縣（市、區(qū)）作為典型的采樣單元，在每個縣（市、區(qū)）的油菜核心種植鄉(xiāng)鎮(zhèn)，選擇連續(xù)種植油菜3年以上的田塊進行取樣，共采集土壤樣品430個，涵蓋了長江流域的14個油菜種植省（市）。具體的樣本分布包括了長江上游130個樣品，分別為云南21個、貴州25個、四川45個、重慶27個和廣西12個；長江中游224個樣品，分別為湖北74個、湖南84個、江西39個、河南（信陽）18個、陜西（漢中）9個；長江下游76個樣品，分別為安徽39個、江蘇21個、浙江11個和上海5個。在土壤樣品采集的同時對該田塊本年度的油菜種植情況進行調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括：田塊的經(jīng)緯度，當(dāng)季油菜品種、產(chǎn)量、種植方式，前茬作物，肥料種類和肥料用量等信息。

土壤樣品的采集時間為2018年4月下旬至5月上中旬油菜收獲后一個星期，采樣時要求在每個田塊采用“S”型取樣的方式隨機采集12—15點0—20 cm土層樣品，混合后組成一個土壤樣品。充分混勻后采用四分法方式保留2 kg左右的土壤樣品，裝入樣品袋，做好標(biāo)簽，帶回實驗室。將帶回實驗室的土壤樣品立即風(fēng)干、過篩（分別過1 mm和0.149 mm篩）、貯存、備用，用以測定土壤養(yǎng)分含量。

1.2 樣品的測試

土壤樣品的測定指標(biāo)包括有機質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀、pH、有效鈣、有效鎂、有效硫、有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅和有效硼含量。具體方法參考鮑士旦[18]，其中有機質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定，全氮采用開氏法消煮-連續(xù)流動分析儀測定（AA3，德國Seal公司），中性和石灰性土壤速效磷采用0.5 mol·L-1碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，酸性土壤則采用0.03 mol·L-1氟化銨-0.025 mol·L-1鹽酸浸提-鉬銻抗比色法測定；速效鉀、有效鈣和有效鎂采用1 mol·L-1乙酸銨浸提-ICP-OES（5110，美國安捷倫公司）測定；中性和石灰性土壤有效硫采用0.01 mol·L-1氯化鈣浸提-ICP-OES測定，酸性土壤則采用0.01 mol·L-1磷酸二氫鈣浸提-ICP-OES測定；酸性土壤有效鐵、有效錳、有效銅和有效鋅采用0.1 mol·L-1鹽酸浸提-原子吸收分光光度計（200 Series AA，美國安捷倫公司）測定，中性和堿性土壤則采用 0.005 mol·L-1DTPA浸提-原子吸收分光光度計測定；有效硼采用土水比1﹕1沸水浸提-ICP-OES測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

土壤養(yǎng)分分級指標(biāo)參考第二次全國土壤普查制定的養(yǎng)分分級指標(biāo)[8]，油菜種植土壤速效磷、速效鉀和有效硼分級指標(biāo)參考鄒娟的研究結(jié)果[19]，其中土壤速效磷“豐富”“中等”“潛在缺乏”“缺乏”和“極缺乏”的臨界值分別為＞30 mg·kg-1、25—30 mg·kg-1、12—25 mg·kg-1、6—12 mg·kg-1和＜6 mg·kg-1；土壤速效鉀“豐富”“中等”“潛在缺乏”和“缺乏”的臨界值分別為＞180 mg·kg-1、135—180 mg·kg-1、60—135 mg·kg-1和＜60 mg·kg-1；土壤有效硼“豐富”“中等”“潛在缺乏”和“缺乏”的臨界值分別為＞1.0 mg·kg-1、0.6—1.0 mg·kg-1、0.2—0.6 mg·kg-1和＜0.2 mg·kg-1。具體的分級指標(biāo)見表1。

表1 土樣養(yǎng)分分級指標(biāo)

土壤有機質(zhì)和全氮的單位為g·kg-1，其他土壤養(yǎng)分的單位均為mg·kg-1

The unit of soil organic matter and total N are g·kg-1, the others are mg·kg-1

所有數(shù)據(jù)采用Excel進行處理和分析，采用SPSS 18.0對不同區(qū)域、種植制度和產(chǎn)量水平下土壤養(yǎng)分含量進行顯著性檢驗（＜0.05），采用OriginPro 8.0進行圖表的繪制。

2 結(jié)果

2.1 冬油菜典型種植區(qū)域土壤養(yǎng)分含量及分級

表2顯示，長江流域冬油菜典型種植區(qū)域耕層土壤有機質(zhì)的平均含量為25.9 g·kg-1，變幅為3.3—71.7 g·kg-1。不同區(qū)域土壤有機質(zhì)含量略有差異，其中以長江上游土壤有機質(zhì)含量最高，平均為28.8 g·kg-1，明顯高于中游和下游區(qū)域。與土壤有機質(zhì)的變化相同，上游區(qū)域土壤全氮含量和pH值明顯高于中游區(qū)域，平均分別為1.59 g·kg-1和6.26。長江流域冬油菜典型種植區(qū)域土壤速效磷和速效鉀的平均含量為27.5 mg·kg-1和131.1 mg·kg-1，不同區(qū)域土壤速效磷和速效鉀平均含量的差異不大，但土壤速效磷變異系數(shù)明顯高于土壤其他理化性狀指標(biāo)。

冬油菜各種植區(qū)域耕層土壤分級狀況基本相似（表3）。從土壤有機質(zhì)和全氮分級來看，整個長江流域耕層土壤有機質(zhì)含量超過20 g·kg-1和全氮含量超過1.0 g·kg-1的比例分別為61.4%和74.3%，說明區(qū)域油菜種植土壤的整體肥力較高。整個長江流域仍有約1/3土壤有機質(zhì)含量偏低，全氮含量偏低的比例占25.7%，有機質(zhì)和全氮含量偏低的區(qū)域主要集中在河南信陽、湖北東部丘陵山區(qū)以及江西北部。從土壤速效磷分級來看，長江流域油菜種植土壤速效磷缺乏和過量的現(xiàn)象并存，以12—25 mg·kg-1為油菜種植土壤適宜土壤速效磷分級指標(biāo)，土壤速效磷缺乏和豐富的比例分別占到了34.0%和34.7%。土壤速效磷缺乏的區(qū)域主要集中在四川東部、湖北南部以及江蘇南部，而土壤速效磷含量高的區(qū)域則主要集中在云南西部、廣西北部和湖南南部等區(qū)域。對于土壤速效鉀而言，整個長江流域油菜種植土壤速效鉀含量低于135 mg·kg-1的比例高達63.8%，整體區(qū)域土壤呈現(xiàn)潛在的鉀素缺乏。整個長江流域冬油菜種植土壤呈現(xiàn)弱酸性，土壤pH低于6.5的比例為66.1%，尤其是在中下游區(qū)域土壤pH低于5.5的比例超過了40%。

表2 我國長江流域冬油菜典型種植區(qū)域土壤養(yǎng)分含量

同一列相同字母表示不同區(qū)域同一土壤養(yǎng)分指標(biāo)差異不顯著（＜0.05）

The same letter in the same column means no significant differences between different regions by LSR test (＜0.05)

2.2 冬油菜典型種植區(qū)域土壤中微量元素含量及分級

長江流域冬油菜典型種植區(qū)域耕層土壤有效鈣、有效鎂和有效硫的平均含量分別為2 436.1、225.7和22.6 mg·kg-1，3種中量元素含量的變異系數(shù)分別為72.4%、68.2%和74.0%（表4）。不同區(qū)域油菜種植土壤有效鈣、有效鎂和有效硫含量變化略有不同，長江上游土壤有效鈣含量明顯高于中游，而長江下游土壤有效鎂含量則明顯高于上游和中游，3個區(qū)域土壤有效硫含量差異不明顯。對于微量元素，土壤有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅和有效硼的平均含量分別為212.3、89.7、3.84、4.03和0.45 mg·kg-1，有效鐵和有效錳的變異系數(shù)要明顯高于其他微量元素的變異。在長江上游油菜典型種植區(qū)域，土壤有效鐵、有效錳、有效銅和有效鋅含量明顯低于中游和下游區(qū)域，長江中下游區(qū)域油菜種植土壤呈現(xiàn)出高的有效鐵、錳、銅和鋅含量。土壤有效硼的變化略有不同，上游土壤有效硼含量最高，中游土壤有效硼含量最低。

各區(qū)域土壤中微量元素含量分級基本相似，圖1僅呈現(xiàn)了我國長江流域冬油菜典型種植區(qū)域土壤中微量元素的分級狀況。整個區(qū)域土壤有效鐵、有效錳和有效銅含量均處于豐富狀況；對于土壤有效鈣和有效鋅含量，處于4級和5級潛在缺乏和缺乏的比例為8.4%和12.2%。對于土壤有效鎂、有效硫和有效硼含量，處于潛在缺乏和缺乏的比例進一步增加，分別為24.2%、36.0%和83.5%，有效鎂缺乏的區(qū)域主要集中在湖南南部、江西和廣西北部區(qū)域，有效硫缺乏的區(qū)域則主要集中在河南南部、湖北東北部以及安徽東南部；除云南及其與貴州、廣西交界區(qū)域外，整個長江流域超過80%油菜種植土壤均呈現(xiàn)土壤有效硼缺乏的狀況。

2.3 不同種植制度和產(chǎn)量水平下油菜土壤養(yǎng)分分布特征

進一步根據(jù)調(diào)查問卷區(qū)分了不同種植制度和產(chǎn)量水平下油菜種植土壤的養(yǎng)分特征（表5）。種植制度顯著影響著土壤養(yǎng)分含量，水田油菜種植土壤的有機質(zhì)、全氮、有效硫、有效鐵、有效銅和有效鋅含量明顯高于旱地油菜種植土壤，旱地油菜種植土壤則表現(xiàn)出高的速效磷、速效鉀、pH和有效鈣含量。不同產(chǎn)量水平下油菜種植土壤的土壤養(yǎng)分含量也存在明顯差異，高產(chǎn)田塊（＞3 000 kg·hm-2）的土壤速效鉀、pH、有效鈣、有效鎂和有效硼的含量明顯高于低產(chǎn)田塊土壤（＜2 000 kg·hm-2）。

表3 我國冬油菜典型種植區(qū)域土壤養(yǎng)分豐缺狀況

圖1 我國冬油菜典型種植區(qū)域土壤中微量元素含量的分級

表4 我國長江流域冬油菜典型種植區(qū)域土壤中微量元素含量

同一列相同字母表示不同區(qū)域同一土壤養(yǎng)分指標(biāo)差異不顯著（＜0.05）

The same letter in the same column means no significant differences between different regions by LSR test (＜0.05)

表5 不同產(chǎn)量水平和種植制度下油菜土壤養(yǎng)分含量

同一行相同字母表示不同產(chǎn)量水平下油菜土壤養(yǎng)分指標(biāo)差異不明顯（＜0.05）；不同種植制度的比較采用獨立樣本的檢驗。ns表示無顯著性差異，***、**和*分別表示＜0.001、＜0.01和＜0.05

The same letter in the same row means no significant differences on soil nutrient between different yield level by LSD test (＜0.05); the comparisons between different cultivations were conducted bytest of independent samples; ns represents no significant difference, ***, **, and * represent significant difference at＜0.001,＜0.01, and＜0.05, respectively

3 討論

摸清主要作物種植土壤的肥力現(xiàn)狀，對于合理施肥提高作物產(chǎn)量具有重要作用[20-21]。在本研究中，2017—2018年我國長江流域冬油菜典型種植區(qū)域土壤有機質(zhì)和全氮平均含量分別為25.9和1.47 g·kg-1，這與2004—2006年的調(diào)查結(jié)果基本持平[16]，但土壤速效磷、速效鉀和有效硼含量呈上升的趨勢，平均增加了11.3、30.1和0.08 mg·kg-1，土壤速效磷、速效鉀和有效硼缺乏比例分別減少了23.3%、14.7%和3.8%，說明經(jīng)過這10多年的耕作，我國冬油菜典型種植區(qū)域土壤基礎(chǔ)肥力在不斷提高，這與重視化學(xué)肥料施用，尤其是磷鉀肥和硼肥的施用，鼓勵秸稈還田等農(nóng)藝措施是密不可分的。從本次調(diào)查來看，長江流域冬油菜典型種植區(qū)域土壤速效磷含量處于缺乏和極豐富的比例分別為34.0%和29.8%。針對不同區(qū)域土壤速效磷含量，磷肥的施用策略也應(yīng)略有不同。在土壤有效磷含量低的長江流域北部大部分區(qū)域應(yīng)適當(dāng)增施磷肥，在提高油菜產(chǎn)量的同時進一步培肥土壤；而在云南西部、廣西北部和湖南南部等土壤有效磷含量極豐富的區(qū)域，油菜種植中應(yīng)適當(dāng)減少化學(xué)磷肥的投入，以降低土壤速效磷的積累，避免土壤速效磷含量過高造成的土壤磷素環(huán)境風(fēng)險[22]。與第二次土壤普查及鄒娟等2004—2006年調(diào)查結(jié)果相比[16]，盡管整個區(qū)域土壤速效鉀含量均有不同程度的增加，但整個長江流域冬油菜典型種植區(qū)域土壤鉀素缺乏的比例仍高達63.8%。在鼓勵秸稈還田，培肥土壤鉀素肥力的同時仍應(yīng)注重化學(xué)鉀肥的施用，尤其是在油菜產(chǎn)量不斷提高、氣候多變、病蟲害頻發(fā)的情況下，合理施用化學(xué)鉀肥對于提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要作用[23-24]。硼肥施用已成為當(dāng)前油菜生產(chǎn)中重要管理措施，合理施用硼肥能顯著提高油菜產(chǎn)量[25]，但隨著油菜產(chǎn)量水平和種植制度的變化，油菜對硼需求明顯提高，并且由于硼在土壤中極易隨水流動，因此繼續(xù)推廣和應(yīng)用硼肥對于保證油菜的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)具有重要作用。結(jié)合土壤基礎(chǔ)肥力狀況，在當(dāng)前長江流域冬油菜生產(chǎn)中，我們應(yīng)重視氮、磷、鉀和硼肥的合理施用，穩(wěn)施氮肥，在局部區(qū)域調(diào)整磷肥的施用，同時繼續(xù)增施鉀肥和硼肥，因地制宜的進行秸稈還田，同時為了防止土壤酸化也應(yīng)適當(dāng)配施石灰或者土壤酸化調(diào)理劑。

形成100 kg籽粒油菜從土壤中帶走6.3 kg CaO、1.7 kg MgO、1.9 kg S、39.4 g Fe、7.8 g Mn、0.95g Cu、7.1g Zn和4.9 g B[19]。隨著油菜產(chǎn)量水平的不斷提高，勢必從土壤中帶走大量的中微量元素。從本次調(diào)查來看，整個長江流域冬油菜典型種植區(qū)域土壤有效鐵、有效錳和有效銅均處于豐富狀況，土壤有效鈣和有效鋅處于缺乏的比例也僅占8.4%和12.2%。WANG等[26]研究指出在長江流域冬油菜生產(chǎn)中，土壤有效鋅含量在0.34—1.46 mg·kg-1時，施用鋅肥能顯著提高油菜的產(chǎn)量。而目前長江流域冬油菜種植土壤有效鋅的平均含量為4.03 mg·kg-1，土壤有效鋅缺乏的比例較低，說明在當(dāng)前生產(chǎn)條件下，鋅并不是長江流域冬油菜產(chǎn)量的主要限制因子。與2004—2006年的結(jié)果相比[16]，土壤有效鎂和有效硫缺乏的比例較過去增加了2倍。土壤有效硫含量降低，一方面是由于近年來環(huán)境質(zhì)量的改善，酸雨的比例明顯降低，另一方面由于長江流域?qū)儆趤啛釒夂颍邷囟嘤辏寥懒驑O易分解流失[10]，再加上近年來隨著高濃度復(fù)合肥的施用，通過化肥帶入硫的比例明顯降低，而油菜本身對硫需求量較高，形成百公斤籽粒硫的需求量為1.4—2.0 kg[27-28]，因此隨著油菜單產(chǎn)水平的不斷提高，土壤有效硫呈降低的趨勢。同樣鎂對于油菜的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)起到重要作用，鎂肥施用能明顯提高油菜的產(chǎn)量[29]。土壤養(yǎng)分的結(jié)果也證實了，硫、鎂已逐漸成為長江流域冬油菜生產(chǎn)的潛在限制因子，因此在重視氮磷鉀硼肥施用的同時，同樣要關(guān)注硫鎂肥施用，尤其是廣西、湖南和江西等土壤有效鎂和有效硫比較低的區(qū)域。

種植制度顯著影響土壤肥力特征[15,30]，在本次調(diào)查中，水旱輪作油菜種植土壤的有機質(zhì)和全氮含量明顯高于旱地油菜，這與眾多的關(guān)于水旱輪作和旱地輪作土壤肥力差異的研究結(jié)果相同[30-31]。此外，水輪作種植油菜的土壤表現(xiàn)出高的土壤有效硫、有效鐵、有效銅和有效鋅含量，這也是水旱輪作土壤的典型特征。旱地油菜種植土壤則表現(xiàn)出高的速效磷、速效鉀、pH和有效鈣含量，說明旱地土壤有利于速效磷和速效鉀的積累，pH則和土壤有效鈣含量密切相關(guān)。作物的產(chǎn)量是品種、氣候、土壤、栽培等多因素綜合作用的結(jié)果，而土壤是作物獲得高產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。與低產(chǎn)田塊相比（＜2 000 kg·hm-2），中高產(chǎn)油菜（＞2 000 kg·hm-2）種植田塊表現(xiàn)出高有效鈣、有效硼、速效鉀和有效鎂含量（圖2）。盡管并非作物產(chǎn)量差異影響了土壤養(yǎng)分含量，但這個結(jié)果也與目前的研究結(jié)果相符合，除了氮磷外，鉀、硼和鎂是當(dāng)前油菜生產(chǎn)的重要限制因子，適度培肥土壤，尤其是提高土壤有效硼、速效鉀和有效鎂含量有助于油菜的高產(chǎn)。

以低產(chǎn)（＜2 000 kg·hm-2）田塊土壤的各項養(yǎng)分平均含量為參比，分別計算中產(chǎn)（2 000-3 000 kg·hm-2）和高產(chǎn)（＞3 000 kg·hm-2）田塊各養(yǎng)分含量的比值后作圖

4 結(jié)論

在過去10多年時間內(nèi)，我國冬油菜的種植方式發(fā)生了巨大變化，隨著科學(xué)施肥、秸稈還田理念和技術(shù)推廣，我國長江流域冬油菜典型種植區(qū)域土壤養(yǎng)分狀況穩(wěn)步提升，絕大部分區(qū)域土壤有機質(zhì)和全氮含量均處于豐富及以上水平。但也要注意到，土壤速效鉀、有效硼缺乏的比例仍高達63.8%和83.5%，鉀和硼是當(dāng)前長江流域冬油菜生產(chǎn)的重要限制因子。土壤有效硫和有效鎂缺乏的比例不斷擴大，達到了36.0%和24.2%，硫和鎂已成為冬油菜產(chǎn)量的潛在限制因子。因此在我國長江流域冬油菜生產(chǎn)中，應(yīng)重視化學(xué)肥料的合理施用，在做好氮磷肥施用的同時，重視鉀肥和硼肥科學(xué)施用，同時在廣西、湖南和江西等土壤有效鎂和有效硫比較低的區(qū)域應(yīng)關(guān)注硫肥和鎂肥的施用。

致謝：國家油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系綜合試驗站的專家楊立勇、張永泰、朱建方、湯順章、劉道敏、葉川、謝國強、吳平、程輝、常海濱、白桂萍、王友海、陳洪洲、范連益、楊鴻、黃益國、張宗急、徐洪志、鄧武明、湯天澤、饒勇、杜才富、李根澤、賈戰(zhàn)通和崗位科學(xué)家張潔夫、侯樹敏、華水金，以及國家重點研發(fā)計劃“油菜化肥農(nóng)藥減施技術(shù)集成研究與示范”項目骨干專家宋海星、劉定輝、魯艷紅和李楠楠等協(xié)助土壤樣品的采集，在此致以誠摯的感謝！

[1] 王漢中. 以新需求為導(dǎo)向的油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略. 中國油料作物學(xué)報, 2018, 40(5): 613-617.

WANG H Z. New-demand oriented oilseed rape industry developing strategy., 2018, 40(5): 613-617. (in Chinese)

[2] 王漢中. 我國油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史回顧與展望. 中國油料作物學(xué)報, 2010, 32(2): 300-302.

WANG H Z. Review and future development of rapeseed industry in China., 2010, 32(2): 300-302. (in Chinese)

[3] 王寅, 魯劍巍. 中國冬油菜栽培方式變遷與相應(yīng)的養(yǎng)分管理策略. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 48(15): 2952-2966.

WANG Y, LU J W. The transitional cultivation patterns of winter oilseed rape in China and the corresponding nutrient management strategies., 2015, 48(15): 2952-2966. (in Chinese)

[4] 中華人民共和國統(tǒng)計局. 中國統(tǒng)計年鑒. 北京: 中國統(tǒng)計出版社, 2018.

National Bureau of Statistics of the People’s Republic of China.. Beijing: China Statistics Press, 2018. (in Chinese)

[5] 徐華麗, 魯劍巍, 李小坤, 王寅, 蘇偉. 湖北省油菜施肥現(xiàn)狀調(diào)查. 中國油料作物學(xué)報, 2010, 32(3): 418-423.

XU H L, LU J W, LI X K, WANG Y, SU W. Investigation of present fertilization on rapeseed in Hubei province., 2010, 32(3): 418-423. (in Chinese)

[6] 李亮科, 張衛(wèi)峰, 馬驥, 張福鎖. 我國復(fù)合（混）肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r. 磷肥與復(fù)肥, 2011, 26(3): 1-3.

LI L K, ZHANG W F, MA J, ZHANG F S. Review on development of compound fertilizer product in China., 2011, 26(3): 1-3. (in Chinese)

[7] 張丹, 張衛(wèi)峰, 季玥秀, 肖艷, 陳新平, 張福鎖. 我國中微量元素肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀. 現(xiàn)代化工, 2012, 32(5): 1-5.

ZHANG D, ZHANG W F, JI Y X, XIAO Y, CHEN X P, ZHANG F S. Development of medium and trace element fertilizer industry in China., 2012, 32(5): 1-5. (in Chinese)

[8] 全國土壤普查辦公室. 中國土壤. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 1998.

National Soil Survey Office.. Beijing: China Agricultural Press, 1998. (in Chinese)

[9] 全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心. 測土配方施肥土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)集（2005-2014）. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2015.

National Agricultural Technical Extension and Service Center.. Beijing: China Agricultural Press, 2015. (in Chinese)

[10] 劉崇群, 曹淑卿, 陳國安, 吳錫軍. 中國南方農(nóng)業(yè)中的硫. 土壤學(xué)報, 1990, 27(4): 398-404.

LIU C Q, CAO S Q, CHEN G A, WU X J. Sulphur in the agriculture of China., 1990, 27(4): 398-404. (in Chinese)

[11] 白由路, 金繼運, 楊俐蘋. 我國土壤有效鎂含量及分布狀況與含鎂肥料的應(yīng)用前景研究. 土壤肥料, 2004(2): 3-5.

BAI Y L, JIN J Y, YANG L P. Study on the content and distribution of soil available magnesium and foreground of magnesium fertilizer in China., 2004(2): 3-5. (in Chinese)

[12] 劉錚, 朱其清, 唐麗華, 徐俊祥, 尹楚良. 我國缺乏微量元素的土壤及其區(qū)域分布. 土壤學(xué)報, 1982, 19(3): 209-223.

LIU Z, ZHU Q Q, TANG L H, XU J X, YIN C L. Geographical distribution of trace elements-deficient soils in China., 1982, 19(3): 209-223. (in Chinese)

[13] 張智, 任意, 魯劍巍, 鄭磊, 苗潔, 李小坤, 任濤, 叢日環(huán). 長江中游農(nóng)田土壤微量元素養(yǎng)分空間分布特征. 土壤學(xué)報, 2016, 53(6): 1489-1496.

ZHANG Z, REN Y, LU J W, ZHENG L, MIAO J, LI X K, REN T, CONG R H. Spatial distribution of micronutrients in farmland soils in the mid-reaches of the Yangtze River., 2016, 53(6): 1489-1496. (in Chinese)

[14] YANAI J, OKADA T, YAMADA H. Elemental composition of agricultural soils in Japan in relation to soil type, land use and region., 2012, 58: 1-10.

[15] TRIBERTI L, NASTRI A, BALDONI G. Long-term effects of crop rotation, manure and mineral fertilization on carbon sequestration and soil fertility., 2016, 74: 47-55.

[16] 鄒娟, 魯劍巍, 陳防, 李銀水. 我國冬油菜區(qū)土壤肥力變化及施肥效果演變. 中國油料作物學(xué)報, 2011, 33(3): 275-279.

ZOU J, LU J W, CHEN F, LI Y S. Variation of soil fertility and evolution of fertilizer efficiency in winter rapeseed region of China., 2011, 33(3): 275-279. (in Chinese)

[17] 叢日環(huán), 張智, 鄭磊, 苗潔, 任意, 任濤, 李小坤, 魯劍巍. 基于GIS的長江中游油菜種植區(qū)域土壤養(yǎng)分及pH狀況. 土壤學(xué)報, 2016, 53(5): 1213-1224.

CONG R H, ZHANG Z, ZHENG L, MIAO J, REN Y, REN T, LI X K, LU J W. Soil nutrient and pH in rapeseed planting areas in the Middle Reaches of the Yangtze River Based on GIS., 2016, 53(5): 1213-1224. (in Chinese)

[18] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2000.

BAO S D.. Beijing: China Agricultural Press, 2000. (in Chinese)

[19] 鄒娟. 冬油菜施肥效果及土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)研究[D]. 武漢: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2010.

ZOU J. Study on response of winter rapeseed to NPKB fertilization and abundance & deficiency indices of soil nutrients[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2010. (in Chinese)

[20] LI L, YANG Y, REDDEN R, HE W F, ZONG X X. Soil fertility map for food legumes production areas in China., 2016, 6: 26102.

[21] JORDAN-MEILLE L, RUB?K G H, EHLERT P A I, GENOT V, HOFMAN G, GOULDING K, RECKNAGEL J, PROVOLO G, BARRACLOUGH P. An overview of fertilizer P recommendations in Europe: soil testing, calibration and fertilizer recommendations., 2012, 28(4): 419-435.

[22] YAN Z J, LIU P P, LI Y H, MA L, ALVA A, DOU Z X, CHEN Q, ZHANG F S. Phosphorus in China’s intensive vegetable production systems: overfertilization, soil enrichment, and environmental implications., 2013, 42(4): 982-989.

[23] Z?RB C, SENBAYRAM M, PEITER, E. Potassium in agriculture- status and perspectives., 2014, 171(9): 656-669.

[24] WANG M, ZHENG Q S, SHEN Q R, GUO S W. The critical role of potassium in plant stress response., 2013, 14(4): 7370-7390.

[25] 鄒娟, 魯劍巍, 廖志文, 鞏細民, 汪航, 周遠桂, 周宏. 湖北省油菜施硼效果及土壤有效硼臨界值研究. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, 41(3): 752-759.

ZOU J, LU J W, LIAO Z W, GONG X M, WANG H, ZHOU Y G, ZHOU H. Study on response of rapeseed to boron application and critical level of soil available B in Hubei Province., 2008, 41(3): 752-759. (in Chinese)

[26] WANG Y, LI J F, GAO X Z, LI X K, REN T, CONG R H, LU J W. Winter oilseed rape productivity and nutritional quality responses to zinc fertilization., 2014, 106(4): 1349-1357.

[27] MALHI S S, GAN Y, RANEY J P. Yield, seed quality, and sulfur uptake of Brassica oilseed crops in response to sulfur fertilization., 2007, 99(2): 570-577.

[28] ORLOVIUS K. Fertilizing for high yield and quality: Oilseed rape. IPI Bulletin No. 16, 2003.

[29] 李小芳, 李倩, 雷利琴, 田貴生, 魯劍巍. 高鉀地力下不同鎂肥用量對油菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2018(8): 48-50.

LI X F, LI Q, LEI L Q, TIAN G S, LU J W. Effects of magnesium application rates on yield and quality of rapeseed under high potassium soil fertility., 2018(8): 48-50. (in Chinese)

[30] GHIMIRE R, LAMICHHANE S, ACHARYA B S, BISTA P, SAINJU U M. Tillage, crop residue, and nutrient management effects on soil organic carbon in rice-based cropping systems: A review., 2017, 16(1): 1-15.

[31] ZHOU W, LV T F, CHEN Y, WESTBY A P, REN W J. Soil physicochemical and biological properties of paddy-upland rotation: a review., DOI: 10.1155/2014/856352.

Soil Nutrient Status of Oilseed Rape Cultivated Soil in Typical Winter Oilseed Rape Production Regions in China

REN Tao, GUO LiXuan, ZHANG LiMei, YANG XuKun, LIAO ShiPeng, ZHANG YangYang, LI XiaoKun, CONG RiHuan, LU JianWei

(Microelement Research Center, Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Arable Land Conservation (Middle and Lower Reaches of Yangtze River), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430070)

【Objective】The objective of the study was to investigate the current soil nutrient status of oilseed rape-cultivated soil in typical winter oilseed rape production region in China, especially for soil micronutrients status. It would provide critical reference for optimizing fertilizer strategy of winter oilseed rape. 【Method】 430 soil samples distributed in the typical winter oilseed rape production regions in 14 provinces around the Yangtze River Basin were sampled from April to May, 2018. Soil chemical properties, including soil organic matter, total nitrogen (N), soil available phosphorus (P) and potassium (K), pH, soil available calcium (Ca), magnesium (Mg), sulfur (S), iron (Fe), manganese (Mn), copper (Cu), zinc (Zn) and boron (B), were determined. Referring to the second national soil survey and the classification index of soil available P, K and B in rapeseed-cultivated soil, soil nutrient status of rapeseed-cultivated soil was clarified, and the soil nutrient characteristics under different regions (upper, middle and lower Yangtze River Basin), planting systems (paddy-oilseed rape and upland-oilseed rape rotation) and seed yield levels (＜2 000 kg·hm-2, 2 000-3 000 kg·hm-2and ＞3 000 kg·hm-2) were also analyzed. 【Result】Results showed that the average soil organic matter, total N, soil available P and K, pH, soil available Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu, Zn and B content in the typical winter oilseed rape production region around the Yangtze River Basin were 25.9 g·kg-1, 1.47 g·kg-1, 27.5 mg·kg-1, 131.1 mg·kg-1, 6.04, 2 436.1 mg·kg-1, 225.7 mg·kg-1, 22.6 mg·kg-1, 212.3 mg·kg-1, 89.7 mg·kg-1, 3.84 mg·kg-1, 4.03 mg·kg-1and 0.45 mg·kg-1, respectively. More than two-thirds of soil organic matter and total N content belonged to the medium class or above. For soil available P content, the proportion of the rich, medium and deficient class accounted for one-third, respectively. While 63.8% of soil available K content was deficient. For soil available Fe, Mn and Cu, all soils belonged to the medium class or above. Only about 8.4% and 12.2% of soils were soil deficient Ca and Zn soil, respectively. The proportions of deficient Mg, S and B soils accounted for 24.2%, 36.0% and 83.5%, respectively. Soil nutrient contents in the upper, middle and lower Yangtze River Basin were different, however, the distributions of soil nutrient status in different regions were similar. There were significant differences on soil nutrient content between paddy and upland soils. The rapeseed-planting soils in paddy-oilseed rape rotation showed significant higher soil organic matter, total N, soil available S, Fe and Zn content. Soil nutrient characteristics under different seed yield levels were slight different. Soils with high rapeseed yield (＞3 000 kg·hm-2) revealed higher soil available K, Ca, Mg and B content compared with the soils with low rapeseed yield (＜2 000 kg·hm-2). 【Conclusion】Soil nutrients content in the typical winter oilseed rape planting area around the Yangtze River Basin was increasing, nevertheless, the percentages of deficient K and B soils were still huge, and soil available Mg and S were gradually becoming the potential limiting factors of winter oilseed rape. Therefore, in the current production of winter oilseed rape in the Yangtze River Basin, we should pay more attention to the rational application of chemical fertilizers, applying N fertilizer continuously and reasonably, increasing K and B fertilize application, reducing P fertilization rate in western Yunnan, northern Guangxi and southern Hunan depending on soil available P content, and focusing on the application of S and Mg fertilizer in northern Guangxi, southern Hunan, and northern Jiangxi.

winter oilseed rape; soil nutrients; soil nutrients status; soil nutrients classification; soil medium-micro nutrients

2019-06-26；

2019-08-21

國家重點研發(fā)計劃（2018YFD0200900）、油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-12）、湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新行動項目“丘陵山區(qū)油菜生產(chǎn)肥料綜合管理技術(shù)創(chuàng)新”

任濤，E-mail：rentao@mail.hzau.edu.cn。通信作者魯劍巍，E-mail：lunm@mail.hzau.edu.cn

（責(zé)任編輯 李云霞）