嵊州市稻田土壤理化性狀變化與改善對(duì)策

倪元君，詹麗釧*，傅力

(1.嵊州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 嵊州 312400；2.杭州電子科技大學(xué) 材料與環(huán)境工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

土壤中的有機(jī)質(zhì)、主要營(yíng)養(yǎng)元素和土壤pH值受成土母質(zhì)、氣候、地貌、植被，以及人為活動(dòng)等因素的影響。長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)試驗(yàn)?zāi)苓B續(xù)測(cè)定耕地質(zhì)量，對(duì)土壤生產(chǎn)力的穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)而提出合理的施肥模式，對(duì)提高土壤生產(chǎn)力具有重要意義[1-2]。本研究以嵊州市6個(gè)水稻定位試驗(yàn)點(diǎn)為研究對(duì)象，以土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量，以及土壤酸堿度為指標(biāo)，分析嵊州市稻田土壤理化性狀變化趨勢(shì)，旨在為當(dāng)?shù)氐咎锔刭|(zhì)量提升提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

在充分考慮嵊州市各鎮(zhèn)(街道)主要耕作制度、生產(chǎn)能力、地力狀況、管理水平、技術(shù)投入等因素的基礎(chǔ)上，共設(shè)6個(gè)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別位于三界鎮(zhèn)、崇仁鎮(zhèn)、浦口街道、黃澤鎮(zhèn)、甘霖鎮(zhèn)和長(zhǎng)樂鎮(zhèn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)均為水田，種植作物均為水稻。

1.2 采樣和理化指標(biāo)測(cè)定

田間調(diào)查采取詢問監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在農(nóng)戶與現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)記載相結(jié)合的方式進(jìn)行。于每年度最后一季作物收獲后,分小區(qū)采集土壤樣品。在每一小區(qū)內(nèi)按“S”形取樣法取耕層(0～20 cm)混合土樣，每個(gè)樣品由小區(qū)內(nèi)20個(gè)以上的取樣點(diǎn)采集的分樣充分混合而成，并用四分法縮分至1 kg，隨標(biāo)簽一起裝入樣品袋。土壤理化性狀年度監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括土壤pH值，及土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量，分別依照NY/T 1121.2—2006、NY/T 1121.6—2006、NY/T 53—1987、NY/T 1121.7—2014、NY/T 889—2004中規(guī)定的方法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 2019年度稻田土壤理化性狀

2019年度，嵊州市監(jiān)測(cè)點(diǎn)耕層土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為40.03 g·kg-1，總體處于高水平[3]。從頻率分布(圖1)來看，稻田土壤有機(jī)質(zhì)含量絕大部分處于較高及以上水平(≥35 g·kg-1)，占比85%以上，其中，處于高水平(≥40 g·kg-1)的占58.3%，處于較高水平(35～<40 g·kg-1)的占29.2%。有機(jī)質(zhì)含量處于低或較低水平(<30 g·kg-1)的僅占4.2%。

圖1 2019年嵊州市稻田耕層土壤理化性狀在各區(qū)間的頻率分布

2019年度，嵊州市監(jiān)測(cè)點(diǎn)耕層土壤全氮平均含量為2.51 g·kg-1，總體處于較高水平[4]。從頻率分布來看，稻田耕層土壤全氮含量主要集中在2.0～<3.0 g·kg-1的中等和較高水平，合計(jì)占比超過90%；僅4.2%的處于較低水平(1.5～<2.0 g·kg-1)。

2019年度，嵊州市監(jiān)測(cè)點(diǎn)耕層土壤有效磷平均含量為20.94 mg·kg-1，總體處于中等水平[5]。從頻率分布來看，稻田耕層土壤有效磷含量差異較大，缺磷(<10 mg·kg-1)土壤約占16.7%，處于較低水平(10～<15 mg·kg-1)的占比12.5%，處于中等水平(15～<25 mg·kg-1)的占比37.5%，處于較高水平(25～<35 mg·kg-1)的占比25.0%，磷含量相對(duì)富集(≥35 mg·kg-1)的土壤約占8.3%。

2019年度，嵊州市監(jiān)測(cè)點(diǎn)耕層土壤速效鉀平均含量為48.83 mg·kg-1，低于土壤缺鉀臨界點(diǎn)(80 mg·kg-1)[6]。從頻率分布來看，稻田耕層土壤速效鉀含量分布介于25～70 mg·kg-1，1/4以上的土壤處于極度缺鉀水平(<50 mg·kg-1)。

2019年度，嵊州市耕層土壤pH值集中分布在4.5～<6.5。從頻率分布來看，有75%的稻田耕層土壤pH值4.5～<5.5，其余25%在5.5～<6.5，整體屬于較為適合作物生長(zhǎng)的微酸性土壤。

2.2 耕層土壤主要養(yǎng)分的變化趨勢(shì)

如圖2所示，2015—2019年嵊州市稻田耕層土壤的有機(jī)質(zhì)含量在30～42 g·kg-1波動(dòng)；但是從較長(zhǎng)的時(shí)間周期(1984—2019)來看(圖3)，嵊州市稻田耕層土壤的有機(jī)質(zhì)含量大幅提升，2019年嵊州市稻田耕層土壤的有機(jī)質(zhì)平均含量較1984年[7]上升11.77 g·kg-1，較2004年上升5.58 g·kg-1，較2014年上升2.98 g·kg-1。這主要得益于近年來沃土工程、耕地保護(hù)與質(zhì)量提升等項(xiàng)目的實(shí)施帶動(dòng)和秸稈還田、增施有機(jī)肥、綠肥種植等土壤培肥技術(shù)的推廣。

圖2 2015—2019年嵊州市稻田耕層土壤主要養(yǎng)分指標(biāo)變化

如圖2所示，2015—2019年嵊州市稻田耕層土壤的全氮含量相對(duì)穩(wěn)定。由圖3可知，2019年嵊州市稻田耕層的全氮平均含量較1984年上升0.57 g·kg-1，較2004年上升0.56 g·kg-1，較2014年上升0.52 g·kg-1，含量提升非常明顯。

如圖2所示，2015—2018年嵊州市稻田耕層土壤有效磷平均含量一度下降，但在2019年得到了一定程度的恢復(fù)。從1984—2019年間的數(shù)據(jù)來看(圖3)，2019年嵊州市稻田耕層土壤的有效磷平均含量較1984年上升13.76 mg·kg-1，較2004年上升2.70 mg·kg-1，較2014年上升2.97 mg·kg-1。整體來看，嵊州市稻田耕層土壤有效磷平均含量在1984—2004和2014—2019年間較快增長(zhǎng)，在2004—2014年間基本穩(wěn)定。

圖3 1984—2019年嵊州市稻田耕層土壤主要養(yǎng)分指標(biāo)變化

如圖2所示，嵊州市稻田耕層土壤速效鉀平均含量在2015—2016年間短暫升高，于2016—2019年間持續(xù)下降。從1984—2019年間的動(dòng)態(tài)變化來看，嵊州市稻田耕層土壤速效鉀平均含量于1984—2004年間快速增長(zhǎng)，于2004—2014年間穩(wěn)步提升，之后即大幅下降。2019年嵊州市稻田耕層土壤的速效鉀平均含量較1984年下降21.54 mg·kg-1，較2004年下降50.38 mg·kg-1，較2014年下降53.34 mg·kg-1。

3 小結(jié)與討論

肥料的施用對(duì)于農(nóng)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效，以及土壤理化性狀改善、土壤肥力提升等具有重要作用。定點(diǎn)監(jiān)測(cè)肥料投入量和投入結(jié)構(gòu)可及時(shí)掌握農(nóng)田施肥狀況和存在的問題，為指導(dǎo)肥料的合理施用提供依據(jù)。

2019年度嵊州市稻田耕層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮平均含量分別為40.03、2.51 g·kg-1，處于較高水平；有效磷平均含量為20.94 mg·kg-1，處于中等水平；速效鉀平均含量為48.83 mg·kg-1，處于缺鉀狀態(tài)。耕層土壤有效磷含量差異較大，速效鉀缺乏問題比較嚴(yán)重，1/4以上的土壤處于極度缺鉀水平。

2019年嵊州市稻田耕層土壤pH值變幅較小，基本上屬于較為適合作物生長(zhǎng)的微酸性、中性土壤。但有一小部分土壤有進(jìn)一步酸化的風(fēng)險(xiǎn)。今后需注重酸化治理，采用水耕熟化、水旱輪作等措施防止土壤pH值進(jìn)一步下降。

1984—2019年間，嵊州市稻田耕層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮平均含量上升較為明顯，積累較快，有效磷也得到了積累，但速效鉀含量下降明顯。推測(cè)其原因可能是由于隨作物產(chǎn)量提高，作物從土壤中帶走的鉀量日漸增加，而對(duì)土壤鉀素的補(bǔ)充相對(duì)不足，導(dǎo)致土壤鉀素處于嚴(yán)重虧缺狀態(tài)。以常規(guī)施肥處理數(shù)據(jù)來分析嵊州市農(nóng)田土壤的化肥投入情況，2019年度嵊州市單季稻施肥的N、P2O5、K2O投入比例為1∶0.11∶0.26，而水稻對(duì)氮、磷、鉀的吸收比例約為1∶0.5∶1.2。這說明當(dāng)?shù)剞r(nóng)民種植水稻過程中的肥料投入比例還不盡科學(xué)，鉀投入相對(duì)不足，今后應(yīng)相對(duì)重視土壤鉀素的合理補(bǔ)充。