平涼市黑壚土土壤養分平衡狀況及其評價

李亞孺 涂國良

摘要：經對27年耕地長期定位點黑壚土土壤不同時期不同施肥制度養分平衡狀況的分析表明：在目前施肥制度和小麥——玉米種植制度下，平涼黑壚土土壤養分收支平衡情況無論是不同時期還是不同施肥制度總趨勢均氮素基本平衡，磷素有盈余，鉀素虧缺。以氮磷鉀配合有機肥施用對土壤養分收支平衡效果較好，建議合理高效利用磷肥，以“穩氮減磷增鉀”為施肥原則。

關鍵詞：黑壚土;施肥制度;養分平衡;養分允許平衡盈虧率;評價

中圖分類號：S147.2? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1001-1463（2021）06-0055-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.06.014

Nutritional Components Analysis of Characteristic Crop Aralia chinensis L. in Zhangjiachuan of Gansu Province

XU Hui 1，2， HUANG Wenkui 1，2， WANG Yanjun 1，2， ZHANG Guchun 1，2， LI Yanjie 1，2， ZHANG Mei 1，2， LI Jian 1，2

（1. Jiangsu Institute of Geology and Mineral Design， Xuzhou Jiangsu 221000，China; 2.Testing Center of China National Administration of Coal Geology， Xuzhou Jiangsu 221000，China）

Abstract：The nutritional components and beneficial mineral elements of 9 Aralia chinensis L. samples from Zhangjiachuan County were detected and analyzed. The results showed that the average contents of protein，soluble sugar， crude fat， amino acid， total saponins and crude polysaccharide in the leaves and buds of Aralia chinensis L. were 39.8 g/kg， 5.6 g/kg， 4.6 g/kg， 17.9 g/kg， 1.6 g/kg， 3.4 g/kg， respectively. And the average contents of zinc，iron，calcium， selenium and boron were 5.46 mg/kg， 43.3 mg/kg， 745 mg/kg， 0.015 mg/kg， 1.24 mg/kg，respectively. It has the characteristics of high nutrition， low sugar， high calcium， iron and low selenium， and the existence of saponins and polysaccharides makes it an ideal health care food.

Key words：Aralia chinensis L.; Nutritional components; Mineral elements; Wild vegetable; Zhangjiachuan County

土壤是構成生態系統的基本要素，而養分循環是土壤生態系統最基本的功能之一。農業的持續發展要求必須加強對養分循環和平衡的研究[1 ]。近年來平衡施肥技術的推廣， 對平涼市農業生產的持續穩定發展起到了重要的作用，但由于片面依靠化肥投入，特別是偏施肥造成土壤理化性狀變劣、土壤生產力和生物多樣性下降等問題日益突出[2 ]。開展土壤養分平衡狀況研究，正確認識和科學分析長期不同施肥制度造成的土壤投入與產出失衡并進行評價，對農業的可持續發展，保證糧食安全具有重要的意義。

1? ?試驗區概況

長期定位不同施肥制度試驗設在平涼市崆峒區大寨回族鄉白土村，供試土壤為黑壚土。當地海拔1 550 m，35.39° N，106.84° E。年平均溫度7.6 ℃，≥10 ℃積溫4 500 ℃，年降水量480 mm左右，年蒸發量1 530 mm，無霜期150 d左右。主要農作物有小麥、玉米，種植制度1年1熟。該處土質疏松，蓄水保肥性好，無障礙層次，適宜旱作。

2? ?試驗方法

試驗設置長期定位3個不同施肥制度，即：1）氮磷區（NP）;2）氮磷鉀區（NPK）;3）常規區（農民習慣施肥）。播種、田間管理等按豐產大田要求進行。1994年春季開始設立定位監測點，按照《全國土壤監測技術規程》和試驗一般原則，每年作物播前采集耕層土樣，化驗有機質、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀，并記載施肥、耕作和產量等情況。

為剖析平涼市旱地黑壚土土壤-作物系統內養分平衡情況，就氮磷區（NP）、氮磷鉀區（NPK）、常規區（農民習慣施肥）養分投入與產出狀況進行分析和評價。為便于匯總與分析，將1994 — 2020年長期定位試驗分成不同時期，即：八五期間（1994 — 1995年）、九五期間（1996 — 2000年）、十五（2001 — 2005）、十一五期間（2006 — 2010年）、十二五期間（2011 — 2015）、十三五期間（2016 — 2020年）。試驗養分平衡只涉及化肥和有機肥的投入，支出項中只涉及作物籽粒和莖葉的帶走部分，并以投入和支出的差值表示養分的平衡值，以投入和支出之比表示平衡系數。

中國科學院南京土壤研究所魯如坤等[3 ]在1996年根據土壤肥力狀況，作物對養分的反應等提出養分允許平衡盈虧率對農田養分平衡狀況進行評價的方法和原則，即：養分允許平衡盈虧率是指在當地條件下，養分雖有虧缺或盈余，但不影響作物產量，也不造成養分浪費或環境污染。簡稱B%，其計算公式為：

B%={[（1-S）/E]-1}×100%

式中：S — 土壤養分貢獻率，與增產率D的關系是S=1/（1+D）

E — 肥料養分利用率

實際平衡盈虧率用投入和支出的差值占支出的百分率表示，其計算方法為：

實際平衡盈虧率（%）=（投入/支出-1）×100。

3? ?結果與分析

3.1? ?土壤養分平衡狀況

養分循環是生態系統最基本的功能之 一[4 ]。人為因素控制下的農業生態系統養分循環是建立可持續農業的物質基礎，而施肥是影響農田生態系統養分循環的主要因素之一[5 ]。通過對監測點不同施肥制度下各時期養分“輸入”與“輸出”的分析得出養分平衡狀況（表1、2、3）。

從資料匯總分析得出，無論是不同施肥制度還是不同時期，氮素平衡值為-65.0～43.2 kg/hm2，平均平衡值為-7.7 kg/hm2，平衡系數為0.70～1.40，平均平衡系數為0.99，基本處于平衡狀態。但由于消化、反消化、淋溶等多種途徑散失[6 ]，可能實際在土壤中積累量要低于此值。

磷素平衡值為23.6～93.8 kg/hm2，平均平衡值為67.5 kg/hm2，平衡系數為1.64～5.65，平均平衡系數為3.43，處于不平衡狀態。磷素具有移動性差、容易被土壤固定、當季利用率較低的特點[7 ]，實際在土壤中積累量要高于此值。

鉀素平衡值為-156.6～23.1 kg/hm2，平均平衡值為-92.9 kg/hm2，平衡系數為0.07～1.28，平均平衡系數0.44，處于不平衡狀態。由于土壤交換性鉀是鉀庫中最不穩定的部分，一方面外來鉀源數量非常小，導致土壤鉀庫消耗增加;另一方面當土壤速效鉀因作物吸收而降低時，一些原為非交換態的鉀可能轉化為水溶態或交換態鉀，從而變為對植物有效[8 ]。

3.2? ?養分允許平衡盈虧率

對近年來平涼市化肥利用率田間試驗數據匯總分析表明，氮肥養分貢獻率及利用率分別為29.1%、38.4%，磷肥養分貢獻率及利用率分別為17.5%、23.1%， 鉀肥養分貢獻率及利用率分別為7.7%、60.6%。

通過表4可以得出，平涼市氮肥養分允許平衡盈虧率為-36.2%，而實際平衡盈虧率為-30.2%～40.4%，平均-0.8%。磷肥養分允許平衡盈虧率為-35.5%，而實際平衡盈虧率為63.6%～464.6%，平均242.3%。鉀肥養分允許平衡盈虧率為-89.1%，而實際平衡盈虧率為-92.7%～28.1%，平均56.7%。

3.3? ?土壤養分收支平衡狀況的評價

根據我國國情，土壤養分收支平衡狀況的評價應以土壤養分貢獻率和養分允許平衡虧損率B%為評價依據。按氮肥有較大的增產率（10%～50%）時、養分平衡可以有一定盈余，但最大盈余不得造成環境問題;在磷肥在增產率為10%～25%時，磷平衡應有適量盈余（在+20%以下）;鉀的允許盈虧率在 100%時（即施該養分普遍沒有增產效果），任何平衡的盈余都不必要為評價原則[7 ]。能夠代表平涼市黑壚土土壤-作物系統投入養分允許平衡盈虧率的氮磷區、氮磷鉀區和常規區。通過與實際平衡盈虧率進行比較發現氮磷區、氮磷鉀區、常規區中氮平衡盈余率分別為2.3%、-5.5%、0.8%，雖然分別較允許平衡盈虧率高出38.5、30.7、37.0百分點，但基本處于平衡狀態。磷平衡盈余率分別為291.6%、249.1%、186.3%，比允許平衡盈余率分別高出327.1、284.6、221.8百分點，表明監測區磷肥用量偏高，未得到合理高效利用。鉀平衡盈余率分別為-29.3%、-84.0%，比允許平衡盈余率分別高出59.8、5.1百分點，平衡盈余率雖然在允許平衡盈余率范圍之內，但若土壤鉀素長期處于虧缺狀態，則將會嚴重影響農業生產。為了維持和提高土壤鉀素肥力，使作物高產和穩產，目前必須重視土壤鉀素平衡，通過增加無機、有機鉀源來加以合理調節。不同時期中氮磷素以“九五”、“十一五”期間盈余較高，而該期間以種植冬小麥為主;“八五”、“十五”、“十二五”、“十三五”期間盈余較低，而該期間以種植玉米為主。

4? ?結論

在目前施肥狀況和小麥--玉米種植制度下，平涼黑壚土旱塬區土壤養分收支平衡情況無論是不同時期還是不同施肥制度差異較大，總趨勢是氮素基本平衡，磷素有盈余，而鉀素虧缺較多，但以氮磷鉀配合有機肥施用對土壤養分收支平衡效果較好。建議合理高效利用磷肥，加大鉀肥投入，以“穩氮減磷增鉀”為施肥原則，對不同化肥施用量做適當調整。

參考文獻：

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[2] 楊虎德，馬? ?彥，馮丹妮.? 甘肅省農田氮磷流失特征及影響因素研究[J].? 甘肅農業科技，2020（2）：21-27.

[3]魯如坤，劉鴻翔，聞大中，等.? 我國典型地區農業生態系統養分循環和平衡研究 Ⅳ.農田養分平衡的評價方法和原則[J].? 土壤通報，1996，27（5）：197-199.

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[5] 關? ?焱.? 農田生態系統不同施肥制度下的作物產量增益與土壤養分平衡[D].? 沈陽：沈陽農業大學，2005.

[6] 劉秋麗，馬娟娟，孫西歡，等.? 土壤的硝化-反硝化作用因素研究進展[J].? 農業工程，2011（4）：79-86.

[7] 唐啟東，張士富，劉東擴.? 土壤中磷素積累問題的探討[J].? 現代化農業，2007（7）：13.

[8] 彭? ?浩，邵明安，張興昌.? 黃土區土壤鉀素徑流流失機理研究進展[J].? 土壤與環境，2002（2）：172-177.

（本文責編：陳? ?珩）