博州農田耕層土壤養分現狀及肥力評價

董秀麗 閆靖華 李俊杰 張玉霞

（博州農業技術推廣中心 新疆博樂833400）

土壤養分直接表征土壤肥力狀況，是評價耕地質量的重要指標，對其進行調查和分析可以為科學施肥提供基礎依據[1-2]。耕層土壤養分的變化與土地利用類型、耕作和施肥方式的改變密切相關[1]。馬杰總結出農田土壤養分變化幅度大于果園、林地、水域和草原等其他土壤利用類型[3]。徐莉總結了干旱綠洲區耕層養分的變異程度[4]。吳志勇總結出新疆生產建設兵團在近30年間耕層土壤速效鉀下降，有效磷上升[5]。張玉霞等分析了博州自第2次全國土壤普查至2008年30年間土壤養分變化規律，并提出了施肥建議[6-8]。近年來隨著農作物產量的增加、種植業結構的調整、耕作措施的改變和測土配方施肥技術的實施[2]，博州耕地土壤養分和地力水平也發生了很大的變化。為摸清博州農田耕層土壤養分現狀，筆者對2018-2019年的博州耕地質量監測數據進行分析，總結評價了10年來博州耕地的養分變化趨勢，以期為博州農業的綠色發展、耕地資源的可持續利用及精準農業的示范推廣提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

博州位于新疆維吾爾自治區西北部、準噶爾盆地西端（44°02′N～45°23′N、79°53′E～83°53′E），地勢西高東低，三面環山，中間是谷地，屬溫帶大陸性干旱氣候，夏季炎熱少雨，冬季寒冷干燥。下轄精河縣、博樂市和溫泉縣3個農業縣市。全州現有耕地17.96萬hm2，耕地土壤類型主要為棕鈣土、風沙土、草甸土和灰漠土[8]，主要農作物有棉花、玉米、小麥、枸杞、油料作物及蔬菜，是新疆典型的優質棉、糧基地。

1.2 試驗材料

以博州兩縣一市農田土壤為研究對象，以耕層土壤中pH、總鹽、全氮、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀、微量元素含量為主要研究指標，對2018-2019年的博州耕地質量監測數據進行分析。

1.3 樣品采集及檢測方法

1.3.1 采樣方法 依據國家標準《耕地質量等級》（GB/T 33469-2016），分別于2018年、2019年秋季作物收獲后采集土樣，土樣采集工作嚴格按照《耕地質量監測技術規程》（NY/T 1119-2012）中的方法。采樣點采用GPS定位，采樣面積為0.66 hm2左右；以“S”型布點，按隨機、等量、多點混合的原則采集耕層（0～20 cm）剖面土壤。一個混合土樣以1 kg左右為宜，若樣品數量太大，用四分法棄去多余的土壤。土樣經自然風干后研磨過1 mm篩備用，2019年的取樣點同2018年的取樣點經緯度和數量均相同，2年共采集518個土樣。

1.3.2 檢測方法 土樣檢測工作參照 《土壤檢測》（NY/T 1121-2006）標準進行。土壤樣品檢測有常規檢測和中微量元素檢測。常規檢測包括有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀，檢測比例達到100%。中微量元素檢測包括有效銅、鐵、鋅、錳、硼、硅、硫、鉬，檢測比例達到10%。

1.4 數據分析

所有試驗數據使用Excel 2007整理，用SPSS 21進行分析處理，變異系數依據Nielen分級標準[9]。耕層土壤養分分級采用全國第2次土壤普查養分分級標準。

2 結果與分析

2.1 土壤養分狀況

由表1可知，博州農田耕層土壤養分含量相差較大，變異系數為2.90%～122.73%。其中pH的變異系數最小，為弱變異性；全鹽量的變異系數最大，為強變異性，全鹽量的平均值為3.96 g/kg，最大值為25.9 g/kg，這是由于精河縣部分新墾耕地的鹽漬化程度較高；其余各養分的變異系數在35.53%～53.19%，均為中等變異。耕層有機質含量較2008年增長了2.38%，近幾年實施的農田有機質提升項目和當地禁止焚燒秸稈的措施增加了秸稈還田量，化肥零增長行動增加了商品有機肥的投入。耕層速效磷含量增長幅度較大，達23.16%，說明當地存在長期磷肥過量投入的現象。速效鉀減少了11.1 mg/kg，當地雖有增施鉀肥的習慣，但是博州地區長期種植喜鉀的棉花和玉米，且面積占總播面積的75.8%，土壤中鉀素的消耗量大。

表1 博州土壤養分狀況

2.2 耕層有機質現狀

統計結果表明（表2），耕層有機質含量變幅為6.04～52.17 g/kg，兩縣一市耕層有機質含量平均值差異顯著，精河縣耕層土壤有機質含量最高且變異系數最大，精河縣縣域內河流較多，耕地土壤類型豐富，既有草甸土又有風沙土和灰棕漠土。2019年博州下轄3個縣市農田耕層有機質含量分別較上年增加了0.14 g/kg、0.03 g/kg和0.08 g/kg。博樂市和溫泉縣耕層有機質分級的占比整體呈下降趨勢，精河縣耕層有機質分級的占比整體呈上升趨勢，應該與耕地土壤類型有關，精河縣耕地土壤類型主要以灌耕土和草甸土為主，博樂市主要以灌耕土和灰漠土為主，溫泉縣主要以棕鈣土為主，其中礫質棕鈣土的占比很大。

表2 耕層有機質現狀

2.3 耕層速效養分現狀

研究結果表明（表3、表4），博州耕層堿解氮含量的變幅為25.00～206.60 mg/kg，總體呈四級極高水平。由于各縣市主要土壤類型的差異及人為施肥水平的差異和氮易流動性的特點，耕層堿解氮含量的差異比較大，其中精河縣的變異系數最大。3個縣市耕層堿解氮含量四級、五級和六級的總占比均大于50%，說明博州大部分耕地堿解氮含量處于適量偏低水平。當前，博州水肥一體化技術應用面積大，提高了肥料的利用率，農戶在無機氮肥的投入量沒有變化的情況下，各種作物單產仍呈上升趨勢。

表3 土壤堿解氮、速效磷、速效鉀現狀

表4 土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量的等級劃分

土壤速效磷平均含量為16.75 mg/kg，變幅為3.8～46.8 mg/kg，整體呈三級中水平，博州農田速效磷含量為二級和三級的占比大于70%，速效磷含量較豐富。2008年測土配方施肥時博州速效磷含量平均值為13.6 mg/kg，10年間增加了3.15 mg/kg，說明這10年間當地過量投入磷肥的問題仍然普遍。耕層速效鉀含量為284.9 mg/kg，變幅為65～870 mg/kg，整體呈一級水平，當地農田速效鉀含量較豐富，但較2008年的295 mg/kg降低了近10 mg/kg，極少數地塊有缺鉀現象。主要是因為當地土壤母質富鉀，耕層速效鉀含量高，農戶不重視增施鉀肥，造成土壤速效鉀含量下降。

2.4 耕層微量元素現狀

作物對微量元素需求量雖少，但微量元素參與植物體內的各項代謝過程，是作物正常生長發育必需的元素。博州耕層有效鋅的含量在臨界值以下的占比為14.82%，2008年國家級測土配方施肥時臨界值以下的占比為33%，缺鋅耕地的比例減少與近30年來博州推廣基施鋅肥的措施密不可分。有效鉬含量在臨界值以下的占比為7.69%，有效錳的最低值接近臨界值，其他微量元素含量均在臨界值以上（表5）。

表5 土壤微量元素豐缺情況

3 討論

10年來博州兩縣一市耕層土壤有機質含量均在增加，可能是近幾年當地政府實施的禁止焚燒植物秸稈的藍天保衛戰措施，增加了秸稈的還田量；2015年在兩縣一市先后實施的有機質提升項目中秸稈粉碎還田增施秸稈腐熟劑措施，加快了秸稈的腐熟進程；近3年來隨著化肥零增長行動各項措施的推進，商品有機肥、生物菌肥等新型肥料逐漸被廣大農戶所接受。速效磷含量由四級偏低水平增至四級偏高水平，增長幅度較大，增長過快，說明近十幾年過量投入磷肥的問題仍然普遍存在[6,10]。速效鉀含量呈下降趨勢，當地石灰性土壤母質富鉀，耕層鉀素含量高，農戶忽視了鉀肥的施用，同時與近十幾年博州種植喜鉀的棉花和玉米占總播面積的75%左右、耕層鉀素消耗大有關。博州大部分耕地耕層的堿解氮含量處于適量偏低水平。

4 結論

總之，土地是農業的根基，科學合理施肥、用地與養地相結合才能最終達到可持續發展的目的。博州農田耕層有機質含量平均為19.76 g/kg，整體處于中等水平，應繼續加大力度推廣秸稈腐熟還田或牲畜過腹還田，依托項目激勵農戶增施商品有機肥。土壤速效磷的變異強度最大，建議有效磷含量偏高的地塊適量降低磷肥施用量，有效磷偏低的地塊可以改變磷肥的施用種類和施肥方式。速效鉀呈下降趨勢，種植喜鉀的棉花、玉米等作物時應當適量補施鉀肥。微肥要因缺補缺，不可盲目濫施，有效鉬含量低的地塊，種植豆科植物或蔬菜等鉬敏感作物時需適量增施鉬肥，部分鹽堿地塊需要適量增施錳肥。