耕地地力是指耕地的基础地力, 也就是由耕地土壤的地形、地貌条件、成土母质特征、农田基础设施及培肥水平、土壤理化性状等综合构成的耕地的生产力[1]。耕地质量可概括为耕地物质生产力大小与耕地环境好坏两方面的总和。耕地地力与质量一直是土壤学研究的基本内容之一, 近十年来我国各地相继开展了一些工作, 取得了较多成果[2,3,4]。2005年农业部在全国范围内开展了耕地地力调查与质量评价的试点工作, 这对查清区域各类耕地的肥力及其环境质量状况, 分析存在的问题, 提出合理的建议与对策, 改善农业生态环境, 提高农产品质量, 促进农业可持续发展, 均具有十分重要的意义。
依据农业部统一规划, 在2006—2010年对重庆市合川区耕地土壤开展了地力调查与质量评价工作。本文是该项工作成果的部分总结, 通过与1981年全国二次土壤普查数据对比, 分析土壤p H、有机质、碱解氮、有效P、速效K的变化情况。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
合川区位于四川盆地东部、重庆主城区北部, 距重庆58 km。地理坐标在东经105°58′37″~106°40′37″、北纬29°51′02″~ 30°22′24″。属亚热带季风性湿润气候, 夏热冬暖, 湿润多阴, 气温高, 雨季长, 霜雪少, 阴天多, 湿度大。多年平均气温18.1℃, 年日照总时数1316.2 h, 年平均降雨量1107.9 mm, 年平均蒸发量1688.3 mm。研究区幅员面积2343.21 km2, 海拔高度在175~1407 m, 总的地形是东、北、西三面较高, 南部较低。合川区大的土地地貌类型有2种:一是低山地貌, 面积249.55 km2, 占幅员的10.65%;二是丘陵地貌, 面积2008.13 km2, 占幅员的85.70%。合川区农用耕地资源11万hm2, 其中水田6.27万hm2, 旱地4.73万hm2。合川区土壤共划分为4个土类, 6个亚类, 18个土属, 70个土种。总人口15.4万人, 其中:非农业人口3.2万人, 农业人口12.2万人, 农业人口占总人口的比重为79.2%。
1.2 土壤样品采集
按照土壤类型全覆盖、行政村全覆盖、地貌类型全覆盖、利用方式全覆盖、样点分布基本均匀的原则进行布点。共采集土样2593个, 其中:水稻土 (包括水旱轮作) 1578个、旱地土1015个。
1.3 测定方法
土壤各主要养分指标项目测定采用《土壤农化分析与环境监测》[5]中规定的常规分析方法。具体方法如下:
(1) 土壤酸碱性测定采用1∶1土水比, 水浸-电位法; (2) 有机质测定采用重铬酸钾容量法; (3) 碱解氮测定采用碱解扩散法; (4) 有效磷测定采用Olsen法测定; (5) 速效钾测定采用醋酸铵-火焰光度法。
1.4 数据统计分析
利用Excel软件和SPSS 17.0对试验数据进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 耕层土壤属性现状
2.1.1 耕层土壤有机质现状
有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源, 也是植物和土壤微生物所需营养元素的来源。合川区土壤有机质含量平均为17.43 g/kg (见表1) , 按全国土壤养分含量分级标准, 属中等肥力, 但从土壤类型上看, 水稻土的有机质平均 (1571个) 含量为20.35g/kg, 最高可达到59.48 g/kg, 属丰富肥力土壤, 其原因是大部分水稻土只种一季水稻, 有利于土壤的培肥, 还有的农户将稻草直接还田, 增加了稻田的有机质含量;而旱地土壤有机质偏低, 平均为12.81 g/kg, 最低的为1.35 g/kg (见表2) , 其原因是一年多季种植, 没有实行用养结合, 绝大多数秸秆都被农户回收做了燃料, 也没给土壤补充有机质。
2.1.2 耕层土壤碱解氮
土壤中氮的含量是衡量土壤肥力高低的一项重要指标, 碱解氮常被看作是土壤易矿化氮, 其含量与土壤全氮量有很大关系。合川区土壤的平均 (2593个土样) 碱解氮为92.56 mg/kg (见表1) , 属氮较丰富的土壤。从土壤类型上看, 水稻土的碱解氮含量最高, 水稻土平均碱解氮含量104.22 mg/kg;旱地碱解氮含量相差不大, 变异性较小, 变异系数为24.19% (见表2) 。碱解氮含量与有机质含量有相同的分布趋势, 有机质含量高的土壤, 碱解氮含量也高, 呈极显著的相关性, 相关系数为0.624 (n=2593, P=0.01) 。
2.1.3 耕层土壤有效磷
合川区耕层土壤有效磷含量平均 (2593个土样) 为7.35 mg/kg (见表1) , 肥力属中等偏下。从土壤类型上分析, 土壤有效磷含量的顺序是潮土>紫色土>黄壤>水稻土;有效磷是耕层土壤中变异最大的养分, 各类型土壤的变异系数是27.50% (见表2) , 总变异系数是98.50%, 说明人为因素对土壤有效磷含量产生了较大的影响。
2.1.4 耕层土壤速效钾
合川区土样 (2593个) 的平均速效钾含量为78.44 mg/kg (见表1) , 按1981年土壤普查标准, 属中等偏低水平;土壤中速效钾的变幅较大, 最低的为5 mg/kg, 最高的达376 mg/kg, 变异系数为52.33%。土壤中的速效钾含量与成土母质有关, 不同类型土壤的速效钾含量不同, 黄壤中的有效钾最高, 平均为85.11 mg/kg, 潮土的有效钾最低, 为61.18 mg/kg, 各种类型土壤的变异系数为13.76% (见表2) 。
2.1.5 土壤酸碱度分布特征
由表3得出, 整体上看, 合川区耕层土壤p H值<6.5的土壤样品占总数的58.74%, 其中主要分布在4.5~5.5的范围, 占总数的40.73%;p H为6.5~7.5的中性土仅占8.68%;p H≥7.5的土样占总数的32.59%。
水稻土和黄壤偏酸性, p H值<6.5的土壤样品个数分别占67.60%和70.0%;6.5
2.2 土壤属性动态变化
2.2.1 土壤养分的总体变化
通过2593个土壤样品的化验分析结果, 可以看出, 目前合川耕地土壤养分现状与第二次土壤普查时 (1981年) 相比, 总的趋势是:土壤有机质有下降的趋势, 而碱解氮、有效磷、速效钾有大幅度上升的趋势 (见表4) 。
2.2.2 土壤有机质变化
目前合川耕地土壤有机质含量与1981年土壤普查相比, 平均降低了2.79%。目前有机质丰富和较丰富 (>20 g/kg) 的面积占耕地总面积的29.94%, 而1981年为3.76%, 目前增加了26.18个百分点;目前有机质中等 (10~20 g/kg) 的面积占总耕地面积的63.36%, 比1981年少了17.89个百分点;目前有机质缺乏 (≤10 g/kg) 的面积由1981年时的14.99%下降了8.29个百分点 (表5) 。
2.2.3 土壤碱解氮的变化趋势
目前合川区土壤碱解氮总体平均水平比1981年上升了60.97%。土壤碱解氮中等的地块 (60~90 mg/kg) 、较缺乏地块 (30~60 mg/kg) 以及缺乏地块 (≤30 mg/kg) 所占比例下降, 较丰富 (90~120 mg/kg) 、丰富 (120~150 mg/kg) 、极丰富 (>150 mg/kg) 所占比例均有上升。其原因主要是现在化肥用量增加, 与1981年相比, 合川区化肥用量增加了45.86%, 化肥总量中以氮肥最多, 占了化肥总用量的64.49%。随着氮肥用量快速增加, 部分土块过量施用化学氮肥, 从而使碱解氮丰富 (120~150 mg/kg) 的土块比例上升, 极丰富的土块也有了一定比例 (表6) 。
2.2.4 土壤有效磷的变化趋势
目前合川区耕地磷素含量普遍上升 (见表7) , 有效磷总体水平由1981年的4.5 mg/kg上升到现在的7.35 mg/kg。其主要原因是第二次土壤普查以后, 广大农民根据当时合川耕地普遍缺乏有效磷的实际情况, 连年大量施用磷肥 (平均每667 m2耕地施用P2O56.82 kg) , 而磷肥的利用率一般仅为10%~20%, 从而使每年施入的磷肥大部分残留在土壤中, 经过多年累积, 使合川区磷素普遍有所提高。
2.2.5 土壤速效钾的变化趋势
在1981年以前, 合川耕地土壤速效钾相对丰富, 速效钾较缺乏与缺乏的面积仅占11.54%, 但近二十多年来, 随着农作物产量的大幅度提高和高耗钾作物种植面积的扩大, 加之投入耕地土壤的有机物料和钾肥的补充严重不足, 致使土壤中钾素大量亏损。有效钾较丰富 (100 mg/kg) 以上的面积由原来的26.02%降至现在的23.00%;有效钾含量中等以下 (<100 mg/kg) 面积由原来的73.98%上升到现在的77.00%;有效钾较缺乏与缺乏的面积占18.90% (表8) , 即现在有近20%的耕地土壤速效钾缺乏或不能完全满足作物钾素需求。
2.2.6 土壤酸碱性的变化情况
第二次土壤普查时, 合川区耕地土壤以中性反应为主, 占耕地的73.28%, 酸性土壤面积仅占耕地面积的2.67%;而到了2006年开展耕地地力调查时, 合川区的中性反应土壤 (p H为6.5~7.5) 仅占耕地的19.96% (表9) , 减少了53.32个百分点;而酸性土壤面积上升到了占耕地的28.91%, 比第二次土壤普查时上升了26.24个百分点, 表明合川区土壤酸化现象已经相当严重。
3 结论与讨论
3.1 土壤酸化情况明显
第二次土壤普查以来, 合川区土壤p H整体下降的主要原因是: (1) 不合理施肥, 长期重氮肥轻磷钾肥, 施肥比例不当导致土壤中残留大量SO42-导致土壤酸化。 (2) 丘陵平坝地区雨水集中, 常年灌水, 下湿田面积较大, 土壤离子交换过程中产生大量的氢离子破坏了原来的化学平衡, 其中最迅速、也是最重要的, 是与土壤胶体原来吸附的金属离子进行交换, 氢离子被土壤胶体吸附, 促进土壤酸化。 (3) 夏季高温高湿, 土壤表层钙质成份容易遭受冲洗淋溶导致土壤偏酸。
3.2 土壤有机质含量减少而速效养分含量增加
目前合川区耕层土壤有机质含量处于中等肥力水平, 比1981年稍有下降, 旱地有机质较为缺乏;碱解氮含量较丰富, 比1981年大幅增加;有效磷、速效钾含量处于中等水平, 较1981年有增加趋势。这主要是因为合川区以浅丘平坝地形地貌为主, 耕作条件差, 耕地普遍离家较远, 有机肥运输困难, 当地群众重用地轻养地现象日趋突出, 掠夺式经营方式较为普遍, 施用化肥较多, 特别重施氮肥和磷肥, 而有机肥施用面积和豆科绿肥面积与20世纪80年代比较大幅减少, 造成旱地土壤有机质贫乏, 土壤碱解氮含量丰富。
3.3 土壤改良对策
3.3.1 缓解土壤酸化
3.3.1.1广泛推广水旱轮作
对于常年冬水田, 通过农业综合开发等, 逐步完善配套排灌设施, 变一年一熟为两熟或三熟;特别是深脚、冷、烂田, 采取客沙土、补施石灰, 实行分叶盛期排水晒田, 秋收后及时翻耕种植旱地作物, 以促进土壤氢离子转化, 提高土壤酸碱度。
3.3.1.2实行旱作轮作、间套作
旱地在带状种植情况下, 实行油菜、小麦、玉米、红苕、大豆、胡豆等轮作, 改变土壤酸碱度。
3.3.1.3合理施肥
尽量少施含硫酸根离子的化肥, 如硫酸钾、硫酸钙以及硫酸钾型复合 (混) 肥等;尽可能施用中性或碱性磷肥, 少施或不施过磷酸钙等酸性磷肥。
3.3.1.4工程措施
实施冲沟田改造, 完善蓄、灌、排设施, 降低地下水位, 促进排湿排涝;对黄泥田、黄沙田、白鳝泥田等土壤实施客土改造, 沙土掺泥, 泥土掺沙, 促进土壤形成较好的结构, 增强土壤保水保肥性能。
3.3.2 改良施肥措施
3.3.2.1增加有机肥料的投入量
因地制宜, 多形式、多途径增加有机肥料的投入, 推广稻秆覆盖、机械化碎秆技术, 通过扩大豆科绿肥种植、堆沤农家肥、秸秆沤肥等方式, 增加有机肥施用量, 以保持土壤有机质含量的动态平衡, 持续培肥耕地。
3.3.2.2适当控制氮肥、磷肥用量, 减少钾肥用量
目前合川区耕地土壤速效氮含量比1981年有所上升, 氮素化肥应适当控制总量, 按照不同区域、不同土壤、不同作物确定合理的氮肥用量。
有效磷 (7.35 mg/kg) 含量 (平均) 比第二次土壤普查时有所增加, 但目前总体上处于偏高水平。因此, 磷肥用量应视土壤含磷量 (测定值) 及当地作物产量而定, 在少部分缺磷的耕地上可适量增加。
土壤速效钾含量普遍较高, 与第二次土壤普查时相比, 耕地土壤速效钾总体水平由60.20 mg/kg增加到78.44 mg/kg, 作物缺钾现象不明显, 部分地块钾含量较高, 适当减少钾肥施用量已成为今后合川农业粮食作物生产中的一个方向, 但是高产区和高产作物可适当增施钾肥。
3.3.3 积极推广应用测土配方施肥新技术
测土配方施肥是根据土壤养分含量与作物需肥规律而制订的科学施肥技术, 可在土肥技术部门的指导下制订配方, 积极推广, 实现用地养地结合, 确保合川区农业的可持续发展。
摘要：将重庆市合川区2006年土壤调查数据与1981年第二次土壤普查数据进行对比, 分析土壤p H、有机质、碱解氮、有效P、速效K的变化情况。结果表明:合川区耕地土壤有日趋酸化的趋势;有机质含量总体上处于中等水平, 有所下降;碱解氮含量总体水平有大幅度提升, 含量处于较丰富水平;有效磷含量总体水平大幅上升, 但仍处于中等偏下水平;速效钾含量增高趋势明显, 处于中等水平。提出对策建议, 认为应采取有效的对策缓解土壤酸化, 改进施肥措施, 减少化学肥料的施用, 增加有机肥施用量。
关键词：土壤,耕地地力,品质,调查,评价,重庆市合川区
参考文献
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