寧夏引黃灌區(qū)耕地土壤養(yǎng)分狀況分析

寧夏引黃灌區(qū)耕地土壤養(yǎng)分狀況分析

土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分質(zhì)量是土壤肥力的重要組成部分。土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分質(zhì)量的研究和分析是農(nóng)民合理施肥的重要基礎(chǔ)。2005年，農(nóng)業(yè)部在全國范圍內(nèi)開展了一次土壤樣品聯(lián)合施肥春季試驗(yàn)。20世紀(jì)80年代第二次土壤調(diào)查以來，對耕地有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量進(jìn)行了進(jìn)行了調(diào)查。因此，分析研究灌溉。1材料和方法1.1市隨機(jī)布點(diǎn)樣方法2005年秋季測土采用代表剖面和隨機(jī)布點(diǎn)相結(jié)合的方法,共采集土樣5908個(gè).其中,代表剖面樣點(diǎn)數(shù)為2708個(gè),各縣市隨機(jī)布點(diǎn)樣點(diǎn)數(shù)為3190個(gè)(見表1).采樣時(shí)間為2005年10月灌區(qū)灌冬水前.1985年土壤普查匯總時(shí)養(yǎng)分復(fù)查同樣也采用代表剖面和隨機(jī)布點(diǎn)(中衛(wèi)縣)相結(jié)合的方法,采樣時(shí)間為1985年10月灌區(qū)灌冬水前,采集土樣1792個(gè).2次采集土樣方法均為多點(diǎn)混合取樣,2005年為9點(diǎn)平行錯(cuò)位多點(diǎn)混合,1985年為五點(diǎn)梅花多點(diǎn)混合.采集土樣深度均為0～20cm.1.2分析土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法,全氮采用凱氏法,堿解氮采用堿解、擴(kuò)散吸收法,速效磷采用碳酸氫鈉法,速效鉀采用乙酸銨提取火焰光度法.1.3統(tǒng)計(jì)分析方法各市縣平均值采用算術(shù)平均值統(tǒng)計(jì)分析方法,灌區(qū)平均值采用加權(quán)平均值統(tǒng)計(jì)分析方法,即以各縣耕地面積作為權(quán)重進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算.2結(jié)果與討論2.1灌溉2.1.1土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)1985年灌區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.1g/kg(圖1),估計(jì)區(qū)間為12.9～13.2g/kg.耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)>15g/kg的面積占灌區(qū)耕地總面積的11.15%,換言之,灌區(qū)88.85%以上的耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)<15g/kg.2005年灌區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.18g/kg,估計(jì)區(qū)間為13.79～14.56g/kg.耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)>15g/kg的調(diào)查點(diǎn)占灌區(qū)耕地總調(diào)查點(diǎn)41%.從以上分析看出,自1985年以來,在灌區(qū)耕地面積擴(kuò)大的同時(shí),耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)增加的趨勢,耕地土壤有機(jī)質(zhì)絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均增加1.08g/kg,相對增加幅度為8.24%,平均年增幅為0.4%.2.1.2土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)耕地土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為58～84mg/kg.2005年灌區(qū)耕地土壤全氮平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.945g/kg,估計(jì)區(qū)間為0.923～0.967g/kg.耕地土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為61.21mg/kg,平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)幅度為54.48～65.77mg/kg(圖3),與1985年相比,灌區(qū)耕地土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)增加的趨勢,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均增加0.145g/kg,相對增加幅度18.12%,平均年增幅為0.9%.灌區(qū)耕地土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化不大.2.1.35年實(shí)際立地條件下農(nóng)田土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化1985年灌區(qū)耕地土壤速效磷平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.8mg/kg(圖4),估計(jì)區(qū)間為12.4～13.2mg/kg.2005年灌區(qū)耕地土壤速效磷平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34.86mg/kg,估計(jì)區(qū)間為32.46～37.26mg/kg.與1985年相比,灌區(qū)耕地土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯增加,平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)翻番,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均增加22.06mg/kg,相對增加幅度172.3%,平均年增幅為8.6%.2.1.4限制了運(yùn)行的讓耗力量,總質(zhì)量分?jǐn)?shù)有所增加1985年灌區(qū)耕地土壤速效鉀平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為231mg/kg(圖5),估計(jì)區(qū)間為223.9～238.1mg/kg.2005年灌區(qū)耕地土壤速效鉀平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為150.1mg/kg,估計(jì)區(qū)間為102.0～199.2mg/kg.與1985年相比,灌區(qū)耕地土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯減少,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均減少80.9mg/kg,相對降低幅度35%,平均年降幅為1.8%.2.2灌溉2.2.1對土壤各養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響不同灌區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)空間變異有所不同.1985年與2005年相比較,衛(wèi)寧灌區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加幅度明顯高于青銅峽灌區(qū),其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)較1985年分別增加1.66g/kg,0.19g/kg和32.42mg/kg,增幅分別為12.7%,22.9%和211.9%.速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低幅度也大于青銅峽灌區(qū),其平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)由241.9mg/kg降低到141.2mg/kg,絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少100.7mg/kg,平均每年減少5mg/kg,年均降幅達(dá)到2.1%(詳見表2).從不同地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化統(tǒng)計(jì)資料可看出,銀北地區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加幅度明顯低于銀南地區(qū),但其土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低幅度卻比銀南地區(qū)大,銀北地區(qū)耕地土壤速效鉀平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)1985年為250.3mg/kg,2005年為159.3mg/kg,減少91mg/kg,平均每年減少4.55mg/kg;銀南地區(qū)耕地土壤速效鉀平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)1985年為219.8mg/kg,2005年為143.2mg/kg,減少76.6mg/kg,平均每年減少3.83mg/kg.2.2.2各縣市耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)及各全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同縣市耕地土壤有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化不同.從有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化看,灌區(qū)大部分縣市耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈增加趨勢,其中,以靈武市和惠農(nóng)區(qū)耕地有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加明顯,靈武市耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)由1985年的11.1g/kg增加到2005年的14.6g/kg,絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加3.5g/kg,增幅達(dá)到31.5%,年均增幅1.5%;惠農(nóng)區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)由1985年的14.6g/kg增加到2005年的17.3g/kg,絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加2.7g/kg,增幅為18.6%,年均增幅0.9%.銀川市和永寧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)趨于降低,其平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別由1985年的13.9和14.3g/kg降低到2005年的12.94和13.93g/kg,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少0.96和0.37g/kg,降幅分別為2.6%和6.9%.各縣市2005年灌區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)以惠農(nóng)區(qū)最高,平均達(dá)到17.3g/kg,其次中衛(wèi)市,平均為15.42g/kg.銀川市最低,平均為12.94g/kg.除永寧縣以外,灌區(qū)其他縣市耕地土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈增加趨勢.灌區(qū)各縣市耕地土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均明顯增加,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加9～56mg/kg,增幅為69%～522%.以中寧縣耕地速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加最多,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)比1985年增加56.34mg/kg,年均增加2.8mg/kg,增幅為522%,翻了5番,年均增幅26.1%.其次為平羅縣和吳忠市,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比1985年增加27.77和23.73mg/kg,年均增加1.4和1.2mg/kg,增幅為201%和235%,翻了1番,年均增幅10.1%和11.8%.銀川市耕地土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)增幅最小,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅增加9.2mg/kg,增幅為69%,年均增幅3.45%.灌區(qū)各縣市耕地土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)均明顯減少,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少22～135mg/kg,降幅為12%～51%.以中衛(wèi)市耕地速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少最多,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)比1985年減少135mg/kg,年均減少6.8mg/kg,增幅為51%,減少一半以上,年均降幅2.6%.其次為平羅縣和青銅峽市,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比1985年減少104和97.6mg/kg,年均減少5.2和4.9mg/kg,降幅為39%和44%,年均增幅2%和2.2%.吳忠市耕地土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)降幅最小,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少21.9mg/kg,降幅為12%,年均降幅0.6%.2.2.3中寧縣耕地土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平空間變異變異系數(shù)是衡量樣本中各個(gè)體偏離平均值的相對程度,變異系數(shù)越大,樣本個(gè)體間差異越大.灌區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異系數(shù)自小到大的順序依次為全氮—有機(jī)質(zhì)—堿解氮—速效鉀—速效磷.即耕地土壤速效養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異系數(shù)大于耕地土壤有機(jī)質(zhì)及全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異系數(shù),尤以速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異系數(shù)最大,1985年為72.9%,2005年為75.8%,中寧縣耕地土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異系數(shù)為100.7%.2005年灌區(qū)耕地土壤速效磷極大值達(dá)496mg/kg,極小值僅為1.1mg/kg,相差494.9mg/kg,說明灌區(qū)耕地土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平空間變異大,反映出灌區(qū)耕地磷肥施用量不均衡的現(xiàn)象.3變化原因分析3.1土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)20年來灌區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)上升的趨勢,其主要原因有:①氮肥和磷肥用量的大幅上升促進(jìn)了糧食產(chǎn)量提高,擴(kuò)大土壤有機(jī)質(zhì)的來源.由表3可看出,2005年灌區(qū)化肥總用量達(dá)到86.9萬t,是1985年化肥總用量(23.2萬t)的3.7倍.2005年全區(qū)小麥、水稻和玉米三大作物總產(chǎn)達(dá)到261.4萬t,是1985年114.7萬t的2.27倍.②秸稈還田比例不斷的上升,有利于土壤有機(jī)質(zhì)的積累.2005年惠農(nóng)區(qū)和平羅縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)居灌區(qū)第一和第三,這主要是由于近年來二縣大部分耕地采用留高茬還田培肥土壤措施的緣故.③復(fù)種指數(shù)的持續(xù)上升,在提高作物產(chǎn)量的同時(shí)增加作物殘茬和根的有機(jī)質(zhì)輸入.④露地高效作物種植比例上升,有機(jī)肥施用量不斷增加.惠農(nóng)區(qū)脫水蔬菜地和中寧縣枸杞地,農(nóng)民施用有機(jī)肥量不斷增加.以中寧縣為例,枸杞地土壤有機(jī)質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)16g/kg,明顯高于非枸杞地.永寧縣和銀川市耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有降低,其主要原因:①城市建設(shè)占用了二縣市部分肥力水平高的耕地.②自1985年以來,二縣市增加的耕地多為賀蘭山東麓的風(fēng)沙土和淡灰鈣土,如銀川市西夏區(qū)興源鎮(zhèn)和金鳳區(qū)興涇鎮(zhèn),永寧縣蘆草洼和閩寧鎮(zhèn),這些地區(qū)開墾時(shí)間短,耕層土壤質(zhì)地多為沙土,肥力瘠薄,土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大多為6g/kg,最低的僅為0.59g/kg.3.2土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響因素.土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)主要受有機(jī)態(tài)氮素的礦化速率和施氮肥的影響.有機(jī)態(tài)氮礦化速率和礦化的數(shù)量主要受氣候條件、土壤類型和母質(zhì)顆粒組成等因素的影響,在一定區(qū)域,有機(jī)態(tài)氮礦化速率和礦化的數(shù)量相對穩(wěn)定,因此,土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加主要取決于氮肥和有機(jī)肥的施用量.氮肥施入土壤后一部分被作物吸收,即氮肥的當(dāng)季利用率;一部分殘留在土壤中;一部分通過各種途徑而損失.通常情況下,氮肥的利用率較低,損失量較大,殘留在土壤中的有效氮很少.這就是灌區(qū)大部分耕地土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化不大的主要原因.但是,增施有機(jī)肥可促進(jìn)土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,中寧縣枸杞地土壤堿解氮平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)84mg/kg,比非枸杞地高出31mg/kg,這主要是由于枸杞地增施腐熟有機(jī)肥的緣故.3.3增施有機(jī)肥,增加對土壤速磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響磷在土壤中的移動性極小,隨滲漏而淋失的量也極微,因此,耕地土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)主要受控于該種土壤的磷素收支狀況.如施入土壤的磷量大于被作物攜走的量,速效磷就在土壤中殘留累積起來.隨著全區(qū)磷肥施用量的增加,殘留在土壤中的磷素越來越多,2005年全區(qū)磷肥施用量達(dá)到46.02萬t,是1985年磷肥施用量的2.6倍,這是導(dǎo)致灌區(qū)耕地土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯增加的主要原因.增施有機(jī)肥也能增加土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù),中寧縣枸杞地在增施磷肥的同時(shí)增施有機(jī)肥,其土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均高達(dá)150mg/kg,是非枸杞地速效磷平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)的3倍.3.4對土壤速效鉀的影響土壤速效鉀主要指土壤中水溶性鉀和交換性鉀.影響土壤鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)的主要因素是氣候、成土母質(zhì)和土壤質(zhì)地.故在一定區(qū)域內(nèi),土壤全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化不大.耕地土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)主要受土壤本身含鉀量和耕作施肥的影響.寧夏土壤受成土母質(zhì)影響,鉀素質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較豐富,灌區(qū)土壤全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20g/kg左右,1985年土壤普查時(shí)灌區(qū)耕地土壤速效鉀平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為231mg/kg,銀北地區(qū)位處灌區(qū)下游,土壤質(zhì)地較黏重,耕地土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)也較高,平均為250mg/kg.由于灌區(qū)耕地土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,加之大量試驗(yàn)資料表明,施用鉀素肥料,效果不顯著.因此,長期以來,盡管耕地復(fù)種指數(shù)不斷提高,單位面積產(chǎn)量持續(xù)增加,但農(nóng)民很少施用或不施鉀肥,隨著單位面積內(nèi)農(nóng)作物攜帶鉀素量的不斷增加,土壤本身貯存的速效鉀隨之減少,這是造成灌區(qū)耕地土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低的主要原因.增施有機(jī)肥和鉀肥能增加土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù),中寧縣枸杞地土壤速效鉀平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)256mg/kg,與1985年全縣耕地土壤速效鉀平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)(207mg/kg)相比較,其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)還增加了49mg/kg.吳忠市耕地土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)與1985年相比,雖也趨于降低,但其絕對質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅減少22mg/kg,這與該市畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá),農(nóng)民長期習(xí)慣施用腐熟的廄肥有機(jī)肥有密切的關(guān)系.4反應(yīng)和建議4.1重視配方施肥,推行測土配方施肥測土配方施肥是以土壤測試和肥料田間試驗(yàn)為基礎(chǔ),根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能和肥料效應(yīng),在合理施用有機(jī)肥料的基礎(chǔ)上,提出氮、磷、鉀及中、微量元素等肥料的施用數(shù)量、施肥時(shí)期和施肥方法.測土配方施肥是促進(jìn)耕地養(yǎng)分平衡、提高耕地質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù).寧夏要緊緊抓住全國開展測土配方施肥行動機(jī)遇,以農(nóng)業(yè)部測土配方施肥示范縣為樣板,在寧夏掀起測土配方施肥的新高潮.要緊緊圍繞測土配方施肥技術(shù)的“測土、配方、配肥、供肥、施肥指導(dǎo)”五個(gè)核心環(huán)節(jié),認(rèn)真總結(jié)已有的科研調(diào)查資料,基于灌區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化趨勢,積極探索研究適宜寧夏農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的特色測土配方施肥技術(shù),大力推廣先進(jìn)實(shí)用的“以土測產(chǎn)、以產(chǎn)定肥、以肥保產(chǎn)”測土配方施肥技術(shù),切實(shí)做到科學(xué)合理施肥,最大限度地提高肥料的有效利用率,降低農(nóng)民投入土地的成本,提高土地產(chǎn)投比,促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)本增效、農(nóng)民增收.4.2增施有機(jī)肥,推