浙江省農(nóng)田土壤養(yǎng)分變化規(guī)律研究

浙江省農(nóng)田土壤養(yǎng)分變化規(guī)律研究

隨著世界糧食供應(yīng)的進(jìn)一步縮小，所有國(guó)家都將糧食生產(chǎn)置于與國(guó)家安全相關(guān)的重要地位。要解決浙江省糧食安全和增加農(nóng)民收入,根本的途徑就是培肥地力,改良土壤,建立疏松肥沃、抗逆性強(qiáng)的農(nóng)田生態(tài)系,增強(qiáng)耕地綜合生產(chǎn)能力。浙江可以稱(chēng)得上是水稻之鄉(xiāng),水田面積占浙江省耕地的81%,因此研究水稻土土壤養(yǎng)分狀況,探討?zhàn)B分變化特征及人為耕作方式對(duì)水稻土質(zhì)量的影響,能為浙江省水稻土的養(yǎng)分管理提供科學(xué)依據(jù)。影響水稻土養(yǎng)分變化的因素很多,土壤分類(lèi)能確切地反映土壤本身發(fā)生、發(fā)展和分布的規(guī)律,以及土壤肥力的特征或狀況。因此我們選擇浙江省水稻土面積最大的青紫泥田、黃斑田、黃泥砂田、洪積泥砂田4種土屬,分別代表平原及山區(qū)糧食生產(chǎn)的主要土壤類(lèi)型,同時(shí)選擇多年種植農(nóng)田(將浙江省標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田劃分為多年種植農(nóng)田、平整后農(nóng)田、旱改水、溪灘地、圍墾后農(nóng)田、新圍墾地和其他農(nóng)田七種類(lèi)型)作為研究對(duì)象,排除其他土屬或農(nóng)田類(lèi)型的干擾,更利于了解水稻土養(yǎng)分變化的規(guī)律,正確評(píng)估農(nóng)田生產(chǎn)力,為制定農(nóng)田質(zhì)量提升規(guī)劃和政策措施,確保浙江省150億kg糧食綜合生產(chǎn)能力提供科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1土壤類(lèi)型調(diào)查水稻土土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀數(shù)據(jù)來(lái)自2008年浙江省開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田地力調(diào)查的83個(gè)縣(市、區(qū)),土壤類(lèi)型包括青紫泥田、黃斑田、黃泥砂田、洪積泥砂田,土壤樣品數(shù)量分別為2900,2079,2733,1647個(gè)。1.2有效磷及長(zhǎng)效鉀測(cè)定土壤樣品的采集、處理和貯存參照NY/T1121.1,土壤pH測(cè)定采用玻璃電極法NY/T1121.2-2006,有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用H2SO4—K2Cr2O7容量法NY/T1121.6-2006,有效磷測(cè)定酸性土采用氟化銨—稀鹽酸浸提—分光光度法NY/T1121.7-2006、石灰性土采用碳酸氫鈉浸提—分光光度法NY/T149-1990,速效鉀測(cè)定采用乙酸銨浸提—火焰光度法NY/T889-2004。其中土壤耕層pH、有機(jī)質(zhì)、有效磷和速效鉀的等級(jí)劃分通過(guò)浙江省不同地貌類(lèi)型縣(市、區(qū))典型數(shù)據(jù)反復(fù)驗(yàn)證,最后經(jīng)浙江大學(xué)、浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、嘉興市農(nóng)經(jīng)局等有關(guān)專(zhuān)家論證確定。2結(jié)果與分析2.1土壤ph等級(jí)不高2008年浙江省地力調(diào)查顯示(表1),青紫泥田、黃斑田、黃泥砂田、洪積泥砂田四大土屬pH平均值分別為6.00,6.10,5.64,5.53,標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.54,0.64,0.72,0.85,變異系數(shù)為0.09,0.10,0.13,0.15。青紫泥田和黃斑田土屬pH等級(jí)以二級(jí)田(微酸性土壤)為主,分別占65.3%和57.4%;黃泥砂田和洪積泥砂田土屬pH等級(jí)以四級(jí)田(酸性土壤)比例最大,分別占48.9%和58.3%。與二次普查(1984年)時(shí)相比,土壤趨向酸化。青紫泥田和黃斑田土屬pH一級(jí)農(nóng)田(中性土壤)所占比例由二次普查時(shí)的36.9%和59.8%下降至14.2%和22.7%,四級(jí)農(nóng)田比例由二次普查時(shí)的2.6%和0.4%上升至19.6%和18.0%。同樣,黃泥砂田和洪積泥砂田土屬pH二級(jí)田所占比例由二次普查時(shí)的71.6%和74.3%下降至37.1%和23.2%;四級(jí)田所占比例由二次普查時(shí)的19.3%和19.5%上升至48.9%和58.3%。2.2青紫泥田、黃斑田石化工田平均年增長(zhǎng)量10.8.此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)(表1),青紫泥田、黃斑田、黃泥砂田、洪積泥砂田四種土屬有機(jī)質(zhì)平均含量分別為37.6,33.7,30.6,31.2g/kg,標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為10.8,11.0,10.8,10.0g/kg,變異系數(shù)別為0.29,0.33,0.35,0.32,與二次普查時(shí)相比(平均值分別為35.6,32.4,31.2,32.9g/kg)青紫泥田、黃斑田平均值略有提高,黃泥砂田、洪積泥砂田平均值略有降低。4種土屬有機(jī)質(zhì)含量一二級(jí)田比例分別為75.9%,62.2%,48.1%,51.2%,四、五級(jí)農(nóng)田比例由二次普查時(shí)的2.4%,9.6%,8.9%,7.6%提高到4.0%,11.0%,14.3%,10.7%,說(shuō)明土壤有機(jī)質(zhì)整體水平較豐富,但有機(jī)質(zhì)缺乏和極缺乏農(nóng)田比例有增加趨勢(shì)。2.3不同土屬有效磷含量的變化2008年調(diào)查發(fā)現(xiàn)(表1),青紫泥田、黃斑田、黃泥砂田、洪積泥砂田土屬有效磷平均含量分別為16.2,17.8,24.5,39.8mg/kg,標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為34.9,29.0,47.3,69.0mg/kg,變異系數(shù)為2.15,1.63,1.93,1.58。是二次普查時(shí)4種土屬有效磷平均值(6,6,6,10mg/kg)的2~4倍,有效磷≤10mg/kg的缺磷土壤由二次土壤普查時(shí)的83.7%,85.0%,63.8%,35.0%降至60.2%,55.6%,48.0%,26.7%(表2)。有效磷含量大幅上升,且不同土屬差異明顯,質(zhì)地以粘壤土為主的洪積泥砂田和質(zhì)地為粘壤土至壤質(zhì)粘土的黃泥砂田土屬土壤有效磷上升幅度明顯大于壤質(zhì)粘土或粉砂質(zhì)粘土質(zhì)地的青紫泥田和黃斑田土屬。調(diào)查同時(shí)發(fā)現(xiàn),4種土屬有效磷一二級(jí)田比例僅為12.0%,11.4%,14.6%,19.4%,而有效磷>40.0mg/kg的三級(jí)田比例有快速增加的趨勢(shì),說(shuō)明4種土屬農(nóng)田有效磷仍有待提高,同時(shí)不同農(nóng)田有效磷變幅增大。2.4不同等級(jí)農(nóng)田土壤異系數(shù)調(diào)查顯示(表1),青紫泥田、黃斑田、黃泥砂田、洪積泥砂田土屬速效鉀平均含量分別為104,108,82,84mg/kg,標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為45,50,57,62mg/kg,變異系數(shù)為0.43,0.46,0.70,0.74,比二次普查時(shí)平均值分別提高了13,11,22,16mg/kg,四類(lèi)土壤一二級(jí)農(nóng)田比例由二次普查時(shí)的35.7%,46.9%,10.2%,13.8%提高到46.0%,49.2%,22.8%,24.2%,提高幅度似乎與其鉀素含量密切相關(guān),即原來(lái)速效鉀含量低的土屬提高幅度大,原來(lái)速效鉀含量高的土屬,提高幅度小。但青紫泥田、黃斑田、黃泥砂田、洪積泥砂田四類(lèi)土壤速效鉀四級(jí)和五級(jí)的缺鉀農(nóng)田比例仍分別高達(dá)30.8%,30.4%,64.1%,65.0%,農(nóng)田土壤缺鉀現(xiàn)象還相當(dāng)嚴(yán)重。3化肥科學(xué)使用,加大有機(jī)肥的投入,使其“三化”通過(guò)對(duì)浙江省青紫泥田、黃斑田、黃泥砂田、洪積泥砂田四大水稻土土屬的農(nóng)田地力調(diào)查結(jié)果表明:四類(lèi)土屬經(jīng)多年種植農(nóng)田土壤酸化明顯;有機(jī)質(zhì)含量較豐富,但有機(jī)質(zhì)極缺乏農(nóng)田有增加趨勢(shì);有效磷含量大幅上升,但缺磷現(xiàn)象仍很?chē)?yán)重,且農(nóng)田間差異增大;速效鉀含量顯著提高,但四種土屬仍有30%~65%不等的農(nóng)田缺鉀。四類(lèi)土屬土壤酸化的原因一方面與有機(jī)肥使用量減少有關(guān)。浙江省全年有機(jī)肥與化肥的施肥總量比例為21.9%,遠(yuǎn)低于培肥地力有機(jī)肥與化肥的配施比例應(yīng)大于50%的要求,使土壤有機(jī)質(zhì)含量下降,緩沖能力降低,土壤酸化;另一方面是化肥總施用量過(guò)大,氮、磷、鉀比例失調(diào),其中氮肥施用量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),加之鈣、鎂等中微量元素投入相對(duì)不足,造成土壤養(yǎng)分失調(diào),土壤酸化。因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)增加有機(jī)肥的投入,推廣測(cè)土配方施肥,將通用型的復(fù)合肥改成各種氮、磷、鉀配比合理的作物配方專(zhuān)用肥,注重鈣、鎂及中微量元素投入。四類(lèi)土壤有效磷含量均呈現(xiàn)大幅上升的趨勢(shì),這與二次普查以來(lái)磷肥投入大幅增加有關(guān),但青紫泥田、黃斑田、黃泥砂田土屬缺磷現(xiàn)象仍很?chē)?yán)重,缺磷的主要原因還是與土壤類(lèi)型及種植結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般而言,質(zhì)地粘重的土壤,對(duì)磷的固定能力較強(qiáng),而砂質(zhì)土對(duì)磷的固定能力較弱。另外部分地方冬春作物種植面積逐年減少,種植制度以單季晚稻為主,磷肥投入量下降,導(dǎo)致土壤缺磷。因此,在目前的土壤有效磷含量水平下,這些農(nóng)田應(yīng)增加磷肥的施用,并加大有機(jī)肥的投入。很多研究表明,有機(jī)肥可以顯著活化土壤本身的磷,并能減少對(duì)磷的吸附。同時(shí)過(guò)量施用磷肥的現(xiàn)象也應(yīng)引起我們的高度重視,如有效磷含量>40.0mg/kg的農(nóng)田比例明顯增加、洪積泥砂田土屬有效磷平均值高達(dá)39.8mg/kg,這與部分農(nóng)民種植蔬菜、水果、苗木花卉等經(jīng)濟(jì)作物,為了獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益大量施用含磷肥料有關(guān)。早在1996年Sharpley等指出,導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要驅(qū)動(dòng)因素之一就是高氮、磷肥料用量的菜果花(蔬菜、水果、花卉)農(nóng)田面積大幅度增長(zhǎng),因此在這些土壤要減少磷肥使用、防止磷肥流失。近年來(lái),農(nóng)戶(hù)比較重視施用鉀肥,同時(shí)秸稈還田面積較大(占水田面積的75%以上),如稻草中含鉀(K2O)為2.7%,以畝還田250kg稻草為例,相當(dāng)于畝投入6.7kg純K2O,因此速效鉀含量顯著提高,但隨著稻田復(fù)種指數(shù)的增加、水稻品種的改良和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步,水稻產(chǎn)量大幅度增加,水稻作物從土壤中帶走的鉀素也隨之增多,Sharpley報(bào)道籽實(shí)中的鉀占鉀素輸出量的85.5%,加之國(guó)內(nèi)、省內(nèi)鉀肥資源嚴(yán)重短缺,主要依