宁夏引黄灌区耕地土壤养分状况分析

宁夏引黄灌区耕地土壤养分状况分析

土壤有机质和养分质量是土壤肥力的重要组成部分。土壤有机质和养分质量的研究和分析是农民合理施肥的重要基础。2005年，农业部在全国范围内开展了一次土壤样品联合施肥春季试验。20世纪80年代第二次土壤调查以来，对耕地有机质和养分含量进行了进行了调查。因此，分析研究灌溉。1材料和方法1.1市随机布点样方法2005年秋季测土采用代表剖面和随机布点相结合的方法,共采集土样5908个.其中,代表剖面样点数为2708个,各县市随机布点样点数为3190个(见表1).采样时间为2005年10月灌区灌冬水前.1985年土壤普查汇总时养分复查同样也采用代表剖面和随机布点(中卫县)相结合的方法,采样时间为1985年10月灌区灌冬水前,采集土样1792个.2次采集土样方法均为多点混合取样,2005年为9点平行错位多点混合,1985年为五点梅花多点混合.采集土样深度均为0～20cm.1.2分析土壤有机质采用重铬酸钾容量法,全氮采用凯氏法,碱解氮采用碱解、扩散吸收法,速效磷采用碳酸氢钠法,速效钾采用乙酸铵提取火焰光度法.1.3统计分析方法各市县平均值采用算术平均值统计分析方法,灌区平均值采用加权平均值统计分析方法,即以各县耕地面积作为权重进行统计计算.2结果与讨论2.1灌溉2.1.1土壤有机质质量分数1985年灌区耕地土壤有机质平均质量分数为13.1g/kg(图1),估计区间为12.9～13.2g/kg.耕地土壤有机质质量分数>15g/kg的面积占灌区耕地总面积的11.15%,换言之,灌区88.85%以上的耕地土壤有机质质量分数<15g/kg.2005年灌区耕地土壤有机质平均质量分数为14.18g/kg,估计区间为13.79～14.56g/kg.耕地土壤有机质质量分数>15g/kg的调查点占灌区耕地总调查点41%.从以上分析看出,自1985年以来,在灌区耕地面积扩大的同时,耕地土壤有机质质量分数呈现增加的趋势,耕地土壤有机质绝对质量分数平均增加1.08g/kg,相对增加幅度为8.24%,平均年增幅为0.4%.2.1.2土壤碱解氮质量分数耕地土壤碱解氮质量分数平均为58～84mg/kg.2005年灌区耕地土壤全氮平均质量分数为0.945g/kg,估计区间为0.923～0.967g/kg.耕地土壤碱解氮质量分数平均为61.21mg/kg,平均质量分数幅度为54.48～65.77mg/kg(图3),与1985年相比,灌区耕地土壤全氮质量分数呈现增加的趋势,其绝对质量分数平均增加0.145g/kg,相对增加幅度18.12%,平均年增幅为0.9%.灌区耕地土壤碱解氮质量分数变化不大.2.1.35年实际立地条件下农田土壤速效磷质量分数变化1985年灌区耕地土壤速效磷平均质量分数为12.8mg/kg(图4),估计区间为12.4～13.2mg/kg.2005年灌区耕地土壤速效磷平均质量分数为34.86mg/kg,估计区间为32.46～37.26mg/kg.与1985年相比,灌区耕地土壤速效磷质量分数明显增加,平均质量分数翻番,其绝对质量分数平均增加22.06mg/kg,相对增加幅度172.3%,平均年增幅为8.6%.2.1.4限制了运行的让耗力量,总质量分数有所增加1985年灌区耕地土壤速效钾平均质量分数为231mg/kg(图5),估计区间为223.9～238.1mg/kg.2005年灌区耕地土壤速效钾平均质量分数为150.1mg/kg,估计区间为102.0～199.2mg/kg.与1985年相比,灌区耕地土壤速效钾质量分数明显减少,其绝对质量分数平均减少80.9mg/kg,相对降低幅度35%,平均年降幅为1.8%.2.2灌溉2.2.1对土壤各养分质量分数的影响不同灌区土壤有机质及养分质量分数空间变异有所不同.1985年与2005年相比较,卫宁灌区耕地土壤有机质、全氮、速效磷平均质量分数增加幅度明显高于青铜峡灌区,其绝对质量分数较1985年分别增加1.66g/kg,0.19g/kg和32.42mg/kg,增幅分别为12.7%,22.9%和211.9%.速效钾质量分数降低幅度也大于青铜峡灌区,其平均质量分数由241.9mg/kg降低到141.2mg/kg,绝对质量分数减少100.7mg/kg,平均每年减少5mg/kg,年均降幅达到2.1%(详见表2).从不同地区土壤有机质及养分质量分数变化统计资料可看出,银北地区耕地土壤有机质、全氮、速效磷平均质量分数增加幅度明显低于银南地区,但其土壤速效钾质量分数降低幅度却比银南地区大,银北地区耕地土壤速效钾平均质量分数1985年为250.3mg/kg,2005年为159.3mg/kg,减少91mg/kg,平均每年减少4.55mg/kg;银南地区耕地土壤速效钾平均质量分数1985年为219.8mg/kg,2005年为143.2mg/kg,减少76.6mg/kg,平均每年减少3.83mg/kg.2.2.2各县市耕地土壤有机质质量分数及各全氮质量分数不同县市耕地土壤有机质及养分质量分数变化不同.从有机质质量分数变化看,灌区大部分县市耕地土壤有机质质量分数呈增加趋势,其中,以灵武市和惠农区耕地有机质质量分数增加明显,灵武市耕地土壤有机质平均质量分数由1985年的11.1g/kg增加到2005年的14.6g/kg,绝对质量分数增加3.5g/kg,增幅达到31.5%,年均增幅1.5%;惠农区耕地土壤有机质平均质量分数由1985年的14.6g/kg增加到2005年的17.3g/kg,绝对质量分数增加2.7g/kg,增幅为18.6%,年均增幅0.9%.银川市和永宁县耕地土壤有机质质量分数趋于降低,其平均质量分数分别由1985年的13.9和14.3g/kg降低到2005年的12.94和13.93g/kg,其绝对质量分数减少0.96和0.37g/kg,降幅分别为2.6%和6.9%.各县市2005年灌区耕地土壤有机质平均质量分数以惠农区最高,平均达到17.3g/kg,其次中卫市,平均为15.42g/kg.银川市最低,平均为12.94g/kg.除永宁县以外,灌区其他县市耕地土壤全氮质量分数均呈增加趋势.灌区各县市耕地土壤速效磷质量分数均明显增加,其绝对质量分数增加9～56mg/kg,增幅为69%～522%.以中宁县耕地速效磷质量分数增加最多,其绝对质量分数比1985年增加56.34mg/kg,年均增加2.8mg/kg,增幅为522%,翻了5番,年均增幅26.1%.其次为平罗县和吴忠市,其绝对质量分数分别比1985年增加27.77和23.73mg/kg,年均增加1.4和1.2mg/kg,增幅为201%和235%,翻了1番,年均增幅10.1%和11.8%.银川市耕地土壤速效磷质量分数增幅最小,其绝对质量分数仅增加9.2mg/kg,增幅为69%,年均增幅3.45%.灌区各县市耕地土壤速效钾质量分数均明显减少,其绝对质量分数减少22～135mg/kg,降幅为12%～51%.以中卫市耕地速效钾质量分数减少最多,其绝对质量分数比1985年减少135mg/kg,年均减少6.8mg/kg,增幅为51%,减少一半以上,年均降幅2.6%.其次为平罗县和青铜峡市,其绝对质量分数分别比1985年减少104和97.6mg/kg,年均减少5.2和4.9mg/kg,降幅为39%和44%,年均增幅2%和2.2%.吴忠市耕地土壤速效钾质量分数降幅最小,其绝对质量分数减少21.9mg/kg,降幅为12%,年均降幅0.6%.2.2.3中宁县耕地土壤速效磷质量分数水平空间变异变异系数是衡量样本中各个体偏离平均值的相对程度,变异系数越大,样本个体间差异越大.灌区耕地土壤有机质及养分质量分数变异系数自小到大的顺序依次为全氮—有机质—碱解氮—速效钾—速效磷.即耕地土壤速效养分质量分数变异系数大于耕地土壤有机质及全氮质量分数变异系数,尤以速效磷质量分数变异系数最大,1985年为72.9%,2005年为75.8%,中宁县耕地土壤速效磷质量分数变异系数为100.7%.2005年灌区耕地土壤速效磷极大值达496mg/kg,极小值仅为1.1mg/kg,相差494.9mg/kg,说明灌区耕地土壤速效磷质量分数水平空间变异大,反映出灌区耕地磷肥施用量不均衡的现象.3变化原因分析3.1土壤有机质质量分数20年来灌区耕地土壤有机质质量分数呈现上升的趋势,其主要原因有:①氮肥和磷肥用量的大幅上升促进了粮食产量提高,扩大土壤有机质的来源.由表3可看出,2005年灌区化肥总用量达到86.9万t,是1985年化肥总用量(23.2万t)的3.7倍.2005年全区小麦、水稻和玉米三大作物总产达到261.4万t,是1985年114.7万t的2.27倍.②秸秆还田比例不断的上升,有利于土壤有机质的积累.2005年惠农区和平罗县耕地土壤有机质平均质量分数居灌区第一和第三,这主要是由于近年来二县大部分耕地采用留高茬还田培肥土壤措施的缘故.③复种指数的持续上升,在提高作物产量的同时增加作物残茬和根的有机质输入.④露地高效作物种植比例上升,有机肥施用量不断增加.惠农区脱水蔬菜地和中宁县枸杞地,农民施用有机肥量不断增加.以中宁县为例,枸杞地土壤有机质平均质量分数高达16g/kg,明显高于非枸杞地.永宁县和银川市耕地土壤有机质质量分数略有降低,其主要原因:①城市建设占用了二县市部分肥力水平高的耕地.②自1985年以来,二县市增加的耕地多为贺兰山东麓的风沙土和淡灰钙土,如银川市西夏区兴源镇和金凤区兴泾镇,永宁县芦草洼和闽宁镇,这些地区开垦时间短,耕层土壤质地多为沙土,肥力瘠薄,土壤有机质质量分数大多为6g/kg,最低的仅为0.59g/kg.3.2土壤碱解氮质量分数的影响因素.土壤碱解氮质量分数主要受有机态氮素的矿化速率和施氮肥的影响.有机态氮矿化速率和矿化的数量主要受气候条件、土壤类型和母质颗粒组成等因素的影响,在一定区域,有机态氮矿化速率和矿化的数量相对稳定,因此,土壤碱解氮质量分数的增加主要取决于氮肥和有机肥的施用量.氮肥施入土壤后一部分被作物吸收,即氮肥的当季利用率;一部分残留在土壤中;一部分通过各种途径而损失.通常情况下,氮肥的利用率较低,损失量较大,残留在土壤中的有效氮很少.这就是灌区大部分耕地土壤碱解氮质量分数变化不大的主要原因.但是,增施有机肥可促进土壤碱解氮质量分数的增加,中宁县枸杞地土壤碱解氮平均质量分数高达84mg/kg,比非枸杞地高出31mg/kg,这主要是由于枸杞地增施腐熟有机肥的缘故.3.3增施有机肥,增加对土壤速磷质量分数的影响磷在土壤中的移动性极小,随渗漏而淋失的量也极微,因此,耕地土壤速效磷质量分数主要受控于该种土壤的磷素收支状况.如施入土壤的磷量大于被作物携走的量,速效磷就在土壤中残留累积起来.随着全区磷肥施用量的增加,残留在土壤中的磷素越来越多,2005年全区磷肥施用量达到46.02万t,是1985年磷肥施用量的2.6倍,这是导致灌区耕地土壤速效磷质量分数明显增加的主要原因.增施有机肥也能增加土壤速效磷质量分数,中宁县枸杞地在增施磷肥的同时增施有机肥,其土壤速效磷质量分数平均高达150mg/kg,是非枸杞地速效磷平均质量分数的3倍.3.4对土壤速效钾的影响土壤速效钾主要指土壤中水溶性钾和交换性钾.影响土壤钾质量分数的主要因素是气候、成土母质和土壤质地.故在一定区域内,土壤全钾质量分数变化不大.耕地土壤速效钾质量分数主要受土壤本身含钾量和耕作施肥的影响.宁夏土壤受成土母质影响,钾素质量分数比较丰富,灌区土壤全钾质量分数为20g/kg左右,1985年土壤普查时灌区耕地土壤速效钾平均质量分数为231mg/kg,银北地区位处灌区下游,土壤质地较黏重,耕地土壤速效钾质量分数也较高,平均为250mg/kg.由于灌区耕地土壤速效钾质量分数较高,加之大量试验资料表明,施用钾素肥料,效果不显著.因此,长期以来,尽管耕地复种指数不断提高,单位面积产量持续增加,但农民很少施用或不施钾肥,随着单位面积内农作物携带钾素量的不断增加,土壤本身贮存的速效钾随之减少,这是造成灌区耕地土壤速效钾质量分数降低的主要原因.增施有机肥和钾肥能增加土壤速效钾质量分数,中宁县枸杞地土壤速效钾平均质量分数高达256mg/kg,与1985年全县耕地土壤速效钾平均质量分数(207mg/kg)相比较,其绝对质量分数还增加了49mg/kg.吴忠市耕地土壤速效钾质量分数与1985年相比,虽也趋于降低,但其绝对质量分数仅减少22mg/kg,这与该市畜牧养殖业发达,农民长期习惯施用腐熟的厩肥有机肥有密切的关系.4反应和建议4.1重视配方施肥,推行测土配方施肥测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础,根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应,在合理施用有机肥料的基础上,提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用数量、施肥时期和施肥方法.测土配方施肥是促进耕地养分平衡、提高耕地质量的关键技术.宁夏要紧紧抓住全国开展测土配方施肥行动机遇,以农业部测土配方施肥示范县为样板,在宁夏掀起测土配方施肥的新高潮.要紧紧围绕测土配方施肥技术的“测土、配方、配肥、供肥、施肥指导”五个核心环节,认真总结已有的科研调查资料,基于灌区耕地土壤有机质及养分质量分数变化趋势,积极探索研究适宜宁夏农业生产实际的特色测土配方施肥技术,大力推广先进实用的“以土测产、以产定肥、以肥保产”测土配方施肥技术,切实做到科学合理施肥,最大限度地提高肥料的有效利用率,降低农民投入土地的成本,提高土地产投比,促进农业节本增效、农民增收.4.2增施有机肥,推