湖北省主要農區耕地土壤質量研究Ⅱ.近30年來土壤肥力的演變

摘要：采用統計學的方法，研究了湖北省主要農區近30年來耕地土壤肥力變化情況。結果表明，土壤酸化明顯，土壤有機質、速效鉀下降，土壤速效磷、堿解氮增加，尤其土壤速效磷顯著增加。同時，提出了合理利用耕地、保護土壤肥力的技術措施。

關鍵詞：湖北??；農區；土壤肥力；演變

中圖分類號：S158 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）02-0299-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.02.007

土壤肥力作為土壤質量狀況的一個重要指征，是維持土壤生產力、保障動植物健康的重要因素。土壤肥力受母質、地形、氣候等自然因素和耕種、施肥、灌溉等人類活動的影響，一直處于動態的變化之中，了解掌握土壤肥力及其演變規律，已成為農業可持續發展的重要研究熱點[1，2]。

湖北省340萬hm2的耕地中，水稻、小麥、油菜和玉米是最主要的種植作物。從20世紀70年代以來，湖北省作物面積、布局、產業結構等發生了較大的改變，同時農業耕作中，施肥習慣、肥料用量等變化也更加明顯。為了解我省主要農區近30年來耕地土壤肥力變化狀況及演變規律，以1977 — 1980年湖北省第二次土壤普查項目資料、2007 — 2010年湖北省測土配方項目結果為依據，采用統計學方法，研究了湖北省近30年來土壤肥力的演變規律。

1 材料與方法

1.1 調查地域的確定

湖北省的江漢平原、鄂中丘陵、鄂北地區等幾個區域，為湖北省糧棉油最重要產區，其面積占到了湖北省耕地總面積的70%左右，本次選擇上述3個區域作為全省主要農區開展研究。其中江漢平原以潛江市作為代表，鄂中丘陵以荊門市掇刀區和東寶區作為代表，鄂北地區以棗陽市和宜城市作為代表。

1.2 數據采集與樣品測試

土壤樣品的養分測試數據，從湖北省第二次土壤普查（1977-1980年）及國家測土配方施肥資金補貼項目（2007-2010年）各相關項目縣（市）獲得。土壤樣品采用常規分析方法分析[3]。

1.3 數據處理

數據統計處理采用SPSS 13.0軟件和Excel 2003進行處理。

2 結果與分析

2.1 近30年來湖北省主要農區土壤pH的變化

表1和圖1結果表明，湖北省主要農區近30年來，耕地土壤pH變化較為明顯，一個顯著的特點就是pH 5.5～6.4的樣本比例大幅度增加，由24.85%上升到39.92%，增加了15.07%；pH 6.5～7.4的樣本比例變化不大，基本保持在42.20～44.77%；而pH 7.5～8.4的樣本比例，則由原來的25.57%下降到目前的12.70%，下降了12.87%。統計結果表明，本區土壤酸度增加了0.5～0.9個pH單位。按照Murrell的觀點[4]，土壤酸度增加了3.2～7.9倍，這與孟紅旗等[5]、張永春等[6]的研究是一致的，說明湖北省土壤呈現明顯的酸化趨勢，尤以江漢平原和鄂北地區最為突出。

2.2 近30年來湖北省主要農區土壤有機質的變化

表2和圖2的結果表明，處于兩極端（<6.0 g/kg和>40.0 g/kg）的樣本比例基本沒有變化。有機質含量6.0～20.0 g/kg的樣本比例顯著減少，由原來的62.76%下降到目前的32.42%，而有機質含量20.0～40.0 g/kg的樣本比例，則由原來的33.24%增加到64.35%，其中以有機質含量20.0～30.0 g/kg的樣本比例增加較多，同比增加23.39%。從總體水平看，耕地土壤有機質平均含量由1980年的24.40 g/kg[7]，下降到目前的23.40 g/kg，說明湖北省主要農區土壤有機質總體上持平，略呈下降趨勢。

2.3 近30年來湖北省主要農區土壤全N的變化

表3和圖3結果表明，除全N<0.74 g/kg和全N>2.00 g/kg的樣本比例下降外，全N含量在0.75～2.00 g/kg的樣本比例都有所增加，由原來的70.27%增加到目前的90.39%，增加了20.12%。而這一含量區間，是全N主要的分布區域。從全N含量平均水平看，土壤全N從1983年的1.52 g/kg，下降到目前的1.20 g/kg，呈下降趨勢。

2.4 近30年來湖北省主要農區土壤堿解N的變化

表4和圖4結果表明，土壤堿解N 30.0～60.0 mg/kg的比例下降明顯，由原來的22.13%下降到目前的3.36%，土壤堿解N 60.0～90.0 mg/kg的比例變化不大，略有下降，而土壤堿解N 90.0～150.0 mg/kg的比例則有所增加，由原來的33.73%增加到目前的58.30%?？傮w上看，土壤堿解N缺乏和極缺乏的樣點比例在減少，堿解N適宜的樣點比例有所增加。整體上土壤堿解N有增加趨勢。

2.5 近30年來湖北省主要農區土壤速效P的變化

表5和圖5結果表明，原來土壤速效P<5.0 mg/kg的比例達到61.52%，而目前僅占7.21%，土壤速效P 10.0～20.0 mg/kg的比例有原來的9.55%，上升到目前的42.94%，增加了33.39%，而土壤速效P極豐富（>60.0 mg/kg）的比例也有0.45%。極端情況下，有的田塊土壤速效P超過了100.0 mg/kg，甚至達到了166.0 mg/kg。這說明土壤速效P顯著增加。

2.6 近30年來湖北省主要農區土壤速效的變化

表6和圖6結果表明，土壤速效K 50.0～100.0 mg/kg的比例略有增加，由原來的25.18%增加到目前31.23%，速效K 100.0～150.0 mg/kg的比例有所下降，由原來的39.62%下降到目前的33.55%。其他各區段樣本比例變化不大。說明土壤速效K整體上呈下降趨勢。

3 討論

3.1 湖北省主要農區耕地土壤肥力發生結構性改變

近30年來，湖北省主要農區的土壤肥力發生結構性改變，主要表現在以下幾個方面。

1）土壤酸化現象明顯，30年間土壤酸度增加了0.5～0.9個pH單位。

2）土壤有機質、全N、速效K等呈下降趨勢。土壤有機質30年間平均由24.40 g/kg下降到目前的23.40 g/kg；土壤全N由30年前的1.52 g/kg下降到目前的1.20 g/kg；土壤速效K缺乏（50～100 mg/kg）的樣點比例增加，中等（100～150 mg/kg）比例的樣點下降，土壤速效K整體上呈下降趨勢。

3）土壤速效P、堿解N表現為增加，尤其土壤速效P顯著增加，土壤速效P缺乏的樣點比例大大降低，土壤堿解N整體上略呈增加趨勢。

3.2 保護耕地土壤肥力的探討

為合理利用耕地、保護土壤肥力，應注重用養結合，合理施用化肥。

1）加強有機肥的投入。調查表明，目前有機養分與無機養分投入比例明顯失調，“七五”末期，平均每年有機肥（農家肥）投入量達25 000～30 000 kg/hm2，有機養分與無機養分的供應比例基本保持在5∶5左右，但目前每年有機肥的投入量不足7 500 kg/hm2，有機養分與無機養分的供應比例約為2∶8。同時，耕地要用、養結合。目前綠肥等養地作物面積大幅度減少，湖北省“七五”末期有65萬hm2，但目前僅不足15萬hm2[8]。同時通過秸稈還田、合理輪作等措施實行用養結合。

2）科學合理施用化學肥料。目前施用的化學肥料養分結構配比不合理，根據調查，氮、磷、鉀施用比例平均為1.0∶0.3∶0.2左右，化肥中主要為氮、磷肥，其比例高達85%以上，高氮、磷投入，使土壤速效磷、堿解氮增加，尤其速效磷增加顯著，增加的土壤速效磷、堿解氮也加大了環境風險，導致水體富營養化；同時化肥品種結構不合理，雖然目前施用復混（合）肥的比例在增加，但長期的碳銨、單質磷肥（普鈣）等的施用，可能會造成土壤板結、酸化，并會增加土壤鎘、鉛等重金屬[9，10]污染風險。

參考文獻：

[1] 劉世梁，傅伯杰，劉國華，等.我國土壤質量及其評價研究的進展[J].土壤通報，2006，37（1）：137-143.

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[3] 鮑士旦.土壤農化分析（第三版）[M].北京：中國農業出版社，2000.

[4] 張過師，陳 防.不同pH值之間如何相互比較[J].高效施肥，2011，10（27）：54.

[5] 孟紅旗，劉 景，徐明崗，等.長期施肥下我國典型農田耕種土壤的pH演變[J].土壤學報，2013，50（6）：1109-1115.

[6] 張永春，汪吉東，沈明星，等.長期不同施肥對太湖地區典型土壤酸化的影響[J].土壤學報，2010，47（3）：465-472.

[7] 張德才，童 軍，胡勁紅，等.湖北省耕地土壤肥料問題與對策[J].湖北農業科學，2006，45（3）：310-312.

[8] 鄧先瑞，嚴 玲，楊淑玲，等.湖北省耕地資源及其可持續利用對策[J].長江流域資源與環境，1998，7（1）：31-35.

[9] 張德才，羅 穎，劉 濤.湖北省主要耕地土壤地力監測結果分析及對策[J].湖北農業科學，2004，43（3）：53-55.

[10] 張世賢.中國土地資源保護與平衡施肥技術對策，施肥與環境學術討論會論文集[M].北京：中國農業科技出版社，2004.