測土配方施肥對義烏市耕地質量的影響

周維明，陳國安，王黎明，賀麗萍，吳春艷*

(1.義烏市農技推廣服務中心,浙江義烏 322000; 2.義烏市佛堂鎮農合聯,浙江義烏 322000; 3.浙江省農業科學院環境資源與土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)

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測土配方施肥對義烏市耕地質量的影響

周維明1，陳國安1，王黎明2，賀麗萍3，吳春艷3*

(1.義烏市農技推廣服務中心,浙江義烏 322000; 2.義烏市佛堂鎮農合聯,浙江義烏 322000; 3.浙江省農業科學院環境資源與土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)

摘 要：為有效開展耕地質量提升工作,對義烏市基本農田試點土壤進行測試,針對土壤肥力狀況,建立測土配方施肥指標體系,提出相應施肥方案。通過測土配方施肥,義烏市2008—2014年土壤有機質含量明顯提升,土壤全氮含量下降,有效磷、速效鉀含量提高,土壤質量得到一定改善。受農民意識限制,測土配方施肥項目很難全面實施,因此,它將是一個長期而艱巨的工作。

關鍵詞：耕地質量;測土配方施肥;義烏

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20160245

耕地質量的不良變化正在對生態環境和社會經濟發展構成嚴重的威脅［1-2］。耕地質量的評價是耕地質量管理的基礎工作,只有科學地對耕地質量進行全面評價,了解耕地存在的問題,才能有效、有針對性地開展耕地質量的提升工作［3］。一個國家的糧食生產能力主要由兩方面的因素決定,一方面是耕地數量,另一方面是耕地質量,即單位耕地的生產能力。在人類的歷史進程中,確保人類總體糧食需要的最根本途徑也只有2條,一是擴大糧食種植面積,二是提高單位耕地的產量［4］。我國土地總面積約為9.6億hm2,但可以用于食物生產的土地資源(耕地、園地、草地)約4.64億hm2,其中生態極為脆弱的陡坡地和森林、草原、濕地、水面、荒灘、自然保護區等占了較大比例［1］。今后我國耕地總面積不但難以增加,且隨著工業化和城市化進程的加快,大量優質耕地被非農用地征用,特別是在我國經濟比較發達的地區［5］。據張鳳榮［6］測算,1997—2030年,我國居住、建設(不含公路、鐵路等基礎建設用地)占用耕地將達534.27萬hm2,平均每年16.02萬hm2。據耕地評等定級結果,我國耕地質量狀況并不理想,而且普遍認為我國耕地質量總體水平有下降趨勢［7-8］。在耕地后備資源有限及巨大的非農化壓力下,保障未來糧食安全的根本途徑是提高耕地質量和增強耕地生產能力［9-12］。農業部從2005年開展全國性測土施肥計劃,旨在從土壤測試和田間試驗入手,通過肥料配方和專用肥、復混肥等配方肥的生產與施用,為農民提供配套的施肥技術服務。本研究基于2008—2014年義烏市測土配方施肥監測數據,分析測土配方施肥后對耕地肥力提升效果及存在的問題,以掌握耕地質量演變趨勢,對耕地質量提升,改善生態環境,促進農業可持續發展有重要意義,從而也為耕地質量管理與耕地質量培肥提供借鑒和參考。

1　材料與方法

1.1研究區概況

義烏市位于金衢盆地東部,全市現有耕地面積2.172萬hm2,其中水田1.821萬hm2,全年農作物復種面積2.9萬hm2。義烏屬亞熱帶季風氣候,溫和濕潤,四季分明,年平均氣溫在17℃左右,平均氣溫以7月最高,為29.3℃,1月最低,為4.2℃。年無霜期為243 d左右。年降水量為1 100～1 600 mm。地貌類型以低丘和河谷平原為主。義烏有紅壤、黃壤、紫色土、石灰(巖)土、水稻土、基性巖土、潮土、和粗骨土8個土類,計15個亞類、32個土屬和46個土種。2009年對全市13個鎮(街道)進行測土配方施肥,本研究選取其中5個鎮(街道)耕地進行測土配方施肥對耕地質量的影響評價。

1.2土壤樣品采集與分析

在2009年全市進行測土配方施肥后,根據土壤基本理化性質,建立測土配方施肥技術體系,確立施肥方案,2014年在義烏市上溪鎮、義亭鎮、佛堂鎮、赤岸鎮和城西街道5個鎮(街道)實施測土配方施肥效果評價。

采樣同時,記錄樣點的立地條件、土地利用、生產條件、施肥水平等信息。土樣分析項目包括pH值、有機質、全氮、有效磷、速效鉀等。土壤理化性質用常規方法測定［13］。

1.3數據處理

數據使用Excel 2007軟件進行分析。

2　結果與分析

2.1土壤基本理化性質

通過對義烏市13個鎮(街道) 2 078個樣品的pH值測定,結果(表1)表明,義烏市土壤普遍偏酸性,且強酸性土壤(pH＜5.5)所占比例較高,占總樣品數量的45.0%,主要集中在赤岸鎮、廿三里街道和佛堂鎮,強酸性土壤所占比例均超過當地農田檢測比例的50%,其中赤岸鎮79.7%的檢測土壤pH值呈強酸性。

表1　2009年義烏市13個鎮（街道）耕地的土壤基本理化性質

義烏土壤有機質含量普遍偏低,土壤有機質含量＜20 g·kg-1的采樣點占總測樣量的83.0%,其中有機質含量＜10 g·kg-1的樣品量占總樣品量的41.1%;僅有0.4%樣品的土壤有機質含量＞30 g·kg-1;不同鎮(街道)土壤有機質的含量差異較大,從義烏各鎮(街道)土壤有機質的平均含量來看,以后宅街道土壤有機質平均含量最高,為23.39 g·kg-1,其他各鎮(街道)土壤有機質平均含量均＜20 g·kg-1,佛堂鎮和上溪鎮土壤有機質平均含量＜10 g·kg-1。

義烏市土壤全氮平均含量為2.12 g·kg-1,處于中等偏上水平,僅11.4%的測試土壤全氮含量＜1.0 g·kg-1,且7.8%位于佛堂鎮,其他各鎮(街道)全氮含量相對較高,后宅街道所有檢測土壤全氮含量均＞2.0 g·kg-1,個別土壤全氮含量甚至＞5.0 g·kg-1。

各測試土壤有效磷、速效鉀含量普遍偏低,其中有效磷含量＜5 mg·kg-1的土壤占總測試土壤的43.4%,速效鉀含量＜50 mg·kg-1的占63.0%;且各鎮(街道)土壤有效磷、速效鉀含量差異極大,有效磷最大差距達1 000多倍(赤岸鎮);速效鉀最低值和最高值之間也相差100多倍。

2.2建立測土配方施肥指標體系

根據土壤測試結果,結合以往工作基礎及3414田間試驗結果,建立測土配方施肥指標體系,指導農民合理施肥。測土配方施肥指標體系依據基本原則如下:

土壤有機碳增量=有機物料投入量-土壤有機質礦化量=有機物料中碳×腐殖化系數-土壤有機碳×土壤有機質礦化率。

大量試驗結果表明,浙江省有機物料(包括鮮豬廄肥)的腐殖化系數為0.3左右,土壤有機質礦化率在4%左右［14］。

化肥氮的施用量=推薦施氮量-有機肥含氮量×當季礦化率=目標產量吸氮量/0.8 -有機肥含氮量×當季礦化率。

通過長期肥料定位試驗,用多年施入稻田氮的總和與回收氮的比值來計算氮的累積利用率,發現氮的累積利用率的80%左右［15-16］,因此,推薦施氮量為:目標產量的吸氮量/0.8,由于施入土壤中的氮部分被土壤所固定,土壤氮的固定與釋放動態相對平衡,因而此處不考慮土壤有機質分解礦化的氮。

化肥磷的施肥量=推薦施磷量-有機肥含磷量。

當有效磷＜5 mg·kg-1時,磷肥施用量=吸磷量×1.5;當有效磷5～15 mg·kg-1時,磷肥施用量為吸磷量×1.2;當有效磷15～25 mg·kg-1時,磷肥施用量為吸磷量;當有效磷25～50 mg·kg-1時,磷肥施用量為吸磷量×0.8;當有效磷＞50 mg· kg-1時,磷肥施用量為吸磷量×0.5,晚稻不施磷化肥。

化肥鉀的施肥量=推薦施鉀量-有機肥含鉀量。

當土壤中速效鉀＜120 mg·kg-1時,鉀肥的施用量=水稻吸鉀量/0.9;當土壤中速效鉀120～200 mg·kg-1時,鉀肥的施用量=水稻吸鉀量;當土壤中速效鉀＞200 mg·kg-1時,鉀肥的施用量=水稻吸鉀量×0.8。

2.3土壤理化性質變化趨勢

2008和2014年分析結果(表2)表明,測土配方施肥后農田耕層土壤有機質含量總體上表現為穩中有升的趨勢,各鎮(街道)農田耕層土壤有機質含量均由原來平均＜15.0 g·kg-1上升到平均＞20.0 g·kg-1,且除了城西街道平均上升了8.26 g·kg-1外,其他各鎮(街道)農田耕層土壤有機質含量平均上升了＞10.0 g·kg-1。

表2　通過測土配方施肥土壤養分的變化情況

土壤全氮含量整體下降,平均下降0.29～1.13 g·kg-1,下降幅度達15.8%～43.3%。土壤全氮含量下降的原因主要是通過測土配方施肥,調整了氮、磷、鉀三要素施用比例,實行以產定氮,從而減少了氮肥施用量,提高了化肥的利用率。

土壤有效磷和速效鉀都增加明顯,如義亭鎮土壤有效磷平均含量增加了3.5倍,但是各區塊增加幅度差異極大,各鎮(街道)增加量均以種植瓜果、蔬菜等經濟作物區土壤有效磷和速效鉀增量最大,其中經濟作物區土壤有效磷含量增加量37.83～132.89 mg·kg-1,而糧食生產區,土壤有效磷的增加量為4.28～13.8 mg·kg-1;經濟作物區土壤速效鉀含量增加量102.45～166.4 mg·kg-1,糧食生產區平均增加28.65 mg·kg-1。

土壤對植物生長所必需的大多數營養元素,于pH值6～7有效度最高。但是通過效果評價結果表明,只有城西街道土壤pH值平均值達到了6～7,義亭鎮土壤平均pH值增加了0.19;赤岸鎮和佛堂鎮基本保持在原來的水平,沒有明顯變化;而上溪鎮土壤pH值卻明顯下降,平均下降0.68個單位,其原因可能主要是由于上溪鎮土壤有效磷和速效鉀基數較低,后期土壤有效磷和速效鉀增加明顯,從而導致土壤pH值下降幅度大。

3　小結與討論

肥料在作物的生產中發揮著重要作用,特別是化肥的施用對我國農業增產起到了決定性的作用［17-19］。義烏是目前全球最大的小商品集散中心。被聯合國、世界銀行等國際權威機構確定為世界第一大市場。近幾年由于各種非農建設占用大量熟化程度高、產出率高的耕地,加上有機肥施用量逐年減少,化肥施用量增加,施肥養分比例失調,高強度耕作等,導致耕地地力下降、農作物養分不平衡、影響農產品質量安全,增加環境負擔。

通過測土施肥項目的開展,建立和完善“以科研為基礎、以推廣為主體、以企業為紐帶、以農民為對象”的新時期科學施肥體系,從而改變農民的傳統觀念,全面推廣養分資源綜合管理,有效地提高土壤有機質含量,減少化肥用量,促進土壤養分平衡。但是,從目前施肥情況來看,由于農戶間肥料施用技術水平差異較大,且部分農戶不愿接受培訓、指導,化肥用量仍存在過量、不均衡等問題,因此,測土配方施肥將是一項長期而艱巨的工作。

在今后的工作中,一方面要繼續積極引導農民合理、均衡施肥;另一方面應建立和加強地力數據庫和監測點工作,及時了解耕地地力變化情況,密切關注耕地質量的動態變化,從而為制定施肥方案、及時修正施肥方法、改善耕地地力培肥措施及耕地質量管理等提供依據。

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(責任編輯：吳益偉)

通信作者:吳春艷,E-mail:wuchyan2012@163.com。

作者簡介:周維明(1963—),浙江諸暨人,高級農藝師,從事農技推廣工作,E-mail:2223716659@qq.com。

基金項目:國家科技支撐計劃(2015BAD23B03)

收稿日期:2015-12-12

中圖分類號：S156

文獻標志碼：A

文章編號：0528-9017(2016)02-0280-04

文獻著錄格式:周維明,陳國安,王黎明,等.測土配方施肥對義烏市耕地質量的影響［J］.浙江農業科學,2016,57 (2):280-283.