黑龍江省松嫩平原土壤肥力現狀評價

2016-08-23 03:01:34雷風華時慧霖韓嘉莉崔玉軍

地球 2016年7期

■雷風華時慧霖韓嘉莉崔玉軍

（黑龍江省地質調查研究總院黑龍江哈爾濱150036）

黑龍江省松嫩平原土壤肥力現狀評價

■雷風華時慧霖韓嘉莉崔玉軍

（黑龍江省地質調查研究總院黑龍江哈爾濱150036）

以黑龍江省松嫩平原南部1：25萬多目標地球化學調查評價項目的高精準度大數據為依據，從土壤自然肥力和人為肥力兩個方面，對松嫩平原耕作區土壤做了土壤肥力現狀評價，并提出科學施肥建議。

松嫩平原南部土壤肥力評價

0　引言

土壤肥力是農作物生長養分汲取的源泉，全面了解土壤肥力狀況，對于指導農業生產，科學施肥具有實際意義。土壤肥力可劃分為自然肥力和人為肥力。土壤在自然狀態下具有的肥力是母質層巖石經過時間、氣候、生物、地形等多種自然因素綜合作用產生的。隨著人類對土壤的農業種植以及農業施肥等，土壤肥力不可避免的會受到人為因素影響。其中，土壤自然肥力的豐缺決定了土地本身具備的生產力的高低。

筆者參加黑龍江省農業地質調查工作，本文是基于黑龍江省松嫩平原南部多目標地球化學調查成果[1]取得的數據，對松嫩平原南部自然土壤肥力現狀進行了分析研究。

1　區域概況

松嫩平原，位于黑龍江省南部，地形平坦，土質肥沃，為黑龍江省主要農業區，包括哈爾濱市、齊齊哈爾、大慶等市縣，是我國重要的糧食生產基地。水系發達，湖泊眾多，屬于溫帶大陸季風氣候，四季分明，年平均降水量370—670毫米，全年積溫在2400-2800℃之間[2]。區內土壤類型主要以黑土、黑鈣土、草甸土為主，約占松嫩平原區面積的90%以上。

2　數據來源及可靠性

表層土壤采樣密度為1km×1km，取0-20cm的表層土壤1kg，并按4km2組合成一個樣品進行分析測試。深層土壤樣采樣密度為4km×4km，取180-200cm的深層土壤1kg，并按16km2組合成一個樣品進行分析測試。工作面積81500 km2，采土壤樣品104140件（其中表層83312件，深層20828件），表層土壤分析數據量20929。

測試分析分別由黑龍江省地質礦產測試中心和吉林省地質科學研究所測試中心承擔，質量監控按照DD2005-01《多目標區域地球調查規范（1：250000）》的要求執行。數據真實可靠。

3　評價指標的篩選

土壤養分元素按照植物生長過程所需含量高低可劃分為3類：（1）必須大量和中量元素，包括有機碳、氮、磷、鉀、硫、鎂、鈣；（2）必須微量元素，包括：鐵、錳、鋅、銅、硼、鉬、氯；（3）有益元素，包括：硅、鈷、鎳、鈉。本論文選取對植物生長過程中必須的大量、中量元素和必須微量元素作為指標進行評價綜述。

根據全國第二次土壤普查土壤中養分含量分級標準對研究區內大量營養元素進行分級[3]。其中鈣、鎂、硫、硼、鋅、鐵元素尚未有分級標準，參考《中國土壤元素背景》中給出的全國土壤（A層）中給出的背景值的10%，25%，50%，75%和90%順序統計量作為本區土壤的分級標準（表2）[4]。以＜10%極低含量，10%—25%為低含量，25—75%為中等含量，75—90%為高含量，＞90%為很高含量。

4　必須大量元素分布特征

4.1氮元素分布特征

氮元素是農作物生長的必須大量元素，除了某些豆類植物本身具有的固氮作用，其它綠色植物的氮源均來自與土壤。土壤中氮含量通常被用以作為衡量基礎肥力。根據黑龍江省1：25萬多目標調查成果[5]顯示，氮元素含量>2000mg/kg的土壤面積達到18798平方公里，占全區面積的22.67%,集中在松嫩平原北部；含量在1500-2000mg/kg的土壤面積達到28.934，占全區面積的34.89%，集中在松嫩平原的南部和中部；西部沼澤湖泊區以及水系流域氮含量相對低。根據鮑士旦的研究 [6]中國的耕地的含氮量一般為100-200mg/kg,相較而言松嫩平原的土壤含氮量頗為豐富。

表1　土壤作物必需大量元素全量分級標準

從本區大量元素分級結果（表2）可以看出，氮、磷、鉀、有機質、鈣、鎂、硫元素含量達到二級及二級以上高含量標準的土壤面積占到分別占到全區面積的 57.56%，14%，99.82%，40.41%，45.5%，78.2%，80.59%。從磷元素的分級結果看，磷元素一級面積9817平方公里，占全區的11%，二級面積72966平方公里，占全區面積的87.98%，區內土壤主要屬于五級土壤，屬于極低含量；有機質含量豐富的土壤只有40.41%，建議適當補充有機肥。富含鉀元素的土壤幾乎遍布整個松嫩平原評價區，建議在松嫩平原耕作區維持當前施肥水平，不必再增加鉀肥的施用，以免造成化肥過度使用污染。

表2　松嫩平原表層土壤必須大量元素分級統計（WB%）

4.2必須微量元素分布特征

微量元素鉬、硼的平均含量分別為0.54mg/kg、26.9mg/kg，遠小于全國土壤（A層）鉬、硼平均值2.0mg/kg、47.8mg/kg；硼、鉬元素在三級以上的土壤含量分別為1.19%、1.94%，從分級結果上看（表3），以硼、鉬元素為指標區內絕大部分面積屬于四級、五級土壤，尤其是鉬元素區內有78.98%的面積為含量極低區域，松嫩平原為大面積區域性低硼鉬地區。鋅的平均含量為55.0mg/kg，錳的平均含量590mg/kg，全鐵的平均含量3.92%，在分布上鋅元素在部分城市城區含量高，西部丘陵山區含量最低，中西部低平原為鋅的很低含量區，東部、北部平原以及西部火山巖區為鋅中等含量區，鐵、錳元素有類似的分布特征，鋅、鐵、錳元素的分布特征明顯的受土壤沉積作用影響。

微量元素中只有鐵元素含量具有大量的二級以上土壤，占到全區面積70.9%，其它微量元素大都處于低含量水平。鋅、銅、鉬、硼、鐵處于低含量水平的土壤面積分別為83.68%，59.31%，96.15%，98.81%，18.68%。

表3　松嫩平原表層土壤必須微量元素分級統計（WB%）

4.3表層土壤元素富集程度

以深層土壤元素的平均值作為基準值，用表層土壤元素平均值與深層土壤元素平均值的比值來反映元素在表層土壤中的富集貧化程度，即富集系數。則松嫩平原表層土壤元素富集程度見表4。以富集系數1.0為中心，用富集系數≥1.1和≤0.9來衡量元素在地表耕作層中富集貧化程度。明顯大于富集系數1.0的指標有：有機碳、氮、硫、磷，這種明顯的富集作用不可能來自于土壤母質層，考慮到人為肥力和生物的固氮作用以及有機質的表生吸附作用，有機碳、氮、硫、磷元素目前的豐缺狀況是受人為因素影響為主。鐵、銅、錳、氯、鉀、鎂富集系數接近1.0，這跟土壤的次生環境有關，受自然肥力和人為肥力雙重因素影響；鉬、硼、鋅、硼富集系數小于1.0，綜合土壤肥力以自然肥力為主。

5　結論

松嫩平原地區鉀、鎂、硫元素含量豐富，受人為肥力和自然肥力雙重因素影響，建議在現有的施肥情況下繼續維持原有的施肥水平。磷元素含量低的面積占到全區73.71%，綜合肥力以人為肥力為主，說明在現有的施肥情況下不足以滿足農作物的生長，建議大量加大磷肥的施加。松嫩平原有25.02%的面積缺少有機肥，農作物對有機肥的需求是母質土壤遠遠解決不了的，建議對有機碳含量不足的南部、東部地區施加適量的有機肥，比如土壤中添加雞糞、牛糞或者秸稈還田等。微量元素除鐵元素外大都是松嫩平原區域性缺少的的，本區內現狀鉬、硼、鋅、硼的綜合土壤肥力來源自然肥力為主，建議在全區大面積增加微量元素鉬、硼、鋅、硼等肥料。