土地利用方式轉變對村級土壤養分狀況的影響

摘要? ? 隨著產業結構的調整，青海省生產條件較好的地區逐漸由大田種植轉變為溫室種植方式。為了探究這種土地利用方式轉變后對土壤養分狀況的影響，為養分合理管控和肥力評價提供科學依據。通過對10個監測戶多年的連續監測來分析土壤中大、中、微量元素及有機質的變化規律。結果表明，2001—2016年，隨著土地利用方式的轉變，監測點土壤有機質緩慢提升，氮素處于較低水平，溫室略高于大田。土壤有效磷自2001—2016年提升最快，大田增加了2.2倍，溫室增加了4.7倍。鉀素含量始終處于中等水平，溫室中有效鉀含量低于大田;土壤有效鈣溫室與大田間無明顯差異;有效鎂總體呈增加趨勢;有效硫年際間變異較大，總體上有所增加。監測初期土壤微量營養元素除有效鋅以外，有效態硼、銅、鐵和錳均處于臨界值以上。至2016年，土壤有效硼和有效銅均無明顯變化，有效鐵、有效錳和有效鋅均較監測初期有所提升，5種微量元素在溫室與大田間無明顯差異。

關鍵詞? ? 土地利用;土壤養分;溫室;大田

中圖分類號? ? S812.2? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）14-0161-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

青海省耕地面積小，作物種類相對單一，復種指數和耕地綜合利用指數低，因而如何在有限的土地中獲取最大的收益成為農業生產的主要問題[1]。在農業生產中，作物產量的提高主要依靠施肥投入，尤其是在中低產區更是如此。一般情況下對土壤肥力的評價主要側重于農化常規8項指標（有機質、pH值、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀），但忽略了對土壤中、微量營養元素的評價[2]。近年來，隨著現代蔬菜產業項目的實施，青海省蔬菜栽培面積不斷擴大，目前互助縣保護地蔬菜面積已達497.5 hm2，露地蔬菜面積達333.6 hm2，蔬菜生產已成為互助縣農村經濟發展的支柱產業。該縣臺子鄉臺子村在2004年之后逐漸形成了蔬菜種植產業帶，其土地利用方式分為大田和溫室2種方式。由此出現一些問題，如蔬菜產區N、P投入量較多而K不足，肥料施用不當導致的低效和環境問題越來越受到關注。國內多位學者已開展了土地利用方式對土壤養分的影響研究[3-6]，但青海省開展此類研究鮮見報道。因此，從2001年開始，在加拿大鉀磷研究所北京辦事處的資助和支持下，應用GPS和GIS技術，對互助縣臺子鄉臺子村進行土壤養分評價，利用網格采樣獲得的養分系統研究法（ASI）土壤測試數據，對村級農田養分狀況和耕地綜合生產能力狀況開展科學評價，并探討其土壤養分空間變異規律，利用多年定點監測數據分析土壤養分變化情況，對摸清該區域耕地資源狀況，提高耕地利用效率，實現農業增效、農民增收及促進當地現代農業可持續發展都有非常重要的意義。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 研究區概況

互助縣是青海省農業大縣，耕地面積7萬hm2，約占全省耕地的10 %。海拔2 100～4 374 m之間，屬高原大陸性氣候，年平均氣溫3.4 ℃，年平均降水量534.2 mm，6—9月降水量占全年降水量的73%，雨熱同季，無霜期一般為110 d左右。青海省的土壤養分監測村設在青海省互助縣臺子鄉臺子村，面積130 hm2。土壤母質為黃土，土壤類型為栗鈣土，質地多為中壤。當地主要種植作物為小麥、春油菜、蠶豆、馬鈴薯，一年一熟制。由于該村生產條件及土壤、氣候、社會文化等因素均能代表青海省東部農業區現狀，加之當地群眾施肥習慣與省內其他地區接近，在該村進行養分監測及平衡施肥技術的研究和示范推廣，既具有代表性，又可達到較好的社會效應。

2001年在互助縣臺子鄉下臺村設立土壤養分監測村時，全部監測地塊為大田種植方式，種植作物主要為小麥、油菜、蠶豆和馬鈴薯。選擇了具有代表性的10個農戶作為養分管理監測戶，逐年對其農業生產情況進行調查和記載。2004年監測村土地利用方式發生轉變，臺子村開展了“四位一體”工程建設，將監測村部分農田改建為溫室，主要種植蔬菜等作物，其他監測戶農田繼續維持原有的大田生產方式，自此監測村農田分化為大田和溫室2種利用方式，監測工作至2016年結束。

1.2? ? 土樣采集

分別在2000年10月和2016年10月，以1∶5 000地形圖和土壤圖為工作底圖，在10個監測戶地塊利用GPS定位技術，在作物收獲完畢后進行樣品采集。采樣路線呈“S”形，采樣深度20 cm，由5個點組成。每個點均采集耕作層土壤，將各點土壤混成1個樣品后，采用四分法取1 kg土樣裝入塑料袋中。將采集的土樣帶回實驗室，待自然風干后去除石塊和植物根系，然后粉碎、過20目篩，分取50～100 g樣品繼續研磨，過100目篩，然后分裝入廣口玻璃瓶貯藏待用。

1.3? ? 土樣分析

2001—2016年，將所有土樣均送往北京中-加合作土壤植物測試實驗室進行測定，土壤樣品用容量法取樣。土壤養分含量測定采用國際農化服務中心推薦的ASI法（土壤養分系統研究法），ASI聯合浸提液[NaHCO3（0.25 mol/L）-EDTA（0.01 mol/L）-NH4 F（0.01 mo/L）]，測定有效成分P、K、Cu、Fe、Mn、Zn含量。用磷酸鈣溶液（0.08 mol/L）浸提，測定B、S含量。用氯化鉀溶液（1 mol/L）浸提，測定有效鈣、鎂和銨態氮含量。

1.4? ? 建立養分檔案

在監測村確定具有代表性的10個農戶，開展農戶基本情況調查，重點調查當地習慣施肥、肥料使用以及土壤肥力狀況，建立農田養分管理檔案。2001—2016年間利用測試結果（ASI法測定），通過對土壤養分的變化分析，進行示范農戶的推薦施肥，與當地習慣施肥相比較。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 監測戶肥料使用調查

對監測村具有代表性的部分農戶進行了肥料使用調查，通過對調查資料的匯總分析，掌握了當地農戶對肥料使用品種、用量及施肥習慣等方面的基本情況，現總結如下：當地農戶年收入在1 000～6 000元之間，其中非農業收入為主要部分，收入偏低的農戶主要是由于其非農業收入較少。每個農戶全年花費在農業生產上的總費用在1 000元左右，主要用于購買化肥、種子及農藥。農戶肥料主要從當地農資站（公司）購買，購肥品種主要是常用的磷酸二銨、尿素，另有部分磷肥、磷鉀復合肥。施肥方式通常為播前基施，施肥方法一般為撒施，部分作物在苗期進行追肥（尿素為主）。不同作物施肥量比較，馬鈴薯施用尿素量較大，為360 kg/hm2;其次為油菜、小麥和蠶豆。油菜施用磷酸二銨量較大，為187.5 kg/hm2;其次為蠶豆、小麥和馬鈴薯。在當地施肥習慣中極少施用鉀肥，偶有施用磷鉀復合肥的農戶。2004年轉變為溫室種植方式后，化肥投入量大幅提高，其中氮肥投入量較大田增加17倍，磷肥投入量增加18倍，鉀肥用量增加27倍（表1）。所施用的肥料品種更為豐富，化肥主要包括磷酸二銨、尿素、碳銨、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、蔬菜專用肥、復合肥，有機肥主要包括農家肥和菜籽餅兩大類。

2.2? ? 年際間監測村土壤養分變化

2.2.1? ? 大量營養元素及有機質。在養分監測村設立初期（2001年），農田土壤中的大量養分均處于中低水平，土地利用方式未發生改變前，土壤養分沒有明顯的變化趨勢（表2）。2004年監測村農田分化為大田和溫室2種利用方式，土壤有機質含量（OM）均較監測初期有緩慢提升，N含量依然處于較低水平，始終是影響作物生產的主要養分限制因子，溫室略高于大田。2001—2016年土壤有效磷提升最快，大田增加了2.2倍，溫室增加了4.7倍，均從最初的中等水平升至高水平。鉀素含量雖較2001年監測初期略有提升，但始終處于中等水平，溫室中有效鉀含量低于大田，究其原因可能是由于溫室作物產量高于大田，導致鉀攜出量較大所致。

2.2.2? ? 中量營養元素。在養分監測村設立初期，農田土壤中中量營養元素鈣處于高水平，在之后的10年內，土壤有效鈣始終處于高水平，這主要是由于當地土壤屬于石灰性土壤，其土壤母質富含鈣質;溫室與大田間無明顯差異。土壤中有效鎂在初期處于中等水平，在2004年后土地利用方式分化為溫室和大田后，其有效鎂含量均表現為溫室高于大田;至2016年監測后期2種土地利用方式下的有效鎂含量均處于高水平，較監測初期大幅提高（表3）。硫作為一種主要的中量營養元素，對油菜、大蔥等作物的品質有明顯的影響。在10年的監測期內，土壤硫素在年際間變異較大，總體而言，由初期的低水平提升至后期的中（溫室）、高水平（大田）。

2.2.3? ? 微量營養元素。在養分監測村設立初期，農田土壤微量營養元素除鋅以外，硼、銅、鐵和錳均處于臨界值以上，不會對作物生長發育產生限制性影響（表4）。在之后的10年內，土壤有效硼始終處于高水平，溫室與大田間無明顯差異。土壤中有效銅在整個監測期內一直處于中等水平，土地利用方式分化為溫室和大田后，對其含量未產生明顯影響。有效鐵和錳均較監測初期有所提升，由中等水平提升至高水平，同樣，不同土地利用方式對其含量無明顯影響。土壤有效鋅在監測初期處于臨界值以下，成為影響作物生產的養分限制因子，在之后的監測期內雖有所變動，但監測10年后，其含量有所提升，處于中等水平。說明在當地施肥和生產方式下，土壤中微量元素均可滿足作物生長需要。

3? ? 結論

（1）2001—2016年土壤有機質緩慢提升，N處于較低水平，且溫室略高于大田。大田土壤有效磷增加了2.2倍，溫室增加了4.7倍;鉀含量始終處于中等水平，溫室中有效鉀含量低于大田。

（2）2001—2016年土壤有效鈣始終處于高水平，溫室與大田間無明顯差異;有效鎂總體呈增加趨勢;有效硫年際間變異較大，總體上有所增加。

（3）臺子村監測初期，土壤微量營養元素除有效鋅以外，有效態硼、銅、鐵和錳均處于臨界值以上。從初期至2016年，土壤有效硼和有效銅均無明顯變化，有效鐵、有效錳和有效鋅均較監測初期有所提升，5種微量元素在溫室與大田間無明顯差異。

4? ? 參考文獻

[1] 陳占全，李月梅，孫小鳳，等.青海省耕地質量現狀分析及平衡施肥建議[J].青海農林科技，2008（2）：32-36.

[2] 付國珍，擺萬奇.耕地質量評價研究進展及發展趨勢[J].資源科學，2015，37（2）：226-236.

[3] 孔祥斌，張鳳榮，齊偉，等.集約化農區土地利用變化對土壤養分的影響：以河北省曲周縣為例[J].地理學報，2003，58（3）：333-342.

[4] 王鑫，劉建新，張希彪，等.黃土高原半干旱地區土地利用變化對土壤養分、酶活性的影響研究[J].水土保持通報，2007，27（6）：50-55.

[5] 許聯芳，王克林，朱捍華，等.桂西北喀斯特移民區土地利用方式對土壤養分的影響[J].應用生態學報，2008，19（5）：1013-1018.

[6] 李生，任華東，姚小華.土地利用方式對桂西北石漠化地區土壤理化性質的影響[J].水土保持通報，2013，33（3）：58-62.