魯西南蒜區土壤養分現狀及變化趨勢分析

李晶 殷碧秋 劉振富 陳憲信 陳亮 徐保民 王乃建

摘要?[目的]分析魯西南大蒜主產區土壤養分現狀及其變化趨勢，優化大蒜養分管理技術。[方法]2009—2018年，連續10年對魯西南大蒜主產區金鄉縣蒜田土壤進行定位監測。[結果]2018年魯西南蒜區土壤養分總體特征：弱堿性土壤，有機質含量偏低，堿解氮含量中等，有效磷含量較高，速效鉀含量偏高。2009—2018年土壤養分變化趨勢：弱堿化現象普遍發生;土壤有機質含量快速提高，但仍有很大提升空間;堿解氮、有效磷和速效鉀平均含量均呈增高趨勢，其中有效磷和速效鉀出現盈余和匱乏并存現象。[結論]建議今后魯西南蒜區施肥原則調整為“控氮、穩磷、減鉀”，重視酸性、生理酸性肥料或腐殖酸類肥料的使用，有機肥施用仍需大力推廣。

關鍵詞?土壤養分;現狀;變化趨勢

中圖分類號?S158文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2020）07-0172-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.07.049

Analysis?of?Soil?Nutrient?Status?and?Change?Trend?in?the?Garlic?Area?of?Southwest?Shandong—Taking?Jinxiang?County?as?an?Example

LI?Jing1，YIN??Biqiu1，LIU?Zhenfu2?et?al

（1.?Jining?City?Soil?Fertilizer?Station，Jining，?Shandong??272000;2.?Jinxiang??County??Soil?Fertilizer?Station，Jinxiang，?Shandong??272200）

Abstract?[Objective]?To?optimize?the?nutrient?management?technology?through?the?analysis?of?the?current?situation?and?change?trend?of?soil?nutrient?in?the?garlic?area?of?Southwest?of?Shandong?Province.?[Method]From?2009?to?2018，?a?tenyear?soil?monitoring?data?study?was?conducted.?[Result]?The?genera?soil?characteristics?from?the?garlic?area?were?as?follows：?weakly?alkaline，?low?organic?matters?content，?medium?available?nitrogen?content，?high?available?phosphorus?and?potassium?content.?From?2009?to?2018，?the?change?trend?of?soil?nutrient?in?the?garlic?area?of?Southwest?of?Shandong?Province?were?as?follows：?the?alkalization?occurred?widespread，?organic?matters?content??increased?rapidly?but?still?had?much?room?for?improvement，?the?average?content?of?available?nitrogen?increased?year?by?year，?abundance?and?lack?of?available?phosphorus?and?potassium?began?to?coexist.?The?alkalization?occurred?widespread.?Organic?matters?content?increased?rapidly?but?still?had?much?room?for?improvement.?The?average?content?of?available?nitrogen，?phosphorus?and?potassium?were?showed?as?heightening?tendency.?Abundance?and?lack?of?available?phosphorus?and?potassium?began?to?coexist.?[Conclusion]?We?suggested?that?the?fertilization?principle?adjusted?to?control?nitrogen，?maintain?phosphorus?and?lower?potassium.?For?the?future?we?should?attach?importance?to?organic?fertilizer?acid?fertilizer，?physiological?acid?fertilizer?or?humic?fertilizer.?Organic?fertilizer?should?be?vigorously?promoted?even?further.

Key?words?Soil?nutrient;Current?situation;Change?trend

作者簡介?李晶（1983—），女，山東濟寧人，農藝師，博士，從事土壤肥料研究與推廣工作。

收稿日期?2019-09-24;修回日期?2019-10-15

山東省魯西南地區是我國大蒜生產及出口的最重要基地之一，其種植面積、總產、年產、出口和加工能力均居全國首位。魯西南大蒜產業在高速發展的同時，大蒜常年連作面臨的問題也日益凸顯。以金鄉縣為代表的老蒜區，由于常年連作和粗放式肥水管理造成的土壤養分失衡等問題[1]，已成為制約魯西南地區大蒜種植業可持續發展的難題。筆者通過對金鄉縣大蒜種植區連續10年耕層土壤養分進行采樣分析，以期明確魯西南大蒜主產區土壤養分現狀及變化趨勢，通過優化養分管理技術措施，平衡養分供給，在提高養分資源利用率、減少肥料資源投入量的前提下，提升單位耕地的產出能力，實現魯西南大蒜種植業綠色可持續發展。

1?材料與方法

1.1?樣品采集

2009—2018年，每年在金鄉縣選取20個能

代表該地區生產狀況的大蒜基地，采集土壤樣品后，置于通風、陰涼干燥的地方自然風干，磨碎后過篩，進行土壤pH、有機質、堿解氮、有效磷和堿解氮測定。

1.2?樣品測定

pH采用pH-2C精密酸度計測定;土壤有機質含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定;堿解氮含量測定采用1?mol/L?NaOH擴散法;有效磷含量采用0.5?mol/L?NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定;速效鉀含量采用火焰光度計法測定[2]。

1.3?數據分析??試驗數據采用SPSS、Excel軟件進行統計分析。

1.4?土壤養分豐缺指標

依據2019年山東省土壤肥料總站印發的《山東省耕地質量監測指標分級標準》[3]（表1），對山東省濟寧市金鄉縣大蒜種植區土壤養分狀況進行分析。

2?結果與分析

2.1?土壤養分含量與分布特征現狀?依據2019年山東省土壤肥料總站印發的《山東省耕地質量監測指標分級標準》（表1），對金鄉縣蒜區土壤pH、有機質、堿解氮、速效磷、有效鉀的含量狀況進行豐缺程度評價，結果見圖1。

2018年金鄉蒜區土壤pH平均值為8.1，集中分布在3級區間，占比高達65.4%;其次為1級區間，占比23.1%;2級區間占比3.9%;4級區間占比7.7%;5級區間占比為0。有機質平均含量15.5?g/kg，集中分布在3級和4級區間，占比分別為33.3%和44.4%;2級區間占比11.1%;1級區間占比7.4%，5級區間占比3.7%。堿解氮平均含量104.7?mg/kg，3級區間占比最高，為56.5%;其次由高到低依次為2級、4級、1級和5級區間，占比分別為21.7%、17.4%、4.3%和0。有效磷含量平均值43.0?mg/kg，主要分布在2級區間，占比46.2%;其次為1級區間，占比26.9%;3級區間占比19.2%，4級區間占比7.7%，5級區間占比為0。速效鉀平均含量為247.5?mg/kg，集中分布在1級區間，占比74.19%;2級區間占比12.9%;3級區間占比9.7%;4級區間占比3.2%;5級區間占比為0。總體來看，金鄉蒜區土壤特征：微堿性，有機質含量較低，堿解氮含量中等水平，有效磷含量較高，速效鉀含量高。

2.2?土壤養分含量與分布特征變化趨勢

2.2.1?土壤養分含量變化趨勢。

由表2可知，2009—2018年，金鄉縣蒜區土壤pH、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀平均含量均呈升高趨勢，增幅表現為堿解氮>有機質>有效磷>速效鉀>pH。其中，堿解氮平均值較2009年升高33.9%，有機質升高30.2%，有效磷和速效鉀均升高16.7%，土壤pH平均值升高0.3。堿解氮最大值和最小值均呈升高趨勢，有機質與堿解氮變化趨勢一致。有效磷與速效鉀變化規律一致，呈現最低值降低、最高值增大的兩極分化趨勢。其中，有效磷最低值降幅39.0%，最高值增幅115.2%;速效鉀最低值降幅51.5%，最高值增幅16.1%。總體來看，2009—2018年，金鄉蒜區土壤存在弱堿化現象，有機質含量大幅提高但仍有很大提升的空間，堿解氮與有機質含量均呈總體升高趨勢，有效磷和速效鉀出現匱乏和盈余同時并存的兩極分化現象，其中有效磷變異系數最為顯著，其次為速效鉀。

2.2.2?土壤養分不同區間占比變化趨勢。

由圖2可知，2009—2018年，金鄉縣蒜區土壤各項養分含量指標主要分布區間變化趨勢：土壤pH?2級區間占比降低，1、3級占比升高，4級區間出現。2級區間占比由40.0%降低至3.8%，其中占監測點總數8.1%的地塊pH改良至1級區間，20.4%的地塊pH升高至3級區間，7.7%的地塊pH退化至4級區間。

土壤有機質4、5級占比降低，1、2、3級占比升高。2009年，金鄉蒜區土壤有機質90%集中在4級，其余均為5級。至2018年，4級占比由90%降低至44.4%，5級占比由10%降低至3.7%，而3級占比由0升高至33.3%，并出現1級和2級。

堿解氮與有機質含量均呈總體升高趨勢。2009—2018年，有機質含量4、5級占比由100%降低至48.1%，1、2、3級占比由0升高至51.9%;堿解氮含量1、2、3級占比由25.0%升高至82.6%，4、5級占比由75.0%降至17.4%。

有效磷和速效鉀均表現為2、3級占比降低，1、4級占比升高。2009—2018年，有效磷2、3級含量占比分別降低了13.8%和15.8%，1級占比升高21.9%，4級占比升高至7.7%。速效鉀2級占比降低了32.1%，1級占比升高了24.2%、3級和4級占比升高了7.9%，與有效磷均呈現匱乏和盈余并存的兩極分化趨勢。

3?討論

（1）土壤弱堿化現象普遍。2009—2018年，金鄉蒜區90%的2級弱堿性土壤已退化至3級，個別地塊已堿化至4級堿性土壤。大蒜適宜pH為6.0～7.5[4-6]，弱堿化現象即將成為限制魯西南蒜區大蒜高產、穩產的重要因素之一。

（2）土壤有機質含量快速升高，但仍有很大提升空間。魯西南地處黃淮海一年兩熟地區，蒜農多通過間作玉米、辣椒等提高復種指數增加經濟效益。由于大蒜和后茬作物無倒茬時間，蒜農長期耕種“衛生田”，土壤結構遭到嚴重破壞。目前只能依靠秋季作物秸稈還田，或依靠直接施用商品有機肥提升土壤有機質含量。秋玉米等秸稈直接還田存在還田量過大、粉碎效果差、病原菌不斷累積等問題，商品有機肥施用則存在成本高、有機物料不足等問題。自2017年金鄉縣有機肥替代化肥技術大面積示范推廣應用，2018年有機質平均含量較2009年升高30.2%，但81.4%的土壤有機質含量分布仍在3級及以下區間，有機質含量仍有大幅提升的空間，有機肥替代技術仍需繼續大力推廣。

（3）土壤養分總體呈逐年升高趨勢。其中，土壤堿解氮與有機質變化趨勢一致，含量最低值和最高值均呈升高趨勢。土壤80%～97%的氮存在于有機質中[7]，而魯西南蒜區土壤有機質含量普遍偏低，集中分布在3級和4級區間，土壤保氮能力低下，也是目前堿解氮含量主要分布在3級及以下區間的重要原因。因此，加大有機肥替代技術的推廣應用，通過提高土壤有機質含量，增強土壤緩沖性，改善土壤穩定性，仍將是提高土壤氮含量的主要途徑。

有效磷和速效鉀平均含量升高，出現匱乏和盈余同時并存的兩極分化趨勢。磷、鉀元素含量最高值的大幅提高與蒜農連年大量施肥有關。因大蒜吸收氮磷鉀的比例為N∶P2O5∶K2O=1∶0.36∶0.70[8]，需鉀多、磷少，近年來金鄉蒜農多習慣性施用平衡型復合肥（15-15-15或17-17-17），連年大量施用必然造成磷、鉀平均含量逐年升高。部分地塊磷、鉀元素的匱乏現象推測是由于部分蒜農依然沿用傳統施肥方式，偏施氮肥，忽視磷、鉀肥的補給，大蒜連年種植，對磷、鉀肥的攝取只能依靠土壤養分供給，最終表現為磷、鉀元素的匱乏。

4?結論

（1）重視酸性、生理酸性肥料或腐殖酸類肥料的推廣應用。針對普遍存在的土壤堿化現象，建議今后可通過施用酸性或生理酸性肥料（硫酸銨、過磷酸鈣、硫酸鉀等）或腐殖酸類肥料等緩慢降低土壤pH，并配合有機肥料施用或種植翻壓綠肥等，提高土壤有機質含量，促進作物超量陽離子吸收，使得10～20?cm土層土壤pH下降。

（2）有機肥施用技術仍需大力推廣。2009—2018年，金鄉蒜區土壤有機質含量整體呈上升趨勢，但平均含量依然較低，集中分布在3級及以下區間。土壤有機質的提高是一個長期漫長的過程。因此，必須要堅持有機肥替代技術的示范推廣，引導蒜農重視有機肥施用，繼續加大有機肥投入。

（3）控氮、穩磷、減鉀。魯西南蒜區目前土壤養分總體特征：堿解氮含量中等，有效磷含量較高，速效鉀含量偏高。魯西南蒜區實際生產中，氮、磷、鉀增產效應已由氮>鉀>磷[8]改變為氮>磷>鉀[9]，鉀肥在大蒜上的增產效應逐漸減小。鑒于鉀肥投入成本較高，為實現收益最大化，建議可根據蒜田土壤鉀元素含量、當年肥料價格、大蒜預期產量和預期價格綜合衡量，適當降低鉀肥投入量。

（4）加大大蒜專用肥研發推廣力度。建議改變目前普遍采用的平衡型復合肥（15-15-15或17-17-17）施用習慣，加大適用于魯西南蒜區的大蒜專用配方肥、大蒜專用緩釋摻混肥等新型肥料的研發推廣，以實現養分按需均衡供應。

參考文獻

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