不同土地利用方式耕地土壤養分及其推薦施肥

王維瑞

（北京市土肥工作站，北京 100029）

土壤養分含量的高低直接反映土壤健康狀況，對整個生態系統中的物流及能量的循環產生直接的影響，同時還主導有機物的分解與轉化［1-2］。在農業生態系統中，農作物的穩產高產靠的是豐富的土壤養分，因其對農作物的生長過程有著直接影響，從而控制著農作物的發育甚至決定最后的產量［3-4］。但是土壤養分極易受外界環境的影響因素干擾，例如施肥量和耕作方式均可影響土壤肥力。因此上述因素對土壤養分影響的大小是目前亟待解決的問題。

為全面反映北京市大興區耕地質量狀況，推進耕地質量建設，提升農業綜合產能，促進農業可持續發展提供科學依據，根據《農業農村部耕地質量監測保護中心關于印發〈全國耕地質量等級評價指標體系〉的通知》（耕地評價函［2019］87號）、《耕地質量等級》（GB∕T 33469-2016）、《耕地地力調查與質量評價技術規程》（NY∕T 1634-2008）、《耕地質量調查監測與評價辦法》（農業部令2016年第2號）、《農業部辦公廳關于做好耕地質量等級調查評價工作的通知》（農辦農［2017］18號）、《自然資源資產負債表編制制度（試行）》等要求，北京市大興區開展了2020年耕地質量等級評價工作。基于全區耕地布設的642個采樣點基礎上，在耕地類型和施肥量多種角度下依次對土壤養分指標進行分析。通過了解不同環境因子對土壤養分影響的差異，為改善耕地利用現狀、合理利用土壤資源、發展可持續農業提供依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況大興區位于北京市南部，東臨通州區，南臨河北省固安縣、霸州市等，西與房山區隔永定河為鄰，北接豐臺、朝陽區。東經116°13′～116°43′，北緯39°26′～39°51′。全境屬永定河沖積平原，地勢自西向東南緩傾，大部分地區海拔14～52m之間，屬暖溫帶半濕潤大陸季風氣候。大興四季分明，年平均氣溫11.6℃，年平均降水量556mm。大興區土壤主要分為褐土、沼澤土、潮土和風砂土4個土類，細分為9個亞類。潮土為本區主要土壤類型，分布在全區的大部分地區。大興區內河流分屬永定河、北運河2大水系，大興區屬永定河沖積平原的一部分，總的特征是地勢平坦，呈西北高東南低的微傾狀，平均坡降1∕1250，海拔高度在15～45m之間，適宜農耕，便于交通。

1.2 數據來源采用ArcGIS軟件進行布點設計，布設采樣點前需準備最新的土地利用現狀圖、土壤類型圖、大興區耕地質量評價圖和數字高程圖等［5-6］。利用網格布點和分層抽樣相結合的方法布設采樣點，最終共布設642個點位。采樣時使用全球定位系統進行精確定位，在向當地農戶了解種植情況后，找具有代表性的地塊進行采樣。根據取樣地塊的大小和形狀可以采用梅花法、“S”法、棋盤法等，隨機采取10個樣點的混合樣，取樣深度為0～20cm，取樣重量為2kg左右，測定微量元素的土樣采集推薦使用不銹鋼、木、竹或塑料工具［7-9］。

1.3 樣品測定有機質含量的測定采用重鉻酸鉀法；有效磷含量的測定采用碳酸氫鈉提取——鉬銻抗比色法；速效鉀含量的測定采用醋酸銨提取——火焰光度計法；全氮在加速劑的參與下用濃硫酸消煮后用酸標準溶液滴定，求出土壤全氮含量［10-13］。

1.4 數據分析基于Excel和SPSS軟件對數據進行處理與分析，采用Matlab與Origin作圖，顯著性分析采用LSD方法［14-15］。

2 結果與分析

2.1 不同耕地類型的土壤養分對大興區菜地、糧田和其它3種不同耕地類型的土壤養分指標（有機質、全氮、有效磷和速效鉀）進行描述性統計和方差分析，具體結果見表1和表2。

2.1.1 有機質 不同種植體系的有機質含量平均值由高到低依次是菜地＞糧田＞其它，其中菜地的有機質含量平均值為15.62g∕kg，糧田的有機質含量平均值為13.79g∕kg，其它的有機質含量平均值為13.08g∕kg（表1）。由此看出，菜地對有機質的需求量最大，其它最小。根據表2兩兩比較的結果可知，在3種耕地類型中有機質含量分布僅在菜地-耕地間存在顯著性差異。

2.1.2 全氮 不同種植體系的全氮含量平均值由高到低依次是菜地＞糧田＞其它，其中菜地的全氮含量平均值為1.44g∕kg，糧田的全氮含量平均值為1.28g∕kg，其它的全氮含量平均值為1.05g∕kg（表1）。由此看出，菜地對全氮的需求量最大，其它最小。根據表2兩兩比較的結果可知，在3種耕地類型中，全氮含量分布無顯著性差異。

2.1.3 有效磷 不同種植體系的有效磷含量平均值由高到低依次是糧田＞菜地＞其它，其中糧田有效磷含量平均值為28.96mg∕kg，菜地的有效磷含量平均值為20.58mg∕kg，其它的有效磷含量平均值為8.00mg∕kg（表1）。由此看出，糧田對有效磷的需求量最大，其它最小。根據表2兩兩比較的結果可知，在3種耕地類型中，糧田-耕地存在顯著性差異。

2.1.4 速效鉀 不同種植體系的速效鉀含量平均值由高到低依次是菜地＞糧田＞其它，其中菜地的速效鉀含量平均值為202.00mg ∕kg，糧田速效鉀含量平均值為182.83mg∕kg，其它的速效鉀含量平均值為143.46mg∕kg（表1）。由此看出，菜地對速效鉀的需求量最大，其它最小。根據表2兩兩比較的結果可知，在3種耕地類型中，耕地土壤速效鉀含量分布無顯著性差異。

表1 不同現狀耕地類型土壤養分指標

表2 不同現狀耕地類型土壤養分指標的差異性分析

續表2 不同現狀耕地類型土壤養分指標的差異性分析

2.2 不同施肥量的土壤養分對大興區露天菜地、設施大棚、糧田和果園4種不同種植設施的土壤養分指標（有機質、全氮、有效磷和速效鉀）進行統計分析，如圖1所示。

2.2.1 有機質 不同種植設施有機質含量平均值由高到低依次是設施大棚＞露天菜地＞糧田＞果園。其中設施大棚有機質含量平均值隨著有機肥施用量的增加，含量呈現上升趨勢；糧田有機質含量平均值隨著有機肥施用量的增加，含量呈上升趨勢，施肥量在15000～3000kg∕hm2范圍內變化趨勢明顯；露天菜地有機質含量平均值隨著有機肥施用量的增加，含量呈上升趨勢，施肥量在45000～60000kg∕hm2到達峰值；果園有機質含量平均值隨著有機肥施用量的增加，含量呈上升趨勢。基于本次調查，結合有機肥施肥量與土壤有機質關系統計分析，為使耕地有機質含量達到最大值，設施大棚推薦施用有機肥30000～45000kg∕hm2；露天菜地推薦施用有機肥30000～45000kg∕hm2；糧田推薦施用有機肥30000～45000kg∕hm2；果園推薦施用有機肥60000～75000kg∕hm2。

2.2.2 全氮差異性分析及施肥推薦 不同種植設施全氮含量平均值由高到低依次是設施大棚＞露天菜地＞糧田＞果園。其中設施大棚全氮含量平均值隨著有機肥施用量的增加，含量呈現上升趨勢；糧田全氮含量平均值隨著有機肥施用量的增加，全氮含量呈上升趨勢，施肥量在15000～30000kg∕hm2范圍內變化趨勢明顯；露天菜地全氮含量平均值隨著有機肥施用量的增加，含量呈上升趨勢；果園全氮含量平均值隨著有機肥施用量的增加，含量呈上升趨勢，在6000～75000kg∕hm2到達峰值。基于本次調查，結合有機肥施肥量與土壤全氮關系統計分析，為使耕地全氮含量達到最大值，設施大棚推薦施用有機肥30000～45000kg；露天菜地推薦施用有機肥30000～45000kg∕hm2；糧田推薦施用有機肥3000～45000kg∕hm2；果園推薦施用有機肥6000～75000kg。

2.2.3 速效鉀 不同種植設施速效鉀含量平均值由高到低依次是果園＞糧田＞設施大棚＞露天菜地。其中果園速效鉀含量平均值隨著鉀肥施用量的增加，含量呈現上升趨勢；糧田速效鉀含量平均值隨著鉀肥施用量的增加，含量呈上升趨勢，施肥量在150～225kg∕hm2范圍內變化趨勢明顯；露天菜地速效鉀含量平均值隨著鉀肥施用量的增加，含量呈上升趨勢；設施大棚速效鉀含量平均值隨著鉀肥施用量的增加，含量呈上升趨勢。在今后的實際生產中，設施大棚推薦施用鉀肥300～375kg∕hm2，將有利于作物的生長。基于本次調查，結合鉀肥施肥量與土壤有機質關系統計分析，為使耕地速效鉀含量達到最大值，設施大棚推薦施用鉀肥300～375kg∕hm2；露天菜地推薦施用鉀肥150～225kg∕hm2；糧田推薦施用鉀肥300～375kg∕hm2；果園推薦施用鉀肥375～450kg∕hm2。

2.2.4 有效磷 不同種植設施有效磷含量平均值由高到低依次是糧田＞設施大棚＞露天菜地＞果園。其中果園有效磷含量平均值隨著磷肥施用量的增加，含量呈現上升趨勢；糧田有效磷含量平均值隨著磷肥施用量的增加，含量呈上升趨勢；露天菜地有效磷含量平均值隨著磷肥施用量的增加，含量呈上升趨勢，施肥量在375～450kg∕hm2范圍內變化趨勢明顯；設施大棚有效磷含量平均值隨著磷肥施用量的增加，含量呈上升趨勢。基于本次調查，結合磷肥施肥量與土壤有機質關系統計分析，為使耕地土壤有效磷含量達到最大值，設施大棚推薦施用磷肥450～525kg∕hm2；露天菜地推薦施用磷肥375～450kg∕hm2；糧田推薦施用磷肥525～600kg∕hm2；果園推薦施用磷肥525～600kg∕hm2。

3 結論

通過研究耕地類型和施肥量對土壤養分的影響，結果表明：

（1）不同耕地類型對土壤養分含量產生影響，其中有效磷存在顯著性差異，而有機質含量僅在菜地-耕地間存在顯著性差異。

（2）不同施肥量對土壤養分影響較大，合理施肥對土壤養分產生積極作用，會提高作物對養分吸收的能力。因此，可通過增加土壤肥力來提高作物產量，以便合理利用農田資源，促進農業健康發展。