基于長期肥力監測的土壤養分動態變化分析

摘要 為明確耕地土壤肥力變化特征，進一步提升地力，本文基于1984年第二次土壤普查和2010—2022年20個長期定位監測點的土壤養分主要指標監測數據，分析了該地區耕地有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀含量動態變化情況。結果表明，2010—2022年監測點土壤有機質平均含量17.82～21.70 g/kg，堿解氮平均含量91.9～138.9 mg/kg，速效磷平均含量18.68～32.13 mg/kg和速效鉀平均含量183～230 mg/kg；近13年監測點土壤有機質和堿解氮含量整體呈波動上升趨勢，速效磷平均含量呈緩慢下降后逐漸平穩趨勢，速效鉀平均含量呈波動變化并保持相對平穩趨勢，土壤總體養分趨于平衡，土壤整體肥力水平保持上升趨勢。

關鍵詞 土壤肥力監測；土壤養分；測土配方施肥；耕地質量；化肥減量

中圖分類號 S158.3" " 文獻標識碼 A" " 文章編號 1007-7731（2024）16-0074-05

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.16.018

Analysis of dynamic changes of soil nutrients based on long-term fertility monitoring

CHEN Xianxin1" " HAN Leyong1" " XUE Ruijuan1" " WANG Zhuang2" " HU Jianjun1

（1Agriculture and Rural Bureau of Jiaxiang County， Jiaxiang 272400， China;

2Laosengtang Agricultural Technology Extension Service Center， Jining 272400， China）

Abstract To clarify the characteristics of soil fertility changes in the cultivated land， and to further enhance soil productivity， the dynamic changes of comprehensive evaluation indicators of cultivated land were analyzed， including organic matter， alkali-hydrolyzable nitrogen， available phosphorus， and available potassium， based on the monitoring data of main soil nutrient indicators from the second soil survey in 1984 and 20 long-term monitoring sites from 2010 to 2022. The results indicated that from 2010 to 2022， the soil organic matter content ranged from 17.82 to 21.70 g/kg， the alkali-hydrolyzable nitrogen content varied from 91.9 to 138.9 mg/kg， the average available phosphorus content ranged from 18.68 to 32.13 mg/kg， and the average available potassium content varied from 183 to 230 mg/kg at the monitoring sites. Over the past 13 years， the soil organic matter and alkali-hydrolyzable nitrogen contents at the monitoring sites showed an overall trend of fluctuating increase， the average available phosphorus content exhibited a slow decline followed by a gradual stabilization trend， and the average available potassium content showed fluctuating changes while maintaining a relatively stable trend. The overall soil nutrient levels tended towards balance， and the overall soil fertility level maintained a continuous upward trend.

Keywords soil fertility monitoring; soil nutrients; soil testing and formula fertilization; cultivated land quality; fertilizer reduction

耕地質量是農作物獲得高產的基礎之一，了解耕地質量的動態變化對科學施肥和耕地可持續利用具有重要意義。已有相關學者基于第二次土壤普查成果，開展土壤肥力時空演變特征的研究。勞紅磊等[1]基于安徽中北部耕地質量監測點監測數據，結合多年測土配方施肥和耕地質量等級年度調查結果，對耕地質量進行評價，結果表明該地區耕地土壤肥力總體為中等水平。郭成士等[2]分析了豫東潮土區長期定位試驗14年的監測數據，明確了常規化肥施用模式下農田土壤肥力和作物產量的演變特征及其對施肥的響應，為該地區農田科學合理施肥提供了參考。根據全國測土配方施肥項目要求，在山東嘉祥地區13個鎮、街道及經濟開發區內選擇有代表性的潮土、褐土和水稻土，建立20個長期土壤肥力定位監測點，以了解土壤主要養分年際動態變化。本文基于山東嘉祥地區第二次土壤普查（1984年）以及2010—2022年監測點耕地質量監測數據和研究區內綜合采樣點耕地質量監測數據，分析耕地土壤有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀肥力指標的變化特征，了解該地區耕地土壤肥力狀況和時空變化特征，制定科學合理的土壤改良培肥技術措施，提高農作物優質高產能力，為科學推廣配方施肥培肥地力和農業持續良性發展提供參考。

1 材料和方法

1.1 研究區基本情況

研究區地處116°06′～116°27′ E，35°11′～35°38′ N，耕地中低山丘陵占比12.2%，平原占比較大。土壤主要為黃水夾帶泥砂沉積覆蓋的黃泛物質發育成土，土壤形成進程中有效養分含量差異較大，分布具有不均衡性。

1.2 數據來源

研究數據來源于研究區第二次土壤普查（1984年）和2010—2022年20個長期土壤肥力定位監測點監測數據和縣域內綜合采樣點耕地質量監測數據。監測點土樣按照土壤采樣技術規范要求進行田間采樣，土樣在室內自然風干處理，對土壤有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀進行檢測。土壤有機質含量參照《中華人民共和國農業行業標準》土壤檢測第6部分（NY/T 1121.6—2006），采用重鉻酸鉀-硫酸溶液氧化法測定；土壤堿解氮含量測定參照凱氏定氮法；土壤速效磷含量參照土壤檢測第7部分（NY/T 1121.7—2014），采用氟化銨-鹽酸浸提鉬銻抗比色法測定；土壤速效鉀含量測定參照《中華人民共和國農業行業標準》土壤速效鉀含量的測定（NY/ T889—2004），采用乙酸銨浸提-火焰光度法進行測定。

1.3 數據處理與分析

運用Excel 2003軟件進行數據統計分析和作圖。

2 結果與分析

2.1 土壤有機質含量變化

土壤有機質是衡量土壤肥力的一項重要指標[3]，有機質含量高低會影響土壤團粒結構的優劣，團粒結構是土壤蓄水、保肥和供肥能力的關鍵要素之一[4]。根據1984年第二次土壤普查，研究區土壤有機質平均含量9.2 g/kg。長期定位監測點13年間（2010—2022年）土壤有機質平均含量在17.82～21.70 g/kg（表1），較第二次土壤普查（9.2 g/kg）有了很大提高。整體來看，自測土配方施肥和化肥減量增效項目實施以來，研究區土壤有機質含量在近13年的變化整體呈緩慢升高后逐漸平穩趨勢，與全縣土壤有機質含量變化趨勢基本一致（圖1）。土壤有機質含量的提高與實行秸稈粉碎還田和土壤增施有機肥等措施有關[5-6]。

2.2 土壤堿解氮含量變化

土壤堿解氮含量與當季農作物施用氮肥量有直接關聯。根據1984年第二次土壤普查，研究區土壤堿解氮平均含量（55 mg/kg）處于較低水平；2010—2022年監測點土壤堿解氮平均含量在91.9～138.9 mg/kg（表2）。從近13年（2010—2022年）土壤堿解氮檢測結果可以看出，研究區土壤平均堿解氮含量總體呈現波動上升趨勢，與全縣土壤平均堿解氮含量變化趨勢基本一致（圖2），整體含量水平較第二次土壤普查有了很大提高，這得益于測土配方施肥和“減氮、控磷、增鉀”化肥減量增效等項目的開展。不同年份土壤堿解氮含量存在差異，可能與種植作物結構調整等因素有關。

2.3 土壤速效磷含量變化

研究區土壤形成進程中土壤有效磷基礎含量較低。根據1984年第二次土壤普查，研究區土壤速效磷平均含量（5.5 mg/kg）較低，一定程度上影響了當時農作物產量的提升；土壤堿解氮和速效磷質量比為10∶1（w/w），土壤氮磷比例存在較大優化空間。2010—2022年監測點土壤速效磷平均含量在18.68～32.13 mg/kg（表3）。從圖3可以看出，近13年監測點和全縣土壤速效磷平均含量呈緩慢下降后逐漸平穩趨勢，整體含量水平較第二次土壤普查（5.5 mg/kg）有了很大提高。隨著測土配方施肥技術的推廣和普及，在有效磷含量高的地區少施磷肥，充分發揮磷肥的后效，通過增施中微量元素達到平衡施肥，而在有效磷含量低的地區增施磷肥。平衡施肥提高了肥料利用率，達到節本增效提質的目的[7]。在后續農業生產中，可在推行測土配方施肥技術的基礎上進一步合理調整氮磷配比，促進土壤肥力穩步提升。

2.4 土壤速效鉀含量變化

鉀肥是影響作物產量的又一重要要素。根據1984年第二次土壤普查，研究區土壤速效鉀平均含量167 mg/kg，屬于富鉀區域。2010—2022年監測點土壤速效鉀平均含量在183～230 mg/kg（表4）。從圖4可以看出，近13年監測點土壤速效鉀平均含量呈波動變化并保持相對平穩趨勢，經過近40年土壤培肥，土壤速效鉀含量增幅不大。實際生產施肥中，由于鉀肥價格相對較高，可能在一定程度上影響了鉀元素的投入；此外，農作物產量持續提高，從土壤中吸收了大量的有效鉀元素，造成土壤速效鉀含量增速較慢。

3 結論與討論

本文基于山東嘉祥地區1984年第二次土壤普查數據、2010—2022年20個長期定位監測點和縣域內綜合采樣點的土壤養分主要指標監測數據，分析了研究區耕地評價指標有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀平均含量動態變化情況。自2010年建立土壤長期定位監測點以來，通過監測分析和推廣科學的配方施肥技術，區域監測點土壤平均有機質和堿解氮含量整體呈波動上升趨勢，速效磷平均含量呈緩慢下降后逐漸平穩趨勢，速效鉀平均含量呈波動變化并保持相對平穩趨勢，土壤總體養分趨于平衡，土壤整體肥力水平保持持續上升趨勢，這與田曉蘭等[8]的研究結果基本一致。通過測土配方施肥項目的實施，以及深松深耕、秸稈還田、化肥機械深施、新型肥料替代及水肥一體化技術的推廣應用[9-10]，實現化肥減量增效，促進了農業綠色可持續發展。

參考文獻

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[2] 郭成士，謝坤，丁大偉，等.豫東潮土區近14年土壤肥力和作物產量的演變及其對施肥的響應[J].植物營養與肥料學報，2023，29（7）：1290-1299.

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[9] 陳憲信，肖瑩.嘉祥縣測土配方施肥化肥減量增效技術示范與推廣[J].基層農技推廣，2017，5（5）：108-109.

[10] 殷碧秋.嘉祥縣大蒜—棉花輪作制度下的土壤質量現狀調查及改良利用措施[J].山東農業科學，2011，（10）：62-65.

（責任編輯：何 艷）