咸阳耕地质量长期定位监测肥力变化初报

杨召武，王 辉，杨 柳

(咸阳市土壤肥料工作站，陕西 咸阳 712000)

耕地质量监测是通过长期定位调查、采样测试、对比试验、数据统计等工作，了解掌握不同区域、不同作物耕地的施肥水平与土壤养分变化特征，并对土壤肥力做出评价。根据2017-2020年咸阳耕地质量监测点位施肥调查、土壤养分测试结果等监测数据，分析了南部灌区、北部塬区小麦、玉米田块土壤肥力水平、养分变化特征、丰缺水平及趋势，并对全市科学施肥提供积极指导。

1 耕地质量监测点基本情况

2017年以来，全市建立粮食作物耕地质量长期定位监测点43个，其中南部灌区小麦-玉米轮作区点位23个，北部塬区小麦、玉米单作区点位20个。每个点位设不施肥处理和常规施肥处理两个监测小区，采用当地主要种植方式进行田间管理，连续四年在监测点位开展基本情况调查、设置小区处理、土样采集、样品测试、产量等数据的记载、统计工作。各监测点严格按照《耕地质量监测技术规程》(NY/T1119-2012)进行规范操作。

2 监测点常规施肥区施肥水平情况

参照《陕西省主要作物施肥指南》中小麦、玉米推荐施肥量[1]，监测期间南部小麦、玉米产量分别为457.8 kg/667 m2、507.9 kg/667 m2，纯氮、P2O5、K2O施用量分别处于较高/高、中/较高、低水平；北部小麦、玉米产量为363.5 kg/667 m2、667.3 kg/667 m2，纯氮、P2O5、K2O施用量分别处于高、较高、中/低水平。由表1看出，总体上南部、北部区域纯氮、P2O5、K2O施用量分别处于高、较高、较低水平。监测期间小麦纯氮平均施用量整体变化不大，南部低于北部，南部低水平点位纯氮施用量提高83.33%，增施趋势明显；磷肥南北区域当前施肥水平趋于稳定，2018年南部小麦点位P2O5施用量变异系数为47.79%，当前玉米平均施用量相比2018年提高47.5%；监测期间大部分点位为补施钾肥，有3.48%的点位不施钾肥。

表1 2017-2020年监测点位常规施肥区施肥水平统计 (kg/667m2)

3 监测点土壤养分变化特征

3.1 监测点空白区肥力变化

2020年全市监测点空白区土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾平均含量分别为13.34 g/kg、1.03 g/kg、17.13 mg/kg、202.78 mg/kg，由表2看出，南北区域土壤有机质、全氮含量均是呈现由升转降趋势，19、20年相比高点累计下降幅度分别为11.64%、14.87%。空白区土壤有机质与全氮处于同一衰减水平，降幅分别为6.01%、5.3%，主要是粮食作物秸秆还田率较高，土壤有机物质增加加速了与植物争氮素，进而影响作物产量。土壤速效磷、速效钾衰减幅度较大，其中南部轮作区降幅分别为12.65%、17.92%，主要是南部小麦-玉米轮作区，对养分需求较多，影响土壤速效养分水平。

表2 2017-2020年监测点空白区土壤养分结果

3.2 不同区域土壤养分变化特征

由表3知，当前土壤有机质含量水平为较高，监测期间南北区域分别增幅23.34%、14.24%，有机质含量大于15 g/kg主要分布在泾阳、兴平、武功、旬邑；土壤全氮总体处于中等水平，南部灌区有隔年交替逐渐增长趋向，监测期间南北区域分别增幅13.76%、19.56%，分布区域为乾县、永寿；南北区域土壤速效磷处于中、低水平，是土壤速效养分数据变异最大的，小于15 mg/kg的点位南北区域都为7个，占比分别为25.92%、38.88%，监测期间南北区域低含量点位土壤速效磷增幅分别为44.62%、134%，但数据差异较大，向中高水平上行不明显；土壤速效钾水平为较高，北部变异高于南部，变异系数低于速效磷。总体上，全市土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾平均含量分别为15.92 g/kg、1.15 g/kg、22.01 mg/kg、264.3 mg/kg，其中，土壤全氮均为中等水平，北部土壤全氮、南部速效磷、北部速效钾增幅明显，监测期间全市土壤速效磷、速效钾含量变异系数分别为62.29%、41.01%，监测点位低水平全氮、速效磷点位占比分别为21.56%、35.94%，影响整体水平。

表3 监测点常规施肥区土壤养分结果

3.3 不同区域土壤养分含量丰缺区间样点分布趋势

3.3.1 土壤有机质含量状况 从表4看，2020年区间样点分布中，南部没有低水平样点，15～20 g/kg区间样点达到65%，5个样点达到高水平；北部塬区当前无低水平样点，10 g/kg以下样点减少趋势明显，样点占比向较高水平集中。总体上看，南部有机质平均含量水平为较高，北部有机质含量向高等点位稳步上升态势，主要分布在旬邑、淳化。粮食作物商品有机肥或腐熟农家肥施用率不高，土壤有机质提升依靠秸秆还田腐熟技术。

3.3.2 土壤速效养分状况 土壤全氮：目前，全市无低水平样点，较低水平样点占比较小并逐年降低，南部1.25～1.5 g/kg区间样点占比达到65%，其中1个样点为高水平。北部塬区当前无低水平样点，小于1 g/kg的点位逐年减少，占比降低50%。综合来看，南部中高等水平占比最多，样点占比提高22%，主要分布在兴平、武功，泾阳。北部塬区中、低水平样点在减少，主要分布在永寿，较高水平样点占比增加15%。土壤有效磷：从表4看，监测期间全市区间样点分布低水平样点占比逐年降低，四个水平南部、北部区间样点均有分布，也是变异系数较高的主要原因，南部、北部高水平点位占比分别提高21%、5%，北部向较高水平上行趋向不明显。土壤速效钾：全市当前均无低水平样点，南部、北部100～200 mg/kg区间样点占比分别下降13%、40%，南北区域中、较高、高三个水平均有分布，样点占比有上行趋向。

表4 2017-2020年监测点土壤养分丰缺区间样点分布情况

3.3.3 土壤pH值状况 据统计，监测期间全市样点pH平均值为8.27，无7.5以下样点分布。其中，南部pH平均值为8.3，93.47%的样点分布在8～8.5之间，小于8的样点为5个，占比5.43%，大于9的样点达到1个，主要分布在三原。北部塬区pH值平均为8.23，主要集中在8～8.5区间，样点占比95.51%，小于7.5的样点为6个，主要分布在长武、旬邑。与全国第二次土壤普查比较，pH值有明显增加趋势。

4 小结及建议

监测期间，全市平均施肥量：纯氮、P2O5、K2O分别为15.19 kg/667 m2、6.68 kg/667 m2，3.44 kg/667 m2，氮肥、磷肥均为较高水平，钾肥为较低水平，施肥水平与土壤氮磷钾水平基本相符，但有机肥施用率仅为15.7%，秸秆还田率较高，达到81.5%，北部玉米还田率低，南部纯氮施用量变异逐步缩小，钾肥施用量处于中低水平，以补钾为主，不施钾肥样点主要分布在北部。土壤养分丰缺水平：到2020年全市土壤有机质、速效钾均无低水平样点，平均含量达到较高水平，土壤全氮处于中等水平，土壤速效钾处于较高水平。总体上土壤速效磷、速效钾变异系数分别为62.29%、41.01%，尤其速效磷4个丰缺区间均有分布，中高等水平不集中。

4.1 提升秸秆还田有机物质利用率。

监测期间全市玉米平均产量为530.8 kg/667m2，秸秆谷草比为2∶1，按12.38%[2]计算鲜基玉米秸秆中有机碳还田量为131.5 kg/667 m2，还田后20 d秸秆中碳释放率为34.9%[3]计算增加有机碳45.89 kg，按0.298%[2]计算还田后10 d秸秆中氮释放率31.7%[3]仅增加氮1.01 kg，形成明显的氮少碳多，距30∶1的碳氮比相差较远。秸秆施入土壤初始，常与幼苗争氮争肥[4]，结合冬小麦需肥规律，要重视氮肥的基肥施用。对土壤全氮处于低水平田块，在基础配方上增施纯氮3 kg/667 m2作为基肥施用，以提高土壤氮素利用率和氮肥当季利用率。有条件的田块，每667 m2增施秸秆腐熟剂10 kg。

4.2 平衡土壤养分，提升土壤养分利用率

磷素参与氮代谢、硝酸盐还原、氨的同化以及蛋白质合成[5]，但其移动性小,易被固定吸附，对于土壤速效磷处于低水平田块，增施P2O52 kg/667 m2。土壤速效钾为中等水平及不施钾田块，建议增施K2O 2.5 kg/667 m2。南部玉米秸秆还田后，对目标产量400 kg/667 m2以上的田块，建议小麦施肥氮磷钾配比为15∶8∶5。北部冬小麦土壤全氮为低水平、纯氮施用量小于10 kg/667 m2田块，施肥时要氮磷配合，适时适量增施纯氮4 kg/667 m2。

4.3 要重视土壤pH值

一般pH值升高一个单位，锌的溶解度下降100倍。高pH值也会促进Mn2+被氧化，尤其是北部干旱少水，活性锰的根表迁移和体内运输受到抑制[5]。同时也是影响土壤固磷作用的重要因子[6]。在pH值8.5～9的强碱田块，建议每667 m2增施土壤调理剂50 kg，以调节改善土壤理化性状，提高微量敏感元素的利用率。