李懷珠，嚴少普，惠瑞敏，趙 琴

（咸陽師范學院 化學與化工學院，陜西 咸陽 712000）

耕地養(yǎng)分含量水平是土壤最基本的特性，是土壤生產力的主要指標[1-2]，是影響糧食單產的主要因素[3]。建立現代化的發(fā)達農業(yè)，必須全面認識和掌握土壤養(yǎng)分狀況[4]。因此，對咸陽市的農田土壤養(yǎng)分進行評估研究，為咸陽市制定農業(yè)產業(yè)政策、科學施肥等工作提供基本資料和科學依據，促進農作物產量提高與生態(tài)環(huán)境改善，保障糧食安全。

咸陽市地形由東南向西北呈階梯狀，可劃分為3個明顯的部分，分別是渭河南部、涇河平原，約占總面積1/5；中部臺塬區(qū)，約占總面積的1/5；北部黃土高原溝壑區(qū)，約占總面積3/5。氣候上分為兩個具有明顯差異的氣候區(qū)，南部平原地區(qū)氣候溫和，四季分明，年平均氣溫12℃，無霜期213天；北部黃土高原丘陵溝壑區(qū)，氣候稍寒，冬春略長，年平均氣溫不足10℃，無霜期180天。全境年均降水量500～600 mm，由南向北遞增，50%集中在7、8、9月[5-6]。

為全面掌握咸陽市耕地養(yǎng)分狀況，本研究分別選擇南部平原區(qū)，中部臺塬區(qū)，北部溝壑區(qū)中代表性的村莊，采集土壤樣本，分別分析糧食播種田（以下簡稱糧田），果園及撂荒3年以上的耕地（以下簡稱撂荒地）的養(yǎng)分狀況，以便清楚土壤肥力水平，為制定耕地保護及農業(yè)產業(yè)發(fā)展政策提供支撐。

1材料與方法

1.1樣品采集與制備

咸陽市地形地貌復雜，土地類型多樣，為全面評估咸陽市不同類型土地的肥力水平，采樣于2016年秋季播種施肥前進行，按照南部平原區(qū)、中部臺塬區(qū)、北部黃土高原丘陵溝壑區(qū)（以下簡稱北部溝壑）3種地形地貌，選擇有代表性的3個縣（武功縣、淳化縣、長武縣），每個縣選擇有代表性的3個村子（圖1），每個村子按照糧食播種田、果園（樹齡10年以上）及撂荒3年以上的耕地3種類型土地，采用蛇形布點法設3個點，每個點挖80 cm垂直剖面，分別在[0，20）、[20，40）及[40，60）cm等3個深度上，刮取5cm厚土壤形成樣品混合，去掉石塊及植物根系，裝袋密封編號，共采集土壤樣品81份。樣品的采集與制備按照《土壤樣品采集制備技術規(guī)程》（DB21/T1289—2004）進行[7]。

圖1采樣分布點

1.2測試分析方法

土壤樣品養(yǎng)分主要檢測有機質、全氮、堿解氮、全磷、有效磷、全鉀、速效鉀6個指標。分析方法按照相關標準和測試方法進行。有機質測定采用重鉻酸鉀法（NY/T85—1988標準）、全氮測定采用凱氏定氮法（NY/T 53—1987標準）、堿解氮測定采用堿解擴散法（DB21-599—1991標準）、有效磷測定采用鉬藍比色法（DB21-601—1991）、速效鉀測定采用火焰光度計法（DB21-603—1991標準）[7-8]。

1.3土壤肥力評價方法

本研究主要考慮影響農田土壤肥力的主要因素，包括土壤有機質、大量營養(yǎng)元素，計算各項指標在耕層（0～60 cm）的平均含量，各項指標的量級劃分按照第二次全國土壤普查分級標準進行，并分別賦予不同的分數（表1）。根據各要素的重要性分別賦予不同的權重，其中有機質、全氮、堿解氮、全磷、有效磷、全鉀及速效鉀的權重分別是0.3、0.15、0.15、0.1、0.1、0.1、0.1。將各項指標分級得分與其權重相乘，然后再把各項得分求和，所得為土壤肥力綜合指數IF[9-11]。

土壤綜合肥力指數計算公式：

其中Wi代表各單項評價指標的權重，Li代表各單項指標得分。

為提高評價結果的準確性，用X±S（X為平均值，S為標準差）作為剔除檢測數據奇異值的標準。

表1土壤各項肥力指標劃分及賦分標準

2結果與分析

2.1土壤有機質

結果表明，咸陽市土壤有機質含量普遍比第二次土壤普查時的9.81 g/kg高，總體上仍然呈現稍微缺乏的狀態(tài)(表2)。從耕地類型看，撂荒地有機質含量明顯高于糧食播種田和果園，有機質含量處于中等水平，實際調查發(fā)現撂荒地雜草叢生，表層有1 cm左右的腐殖質，土壤較肥沃，表明撂荒有助于土壤有機質積累，肥力水平恢復。糧田有機質含量稍微比果園高，差異不顯著，反映出目前咸陽市土壤利用強度較大，有機質含量普遍處于缺乏狀態(tài)，不利于農業(yè)高產穩(wěn)產。從有機質分布深度看，[0，20）cm表層相對于[20，40）cm的中層及[40，60）cm的下層明顯豐富（表2）；表明土壤有機質主要來自于地表作物的殘枝敗葉與農家肥。從地區(qū)看，南部平原有機質含量明顯高于中部臺塬區(qū)，中部臺塬區(qū)高于北部溝壑區(qū)，主要原因在于，南部平原區(qū)自然條件優(yōu)于北部地區(qū)，地面植物生長茂盛，便于有機質積累，農業(yè)生產較發(fā)達，管理水平高，農家肥使用量高。土壤有機質是土壤氮素供應的倉庫，有機質含量普遍低，將嚴重影響農業(yè)生產及產品質量，廣開肥源，增加復合肥及化肥的施用，才能滿足糧食及蘋果生產的需要。

2.2土壤氮素

土壤中的氮素絕大多數是以有機態(tài)存在的，經過土壤微生物的礦化作用，轉化為無機態(tài)氮供作物吸收利用。土壤中有機態(tài)氮與無機態(tài)氮的總和稱土壤全氮。土壤氮素以土壤全氮和堿解氮兩個指標進行評估，結果表明，撂荒地的全氮含量較豐富，普遍大于1.5 g/kg，糧田和果園的總氮素處于中等水平，總氮素反應土壤氮素的供應潛力，由于長期施用化肥，土壤總氮素并不缺乏，停止耕種，氮素很快能恢復到較豐富的狀態(tài)。從氮素分布深度看，從表層到深層，總氮素含量依次降低到接近缺乏水平，表明總氮素主要來自施肥及表層有機質，深層土壤氮素含量并不高，不利于果樹等根系較深的作物生長。從地區(qū)分布看，南部平原區(qū)總氮素含量高于中部臺塬區(qū)及北部溝壑區(qū)，這主要因為南部平原區(qū)人口密集，農業(yè)生產管理精細，化肥投入量大。堿解氮又叫速效氮，它包括無機態(tài)氮和結構簡單能為作物直接吸收利用的有機態(tài)氮，它可供作物近期吸收利用，堿解氮較能反映出近期內土壤氮素的供應狀況，檢測結果表明，果園的堿解氮含量最高，平均含量在70 mg/kg以上，撂荒地與糧田的堿解氮含量基本一致，且堿解氮含量在耕層0～60 cm間并無明顯的差異，從地區(qū)分布看，南部平原、中部臺塬及北部溝壑區(qū)土壤堿解氮含量也無明顯差異，另一個顯著的特點是堿解氮在取樣點之間差異較大，表明堿解氮主要來自施肥，果園由于施肥量普遍較大，導致堿解氮含量較高（表3）。農戶之間農業(yè)生產投入不同，施肥量不同，導致同一區(qū)域內部堿解氮含量差異較大。堿解氮反映近期土壤的氮素供應能力，表明咸陽土壤近期氮素供應能力差異較大，農業(yè)生產上應重視測土配方、科學施肥。

表2土壤有機質含量 g/kg

表3土壤全氮及堿解氮含量

2.3土壤磷素

全磷是土壤中磷素的總貯量，包括有機磷和無機磷兩大類。土壤磷素測量結果表明，咸陽市耕地總磷素含量普遍高于0.61 g/kg，較為豐富，尤其是[0，40）cm耕層范圍內普遍高于0.7 g/kg。從土地類型看，糧田和撂荒地的全磷素含量普遍高于果園，果園里大量的磷被轉化為產品而帶出土壤，撂荒地由于停止了生產，加之深層磷素由于野生雜草的富集作用被運送到耕層，使得耕層土壤總磷素含量略高于糧田。從磷素在土壤分布深度看，從表層、中層到深層，總磷素含量依次降低。類似于氮素地區(qū)間的分布，總磷素也呈南部平原區(qū)高于中部臺塬區(qū)及北部溝壑區(qū)的特點。土壤中的磷素大部分是以遲效性狀態(tài)存在，因此土壤全磷含量并不能作為土壤磷素供應的指標，全磷含量的高低并不意味著磷素供應充足，衡量磷素有效供應能力的是速效磷含量。速效磷的含量分布明顯與全磷不同，總體表現為果園中速效磷較豐富，糧田含量次之，撂荒地的含量最低，處于中等水平，主要因為果園和糧田磷肥施用量較高，而撂荒地由于停止磷肥供應，加之礦化作用，使得速效磷含量呈較低水平。類似于全磷素分布，速效磷也呈從表層、中層到深層含量依次降低的特點。從地區(qū)分布看，典型的特點表現為中部臺塬區(qū)高于南部平原區(qū)及北部溝壑區(qū)，主要因為中部臺塬區(qū)是蘋果主產區(qū)，磷肥投入量大，土壤總體速效磷含量較高，總體出去較豐富水平，農業(yè)生產生應適當控制磷肥的施用量（表4）。

表4土壤全磷及速效磷含量

2.4土壤鉀素

全鉀是土壤中鉀素的總貯量，包括有機鉀和無機鉀兩大類。土壤全鉀素測量結果表明，咸陽市耕地全鉀素含量普遍低于15 g/kg，屬于稍微缺乏水平。從土地類型看，果園的全鉀素含量普遍高于糧田和撂荒地，這是果園長期大量施用鉀肥積累的結果，撂荒地由于停止了生產，加之深層鉀素由于野生雜草的富集作用被運送到耕層，使得耕層土壤全鉀素含量與糧田基本持平。從鉀素在土壤分布深度看，從表層、中層到深層，總鉀素含量依次增高。表明鉀素沉積與礦化作用明顯。從地區(qū)分布看，總鉀素北部溝壑區(qū)含量最高，其次為中部臺塬區(qū)及南部平原區(qū)。土壤全鉀含量高低代表土壤鉀素供應的潛力，并不能作為土壤鉀素供應的直接指標，衡量鉀素有效供應能力的是速效鉀含量。速效鉀的含量分布明顯與全鉀不同，總體表現為果園速效鉀最低，糧田含量最高，土壤鉀素主要來自于土壤鉀礦物的轉化及施肥，因為果樹和糧食作物對鉀肥的利用量不同，導致果園普遍缺鉀，而糧田和撂荒地速效鉀處于中等水平。速效鉀在[0，60）cm耕層范圍內含量分布并無明顯差異。從地區(qū)分布看，總鉀素也呈北部溝壑區(qū)高于中部臺塬區(qū)及南部平原區(qū)的規(guī)律。全鉀及速效鉀的測量結果表明，咸陽市耕地總體稍微缺鉀，果園表現尤其明顯，農業(yè)生產中加強果園鉀肥施用，降低糧田鉀肥量（表5）。

表5土壤全鉀及速效鉀含量

2.5養(yǎng)分分級

耕地養(yǎng)分水平是衡量耕地生產能力的重要指標，全面系統評價耕地養(yǎng)分水平對于制定產業(yè)政策、農業(yè)生產管理至關重要。全面評估土壤養(yǎng)分含量水平需要綜合考慮立地條件、自然環(huán)境、土壤養(yǎng)分、微量元素及土壤質地等因素，其中有機質及大量元素是主要影響因素，本研究主要通過有機質含量、大量元素進行評估，對各指標的測定結果按照土壤養(yǎng)分分級標準（表1）進行分級，加權換算得土壤綜合肥力指數。結果（表6）表明：咸陽市耕地肥力水平總體上處于中等水平，綜合指數從42到61，綜合肥力指數顯示南部平原及中部臺塬肥力水平基本相似，北部溝壑區(qū)肥力水平較低。糧田及果園普遍較缺有機質，全氮含量總體處于中等以上水平，衡量氮肥有效供給能力的堿解氮普遍處于較缺乏狀態(tài)，這與采樣前剛剛完成一輪作物栽培有效氮大量消耗有關系；磷素含量總體較高，有效磷含量也較充足。鉀肥總體處于缺乏狀態(tài)，果園缺鉀明顯，撂荒地及糧食播種田基本處于中等水平。無論單項指標還是綜合指數都反映撂荒三年以上的耕地肥力恢復較明顯。

3結論

咸陽市耕地養(yǎng)分水平總體上處于中等水平，在不同地區(qū)、不同耕地類型間差異較大，南部平原養(yǎng)分含量普遍高于中部臺塬、北部溝壑區(qū)；耕地磷肥普遍較豐富，糧田普遍缺乏有機質、堿解氮、全鉀，果園缺肥明顯，尤其缺乏堿解氮及速效鉀，撂荒地稍缺堿解氮及全鉀；土壤養(yǎng)分狀況是自然環(huán)境與農業(yè)生產管理綜合作用的結果。

表6土壤各項肥力指標得分及綜合指數

4對策

結合以上研究結論，提出以下農業(yè)生產管理的對策。

4.1廣開肥源、分類處理

有機質是土壤肥力的重要影響因素，有機質含量高低影響土壤結構、微生物活性等多方面，目前咸陽市耕地有機質含量處于中等偏下水平，嚴重影響作物的產量及品質，需通過施用農家肥、有機肥、培養(yǎng)綠肥等途徑增加土壤有機質含量。根據不同地區(qū)、不同耕地類型及不同土地養(yǎng)分含量不同的現狀，在大量元素供給上采取“增氮、控磷、穩(wěn)鉀”的原則，即增加氮肥尤其是堿解氮的大量供給，保障作物的正常生長需要，嚴格控制磷肥的使用量，鉀肥施用量保持目前的使用量不變。

4.2因地制宜、科學施肥

不同地區(qū)間、不同耕地使用類型營養(yǎng)元素含量差異較大，北部溝壑區(qū)適當控制磷肥外，加大其他營養(yǎng)元素的供給，尤其增加堿解氮及鉀肥的供給；農田、果園重點增加有機質及氮肥，尤其是堿解氮，撂荒地開發(fā)利用需增加氮肥供給；推廣測土配方施肥，科學合理按需施肥；少量多次施用，減少肥料礦化。

4.3調整結構、恢復地力

土壤肥力水平、養(yǎng)分供給差異是長期農業(yè)生產綜合作用的結果，反過來又影響農業(yè)生產及產業(yè)結構，根據土壤肥力情況，需適時調整種植結構，適當進行輪耕、休耕，恢復土壤肥力；增加氮素消耗量低，磷素消耗量高的豆類等蛋白含量高的經濟作物種植面積，充分利用豐富的磷素，通過豆科植物根瘤菌固氮作用提高土壤氮素含量。

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