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黄冈市耕地土壤养分状况时空变异分析

更新时间:2009-03-28

湖北省黄冈市于2005-2016年进行了耕地土壤全面调查,根据土壤养分检测结果,综合评价将其划分为4个等级[1]。在此之前的1979-1983年进行了全市第二次土壤普查,依据耕地土壤养分高低划为6个水平,综合评价把耕地地力划分为4个等级[2]。两次调查所采用的分析方法相同,进而以此比较分析耕地土壤地力和养分含量的时空变异。

1 材料与方法

通过对2005-2016年黄冈市实施测土配方施肥所采集的土壤样品养分测定等系列数据,结合GIS技术对耕地土壤进行地力评价,并与1979-1983年第二次土壤普查测定数据进行对比,分析耕地土壤养分现状及其变化趋势,为黄冈市全市农业产业结构调整、农民科学施肥和耕地质量建设提供科学依据。

2 结果与分析

2.1 耕地地力等级的时空变化

黄冈市1979-1983年普查结果显示,各等级地力占比情况为一等地26.72%,二等地39.89%,三等地 26.27%,四等地 7.12%;2005-2016 年普查结果显示,各等级地力占比情况为一等地27.19%,二等地32.73%,三等地 25.44%,四等地 14.63%(表 1)。两者比较结果显示,全市耕地一等地和三等地所占比例基本持平,二等地比例下降,四等地比例上升,由此可知,历经33年,黄冈市耕地地力总体有所降低。

多元相关系数R=0.953。说明,产量受多个主要农艺性状的综合影响,在生产中要综合考虑,合理安排各个因素水平。主要农艺性状对产量的直接通径系数为穗粒数>实粒数>结实率>株高>有效穗>穗长>全生育期>千粒重。群体有效穗、穗粒数和结实率对产量的直接贡献较大。在栽培过程中可以通过相应配套措施来提高单位面积有效穗和穗粒数。有效穗通过实粒数和结实率对产量产生较高的正向效应;穗粒数通过实粒数和结实率表现较高的负效应;实粒数通过增加稻穗长度,提高穗粒数和结实率影响产量的形成,在生产中要协调好各因子,达到增产增收的目的。

 

表1 两次土壤普查耕地地力情况

  

年份1979-1983 2005-2016一等地26.72 27.19各等级地力占比//% 合计面积hm2 358 593.33 337 520.04二等地39.89 32.73三等地26.27 25.44四等地7.12 14.63

2.2 2005-2016年土壤主要养分状况

土壤主要养分的变化是耕地地力的决定因素之一,在历经33年耕作之后,耕地主要营养元素的变化是衡量土壤管理水平的主要依据。当然,耕地土壤管理还包括农田基础设施建设,如灌溉、排涝、改土等。

微量元素检测结果(表3)表明,2005-2016年耕地有效硼在土地利用类型间差异不大,但是水平不高,旱地和水田中均呈现缺乏和潜在缺乏;有效锌含量均处于潜在缺乏状态,这与该地土壤普遍呈酸性有关。

从空间分布特征角度看,2005-2016年不同县(市、区)耕地的主要属性变化规律有所不同(表4)。总体来看,黄梅县耕地的pH较高,大于6.0,其余县(市、区)pH均小于6.0。有机质含量各个县(市、区)差异不显著;有效磷含量略有差异,但是平均含量都大于8 mg/kg,有50%的县(市、区)平均含量大于11 mg/kg,其中武穴市的平均含量较高,达到 12.03 mg/kg; 速效钾含量比较均匀, 平均在 57.96~80.88 mg/kg,其中含量较高的是黄梅县(80.88 mg/kg),含量较低的是红安县(57.96 mg/kg)。

 

表2 2005-2016年耕地主要养分含量统计结果

  

参数平均值最大值最小值标准差土地类型旱地水田旱地水田旱地水田旱地水田pH 5.66 5.63 8.06 8.07 4.38 4.38 0.58 0.53有机质//g/kg 19.26 19.41 25.00 25.00 1.18 1.00 5.39 4.98有效磷//mg/kg 10.89 10.85 68.27 66.73 1.74 1.68 3.22 3.19速效钾//mg/kg 68.24 67.35 193.52 209.54 25.82 25.11 17.86 17.11

把雷红放下。雷钢大人似地喝令一声,想从她手中抢出雷红,她不松手,雷钢对着她手腕,咬了一口。小纲,小纲,松口,你咬妈妈?你咬妈妈?

 

表3 2005-2016年耕地主要微量元素含量统计结果(单位:mg/kg)

  

平均值 最大值 最小值 标准差指标有效硼有效锌旱地0.46 2.54水田0.45 2.52旱地0.94 7.44水田0.90 7.44旱地0.12 0.75水田0.11 0.86旱地0.09 0.62水田0.09 0.60

耕地主要土壤养分检测结果(表2)数据显示,2005-2016年旱地与水田各指标的平均值相差较小。从最大值看,pH的最大值是水田高于旱地,有效磷的最大值是旱地高于水田,速效钾的最大值是水田高于旱地,而有机质的最大值是旱地与水田持平。

在不同利用类型之间,有机质的提升幅度不同。对于旱地,有机质含量在 20.1~30.0 g/kg 区间的比例小于水田,其他含量区间,水田和旱地的差别不大。2.3.4 pH 由表 8 可见,1979-1983 年耕地面积中弱碱性(pH 7.6~8.5)土壤 所占比例为 11.67%,2005-2016 年为 3.64%,占比下降了 8.03 个百分点;处于中性土壤的耕地面积也有所降低;弱酸性(pH 5.0~5.5)土壤呈上升趋势,占比由 1979-1983 年的30.75%增加到 2005-2016 年的 43.71%。酸性土壤明显上升,比例增加了9.37个百分点。

(三)吃足初乳 在正常情况下,仔猪生后靠触觉寻找乳头吮乳,并具有固定奶头吮乳习性,自行固定需时较长,弱小仔猪常被健壮仔猪挤掉,母猪的乳房没有乳池,不能随时排乳,且放乳时间很短,仔猪因争斗而影响哺乳,宜于仔猪出生后自选并加以人工辅助,尽快固定奶头吃奶。

 

表4 2005-2016年黄冈市不同行政区域的耕地养分分布特征

  

县(市、区)红安县黄梅县黄州区罗田县麻城市蕲春县团风县武穴市浠水县英山县pH 5.57 6.22 5.83 5.38 5.35 5.88 5.82 5.86 5.45 5.59有机质g/kg 18.55 21.33 24.06 20.76 21.35 20.25 19.04 19.67 20.54 18.39有效磷m/g/kg 9.34 11.09 11.78 10.90 11.71 11.10 10.95 12.03 10.30 9.88速效钾mg/kg 57.96 80.88 67.51 68.74 74.54 65.44 68.44 70.49 60.20 60.55有效硼mg/kg 0.46 0.46 0.53 0.43 0.45 0.45 0.48 0.50 0.43 0.44有效锌mg/kg 2.25 3.07 2.49 2.52 2.40 2.54 2.42 2.52 2.44 2.91

2.3 土壤主要有效养分的时空变化

2.3.1 有效磷 土壤有效磷是土壤地力的重要影响因素之一,也是合理施用磷肥的依据。根据土壤检测结果(表5),33年间土壤有效磷的含量总体呈上升趋势,在不同级别中变化不同,较高和较低级别占比降低,中间级别占比上升。与1979-1983年相比,2005-2016 年有效磷在 5.1~10.0 mg/kg 范围内的比例上升了 1.12 个百分点, 而在 10.1~20.0 mg/kg 的比例升高了37.12个百分点。不同耕地利用类型间,除有效磷含量在 5.1~10.0 mg/kg 范围内的占比是旱地略高于水田外,其他级别占比均是水田高于旱地。

 

表5 土壤有效磷含量的变化

  

级别mg/kg>40.0 20.1~40.0 10.1~20.0 5.1~10.0 3.0~5.0<3.0 2005-2016年占比//%水田0.06 1.08 60.54 37.67 0.44 0.21旱地0.08 0.88 60.22 38.27 0.37 0.18水旱合计0.07 1.04 60.46 37.82 0.42 0.20 1979-1983年水旱合计占比//%1.05 7.69 23.34 36.70 22.24 8.98

调查统计结果(表4)显示,2005-2016年黄冈市的有效硼含量普遍处于潜在缺乏状况,平均含量为0.45 mg/kg。 与 1979-1983 年相比,土壤有效硼含量下降了0.01 mg/kg。在不同市属行政区域间,有效硼的变异不大,在普遍缺硼的情况下,缺硼严重的为浠水县和罗田县,含量只有 0.43 mg/kg。

2.3.2 速效钾 土壤速效钾的变化与有效磷相反(表6)。1979-1983年土壤普查时的汇总数据表明,在各个级别中,速效钾含量位于 50.1~100.0 mg/kg 的比例最高,占总耕地面积的 66.71%,其次是100.1~150.0 mg/kg 和 30.0~50.0 mg/kg 范围, 比例分别为13.37%、14.33%。 但是 2005-2016 年,速效钾含量分配在 50.1~100.0 mg/kg 的比例升高为 81.27%,在100.1~150.0 mg/kg 的比例下降为 6.72%, 小于 30.0 mg/kg 的比例下降为 0.05%, 速效钾含量在 100.1~200.0 mg/kg的比例大幅度下降,占总耕地面积的比例不足7%。此结果说明,经历了33年的持续耕作后,黄冈市耕地土壤的速效钾含量明显下降。

2005-2016年黄冈市有效锌含量处于较丰富水平,平均含量为 2.50 mg/kg,与 1979-1983 年比较,土壤有效锌含量基本持平,变化不大,不过要注意其富集,有效措施仍然是深沟窄厢,加强排涝。在不同市属行政区域间,土壤有效锌的含量较高的为黄梅县和英山县, 平均含量分别为3.07 mg/kg和 2.91 mg/kg,含量较低的为红安县,平均含量为 2.25mg/kg。

 

表6 土壤速效钾含量的变化

  

级别mg/kg>200.0 150.1~200.0 100.1~150.0 50.1~100.0 30.0~50.0<30.0 2005-2016年占比//%水田0.01 0.04 6.56 81.49 11.86 0.04旱地0.00 0.05 7.26 80.57 12.04 0.08水旱合计0.01 0.04 6.72 81.27 11.90 0.05 1979-1983年水旱合计占比//%1.03 3.06 13.37 66.71 14.33 1.50

2.3.3 有机质 耕地有机质的变化是人们关注的焦点,其含量直接影响土壤的基础地力。由表7可知,1979-1983年,土壤有机质在不同级别间的分配以20.1~30.0g/kg 为主,占总耕地面积的 52.82%,其次为10.1~20.0 g/kg 级别,所占比例为 29.64%,含量处于30.1~40.0 g/kg 的比例为 10.04%, 其他含量区段占比较小,合计不到10%。2005-2016年调查统计结果反映,与 1979-1983 年相比,土壤有机质>40.0 g/kg和 30.1~40.0 g/kg 的两个级别的耕地没有了,在现有较高含量级别的 20.1~30.0 g/kg 区间其比例降低了1.95 个百分点,10.1~20.0 g/kg 的区间增加了14.2 个百分点,反映了黄冈市总体地力水平有所下降。

 

表7 土壤有机质含量的变化

  

级别mg/kg>40.0 30.1~40.0 20.1~30.0 10.1~20.0 6.0~10.0<6.0 2005-2016年占比//%水田0.00 0.00 51.17 43.94 0.39 4.51旱地0.00 0.00 49.91 43.54 0.29 6.25水旱合计0.00 0.00 50.87 43.84 0.37 4.92 1979-1983年水旱合计占比//%1.94 10.04 52.82 29.64 4.45 1.10

微量元素中,有效硼含量普遍较低,多处于缺乏和潜在缺乏的低含量范围,最低含量出现在罗田县和浠水县,平均含量只有0.43 mg/kg。有效锌平均含量以红安县较低,平均含量为 2.25 mg/kg。

养殖资金问题已成为畜牧业发展的制约因素,要落实好国家草原生态保护奖补政策和能繁母猪保险政策。按计划实施贫困村养殖示范场、养殖示范村、养殖合作社、异地扶贫搬迁点养殖集中点的畜牧产业扶贫项目建设,全力推动产业扶贫项目顺利建成投产,并发挥最大经济效益。

在不同利用类型之间,除了酸性土壤中水田的比例稍高于旱地外,其余的酸碱区间变化都是旱地的比例高于水田。

 

表8 土壤酸碱度的变化

  

2005-2016年占比//%pH级别<5.0 5.0~5.5 5.6~6.5 6.6~7.5 7.6~8.5>8.5水田2.71 43.74 43.70 6.63 3.22 0.00旱地2.68 43.64 41.91 6.81 4.97 0.00水旱合计2.71 43.71 43.27 6.67 3.64 0.00 1979-1983年水旱合计占比//%4.93 30.75 44.64 7.87 11.67 0.14

2.3.5 微量元素 2005-2016年调查与评价采用常规方法测定了有效硼、有效锌、有效铜、有效铁和有效锰等多种元素,在黄冈市生产实践中,对作物生长发育影响较大的为土壤有效硼和有效锌,这些元素对植物的有效性受土壤条件的影响,在某些土壤条件下常常不能满足植物生长发育的需要,必须施用微量元素肥料加以调节[4]

一是播后苗前抢田间湿度好时选用异丙隆与丙草胺、氟唑磺隆等药剂混用进行土壤封闭;二是小麦苗龄达2叶1心-3叶1心(根据不同药剂来确定),抓住温湿度条件好时及早进行茎叶处理(抢用药),尽可能在杂草3叶期前用药,提高对抗性杂草的防除效果。

比对分析结果表明,1979-1983年土壤有效磷的含量在 5.0 mg/kg 以下比例占 31.22%,2005-2016年比例占0.62%,这一状况表明土壤有效磷的含量明显提高,但黄冈市耕地土壤有效磷与作物的需求比较还有差距。实践证明,在黄冈市土壤有效磷含量在 5.1~10.00 mg/kg 仍属于中等缺乏, 对于水稻,在早稻田中,处于此范围的水稻秧苗常常会发生僵苗现象[3]。土壤缺磷常常与土壤酸化有关,因此磷肥施用尽量不要用酸性较强的磷肥,如过磷酸钙,避免耕地磷供给恶化,应选择碱性磷肥或高浓度磷肥,如磷铵等。

④脾胃:《张氏医通·卷八》提出“脾胃生发之气不能上升,邪害孔窍,故不利而不闻香臭,宜养脾胃,使阳气上行,则鼻通矣,补中益气加辛夷、山栀。”这对一些虚症患者的治疗,有着重要的指导意义。

3 小结与讨论

本次调查基本查清了土壤主要属性和生产条件的变化特征,掌握这些特征的时空变异对土壤管理和测土施肥具有重要意义。

3.1 耕地地力水平处于中等,呈现下降的趋势

全市耕地地力处于中等水平,在相同的4级划分体系内,历经33年后,一等地比例略微上升,二等地比例大幅下降,三等地比例略微减少,四等地比例大幅上升。由此呈现耕地地力等级总体下降的趋势。

3.2 农田生产条件较差,灌溉与排涝矛盾突出

全市耕地中低产田中,灌溉保证率较低,特别是四等地基本不能保证灌溉,难以保证作物正常水分需要。因此,作为改良和农田基本建设的重点,加强农田水利设施的建设是提升耕地地力的关键措施。

3.3 耕地土壤酸化加剧,农田生态环境恶化

土壤酸化是黄冈市耕地的突出问题[5]。与1979-1983年相比,2005-2016年耕地全面酸化,酸性土壤面积占比增加了11.29个百分点。土壤酸化导致土壤金属元素的化学形态或存在形式变化,使农田生态环境恶化。对此,在农业生产上要尤其注意碱性肥料的施用,必要时适当使用石灰加以改善。

3.4 耕地主要养分含量不均,营养失衡

受土壤酸化的影响,土壤有效磷含量虽有提升,但是仍然普遍较低;有效硼基本处于潜在缺乏范围。这些变化和现状,需要高度关注,并通过测土配方施肥加以校正。

3.5 耕地有机质走向集中,含量总体不高

有机质含量高的耕地逐步下降,低含量的逐步提升,使得耕地有机质含量落入中等水平的比例大幅度提高,含量总体不高。

参考文献:

[1]张济国,熊道龙,胡政权.黄冈市耕地地力评价与利用[M].北京:中国农业科学技术出版社,2014.

[2]刘郭辉,管善远,张济国,等.鄂东土肥[M].北京:中国农业大学出版社,1990.

[3]张济国,江保如,张 进.肥料应用研究[M].武汉:湖北科学技术出版社,1999.

[4]周景堂,郝孚逸,索隆光.湖北耕地问题研究[M].武汉:湖北科学技术出版社,1989.

[5]张济国,熊道龙,周景飞.黄冈市耕地保护存在的问题与对策[J].湖北农业科学,2010,49(8):10-12.

 
金敏,胡政权,张晓明,刘建英
《湖北农业科学》 2018年第09期
《湖北农业科学》2018年第09期文献

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