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摘要 安陆市位于桐柏山、大洪山两余脉蔓延的丘陵与江汉平原交汇地带。通过对土壤有机质含量的分析发现,主要是旱地有机质平均含量较1981年有所提高,并提出了秸秆还田、增施农家肥、种植绿肥、推广土壤改良技术等改良措施。
关键词 土壤有机质;变化特征;改良措施;丘陵平原交汇地带
中图分类号 S153.621 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)18-0215-03
安陆市地处江汉平原北缘和大洪山、桐柏山延伸的低山丘陵交汇地带,全境地势自西北向东南倾斜。西北和东北部为海拔200~500 m的低山丘陵区,中部形成岗地。最高点是县西北的太平寨,海拔517 m。涢水自北向南贯穿全境中部,境内流长49.7 km。南部为海拔35 m以下的涢水冲积平原,辛榨乡的古周海拔31 m,是全市最低点[1]。
土壤有机质不仅是植物营养元素的重要组成部分,而且对土壤的物理和化学性质有很大影响[2]。持续稳定的有机质含量是土壤维持生产能力的基础,因此可以用土壤有机质的含量及动态演变来衡量土地利用与管理水平[3-4]。掌握土壤有机质变化情况,及时合理地培肥土壤,可以促进农业可持续发展。
1 材料与方法
1.1 样品采集
按照农业部农农发(2006)5号通知《 测土配方施肥技术规范(试行)(修订稿)》进行采样,用于地力评价样品共604个。
1.2 数据来源
数据来源于安陆市土壤肥料站开展的全国第二次土壤普查和2006年测土配方施肥项目化验数据,分别按全国第二次土壤普查技术规程和《 测土配方施肥技术规范(试行)(修订稿)》指定的方法进行测定。
1.3 统计分析方法
测试结果用Excel进行计算处理,通过Kriging插值而得到的土壤有机质含量面积分布与第二次土壤普查资料进行比较分析。
2 结果与分析
2.1 耕地土壤有机质含量及其时间变化特征
在GIS的支持下,可得到安陆市耕地有机质含量级别的面积与比例。通过与第二次土壤普查资料进行比较分析,可以了解不同土壤有机质含量的时间变化特征(表1)。第二次土壤普查时,安陆市水田土壤有机质含量大于20 g/kg的面积占水田面积的60.4%,其中土壤有机质含量大于30 g/kg的耕地面积仅占1.9%。2006年安陆市水田土壤有机质含量大于20 g/kg的面积占水田面积的61.7%,有机质大于30 g/kg的水田土壤面积只占0.9%。目前旱地土壤有机质含量大于10 g/kg的面积占总旱地面积的100%,与第二次土壤普查结果旱地土壤有机质含量大于10 g/kg的面积只占旱地面积的78.4%相比,旱地土壤有机质水平有所提高。由此看来,经过20多年的耕作,安陆市水田土壤有机质含量变化不大,大部分维持在较高水平,少部分需要继续提高;旱地有机质水平提高较快(表2)。
安陆市现有的32 884.7 hm2耕地中,土壤有机质含量在2级(>20.0 g/kg)以上的耕地有20 005.9 hm2,占总耕地的60.8%,而土壤有机质含量低(4~5级)的耕地面积只有1 339.4 hm2,仅占总耕地的4.1%;其中土壤有机质含量低的水田有880.4 hm2、旱地459.0 hm2(表2)。
2.1.1 水田土壤有机质含量分布频率。在安陆市水田耕层土壤中,土壤有机质含量>30.0、20.0~30.0、15.0~20.0、10.0~15.0、<10.0 g/kg的土样数分别占总土样数的11.8%、45.9%、23.4%、13.5%、5.5%。可见水田土壤有机质含量主要分布在10.0~30.0 g/kg,占82.8%。
2.1.2 旱地土壤有机质含量分布频率。旱地土壤有机质含量分布>30.0、20.0~30.0、15.0~20.0、10.0~15.0、<10.0 g/kg的土样个数分别占总土样数的17.1%、40.0%、19.2%、12.9%、10.8%。可见旱地土壤有机质含量主要分布在10.0~30.0 g/kg,占72.1%。
2.2 土壤有机质空间变化特征
2.2.1 不同土类土壤有机质含量及其变化特征。该市七大土壤亚类中,中性紫色土有机质含量最高,平均为25.16 g/kg,其他依次为黄棕壤性土(23.76 g/kg)、黄棕壤(22.03 g/kg)、酸性紫色土(21.94 g/kg)、潴育型水稻土(21.89 g/kg)、淹育型水稻土(16.17 g/kg),潮土最低,平均仅为13.34 g/kg。土壤亚类之间差别很大,高低相差47.0%。土壤有机质以潮土变异最大,变异系数为43.18%,依次为淹育型水稻土、酸性紫色土、黄棕壤性土、潴育型水稻土、中性紫色土,黄棕壤变异系数最小,为27.28%。
2.2.2 各乡镇土壤有机质分布特征。对于种植大田作物为主的土壤来说,有机质含量大于20.0 g/kg,说明该土壤有机质含量丰富。根据这个标准,安陆市大约有2/3的土壤有机质含量较丰富,1/3的土壤属中等偏低的水平。而且该市土壤有机质含量呈比较明显的区域分布特点:有机质含量大于30.0 g/kg的土壤主要分布在孛畈镇,且旱地占31.6%,水田占68.4%;有机质含量为20.0~30.0 g/kg的土壤主要分布在王义贞镇、孛畈镇、木梓乡、棠棣镇、巡店镇、雷公镇、赵棚镇、接官乡、陈店乡,其中旱地占12.5%,水田占87.5%,说明水田中有机质较丰富(表3)。
3 改良措施
增加土壤有机质的措施必须从开源和节流2个方面考虑[5]。重视施用有机肥料不仅可以补充土壤有机质的消耗,更重要的是可以提高土壤微生物的活性。为了保持土壤有机质含量不致下降,增施有机肥料必须广开有机肥源。 3.1 秸秆还田
农作物秸秆还田是一种有效补充有机质的方式。实现秸秆直接还田,必须加速秸秆腐熟,即通过增加腐解微生物的数量和秸秆腐解的各种酶类,加速腐解的进程,缩短腐熟时间,使大量秸秆直接还田后,不影响下茬作物生长(尤其是前期生长)。
3.2 发展绿肥
俗话说“绿肥种三年,瘦地变肥田”。绿肥是一种清洁的有机肥,没有重金属、抗生素、激素等残留威胁,完全能满足现代社会对于农产品品质的需求。种植翻耕绿肥是提升地力特别是提升有机质含量的重要措施之一[6],有机质随绿肥施用量的增加而增加[7],其可显著提升土壤肥力。种植绿肥能有效改善生态环境,减少水土流失和面源污染:绿肥可有效减少土地裸露,大幅减少雨水对土壤的侵蚀;绿肥种植利用后,在保持农作物产量不降低的前提下,耕地可少施氮素15 kg/hm2以上,使氮肥利用率提高至40%~50%,能减少向水体流失氮素45 kg/hm2,缓解江河湖泊的富营养化问题。
3.3 增施农家肥及商品有机肥
在充分利用有限农家肥资源的基础上,要重视商品有机肥和有机无机复混肥的施用。商品有机肥含有较多的有机物,是补充土壤有机质的主要来源,也是提高土壤肥力的重要物质基础[8]。实行财政补贴,可以加快商品有机肥的推广,有利于提高耕地地力[9]。
3.4 推广土壤改良技术
土壤改良技术是2009年农业主推技术之一。土壤改良技术主要包括土壤结构改良、土壤科学耕作等方面内容。土壤结构改良是通过施用天然土壤改良剂(如腐殖酸类、纤维素类、沼渣等)和人工土壤改良剂(如聚乙烯醇、聚丙烯晴等),可以明显提高土壤的保水保肥能力,协调土壤的养分比例。
3.5 实行粮肥轮作、间作以及粮经轮作,用地养地相结合
随着农业生产的发展,复种指数越来越高,致使许多土壤有机质含量降低,肥力下降。实行粮肥轮作、间作制度,不仅可以保持和提高有机质含量,还可以改善土壤有机质的品质,活化已经老化了的腐殖质。实行粮经轮作时,经济作物投入的有机肥或秸秆数量大,可以改良和培肥土壤,提高土壤有机质含量。
3.6 进一步搞好测土配方施肥
测土配方施肥技术是国际上普遍采用的科学施肥技术之一,在合理施用有机肥的基础上,确定氮、磷、钾以及其他中微量元素的合理施肥量及施用方法,以满足作物均衡吸收各种营养,有提高土壤有机质和培肥地力的作用[10-11],减少养分流失对环境的污染,达到优质、高效、高产的目的。
4 参考文献
[1] 张昕,徐祖国,陈大玉,等.安陆县志[M].武汉:武汉出版社,1993(3):70.
[2] 徐凤清.土壤有机质含量偏低的原因及提高途径[J].现代农业科技,2010(12):255-256.
[3] 刘文杰,苏永中,杨荣,等.黑河中游林泽绿洲农田土壤有机质空间变异——以云南小江流域为例[J].生态学报,2007,27(5):2040-2047.
[4] 张萍,黄永文,杨杨,等.宜昌地区土壤有机质的空间分布及演变特征[J].湖北农业科学,2012,51(3):462-465.
[5] 许冬,沈东平,郑伟娟,等.会稽山腹地土壤有机质评价及改良措施[J].浙江农业科学,2012(2):219-220.
[6] 张硕,缪绥石,庞欣欣,等.绿肥对土壤肥力和水稻生长的影响[J].浙江农业科学,2011(6):1318-1320.
[7] 王飞军,庄亚其,毛颖盈,等.绿肥还田量对水稻产量及土壤肥力的影响[J].浙江农业科学,2012(3):314-315.
[8] 杨文叶,王京文,周航.杭州市商品有机肥利用现状及对策[J].浙江农业科学,2012(1):102-103.
[9] 王记安,刘丹,费华萍,等.安陆市有机肥利用现状与发展对策[J].现代农业科技,2013,595(5):245-246.
[10] 许杰,裘希雅,何旭华,等.施肥方式及水平对水稻产量及土壤理化性状的影响[J].浙江农业科学,2011(6):1307-1310.
[11] 伍少福.水稻氮磷钾和有机肥配合施用长期定位试验[J].浙江农业科学,2013(3):242-245.
关键词 土壤有机质;变化特征;改良措施;丘陵平原交汇地带
中图分类号 S153.621 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)18-0215-03
安陆市地处江汉平原北缘和大洪山、桐柏山延伸的低山丘陵交汇地带,全境地势自西北向东南倾斜。西北和东北部为海拔200~500 m的低山丘陵区,中部形成岗地。最高点是县西北的太平寨,海拔517 m。涢水自北向南贯穿全境中部,境内流长49.7 km。南部为海拔35 m以下的涢水冲积平原,辛榨乡的古周海拔31 m,是全市最低点[1]。
土壤有机质不仅是植物营养元素的重要组成部分,而且对土壤的物理和化学性质有很大影响[2]。持续稳定的有机质含量是土壤维持生产能力的基础,因此可以用土壤有机质的含量及动态演变来衡量土地利用与管理水平[3-4]。掌握土壤有机质变化情况,及时合理地培肥土壤,可以促进农业可持续发展。
1 材料与方法
1.1 样品采集
按照农业部农农发(2006)5号通知《 测土配方施肥技术规范(试行)(修订稿)》进行采样,用于地力评价样品共604个。
1.2 数据来源
数据来源于安陆市土壤肥料站开展的全国第二次土壤普查和2006年测土配方施肥项目化验数据,分别按全国第二次土壤普查技术规程和《 测土配方施肥技术规范(试行)(修订稿)》指定的方法进行测定。
1.3 统计分析方法
测试结果用Excel进行计算处理,通过Kriging插值而得到的土壤有机质含量面积分布与第二次土壤普查资料进行比较分析。
2 结果与分析
2.1 耕地土壤有机质含量及其时间变化特征
在GIS的支持下,可得到安陆市耕地有机质含量级别的面积与比例。通过与第二次土壤普查资料进行比较分析,可以了解不同土壤有机质含量的时间变化特征(表1)。第二次土壤普查时,安陆市水田土壤有机质含量大于20 g/kg的面积占水田面积的60.4%,其中土壤有机质含量大于30 g/kg的耕地面积仅占1.9%。2006年安陆市水田土壤有机质含量大于20 g/kg的面积占水田面积的61.7%,有机质大于30 g/kg的水田土壤面积只占0.9%。目前旱地土壤有机质含量大于10 g/kg的面积占总旱地面积的100%,与第二次土壤普查结果旱地土壤有机质含量大于10 g/kg的面积只占旱地面积的78.4%相比,旱地土壤有机质水平有所提高。由此看来,经过20多年的耕作,安陆市水田土壤有机质含量变化不大,大部分维持在较高水平,少部分需要继续提高;旱地有机质水平提高较快(表2)。
安陆市现有的32 884.7 hm2耕地中,土壤有机质含量在2级(>20.0 g/kg)以上的耕地有20 005.9 hm2,占总耕地的60.8%,而土壤有机质含量低(4~5级)的耕地面积只有1 339.4 hm2,仅占总耕地的4.1%;其中土壤有机质含量低的水田有880.4 hm2、旱地459.0 hm2(表2)。
2.1.1 水田土壤有机质含量分布频率。在安陆市水田耕层土壤中,土壤有机质含量>30.0、20.0~30.0、15.0~20.0、10.0~15.0、<10.0 g/kg的土样数分别占总土样数的11.8%、45.9%、23.4%、13.5%、5.5%。可见水田土壤有机质含量主要分布在10.0~30.0 g/kg,占82.8%。
2.1.2 旱地土壤有机质含量分布频率。旱地土壤有机质含量分布>30.0、20.0~30.0、15.0~20.0、10.0~15.0、<10.0 g/kg的土样个数分别占总土样数的17.1%、40.0%、19.2%、12.9%、10.8%。可见旱地土壤有机质含量主要分布在10.0~30.0 g/kg,占72.1%。
2.2 土壤有机质空间变化特征
2.2.1 不同土类土壤有机质含量及其变化特征。该市七大土壤亚类中,中性紫色土有机质含量最高,平均为25.16 g/kg,其他依次为黄棕壤性土(23.76 g/kg)、黄棕壤(22.03 g/kg)、酸性紫色土(21.94 g/kg)、潴育型水稻土(21.89 g/kg)、淹育型水稻土(16.17 g/kg),潮土最低,平均仅为13.34 g/kg。土壤亚类之间差别很大,高低相差47.0%。土壤有机质以潮土变异最大,变异系数为43.18%,依次为淹育型水稻土、酸性紫色土、黄棕壤性土、潴育型水稻土、中性紫色土,黄棕壤变异系数最小,为27.28%。
2.2.2 各乡镇土壤有机质分布特征。对于种植大田作物为主的土壤来说,有机质含量大于20.0 g/kg,说明该土壤有机质含量丰富。根据这个标准,安陆市大约有2/3的土壤有机质含量较丰富,1/3的土壤属中等偏低的水平。而且该市土壤有机质含量呈比较明显的区域分布特点:有机质含量大于30.0 g/kg的土壤主要分布在孛畈镇,且旱地占31.6%,水田占68.4%;有机质含量为20.0~30.0 g/kg的土壤主要分布在王义贞镇、孛畈镇、木梓乡、棠棣镇、巡店镇、雷公镇、赵棚镇、接官乡、陈店乡,其中旱地占12.5%,水田占87.5%,说明水田中有机质较丰富(表3)。
3 改良措施
增加土壤有机质的措施必须从开源和节流2个方面考虑[5]。重视施用有机肥料不仅可以补充土壤有机质的消耗,更重要的是可以提高土壤微生物的活性。为了保持土壤有机质含量不致下降,增施有机肥料必须广开有机肥源。 3.1 秸秆还田
农作物秸秆还田是一种有效补充有机质的方式。实现秸秆直接还田,必须加速秸秆腐熟,即通过增加腐解微生物的数量和秸秆腐解的各种酶类,加速腐解的进程,缩短腐熟时间,使大量秸秆直接还田后,不影响下茬作物生长(尤其是前期生长)。
3.2 发展绿肥
俗话说“绿肥种三年,瘦地变肥田”。绿肥是一种清洁的有机肥,没有重金属、抗生素、激素等残留威胁,完全能满足现代社会对于农产品品质的需求。种植翻耕绿肥是提升地力特别是提升有机质含量的重要措施之一[6],有机质随绿肥施用量的增加而增加[7],其可显著提升土壤肥力。种植绿肥能有效改善生态环境,减少水土流失和面源污染:绿肥可有效减少土地裸露,大幅减少雨水对土壤的侵蚀;绿肥种植利用后,在保持农作物产量不降低的前提下,耕地可少施氮素15 kg/hm2以上,使氮肥利用率提高至40%~50%,能减少向水体流失氮素45 kg/hm2,缓解江河湖泊的富营养化问题。
3.3 增施农家肥及商品有机肥
在充分利用有限农家肥资源的基础上,要重视商品有机肥和有机无机复混肥的施用。商品有机肥含有较多的有机物,是补充土壤有机质的主要来源,也是提高土壤肥力的重要物质基础[8]。实行财政补贴,可以加快商品有机肥的推广,有利于提高耕地地力[9]。
3.4 推广土壤改良技术
土壤改良技术是2009年农业主推技术之一。土壤改良技术主要包括土壤结构改良、土壤科学耕作等方面内容。土壤结构改良是通过施用天然土壤改良剂(如腐殖酸类、纤维素类、沼渣等)和人工土壤改良剂(如聚乙烯醇、聚丙烯晴等),可以明显提高土壤的保水保肥能力,协调土壤的养分比例。
3.5 实行粮肥轮作、间作以及粮经轮作,用地养地相结合
随着农业生产的发展,复种指数越来越高,致使许多土壤有机质含量降低,肥力下降。实行粮肥轮作、间作制度,不仅可以保持和提高有机质含量,还可以改善土壤有机质的品质,活化已经老化了的腐殖质。实行粮经轮作时,经济作物投入的有机肥或秸秆数量大,可以改良和培肥土壤,提高土壤有机质含量。
3.6 进一步搞好测土配方施肥
测土配方施肥技术是国际上普遍采用的科学施肥技术之一,在合理施用有机肥的基础上,确定氮、磷、钾以及其他中微量元素的合理施肥量及施用方法,以满足作物均衡吸收各种营养,有提高土壤有机质和培肥地力的作用[10-11],减少养分流失对环境的污染,达到优质、高效、高产的目的。
4 参考文献
[1] 张昕,徐祖国,陈大玉,等.安陆县志[M].武汉:武汉出版社,1993(3):70.
[2] 徐凤清.土壤有机质含量偏低的原因及提高途径[J].现代农业科技,2010(12):255-256.
[3] 刘文杰,苏永中,杨荣,等.黑河中游林泽绿洲农田土壤有机质空间变异——以云南小江流域为例[J].生态学报,2007,27(5):2040-2047.
[4] 张萍,黄永文,杨杨,等.宜昌地区土壤有机质的空间分布及演变特征[J].湖北农业科学,2012,51(3):462-465.
[5] 许冬,沈东平,郑伟娟,等.会稽山腹地土壤有机质评价及改良措施[J].浙江农业科学,2012(2):219-220.
[6] 张硕,缪绥石,庞欣欣,等.绿肥对土壤肥力和水稻生长的影响[J].浙江农业科学,2011(6):1318-1320.
[7] 王飞军,庄亚其,毛颖盈,等.绿肥还田量对水稻产量及土壤肥力的影响[J].浙江农业科学,2012(3):314-315.
[8] 杨文叶,王京文,周航.杭州市商品有机肥利用现状及对策[J].浙江农业科学,2012(1):102-103.
[9] 王记安,刘丹,费华萍,等.安陆市有机肥利用现状与发展对策[J].现代农业科技,2013,595(5):245-246.
[10] 许杰,裘希雅,何旭华,等.施肥方式及水平对水稻产量及土壤理化性状的影响[J].浙江农业科学,2011(6):1307-1310.
[11] 伍少福.水稻氮磷钾和有机肥配合施用长期定位试验[J].浙江农业科学,2013(3):242-245.