胡景輝，孫麗敏，高 倩，雷雅坤，劉 寧

(河北省農(nóng)林科學院 農(nóng)業(yè)信息與經(jīng)濟研究所，河北 石家莊 050051)

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河北省低平原中低產(chǎn)類型區(qū)土壤肥力演變規(guī)律及變化特征

胡景輝，孫麗敏*，高 倩*，雷雅坤，劉 寧

(河北省農(nóng)林科學院 農(nóng)業(yè)信息與經(jīng)濟研究所，河北 石家莊 050051)

利用全國第2次土壤普查數(shù)據(jù)及河北省耕地質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，對河北省低平原中低產(chǎn)類型區(qū)典型糧田的耕地肥力質(zhì)量演變規(guī)律及變化特征進行了分析，以期為科學施肥和土壤培肥提供支撐。結(jié)果表明，第2次全國土壤普查時河北省低平原中低產(chǎn)類型區(qū)典型糧田土壤有機質(zhì)含量、全氮含量及速效磷含量總體處于低至極低水平，平均含量分別為8.47 g/kg、0.54 g/kg、6.00 mg/kg；土壤速效鉀含量較高，平均為122.67 mg/kg 。從肥力質(zhì)量變化趨勢看，土壤有機質(zhì)含量由8.47 g/kg提高到2014—2015年的17.48 g/kg，增長106.38%；土壤全氮含量由0.54 g/kg提高到1998—1999年的1.02 g/kg，增長88.89%，1998—2015年土壤全氮含量變幅減??；土壤速效磷含量由6.00 mg/kg提高到1998—1999年的18.30 mg/kg，增長205.00%，1998—2015年，冀州市土壤速效磷含量呈增長趨勢，增長156.13%，而獻縣和深州市土壤速效磷含量則呈下降趨勢，分別下降56.60%和49.74%；土壤速效鉀含量由122.67 mg/kg下降到1998—1999年的81.83 mg/kg，下降33.29%，1998—2015年，土壤速效鉀含量呈上升趨勢，冀州市由61.50 mg/kg提高到181.50 mg/kg，增長195.12%，處于2級水平，獻縣由137.00 mg/kg提高到170.50 mg/kg，增長24.45%，深州市由47.00 mg/kg提高到66.00 mg/kg，增長40.43%，但含量仍偏低，需要繼續(xù)培肥以滿足作物高產(chǎn)的需要。

河北??； 中低產(chǎn)類型區(qū)； 土壤肥力； 有機質(zhì)； 全氮； 速效磷； 速效鉀

耕地是人類賴以生存的重要資源，耕地質(zhì)量直接影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和糧食安全[1-2]。土壤的肥力狀況制約了農(nóng)田生產(chǎn)能力，合理調(diào)控土壤肥力和實施精準施肥需要充分了解土壤肥力分布特征[1]。為查清土壤肥力狀況，我國分別在20世紀50、80 年代進行過2次土壤普查，之后沒有再進行全國范圍的土壤普查工作。目前學者和政府關(guān)注的重點是我國土壤肥力變成何種狀況以及如何變化。20世紀90 年代以來，學者從不同側(cè)面對土壤肥力狀況進行了研究[1-4]，探討了土壤養(yǎng)分的空間變化規(guī)律[5-9]。

河北省低平原中低產(chǎn)類型區(qū)是糧、棉、油的重要種植區(qū)[8]。經(jīng)過30多年高速發(fā)展，該區(qū)域的農(nóng)田肥力狀況發(fā)生了較大變化[10-11]。為掌握農(nóng)田土壤肥力現(xiàn)狀，探討河北省低平原中低產(chǎn)類型區(qū)農(nóng)田土壤肥力演變特點與規(guī)律，筆者基于耕地質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，對河北省低平原中低產(chǎn)類型區(qū)典型糧田的土壤肥力變化規(guī)律進行分析，并與第2次全國土壤普查結(jié)果進行對比分析，以期為科學施肥和土壤培肥提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)域基本情況

河北省低平原中低產(chǎn)類型區(qū)屬于大陸性暖溫帶半干旱半濕潤季風氣候，年平均氣溫12.7～13.3 ℃，無霜期為180～220 d，年均日照時數(shù)為2 500～2 700 h，年均降水量500～600 mm，時空分布不均，年蒸發(fā)量平均達1 100～1 800 mm,是華北平原缺水最嚴重的地區(qū)。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究共選取衡水市的深州、冀州和滄州市的獻縣3個縣(市)為試驗地，采用河北省耕地質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)及第2次全國土壤普查數(shù)據(jù)進行分析，為更好分析土壤養(yǎng)分變化趨勢，取相鄰2 a數(shù)據(jù)的平均值。采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機質(zhì)含量變化特征

土壤有機質(zhì)含量是衡量土壤肥力高低的一項重要指標[12-14]，是土壤的重要碳庫[15]，同時對改善土壤的物理性質(zhì)具有重要意義[6-8]。

圖1為第2次土壤普查時三縣(市)土壤有機質(zhì)含量各級所占比例情況，可以看出，土壤有機質(zhì)平均含量總體處于低至極低水平。根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級標準[9-10]，土壤有機質(zhì)含量主要分布在4～6級，其中5級所占比例最大，獻縣、深州、冀州5級所占比例分別為62.94%、73.23%、80.70%，平均為72.29%， 4級所占比例平均為19.74%，6級所占比例平均為7.97%。

圖1 有機質(zhì)含量各級所占比例

河北省低平原中低產(chǎn)區(qū)土壤肥力監(jiān)測點有機質(zhì)含量變化趨勢見圖2，可以看出，三縣(市)土壤有機質(zhì)含量呈緩慢升高趨勢，其中獻縣從第2次土壤普查的9.10 g/kg提高到2014—2015年的16.25 g/kg，有機質(zhì)含量增長78.57%；深州市從第2次土壤普查的8.70 g/kg提高到2014—2015年的16.45 g/kg，有機質(zhì)含量增長89.08%；冀州市從第2次土壤普查的7.60 g/kg提高到2014—2015年的19.75 g/kg，有機質(zhì)含量增長159.87%；三縣(市)土壤有機質(zhì)平均含量由第2次土壤普查的8.47 g/kg提高到2014—2015年的17.48 g/kg，有機質(zhì)含量增長106.38%，由5級提高到4級水平。綜上可以看出，1998—2015年河北省低平原中低產(chǎn)區(qū)土壤肥力監(jiān)測點有機質(zhì)含量呈增加趨勢，但有機質(zhì)含量仍處于較低水平，土壤仍需繼續(xù)培肥。

圖2 有機質(zhì)含量變化趨勢

2.2 土壤全氮含量變化特征

土壤全氮是土壤中各種形態(tài)氮素含量之和，在一定程度上反映了土壤的供氮水平[9]。圖3為第2次土壤普查時三縣(市)土壤全氮含量各級所占比例情況，可以看出，土壤全氮平均含量同樣處于低至極低水平。根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級標準[9-10]，三縣(市)土壤全氮含量主要分布在4～6級，其中5級所占比例最大，獻縣、深州、冀州5級所占比例分別為40.78%、46.63%、50.00%，平均為45.80%， 6級所占比例分別為55.30%、48.36%、25.99%，平均為43.22%。

圖3 全氮含量各級所占比例

河北省低平原中低產(chǎn)區(qū)土壤肥力監(jiān)測點全氮含量變化趨勢見圖4，可以看出，與第2次土壤普查數(shù)據(jù)相比，1998—1999年土壤全氮含量增加明顯，其中獻縣從第2次土壤普查的0.51 g/kg提高到1998—1999年的0.93 g/kg，增長82.35%；深州市從第2次土壤普查的0.51 g/kg提高到1998—1999年的0.77 g/kg，全氮含量增長50.98%；冀州市從第2次土壤普查的0.61 g/kg提高到1998—1999年的1.36 g/kg，全氮含量增長122.95%；三縣(市)土壤全氮平均含量由第2次土壤普查的0.54 g/kg提高到1998—1999年的1.02 g/kg，全氮含量增長88.89%，水平由5級上升到3級，達到中等水平，這與氮肥的大量投入有關(guān)。1998—2015年，隨著平衡施肥技術(shù)的推廣，氮肥施用量有所下降，磷鉀肥投入增加，土壤全氮含量變幅減小。1998—2015年深州市土壤全氮含量呈緩慢增長趨勢，由0.77 g/kg提高到1.04 g/kg，增長35.06%，而獻縣和冀州市土壤全氮含量則呈先下降后上升趨勢，但最后含量仍低于1998—1999年水平，分別下降10.75%和13.65%。

圖4 全氮含量變化趨勢

2.3 土壤速效磷含量變化特征

土壤磷素含量高低是衡量土壤肥力水平高低的指標之一，影響著作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，而速效磷是當季作物可從土壤中獲取的主要磷素[16]。圖5為第2次土壤普查時三縣(市)土壤速效磷含量各級所占比例情況，可以看出，土壤速效磷平均含量同樣處于低至極低水平。根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級標準[9-10]，三縣(市)土壤速效磷含量主要分布在3～6級。其中，獻縣主要分布在第6級，占44.87%；深州市主要分布在第3級，占52.19%；冀州市主要分布在第3、4級，分別占41.00%、46.40%。從土壤速效磷平均含量看，處在5級水平，屬于很低水平。

圖5 速效磷含量各級所占比例

河北省低平原中低產(chǎn)區(qū)土壤肥力監(jiān)測點速效磷含量變化趨勢見圖6，可以看出，與第2次土壤普查數(shù)據(jù)相比，1998—1999年土壤速效磷含量增加明顯，其中獻縣從第2次土壤普查的5.00 mg/kg提高到1998—1999年的25.00 mg/kg，速效磷含量增長400.00%；深州市從第2次土壤普查的8.00 mg/kg提高到1998—1999年的19.30 mg/kg，速效磷含量增長141.25%；冀州市從第2次土壤普查的5.00 mg/kg提高到1998—1999年的10.60 mg/kg，速效磷含量增長112.00%；三縣(市)土壤速效磷平均含量由第2次土壤普查的6.00 mg/kg提高到1998—1999年的18.30 mg/kg，速效磷含量增長205.00%，水平由4級上升到3級，達到中等水平，這與該時期磷肥的大量投入有關(guān)。1998—2015年，隨著平衡施肥技術(shù)的推廣，磷肥施用量有所增加，冀州市土壤速效磷含量呈緩慢增長趨勢，由10.60 mg/kg提高到27.15 mg/kg，增長156.13%，而獻縣和深州市土壤速效磷含量則呈下降趨勢，最后含量低于1998—1999年水平，分別下降56.60%和49.74%，含量分別為10.85、9.70 mg/kg，處于4級水平，速效磷含量偏低，仍需要繼續(xù)培肥，并加強平衡施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用。

圖6 速效磷含量變化趨勢

2.4 土壤速效鉀含量變化特征

鉀是作物生長必需的營養(yǎng)元素，土壤速效鉀含量是衡量土壤鉀素養(yǎng)分供應(yīng)能力的指標[10-11]。第2次土壤普查時三縣(市)土壤速效鉀含量各級所占比例情況見圖7，可以看出，土壤速效鉀平均含量較高。根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級標準[9-10]，三縣(市)土壤速效鉀含量主要分布在1～4級，其中冀州市主要分布在第1～4級，分別占33.40%、22.80%、29.90%、13.90%，土壤速效鉀平均含量達到150 mg/kg；獻縣主要分布在第3、4級，分別占30.00%、48.89%；深州市主要分布在第3、4級，分別占48.34%、40.74%。

圖7 速效鉀含量各級所占比例

河北省低平原中低產(chǎn)區(qū)土壤肥力監(jiān)測點速效鉀含量變化趨勢見圖8，可以看出，與第2次土壤普查數(shù)據(jù)相比，1998—1999年三縣(市)土壤速效鉀含量變化不同，其中獻縣從第2次土壤普查的104.00 mg/kg提高到1998—1999年的137.00 mg/kg，速效鉀含量增長31.73%；深州市從第2次土壤普查的114.00 mg/kg下降到1998—1999年的47.00 mg/kg，速效鉀含量下降58.77%；冀州市從第2次土壤普查的150.00 mg/kg下降到1998—1999年的61.50 mg/kg，速效鉀含量下降59.00%；三縣(市)土壤速效鉀平均含量由第2次土壤普查的122.67 mg/kg下降到1998—1999年的81.83 mg/kg，速效鉀含量下降33.29%，水平由3級下降到4級，速效鉀含量偏低。1998—2015年，隨著鉀肥投入增加，土壤速效鉀含量呈上升趨勢。獻縣由137.00 mg/kg提高到170.50 mg/kg，增長24.45%，速效鉀含量偏高，處于2級水平；深州市由47.00 mg/kg提高到66.00 mg/kg，增長40.43%，但速效鉀含量仍偏低，處于4級水平，仍需要繼續(xù)培肥，加強平衡施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用；冀州市由61.50 mg/kg提高到181.50 mg/kg，增長195.12%，處于2級水平，高于第2次土壤普查水平。

圖8 速效鉀含量變化趨勢

3 結(jié)論與討論

有機質(zhì)是土壤養(yǎng)分的重要組成成分，是表征土壤質(zhì)量與肥力的重要指標之一[17-21]。第2 次全國土壤普查時河北省低平原中低產(chǎn)區(qū)土壤有機質(zhì)含量總體處于低至極低水平，1998—2015年土壤肥力監(jiān)測點有機質(zhì)含量呈增加趨勢，土壤有機質(zhì)平均含量由第2次土壤普查的8.47 g/kg提高到2014—2015年的17.48 g/kg，有機質(zhì)含量增長106.38%。

氮素是構(gòu)成一切生命體的重要元素，也是組成土壤肥力的非常重要的指標。氮是作物生長的主要影響因素，對于作物生長非常重要，作物生產(chǎn)中氮需求量較大，土壤供氮不足，將引起農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量下降和品質(zhì)降低。與第2次土壤普查數(shù)據(jù)相比，1998—1999年土壤全氮含量增加明顯，土壤全氮平均含量由第2次土壤普查的0.54 g/kg提高到1998—1999年的1.02 g/kg，全氮含量增長88.89%，水平由5級上升到3級，全氮含量達到中等水平，1998—2015年，由于推廣了平衡施肥技術(shù)，氮肥施用量有所下降，磷鉀肥投入增加，土壤全氮含量變幅減小。

土壤速效磷含量是土壤供磷能力的重要指標[17]。研究表明，土壤速效磷平均含量同樣處于低至極低水平，與第2次土壤普查數(shù)據(jù)相比，1998—1999年土壤速效磷含量增加明顯，土壤速效磷平均含量由第2次土壤普查的6.00 mg/kg提高到1998—1999年的18.30 mg/kg，速效磷含量增長205.00%，1998—2015年，隨著平衡施肥技術(shù)的推廣，土壤速效磷含量變幅減小。1998—2015年冀州市土壤速效磷含量呈緩慢增長趨勢，由10.60 mg/kg提高到27.15 mg/kg，增長156.13%，而獻縣和深州市土壤速效磷含量則呈下降趨勢，最后含量低于1998—1999年水平，分別下降56.60%和49.74%。

20世紀80—90年代，人們一直認為土壤不缺鉀，生產(chǎn)中大量施用氮肥和磷肥，忽視有機肥和鉀肥的施用。但隨著作物產(chǎn)量的不斷提高，從土壤中帶走大量的鉀素，導致土壤鉀素逐漸耗竭[18]。本研究結(jié)果表明，土壤速效鉀平均含量較高，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級標準，三縣(市)土壤速效鉀含量主要分布在1～4級，平均含量由第2次土壤普查的122.67 mg/kg下降到1998—1999年的81.83 mg/kg，速效鉀含量下降33.29%，1998—2015年，隨著鉀肥投入增加，土壤速效鉀含量呈上升趨勢。獻縣由137.00 mg/kg提高到170.50 mg/kg，增長24.45%，速效鉀含量偏高，處于2級水平；深州市由47.00 mg/kg提高到66.00 mg/kg，增長40.43%，但速效鉀含量仍偏低，處于4級水平，仍需要繼續(xù)培肥，加強平衡施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用；冀州市由61.50 mg/kg提高到181.50 mg/kg，增長195.12%，處于2級水平，高于第2次土壤普查水平。

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Evolution Rule and Change Characteristics of Fertility Quality of Cultivated Land in Middle and Low Yield Area in Low Plains of Hebei Province

HU Jinghui,SUN Limin*，GAO Qian*,LEI Yakun,LIU Ning

(Institute of Agricultural Information and Economy,Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences,Shijiazhuang 050051,China)

In order to provide support for scientific fertilization,the evolution rule and variation characteristics of arable land fertility quality of typical grain in middle-low productive farmland in low plain areas of Hebei province were analyzed with the data of the Second National Soil Survey and cultivated land quality monitoring in Hebei province.The results showed that the organic matter content,total N content and available P content were at low to extremely low levels in the Second National Soil Survey,the average contents were 8.47 g/kg,0.54 g/kg,6.00 mg/kg; the content of soil available K was at high level,the average content was 122.67 mg/kg.From the trend of fertility quality variation,soil organic matter content increased from 8.47 g/kg to 17.48 g/kg in 2014—2015,increased by 106.38%; soil total nitrogen content increased from 0.54 g/kg to 1.02 g/kg in 1998—1999 years,increased by 88.89%,the change range of soil total nitrogen content level reduced in 1998—2015 years;the content of soil available phosphorus increased from 6.00 mg/kg to 18.30 mg/kg in 1998—1999 years,increased by 205.00%,soil available phosphorus content had an increasing trend in 1998—2015 years in Jizhou,increased by 156.13%，soil available phosphorus content had an decreasing trend in Xianxian and Shenzhou,decreased by 56.60% and 49.74% respectively;soil available potassium content decreased from 122.67 mg/kg to 81.83 mg/kg in 1998—1999 years,decreased by 33.29%,soil available potassium content had an increasing trend in 1998—2015 years,Jizhou city increased from 61.50 mg/kg to 181.50 mg/kg,increased by 195.12%,belonging to level 2,Xianxian county increased from 137.00 mg/kg to 170.50 mg/kg,increased by 24.45%,Shenzhou city increased from 47.00 mg/kg to 66.00 mg/kg,increased by 40.43%,but the content was still low,in order to meet the high yield requirement,we should continue to cultivate fertilizer.

Hebei province; the middle-low yielding type region; soil fertility； organic matter; total N; available P; available K

2016-08-30

河北省財政專項(F16E01)

胡景輝(1973-)，男，河北清苑人，副研究員，碩士，主要從事農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟研究。 E-mail:358505672@qq.com

*通訊作者：孫麗敏(1964-)，女，河北元氏人，研究員，博士，主要從事植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究。 E-mail:liminsun@163.com 高 倩(1982-)，女，河北石家莊人，助理研究員，主要從事農(nóng)業(yè)信息管理研究。

時間：2016-11-25 14∶24∶33

S156

A

1004-3268(2016)12-0072-05

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