李 寧,王明輝,吳 鵬,,肖齊圣,3,趙俊立,陶 江,徐華濤,5,范周雄
(1.黃岡市農業(yè)科學院,湖北 黃岡 438000;2.黃岡市耕地質量與肥料管理站,湖北 黃岡 438000;3.麻城市農業(yè)技術推廣中心,湖北 麻城 438300;4.紅安縣農業(yè)技術推廣中心,湖北 紅安 438400;5.大悟縣農業(yè)農村局,湖北 大悟 432800)
湖北省花生(ArachishypogaeaL.)產區(qū)屬春夏花生區(qū),是長江流域主要的花生產區(qū)之一,據統(tǒng)計2020年花生種植面積為24.36萬hm2,總產量為85.7萬t,平均產量為3 517.95 kg/hm2,種植面積居于長江流域產區(qū)的第二位[1];湖北省花生主產區(qū)包括鄂東大別山區(qū)域的團風縣、麻城市、紅安縣、大悟縣、羅田縣,黃梅縣和浠水縣部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植;鄂北地區(qū)的宜城市、襄城區(qū)、襄州區(qū);其他地區(qū)零星種植。湖北省大別山區(qū)位于湖北省東部、長江中游北岸,屬于大別山南麓,區(qū)域內多為丘陵崗地和山地,早在清光緒年間即開始種植花生,花生常年種植面積為7萬hm2[2,3]。
在花生生產上,由于多年連作以及化學肥料的大量施用,花生耕地土壤板結和青枯病發(fā)生嚴重,花生苗黃、苗弱、老小苗現象逐年加重,嚴重影響了花生產量及品質。土壤養(yǎng)分狀況和機械組成是評價土壤生產力的重要指標,也是提高花生栽培產量和品質的關鍵因素。摸清土壤養(yǎng)分狀況和機械組成對更好地發(fā)揮土壤生產力具有重要的指導意義[4,5]。之前,已有大量關于現有基本農田土壤肥力狀況的研究[6-11]。但對不同花生耕地的土壤養(yǎng)分狀況研究較少。
本研究選取了湖北省大別山區(qū)7個主要花生種植縣市,對沙壤地、黏土地、棕紅壤地、壤土地等不同花生耕地進行土壤養(yǎng)分和機械組成分析,了解土壤養(yǎng)分和類型特征,探討制約花生耕地生產力的因素,對花生耕地土壤改良和培肥提出針對性的措施,為提高花生產量及品質提供依據。
大別山位于鄂、皖、豫三省毗鄰地區(qū),地處北亞熱帶季風氣候區(qū),氣候溫暖濕潤,介于北緯30°10′—32°30′、東經112°40′—117°10′。具有典型的山地氣候特征,氣候溫和,雨量充沛。年平均氣溫12.5℃,平均降水量1 832.8 mm,年降水日數161 d,空氣平均相對濕度79%,年日照時數平均1 400~1 600 h,年霧日數平均102 d,太陽平均輻射量462 kJ/cm2,無霜期179~190 d,大別山區(qū)位于鄂東、鄂東北,涉及湖北省黃岡市8個縣(市、區(qū))和孝感市大悟、孝昌2個縣。
選取湖北省大別山區(qū)7個主要花生種植縣市88個樣點(圖1),根據不同的土壤類型(表1),按梅花采樣法采集土壤樣品,取土壤表層0~20 cm土層的土樣,每個土樣1 kg,記錄其地理位置、采集時間、海拔、土壤類型、種植模式等基本信息,裝袋帶回實驗室進行室內分析。
表1 土壤采樣點及土壤類型
圖1 采樣點分布示意
土壤pH采用玻璃電極法測定;全碳采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定;全氮采用半微量凱氏法測定;堿解氮采用堿解擴散法測定;速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定;速效鉀采用中性醋酸銨浸提-火焰光度法測定;土壤機械組成采用甲種比重計法測定,同一土樣相同指標平行測定3次,取其平均值[12]。
數據利用Excel 2010軟件和DPS 7.05軟件統(tǒng)計分析。
由表2可知,湖北省大別山區(qū)7個主要花生種植縣市土壤pH為6.25~7.95,平均為6.12;變異系數為4.90%~24.54%,平均為14.86%;湖北省大別山區(qū)花生耕地總體呈弱酸性,土壤pH屬于輕度變異,表明pH在各縣市花生耕地土壤樣本中比較穩(wěn)定,黃梅縣花生耕地土壤pH最高,為7.95,與其他地區(qū)之間差異顯著。
表2 湖北省大別山區(qū)花生耕地土壤養(yǎng)分和p H分析
土壤的全碳含量為0.88~1.51 g/kg,平均為1.22 g/kg;變異系數為21.33%~41.76%,平均為28.50%;土壤的全碳含量屬于中度變異,不同地區(qū)之間的土壤全碳含量差異性較大,大悟縣花生耕地土壤的全碳含量最低,為0.88 g/kg,與團風縣和羅田縣之間差異顯著;羅田縣花生耕地土壤的全碳含量最高,為1.51 g/kg,與大悟縣之間顯著差異;其他縣之間花生耕地土壤的全碳含量無顯著差異。
土壤的全氮含量為0.09~0.17 g/kg,平均為0.14 g/kg;變異系數為18.01%~34.57%,平均為25.06%;土壤的全氮含量屬于中度變異,不同地區(qū)之間土壤全氮含量差異性較大,黃梅縣和大悟縣花生耕地土壤全氮含量較低,分別為0.09 g/kg和0.11 g/kg;羅田縣花生耕地土壤全氮含量最高,為0.17 g/kg,與黃梅縣和大悟縣之間差異顯著;其他縣之間花生耕地土壤全氮含量無顯著差異。
土壤速效鉀含量為106.71~149.94 mg/kg,平均為128.53 mg/kg;變異系數為16.47%~49.00%,平均為36.24%,屬于中度變異,不同地區(qū)之間土壤速效鉀含量無顯著差異。
土壤速效磷含量為11.60~13.91 mg/kg,平均為12.49 mg/kg;變異系數為11.02%~23.21%,平均為15.18%;屬于輕度變異,不同地區(qū)之間土壤速效磷含量無顯著差異。
土壤堿解氮含量為50.05~87.88 mg/kg,平均為75.59 mg/kg;變異系數為15.58%~51.79%,平均為35.33%;屬于中度變異,不同地區(qū)之間土壤堿解氮含量無顯著差異。
根據全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準,劃分湖北省大別山區(qū)不同地區(qū)花生耕地土壤養(yǎng)分等級,結果如表3所示。大部分地區(qū)花生耕地土壤全碳含量為4級,大悟縣為5級,整體花生耕地土壤全碳含量偏低;大部分地區(qū)花生耕地土壤全氮含量整體較高,為2~3級,這可能與花生本身可以固氮有關,但黃梅縣花生耕地土壤全氮含量較低,為4級;大別山區(qū)花生耕地土壤速效鉀和速效磷含量整體較高,均為3級;大部分地區(qū)花生耕地土壤堿解氮含量整體偏低,為4級,黃梅縣花生耕地土壤堿解氮含量為5級。
表3 不同地區(qū)花生耕地土壤養(yǎng)分分級評價
由表4可知,輪作種植的花生耕地土壤pH比連作冬閑田的pH高,但2種種植模式下,花生耕地土壤總體呈弱酸性;輪作種植的花生耕地土壤養(yǎng)分要好于連作冬閑田,各項指標均高于連作冬閑田,但兩者之間無顯著差異,這可能與輪作種植施用肥料較多有關,湖北省大別山區(qū)花生一般與油菜輪作。
表4 不同種植模式下花生耕地土壤養(yǎng)分和p H分析
采用甲種比重計法對88個樣點土壤進行土壤機械組成測定,參照中國(1978)擬定的土壤質地分類標準對土壤粒徑的劃分,通過試驗得出沙粒(1.00~0.05 mm)、粗粉粒(0.05~0.01 mm)以及黏粒(<0.001 mm)的粒級含量(%)。結果顯示,88個樣點的土壤組成含量分別為沙粒(27.7%~79.1%)、粉粒(20.6%~70.6%)、黏粒(0.2%~2.1%),表明不同地區(qū)田塊土壤機械組成有差異;整體上湖北省大別山地區(qū)花生耕地土壤的粒徑組成基本表現為粗粉粒>沙粒>黏粒,不同地區(qū)之間花生耕地土壤機械組成分析平均值如表5所示,對其進行聚類分析,結果如圖2所示,黃梅縣和浠水縣的花生耕地土壤機械組成與其他幾個地區(qū)的差別較大,紅安縣與羅田縣的土壤機械組成最接近。
圖2 不同地區(qū)土壤機械組成聚類分析
表5 不同地區(qū)花生耕地土壤機械組成平均值(單位:%)
湖北省酸化土壤面積達113萬余公頃,占全省耕地總面積的36.13%,其中,酸化土壤(pH≤6.50)面積達105.8萬hm2以上,嚴重酸化(pH≤4.50)土壤面積達8.29萬hm2,主要分布在鄂東大別山區(qū)、鄂西武陵山區(qū)和鄂南幕阜山區(qū)的46個縣(市、區(qū)),嚴重制約現代農業(yè)發(fā)展[13]?;ㄉm宜微偏酸性的土壤,pH以6.0~6.5為好,適宜花生根瘤菌繁育的pH為5.8~6.2,適于花生對磷肥吸收利用的pH為5.5~7.0,pH為6.5時最為有利。湖北省大別山區(qū)花生耕地總體呈弱酸性,平均為6.12,土壤pH屬于輕度變異,適宜花生種植。
根據全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準可知,湖北省大別山區(qū)花生耕地土壤全碳含量偏低,大部分花生耕地土壤全碳含量為4級;大部分地區(qū)花生耕地土壤全氮含量整體較高,為2~3級,可能與花生本身可以固氮有關,花生耕地土壤速效鉀和速效磷含量整體較高;土壤堿解氮含量整體偏低。綜合分析,大別山區(qū)花生耕地土壤養(yǎng)分肥力中等。不同種植模式下花生耕地土壤pH均呈弱酸性,輪作種植的花生耕地土壤養(yǎng)分要好于連作冬閑田,但兩者之間無顯著差異。
影響土壤機械組成的指標是多元的,地形、成土母巖、土壤類型等是影響土壤機械組成的重要指標[14],土壤機械組成對土壤的肥力保持及土壤的透性影響密切,土壤黏粒含量越大,土壤養(yǎng)分含量越多,透性越差;土壤沙粒含量越多,土壤肥力越差,但土壤的透性就越好[15]。通過對不同地區(qū)88份土壤樣品進行土壤機械組成的測定,湖北省大別山地區(qū)花生耕地土壤的粒徑組成基本表現為粗粉粒>沙粒>黏粒,大部分花生耕地土壤是肥力較高、微偏酸性的沙壤土,這種土壤通透性好,花生根系發(fā)達,結瘤多;土壤松緊適宜,有利于莢果發(fā)育;特別是紅安、大悟、麻城等縣,花生果殼光潔,果形大,質量好,商品價值高。
盡管湖北省大別山地區(qū)花生耕地土壤肥力較高,適宜種植花生,但由于農民種植管理比較粗放,花生產量不高,加上多年連作以及化學肥料的施用,花生耕地土壤板結和青枯病發(fā)生嚴重,花生苗黃、苗弱、老小苗現象逐年加重,嚴重影響了花生產量及品質。因此,今后要推廣種植抗青枯病的花生品種,多施有機肥,綠色防控病蟲草害,改良土壤肥力,提高花生產量和品質。