鄧曉倩, 馬素娟, 曹曉萍, 王 攀, 安韶山

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 水土保持研究所, 陜西 楊陵 712100; 2.青海省海東市互助縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心, 青海 互助 810599; 3.中國科學(xué)院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊陵 712100)

陸地生態(tài)系統(tǒng)中，土壤養(yǎng)分對植物生長和養(yǎng)分循環(huán)具有重要的調(diào)節(jié)作用[1]。土壤碳、氮、磷和鉀是生態(tài)系統(tǒng)中植物生長和生產(chǎn)的主要競爭性營養(yǎng)資源[2]。我國“十三五”規(guī)劃提出了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的“耕地儲糧、減肥增效”國家戰(zhàn)略。耕地儲糧是指通過培育土壤質(zhì)量，提高土壤肥力，實(shí)現(xiàn)糧食穩(wěn)定高產(chǎn)[3]。在耕作過程中，隨著時(shí)間的推移，農(nóng)村的經(jīng)營制度、耕作制度、有機(jī)肥和化肥施用總量與作物種植結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化[4]，耕地土壤肥力也會相應(yīng)發(fā)生變化。土壤肥力決定作物的生長和產(chǎn)出，進(jìn)而決定土地生產(chǎn)力和可持續(xù)性[5]。均衡施肥或有機(jī)無機(jī)肥料配施是維持作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的有效措施，施用化肥過少或過量都會引起土壤質(zhì)量及生產(chǎn)力下降[6]。土壤肥力是衡量耕地質(zhì)量的重要指標(biāo)，與作物的生長狀況有著密切的關(guān)系，土壤肥力評價(jià)能綜合評價(jià)土壤的基本肥力狀況，為作物的生長提供科學(xué)的理論指導(dǎo)。在現(xiàn)有評價(jià)方法中，常用土壤C，N，P來分析土壤養(yǎng)分情況，或直接將大田產(chǎn)量作為衡量土壤肥力的標(biāo)準(zhǔn)[7]。近年來，學(xué)者將聚類分析、因子分析和模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用于土壤肥力的綜合評價(jià)[8-9]，其中模糊數(shù)學(xué)的方法可以通過隸屬度描述土壤養(yǎng)分指標(biāo)的漸變性和模糊性[10]，由于可操作性強(qiáng)、評價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，許多學(xué)者在評價(jià)土壤肥力時(shí)用到該方法[11-14]。

互助土族自治縣是全國唯一的土族自治縣[15]，總土地面積3 423.9 km2，2019年農(nóng)業(yè)收入占各類產(chǎn)值總收入的59.89%，農(nóng)業(yè)是當(dāng)?shù)鼐用袷杖氲闹饕獊碓??；ブh是青海省重要農(nóng)業(yè)區(qū)，改善土壤，科學(xué)耕作以提高作物產(chǎn)量對提高當(dāng)?shù)鼐用竦氖杖胫陵P(guān)重要。自2007年全國第二次土壤調(diào)查以來，互助縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心每年進(jìn)行采樣分析，監(jiān)測土壤理化指標(biāo)的變化，本文在此基礎(chǔ)上，研究互助縣自2007年以來耕地中各養(yǎng)分指標(biāo)的變化，用模糊綜合評價(jià)的方法對土壤肥力進(jìn)行評價(jià)，為耕地的合理耕種提出建議，對探究耕地可持續(xù)耕作、提高作物產(chǎn)量具有一定意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

互助土族自治縣(101°46′—102°45′E，36°30′—37°09′N)是青海省海東市下轄縣，位于青海省東部、海東市北部，北倚祁連山脈達(dá)坂山，與門源回族自治縣相連，東北與甘肅省天祝藏族自治縣和永登縣毗鄰，東南與樂都區(qū)接壤，西臨大通縣[16]，總面積3 423.9 km2，包含19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，294個(gè)村莊，總?cè)丝?0.17萬人[17]?；ブh地處青藏高原和黃土高原的過渡地帶祁連山東段南麓。地勢北高南低，最高點(diǎn)為巴扎藏族鄉(xiāng)的北溝腦嶺，海拔4 484 m，最低點(diǎn)在高寨鎮(zhèn)的曹家堡村，海拔2 200 m，縣境地勢起伏，高差懸殊，“三橫三縱”的平行嶺谷縱橫交錯(cuò)[18]?？h境內(nèi)無湖泊，有大小天然河流8條，均屬黃河流域、湟水水系，全長2 895 km，青石嶺自西北向東南貫穿全境，把全縣自然地分為兩大地形單元?；ブ磷遄灾慰h屬大陸寒溫帶氣候，冬季受西伯利亞季風(fēng)和寒流影響，夏季受東南沿海臺風(fēng)影響。年均溫5.8℃，極端最高氣溫為30.3℃，極端最低氣溫為-26.9℃；年日照時(shí)數(shù)為2 581.7 h，無霜期114 d，年降水量477.4 mm，年蒸發(fā)量1 198.3 mm，年相對濕度63%，年平均風(fēng)速0.9 m/s，雷暴日數(shù)39 d。

1.2 數(shù)據(jù)獲取與分析

本研究的數(shù)據(jù)來源于互助縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，樣點(diǎn)位置見圖1，土壤指標(biāo)包括pH值、土壤有機(jī)質(zhì)(Soil organic matter, SOM)、全氮(Total nitrogen，TN)、堿解氮(Available nitrogen，AN)、全磷(Total phosphorus，TP)、有效磷(Available phosphorus，AP)、全鉀(Total potassium，TK)和速效鉀(Available potassium，AK)。采樣深度為0—20 cm的土壤耕層，將每個(gè)土樣混合均勻，室內(nèi)風(fēng)干、過篩后進(jìn)行測定，測定方法為土壤農(nóng)化分析中常用方法[19]。

圖1 研究區(qū)樣點(diǎn)分布情況

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

1.3.1 分析軟件 首先將數(shù)據(jù)在SPSS中進(jìn)行檢驗(yàn)，驗(yàn)證其是否符合正態(tài)分布。由于數(shù)據(jù)量大，為了提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，采用3倍標(biāo)準(zhǔn)差法對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步篩選。用IBM SPSS 24進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用Origin 2007及ArcGIS 10.1繪圖。

1.3.2 土壤綜合肥力指數(shù) 在土壤綜合肥力指數(shù)的計(jì)算中，本研究中選用相關(guān)系數(shù)法確定土壤肥力指標(biāo)權(quán)重，采用模糊數(shù)學(xué)綜合評價(jià)法[10]，該評價(jià)法使用隸屬函數(shù)表征指標(biāo)肥力狀況。具體步驟：1) 選取肥力指標(biāo)與隸屬函數(shù)；2) 確定隸屬函數(shù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)；3) 確定指標(biāo)權(quán)重；4) 計(jì)算土壤肥力綜合指數(shù)。

(1) 選取肥力指標(biāo)與隸屬函數(shù)。在土壤pH，SOM，TN，AN，TP，AP，TK，AK 8個(gè)指標(biāo)中，由于各指標(biāo)的量綱不同，沒有可比性，故而引入隸屬函數(shù)將指標(biāo)歸一化。隸屬函數(shù)是評價(jià)指標(biāo)與作為生長效應(yīng)曲線相關(guān)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，有“S”型(1)和“拋物線”型函數(shù)(2)兩種類型[8]。由于SOM，TN，AN，TP，AP，TK，AK這類養(yǎng)分指標(biāo)在一定范圍內(nèi)增大時(shí)，其對肥力的貢獻(xiàn)增大，低于和高于一定范圍，其貢獻(xiàn)率維持在低水平和高水平，符合S型曲線的特征[20]，故這些指標(biāo)使用“S”型函數(shù)。pH值適用于“拋物線”型函數(shù)，這類評價(jià)因素對作物的生長發(fā)育都有一個(gè)最適宜范圍，超過此范圍，偏離程度越大對作物的生長發(fā)育越不利[21]。

(1)

(2)

式中:f(x)為某指標(biāo)的隸屬度；x為該指標(biāo)實(shí)測值；x1，x2，x3，x4分別對應(yīng)該指標(biāo)的隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

(2) 確定隸屬函數(shù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。結(jié)合全國第二次土地調(diào)查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[22]及互助縣耕地土壤特性，確定隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)折點(diǎn)見表1。

表1 隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)折點(diǎn)

(3)

(4) 計(jì)算土壤肥力綜合指數(shù)。

IFI=∑(qi×wi)

(4)

式中：qi是第i項(xiàng)土壤肥力指標(biāo)的隸屬度；wi是第i項(xiàng)土壤肥力指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)；IFI值在0～1之間，值越大，表明土壤肥力質(zhì)量越好[24]。

2 結(jié)果與分析

2.1 互助縣耕地土壤養(yǎng)分狀況描述性統(tǒng)計(jì)

由圖2看出，2007互助縣耕地土壤偏堿性，pH值為7.00～9.20，平均值8.03。SOM，TN，AN，TP，AP，TK和AK的范圍分別為2.30～58.60 g/kg，0.33～3.49 g/kg，31.00～204.00 mg/kg，0.91～2.98 g/kg，1.8～51.5 mg/kg，9.40～36.70 g/kg，11.00～460.00 mg/kg；均值分別為26.11 g/kg，1.90 g/kg，112.28 mg/kg，2.05 g/kg，17.78 mg/kg，22.79 g/kg，188.41 mg/kg；其中pH值屬于小變異，TN，AN，TP和TK屬于中等變異，SOM，AP和AK屬于高等變異。結(jié)合全國第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)[22]，大部分樣點(diǎn)的等級都在前三級。

圖2 互助縣耕地各指標(biāo)箱線圖及土壤質(zhì)量等級

2016年，互助縣耕地土壤偏堿性，pH值為7.00～8.40，平均值7.69。SOM，TN，AN，TP，AP，TK和AK的范圍分別為13.90～30.10 g/kg，0.90～3.65 g/kg，91.00～139.40 mg/kg，1.10～4.01 g/kg，2.90～50.30 mg/kg，2.00～28.30 g/kg，105.00～139.00 mg/kg；均值分別為23.93 g/kg，2.36 g/kg，121.97 mg/kg，2.52 g/kg，25.02 mg/kg，14.82 g/kg，127.13 mg/kg；其中pH，AN和AK屬于小變異，SOM，TN和TP屬于中等變異，AP和TK屬于高等變異。大部分樣點(diǎn)的等級在前三級。

2.2 互助縣2007年、2016年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤養(yǎng)分基本狀況

互助縣共有19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土壤養(yǎng)分狀況不同。2007年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)pH值呈堿性，最小值7.72出現(xiàn)在臺子鄉(xiāng)，最大值8.2出現(xiàn)在西山鄉(xiāng)；SOM的最小值16.16 g/kg出現(xiàn)在蔡家堡鄉(xiāng)，最大值47.83 g/kg出現(xiàn)在南門峽鎮(zhèn)。由圖3看出，SOM的分布呈現(xiàn)出西南低，東北高的趨勢；TN的最小值1.34 g/kg出現(xiàn)在西山鄉(xiāng)，最大值2.89 g/kg出現(xiàn)在巴扎鄉(xiāng)，分布規(guī)律與SOM類似；AN最小值78.55 mg/kg出現(xiàn)在西山鄉(xiāng)，最大值147.9 mg/kg出現(xiàn)在巴扎鄉(xiāng)；TP的最小值1.66 g/kg出現(xiàn)在蔡家堡鄉(xiāng)，最大值2.39 g/kg出現(xiàn)在松多藏族鄉(xiāng)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)間分布無明顯規(guī)律；AP的最小值6.77 mg/kg出現(xiàn)在東和鄉(xiāng)，最大值29.59 mg/kg出現(xiàn)在紅崖子溝鄉(xiāng)；TK的最小值18.40 g/kg出現(xiàn)在臺子鄉(xiāng)，最大值29.50 g/kg出現(xiàn)在丹麻鎮(zhèn)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)間分布無明顯規(guī)律；AK的最小值80.15 mg/kg出現(xiàn)在南門峽鎮(zhèn)，最大值378.62 mg/kg出現(xiàn)在哈拉直溝鄉(xiāng)。

圖3 2007年、2016年互助縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)SOM，TN，TP，TK情況

2016年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)pH最小值7.3出現(xiàn)在哈拉直溝鄉(xiāng)，最大值8.01出現(xiàn)在威遠(yuǎn)鎮(zhèn)；SOM的最小值19.70 g/kg出現(xiàn)在哈拉直溝鄉(xiāng)，最大值26.23 g/kg出現(xiàn)在東溝鄉(xiāng)，與2007年的情況相似，SOM的分布呈現(xiàn)出西南低，東北高的趨勢；TN的最小值1.36 g/kg出現(xiàn)在塘川鎮(zhèn)，最大值2.74 g/kg出現(xiàn)在東和鄉(xiāng)，分布規(guī)律與SOM類似；AN最小值110.14 mg/kg出現(xiàn)在五十鎮(zhèn)，最大值135.50 mg/kg出現(xiàn)在加定鎮(zhèn)；TP的最小值2.09 g/kg出現(xiàn)在塘川鄉(xiāng)，最大值2.93 g/kg出現(xiàn)在哈拉直溝鄉(xiāng)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)間分布無明顯規(guī)律；AP的最小值16.55 mg/kg出現(xiàn)在東山鄉(xiāng)，最大值31.30 mg/kg出現(xiàn)在林川鄉(xiāng)；TK的最小值7.94 g/kg出現(xiàn)在西山鄉(xiāng)，最大值24.30 g/kg出現(xiàn)在哈拉直溝鄉(xiāng)，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的TK分布無明顯規(guī)律；AK的最小值122.29 mg/kg出現(xiàn)在紅崖子溝鄉(xiāng)，最大值135.00 mg/kg出現(xiàn)在哈拉直溝鄉(xiāng)。

由圖4看出，2007年互助縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的碳氮比為4.69～13.33，平均值8.042，2016年，碳氮比為4.85～8.93，平均值5.848。從2007—2016年，大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的碳氮比都呈現(xiàn)出下降的趨勢，僅有威遠(yuǎn)鎮(zhèn)耕地的碳氮比上升了2.7，所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均下降了2.194(27.28%)。

圖4 2007年、2016年互助縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤碳氮比

2.3 互助縣10年耕地土壤養(yǎng)分的變化

2007—2016年，互助縣耕地土壤養(yǎng)分變化見圖5，土壤酸堿度變低，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的酸堿度降低0.09～0.76，所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均降低了0.42。SOM，TK和AK分別降低0.06～22.65 g/kg，0.22～18.045 g/kg，16.203～243.615 mg/kg，平均降低2.51 g/kg，7.389 g/kg，63.87 mg/kg；TN，AN，TP和AP分別增加0.14～1.12 g/kg，7.27～43.03 mg/kg，0.02～0.76 g/kg，3.21～20.17 mg/kg平均增加0.52 g/kg，10.92 mg/kg，0.50 g/kg，6.67 mg/kg。土壤肥力指數(shù)在這10年中呈現(xiàn)增加的趨勢，其中降低的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有6個(gè)，降低的值為0.001～0.075，增加的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有10個(gè)，增加的值為0.039～0.238，所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)在10年中平均增加0.047。

圖5 2007-2016年互助縣耕地土壤各養(yǎng)分變化

在10年的耕作中，耕地酸堿度降低了0.418(5.20%)；SOM處于被消耗的狀態(tài)，SOM的含量降低了2.509 g/kg(9.69%)，TN處于積累的過程中，含量增加了0.516 g/kg(27.45%)，TP處于積累的過程，含量增加了0.498 g/kg(24.41%)，TK處于消耗的過程，含量降低了7.389 g/kg(32.02%)。在后續(xù)的耕作過程中，應(yīng)注重有機(jī)肥和鉀肥的添加，尤其是丹麻鎮(zhèn)。

2.4 互助縣耕地土壤肥力評估

各指標(biāo)隸屬度的雷達(dá)圖可以直接反映單一指標(biāo)的肥力水平，平均隸屬度越大，指標(biāo)的肥力水平越高。圖6為互助縣2007年、2016年耕地個(gè)肥力指標(biāo)所對應(yīng)的平均隸屬度雷達(dá)圖值，其中，2007年和2016年的TN，AN，TP，AP的平均隸屬度較高，均在0.800以上，2007年的pH和2016年的TK平均隸屬度較低，均在0.500以下，其他肥力指標(biāo)介于這兩個(gè)值之間。從2007—2016年，pH，TN，AN，TP，AP的平均隸屬度均有明顯的上升，而TK和AK的平均隸屬度明顯下降，這表明在這10年中，全縣耕地土壤的堿性情況有明顯的改善，TN，AN，TP，AP的肥力水平有所提高，而TK和AK的肥力水平有所下降，在后續(xù)的耕作過程中，應(yīng)注重鉀肥的添加。

圖6 各肥力指標(biāo)平均隸屬度雷達(dá)圖

從圖7互助縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤肥力指數(shù)可以看出，2007年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤肥力的值為0.581～0.915，平均值0.763，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的肥力指數(shù)分布呈現(xiàn)西南低，東北高的趨勢。2016年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤肥力的值為0.731～0.848，平均值0.807。2007—2016年，土壤肥力指數(shù)整體呈現(xiàn)出增加的趨勢，增加的值為0.039～0.238，但在南門峽鎮(zhèn)、臺子鄉(xiāng)、威遠(yuǎn)鎮(zhèn)、丹麻鎮(zhèn)、加定鎮(zhèn)、松多藏族鄉(xiāng)6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了降低的情況，降低的值為0.001～0.075，其中以丹麻鎮(zhèn)降低0.075下降的最多，所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)在10年中平均增加了0.044(5.77%)。

圖7 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤綜合肥力指數(shù)

2.5 2007年、2016年各指標(biāo)關(guān)系

如表2所示，在2007年各指標(biāo)的主成分分析中，各養(yǎng)分指標(biāo)間相關(guān)性顯著，除了AN和AP，AN和TK，TP和AP、以及AP和TK，其他養(yǎng)分指標(biāo)的相關(guān)性均達(dá)到極顯著級別。而在2016年各養(yǎng)分指標(biāo)之間的關(guān)系中(表3)，SOM與TN，AN，TK，AK之間的相關(guān)性顯著，TN與AP，TP與AP之間的相關(guān)性顯著。如表4所示，2007年，前兩個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率達(dá)到73.45%，由圖8可知，在前兩個(gè)主成分中，AN和AP的作用突出。2016年，前兩個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率達(dá)到79.43%，由圖9可知，前兩個(gè)主成分中，AK和AP的作用突出。

圖8 2007年各樣點(diǎn)PCA分析

圖9 2016年各樣點(diǎn)PCA分析

表2 2007年各指標(biāo)斯皮爾曼相關(guān)性系數(shù)

表3 2016年各指標(biāo)斯皮爾曼相關(guān)性系數(shù)

表4 主成分分值貢獻(xiàn)率

3 討 論

3.1 土壤養(yǎng)分空間變化特征及原因

互助縣土壤養(yǎng)分呈現(xiàn)出西南低、東北高的特點(diǎn)。肥力大小的差異是自然成土因素和人為活動長期作用的結(jié)果[26-28]，由于成土母質(zhì)、氣候、生物、地形以及土地利用方式等在空間尺度上的不同，導(dǎo)致了土壤肥力狀況在空間上的變化[29]?；ブh耕地成土母質(zhì)主要為黃土和黑土，土壤類型以黑鈣土、栗鈣土、潮土和高山草甸土為主，成土母質(zhì)和土類是造成土壤養(yǎng)分空間變化的根本原因，通常，成土母質(zhì)為黑土的土壤SOM高于成土母質(zhì)為黃土的土壤?；ブh種植作物為小麥、青稞、馬鈴薯、蠶豆等，其中蠶豆因其大且多的根瘤被譽(yù)為“生物固氮之王”，種植蠶豆可減少因大量施用化肥而造成的水資源的污染和土壤結(jié)構(gòu)破壞，還可改良土壤肥力[30]，建議在耕作過程中將蠶豆與其他作物輪作，從而改善土壤環(huán)境。

互助縣以小農(nóng)經(jīng)濟(jì)為主，由于認(rèn)識水平、家庭經(jīng)濟(jì)能力的不同，施肥習(xí)慣存在明顯的差異，這是造成耕地肥力情況不同的重要原因。2019年，青海省推行“有機(jī)肥替代化肥”[31]，在此之前，當(dāng)?shù)氐姆柿弦阅蛩?、二銨和復(fù)合肥等為主，施肥量和肥料配施存在明顯區(qū)別。在南門峽鎮(zhèn)、臺子鄉(xiāng)、威遠(yuǎn)鎮(zhèn)、丹麻鎮(zhèn)、松多藏族鄉(xiāng)5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，氮肥的施加不到位，導(dǎo)致土壤肥力水平的下降。在后續(xù)的耕作活動中，應(yīng)當(dāng)注重鉀肥的添加，南門峽鎮(zhèn)、臺子鄉(xiāng)、威遠(yuǎn)鎮(zhèn)、丹麻鎮(zhèn)、松多藏族鄉(xiāng)5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)在注重鉀肥添加的同時(shí)，應(yīng)注重氮肥和有機(jī)肥的添加。

3.2 土壤養(yǎng)分年份變化特征及原因

10年來，土壤的酸堿性降低，這與張水生[32]和白建忠等[4]的研究結(jié)果相同。土壤酸堿性是土壤的一項(xiàng)重要屬性，對作物的生長有一定的影響，根據(jù)第二次普查農(nóng)田肥力數(shù)據(jù)庫，互助縣耕地土壤的pH值為7.9～8.9，因耕作過程中長期使用酸性復(fù)合肥[32-33]，耕地平均酸堿度降低明顯。酸堿度變化太大會對作物產(chǎn)生負(fù)面影響，所以在日后耕作過程中，要注意平衡土壤的酸堿度，使作物的生長環(huán)境良好。10年來，SOM的含量呈現(xiàn)出下降的趨勢，隨之下降的是土壤碳氮比，一般情況下，耕層的碳氮比在8∶1～15∶1之間[34]，互助縣的碳氮比明顯偏低，且10年間下降至5.848，這與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的耕種習(xí)慣密切相關(guān)。土壤TN和AN均呈現(xiàn)出增加趨勢，為增加產(chǎn)量，不斷施加氮肥，逐年積累，使得氮素的收支處于盈余的狀態(tài)，多余的氮素被土壤吸附固定，造成土壤的氮含量增加。磷肥的施用能改善土壤有效磷水平，隨著施入土壤中的磷肥迅速增加，而植物對施入土壤中的磷肥當(dāng)季利用率只有5%～15%[35-36]，絕大部分的磷積累于土壤中，造成磷在土壤中的富集，當(dāng)累積超過一定限度，磷可通過徑流、滲透、淋溶等途徑向水體遷移，對水體環(huán)境產(chǎn)生危害[37]，還可能降低土壤中碳儲量[38]。建議后續(xù)耕作活動中，減少磷肥的使用，降低環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。

耕作過程中，輕鉀肥，重氮、磷肥，且存在輕基肥重追肥的情況。科學(xué)施肥應(yīng)當(dāng)重視基肥的施加，確定合適的基肥追肥比例，提高肥料利用率。作為基肥，氮肥、磷肥和鉀肥的比例應(yīng)當(dāng)分別控制在60%～70%，100%和50%；作為追肥，氮肥控制在30%～40%，鉀肥控制在50%[32]。10年間鉀肥的減少量高達(dá)32.02%，一方面是因?yàn)檗r(nóng)民在耕作過程中偏施氮、磷肥，少施或不施鉀肥；另一方面是因?yàn)樽魑锉旧韽耐寥乐袔ё叩拟浄瘦^多，投入和產(chǎn)出不平衡導(dǎo)致土壤鉀素不斷降低，因此在后續(xù)的耕作過程中，應(yīng)注重鉀肥的施加。過多過少的使用化肥都不利于土壤養(yǎng)分補(bǔ)充和糧食生產(chǎn)，確保作物需求量和施肥量之間的養(yǎng)分平衡才是改善土壤性質(zhì)的必要條件[39]。

4 結(jié) 論

互助縣的耕地土壤養(yǎng)分狀況整體較好，單個(gè)指標(biāo)質(zhì)量等級均在前三級。由于長期使用酸性復(fù)合肥，耕地酸堿度降低5.20%；長期耕種導(dǎo)致耕地肥力消耗，消耗的元素不及時(shí)補(bǔ)充，使得SOM含量降低9.69%；TK降低32.02%；土壤碳氮比降低27.28%?；ブh耕地土壤的肥力情況呈現(xiàn)西南低，東北高的趨勢。土壤綜合肥力指數(shù)上升5.77%，主要是氮、磷元素升高引起，存在環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。在后續(xù)的耕作過程中，應(yīng)注重有機(jī)肥和鉀肥的添加，秸稈還田，蠶豆與其他作物輪作，少施或不施磷肥，降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，確保耕作環(huán)境良好，作物可持續(xù)生長。