霍潤霞，張哲，李雯萍，張洋洋，廖世鵬，任濤，李小坤，陸志峰，叢日環(huán)，魯劍巍

冬油菜主產區(qū)近40年土壤基本理化性質變化特征

霍潤霞1，張哲2，李雯萍1，張洋洋1，廖世鵬1，任濤1，李小坤1，陸志峰1，叢日環(huán)1，魯劍巍1

1華中農業(yè)大學資源與環(huán)境學院/農業(yè)農村部長江中下游耕地保護重點實驗室，武漢 430070；2全國農業(yè)技術推廣服務中心，北京 100125

【目的】探究近40年長江流域冬油菜主產區(qū)土壤基本理化性質的變化，明確冬油菜種植區(qū)耕地土壤綜合肥力變化特征，以期為長江流域中低產田保育和土壤肥力改良提供科學依據。【方法】通過收集整理近40年國內外公開發(fā)表的文獻及碩士、博士論文數據，分析長江流域冬油菜種植區(qū)土壤基礎性質的時序變化特征，評估土壤綜合肥力變化及其與土壤基礎理化性質的相關性。【結果】1981—1990年長江流域冬油菜主產區(qū)耕層土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀、pH均值分別為18.54 g·kg-1、1.16 g·kg-1、8.60 mg·kg-1、42.90 mg·kg-1和6.26，2016—2020年這些指標的均值分別為25.60 g·kg-1、1.41 g·kg-1、18.66 mg·kg-1、108.98 mg·kg-1和6.31，40年來長江流域冬油菜區(qū)土壤基礎理化性質得到很大程度的改善。其中土壤有機質、全氮年均增幅分別為1.2%和0.7%，土壤有效磷、速效鉀含量年均增幅達3.0%和4.0%，土壤pH則在近40年內保持穩(wěn)定（不同時段平均值范圍6.21—6.45）?；诟倪M的內梅羅指數法評估表明，IFI（土壤綜合肥力指數）值逐年上升，其中2001—2020年IFI均值較1981—2000年顯著提高14.8%—30.4%。土壤有機質、pH、全氮、有效磷、速效鉀與IFI呈極顯著正相關性，通徑分析表明土壤速效鉀是影響冬油菜區(qū)IFI最大的指標，其次是土壤全氮和有效磷?！窘Y論】近40年來長江流域冬油菜主產區(qū)的土壤基礎理化性質和綜合肥力顯著提高。發(fā)展油菜種植有利于提高長江流域農田土壤生產力，是長江流域中低產田地力提升的有效途徑。

長江流域；冬油菜；有機質；速效鉀；土壤綜合肥力指數；時序變化特征

0 引言

【研究意義】土壤地力是農業(yè)生產力的核心，是保障農業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要基礎。土壤地力水平與作物產量表現出顯著正相關關系。良好的土壤條件能夠為作物提供全部或者部分的必需營養(yǎng)物質[1]，提升耕地質量和生產力是實現作物高產穩(wěn)產的重要途徑[2]?！厩叭搜芯窟M展】已有研究表明，土壤基礎地力水平與土壤有機質和養(yǎng)分含量呈顯著正相關[3-4]。OLDFIELD等[5]進行的一項全球meta分析表明，土壤有機質提升顯著促進作物穩(wěn)產增產，隨著土壤有機質含量的增加，玉米和小麥的每公頃平均產量分別增加10%和23%。黃少輝等[6]基于836個田間試驗數據分析發(fā)現，冬小麥基礎地力產量每提高1 000 kg·hm-2，基礎地力貢獻率提高8%。在一定程度上，土壤養(yǎng)分含量是反映土壤基礎地力的重要指標[7]，養(yǎng)分因子與基礎地力產量具有較好的擬合關系。在研究中選擇正確且合適的土壤肥力指標是進行土壤肥力研究的關鍵，土壤物理、化學指標，如土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀、pH，在土壤中含量相對穩(wěn)定，測定方法也相對簡單，對表征土壤肥力水平有很好的代表性[8-9]。李玉浩等[10]研究表明土壤速效鉀、土壤有效磷含量和土壤pH分別是影響玉米、小麥和水稻基礎地力貢獻率的最關鍵因素。長江流域作為我國冬油菜主要種植區(qū)，其種植面積和產量均占全國油菜種植面積和產量的90%以上，鄒娟[3]研究表明冬油菜生長發(fā)育過程中植株吸收的總氮量的57%、總磷量的70%、總鉀量的80%，均來自土壤基礎養(yǎng)分含量的貢獻。因此，培肥土壤、提高耕地質量至關重要?！颈狙芯壳腥朦c】前人多基于對某一特定區(qū)域或某一長期定位試驗田土壤地力的研究，而較少關注區(qū)域尺度下油菜種植區(qū)耕層土壤基本理化性質的時序性變化特征。【擬解決的關鍵問題】本研究基于近40年公開發(fā)表的文獻數據，對長江流域冬油菜區(qū)土壤基本理化性質進行整理分析，旨在探明該區(qū)域土壤基本理化性質時序變化特征，以便于充分了解和掌握油菜種植區(qū)土壤基礎地力情況，為長江流域中低產田地力提升和油菜主產區(qū)的油菜科學栽培管理提供重要科學依據。

1 材料與方法

1.1 數據來源

數據來源于Web of science、中國知網CNKI、萬方、維普數據庫，試驗區(qū)域為長江流域，包括四川、重慶、貴州、湖北、湖南、江西、安徽、江蘇、浙江和上海等省（市）。選取1980—2020年在國內外公開發(fā)表的關于油菜產量及土壤理化性質的期刊文獻、碩博論文等，檢索區(qū)域為冬油菜種植區(qū)；中文檢索詞包括“油菜”“產量”“土壤”及其組合；英文檢索詞包括rapeseed yield，oilseed rape，soil及其組合。以此構建基礎數據庫（1980—2020），主要內容包括文獻信息（期刊、作者、年份、題目）、試驗點信息（試驗年份、省、市、縣）、土壤信息（土壤有機質SOM、全氮TN、有效磷AP、速效鉀AK和pH）、栽培管理措施信息。篩選文獻限制為大田試驗，共檢索出252篇文獻。不同年代數據樣本分布如表1所示。

表1 不同年代數據樣本分布特征

其中，1981—1990年選取試驗點主要分布于湖北、江蘇、江西、湖南等省份，水田、旱地占比16%、84%；1991—2000年選取試驗點主要分布于湖北、江蘇、安徽、浙江等省份，水田、旱地占比為38%、62%；2001—2010年選取試驗點主要分布于湖北、江蘇、安徽、浙江省份，水田、旱地占比為47%、53%；2011—2015年選取試驗點主要分布于湖北、安徽、江西、四川等省份，水田、旱地占比為72%、28%；2016—2020年選取試驗點主要分布于湖北、安徽、江西、四川等，水田、旱地占比為80%、20%。

1.2 數據計算與分析方法

（1）土壤綜合肥力評估

參考全國第二次土壤普查分級標準（表2），對土壤各養(yǎng)分指標進行分級標準化，本研究基于改進的內梅羅指數法[11]進行土壤綜合肥力評估。

養(yǎng)分分肥力系數（IFIi）的計算公式為：

通過得到的養(yǎng)分分肥力系數計算養(yǎng)分綜合肥力指數（IFI）：

式中，IFIi是土壤單一指標養(yǎng)分分肥力系數；x為土壤養(yǎng)分指標值；xa、xb和xc為指標等級閾值，主要參考第二次全國土壤普查標準（表2）；IFI為土壤綜合肥力指數；Ave（IFIi）和Min（IFIi）分別表示所有養(yǎng)分指標分肥力系數的平均值和最小值；n表示參與計算的養(yǎng)分指標個數，本研究中n=5。

通過該方法標準化后，IFIi參數值介于0—3之間。標準化的優(yōu)點在于相同參數間可比性較強；同一級別各屬性分肥力系數較接近，可比性高，測定值超過上限時，分肥力系數不再提高，反映出作物對土壤屬性的要求不是越高越好的實際。

表2 土壤理化性質分級標準

xa、xb、xc分別為土壤養(yǎng)分指標標準化中第三級、第二級和第一級分級的閾值

xa, xb, xcwere represented thresholds for the third, second, and first levels of soil nutrient index standardization, respectively

（2）數據分析與制圖

采用Microsoft Excel 2013進行數據收集與整理。文獻中出現的圖形數據，采用GetData Graph Digitizer 2.25軟件獲得，制圖和方程擬合采用Origin 8.0軟件進行；采用SPSS 21.0進行差異性檢驗以及通徑分析。

2 結果

2.1 土壤有機質和全氮

由圖1-A可知，近40年長江流域冬油菜種植區(qū)土壤有機質含量總體呈現上升的趨勢，年均增幅1.2%。從不同時間段的有機質變化均值來看（圖1-B），1981—1990年土壤有機質平均含量為18.54 g·kg-1；1991—2000年和2000—2010年土壤有機質均值較1981—1990年分別提高了13.6%和15.6%。2011— 2015年和2016—2020年土壤有機質含量進一步增至27.06和25.60 g·kg-1，相較于2001—2010年分別提高了26.3%和19.5%（＜0.05）。

與土壤有機質時序變化特征相似，1980—2020年的長江流域冬油菜種植區(qū)土壤全氮含量同樣呈現上升趨勢（圖1-C），年均增幅0.7%。不同時間段的土壤全氮均值表現為（圖1-D），1981—1990、1991—2000、2001—2010年土壤全氮含量均值差異不明顯，分別為1.16、1.17和1.16 g·kg-1；2011—2015年和2016—2020年，土壤全氮含量均值提高至1.34和1.41 g·kg-1，相較于2001—2010年全氮含量顯著上升15.5%和21.5%（＜0.05）。

A、C 分別表示土壤有機質、全氮的1980—2020年分布特征的散點圖；紅色陰影部分表示95%的置信帶。圖B、D分別表示1981—1990、1991—2000、2001—2010、2011—2015和2016—2020年土壤有機質、全氮分布箱線圖。每個箱子的上下界分別表示25%和75%分位，箱子外的上下短線分別表示10%和90%分位，箱子內部的實線和虛線分別表示中值和平均值；用LSD方法檢驗處理間的差異顯著性，箱子上方不同小寫字母表示處理間差異顯著（P＜0.05）。下同

2.2 土壤有效磷和速效鉀

近40年，長江流域冬油菜種植區(qū)土壤有效磷（圖2-A）、速效鉀（圖2-C）含量顯著增加，年均增幅分別達到3.0%、4.0%。不同時段來看，1981—1990年土壤有效磷含量均值僅為8.60 mg·kg-1；2001—2010年土壤有效磷含量（均值14.95 mg·kg-1）相較于1981—1990年增加了73.8%（＜0.05）；2011—2015年和2016—2020年土壤有效磷含量均值分別增至17.77和18.66 mg·kg-1，相較于2001—2010年土壤有效磷含量分別增加了18.9%和24.9%。

由圖2-D可知，1981—1990年土壤速效鉀含量平均僅為42.90 mg·kg-1；1991—2000年土壤速效鉀含量相較于1981—1990年土壤速效鉀含量顯著提高85.1%（＜0.05）；2011—2015年和2016—2020年土壤速效鉀含量均值分別達到102.24和108.98 mg·kg-1，相較于2001 —2010年土壤速效鉀含量分別提高14.7%和22.4%。

A、C表示土壤有效磷、速效鉀的1980—2020年分布散點圖；B、D 表示1981—1990、1991—2000、2001—2010、2011—2015和2016—2020年土壤有效磷、速效鉀分布箱線圖

2.3 土壤pH

長江流域油菜種植區(qū)土壤pH隨時間變化不顯著（圖3-A）。從不同時間段的均值（圖3-B）來看，1981—1990、1991—2000、2001—2010、2011—2015和2016—2020年土壤pH均值分別為6.26、6.45、6.21、6.38和6.31，土壤pH范圍分別為4.81—7.95、5.00—8.00、4.30—7.88、4.76—7.77、4.90—7.99。

2.4 土壤基礎理化性質對土壤綜合肥力的貢獻

通過分析不同年代下土壤綜合肥力指數發(fā)現（圖4），土壤綜合肥力指數隨著時間的演變呈現上升的趨勢，從不同時間段來分析1981—2000年土壤綜合肥力指數均值范圍為1.15—1.25，而2001—2020年土壤綜合肥力指數均值范圍為1.44—1.47，較1981—2000年顯著上升了14.8%—30.4%。

圖3 長江流域冬油菜種植區(qū)土壤pH時序變化特征（1980—2020）

圖4 不同年代下土壤綜合肥力指數（IFI）差異

土壤綜合肥力指數與有機質、全氮、有效磷、速效鉀呈現極顯著正相關性，與pH呈正相關性（表3）。通徑分析表明，全氮、有效磷、速效鉀與土壤綜合肥力指數（IFI）具有極顯著的直接正相關。通徑系數的大小反映了土壤指標與IFI的直接相關程度，通徑系數越大表明對IFI的影響越大。在本研究中，對長江流域冬油菜區(qū)土壤綜合肥力指數影響最大的是速效鉀，其次是全氮和有效磷。

表3 土壤綜合肥力指數（IFI）與土壤性質的相關和通徑分析

不同指標后的上標**和*分別表示差異達到極顯著（＜0.01）和顯著（＜0.05）

The superscript ** and * after each index indicated that the difference was extremely significant (＜0.01) and significant (＜0.05), respectively

3 討論

3.1 冬油菜主產區(qū)土壤有機質的變化

近40年來長江流域冬油菜區(qū)土壤有機質含量呈現逐年上升趨勢，年均增幅1.2%。1990—2000年，隨著油菜產量的增加，大量根茬碳投入土壤進而提高了土壤有機質含量。而近20年來（2001—2020年）由于國家實施測土配方施肥行動，持續(xù)推進農田科學平衡施肥，油菜產區(qū)土壤有機質含量也得到穩(wěn)步提升。從多位學者的長期定位試驗研究結果來看，長期平衡施用化肥能夠保障土壤有機質、全氮含量不下降甚至略有提高[12-13]。例如王旭東等[14]在21年長期定位試驗研究發(fā)現，長期不施用化肥導致土壤有機質下降了1.04 g·kg-1，而長期平衡施用化肥則可以保持土壤有機質含量不下降。本文研究結果還發(fā)現，2011—2015年和2016—2020年土壤有機質含量較2001—2010年顯著提高了26.3%和19.5%，這與作物產量提高帶來的根茬碳投入增加和秸稈還田率不斷提高等有關。CONG等[15]通過分析4個冬小麥-夏玉米輪作長期定位試驗點土壤碳含量變化特征發(fā)現，長期施用有機肥或秸稈還田土壤有機碳年均增幅可達到1.0 t·hm-2。查燕等[16]研究發(fā)現，連續(xù)20年秸稈還田條件下，東北黑土區(qū)春玉米農田基礎地力產量提高了69.4%。在某一氣候環(huán)境條件下，對作物產量的形成存在閾值，土壤有機質過低或過高對作物高生產力的形成都是不利的。HOWARD等[17]研究表明，土壤有機質和土壤功能之間的關系并不總是呈現一個線性增加的關系，從表層土壤有機碳（SOC）含量與土壤生產力的關系來看，存在土壤有機質上限閾值，為20 g·kg-1的SOC含量（相當于34 g·kg-1的有機質含量），超過此值后，SOC再增加不再影響作物產量。而我國大部分冬油菜種植區(qū)土壤有機質含量依然低于此閾值，仍需通過持續(xù)秸稈還田、提高畜禽糞污肥料化還田等措施進一步提高土壤有機質含量。

3.2 冬油菜主產區(qū)土壤速效養(yǎng)分的變化

除土壤有機質含量明顯提升外，本研究發(fā)現近40年冬油菜主產區(qū)土壤有效磷含量顯著提高。20世紀90年代初期，油菜主產區(qū)土壤有效磷含量普遍偏低，隨著磷肥的大量施用，磷素在土壤中不斷積累，有效磷含量隨施磷年限呈現上升趨勢。但由于磷的轉化過程較復雜，仍有70%—90%的磷被固定在土壤中難以利用，磷肥利用效率顯著下降[18]。近年來，隨著磷肥、復合肥、作物專用肥料的長期施用，尤其是15-15-15三元復合肥的廣泛應用顯著補充了土壤磷庫，到2010年土壤有效磷含量顯著提升。由于作物對磷的吸收能力有限，長期且大量的磷投入會使土壤中磷庫容量達到飽和狀態(tài)，土壤中磷盈余量不斷增加導致土壤有效磷含量也逐漸提高[19]。曹寧等[20]對我國磷肥需求預測表明，自1980年到2003年我國農田土壤磷累積盈余高達392 kg·hm-2，全國主要農田土壤有效磷含量均值已達到19 mg·kg-1。近年來大量研究表明秸稈還田不僅可以增加土壤中的有機質含量[21-22]，還直接補充了土壤中的磷庫，同時秸稈還田提高了微生物磷的周轉率進而提高土壤磷的有效性[23]。此外，我們發(fā)現2011—2020年來土壤有效磷含量高于40 mg·kg-1的油菜種植地占比可達7.8%（圖2-a），環(huán)境風險增加。目前，長江流域土壤中的磷正在經歷一個快速積累期，當磷的積累達到一定的飽和度時，其向外界的輸出將迅速增加[24]。因此，需要重視磷肥的合理施用，精準施肥，提高磷肥利用效率，保障作物產量與環(huán)境安全。

近40年來，我國冬油菜主產區(qū)土壤速效鉀含量得到顯著提升。由于長江流域氣候條件影響，土壤中速效磷、速效鉀含量較低，而油菜是一種需鉀量較多的作物，其需鉀量相當于谷類作物的3倍，氮、磷、鉀需求量之比達1﹕0.35﹕0.95[25]。自20世紀80年代初，由于經濟條件限制，同時鉀肥成本較高，農民往往忽略了鉀肥的施用。90年代以后，隨著氮、磷的不斷投入，鉀的缺乏成為產量的限制因素，農民開始重視對鉀肥的投入，鉀肥用量進入快速增長期。2005年后，國家開始推行秸稈還田，進一步增加了鉀素的歸還量，土壤速效鉀含量顯著提升。ZHU等[26]發(fā)現長期秸稈翻壓還田促進了土壤中團聚體結構的形成，增加了大團聚體中碳和鉀的積累。然而長江流域冬油菜種植地區(qū)速效鉀含量差異較大（圖2-c），仍有部分種植地區(qū)土壤速效鉀含量較低，對于此類區(qū)域仍要重視鉀肥的合理施用，為作物與土壤提供所需的養(yǎng)分。根據鄒娟[3]、張洋洋[27]和朱丹丹[28]的研究結果，對于部分速效鉀含量高于150 mg·kg-1的土壤，可以在秸稈還田的條件下，適當減少鉀肥的施用，降低生產成本。李繼福等[29]在稻-油輪作種植區(qū)進行的3年定位試驗表明，在土壤供鉀能力較強的田塊上連續(xù)秸稈還田，水稻季和油菜季分別可以減少鉀肥用量42.2%和31.2%，并能夠維持作物產量水平。

3.3 冬油菜主產區(qū)土壤pH

本研究表明，冬油菜主產區(qū)土壤pH隨時間變化不顯著，不同時段平均值范圍6.21—6.45。這種變化主要是由于自1980年冬油菜種植區(qū)域擴增而產生的。起初冬油菜多種植于湖南、江西等土壤pH較低的區(qū)域，隨著種植面積的增加，酸性土壤所占比例減小，進而導致近40年來冬油菜主產區(qū)土壤pH沒有顯著差異。同時伴隨近年來土壤有機質含量以及有效磷、速效鉀含量的提高，降低了生態(tài)系統氮循環(huán)從而減緩土壤酸化過程。GUO等[30]表明，1980—2000年全國主要作物產區(qū)土壤pH均顯著下降。本文研究同樣表明，近40年來隨著氮肥的大量施用，至2016—2020年油菜產區(qū)酸性土壤占比達到88.0%，表現出土壤酸化的趨勢（圖3）。主要是由于化肥的過量施用以及生理酸性肥料（如過磷酸鈣、硫酸鉀）的不合理施用，導致長江流域土壤偏酸性土壤pH呈現降低趨勢。叢日環(huán)等[31]研究表明，長江中游油菜種植區(qū)土壤pH在6.0左右，部分三熟制種植地區(qū)土壤pH處于4.5—5.5。因此，在保證作物產量的條件下，減少氮肥用量以及增加有機肥料施用以減緩土壤酸化趨勢。

3.4 冬油菜主產區(qū)土壤綜合肥力的演變

本研究結果表明土壤綜合肥力指數（IFI）隨著時間的演變呈現上升的趨勢，其中2001—2020年土壤綜合肥力指數較1981—2000年顯著上升了14.8%— 30.4%。土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀與土壤綜合肥力指數呈極顯著正相關性，速效鉀對土壤綜合肥力影響最大。土壤養(yǎng)分含量的提高帶來土壤地力的提升，這與油菜種植帶來的土壤肥力的提升關系密切[32-33]。張順濤等[32]基于3周年輪作定位試驗研究發(fā)現，油-稻輪作相比麥-稻輪作土壤有機質和有效磷含量在各施肥處理中分別提高了13.1%—19.2%和18.8%—59.5%，表明種植油菜在提高土壤肥力方面發(fā)揮了重要的作用。朱蕓等[33]通過收集1990—2017年油-稻與麥-稻輪作體系發(fā)表文獻數據，評估長江流域不同輪作體系周年養(yǎng)分收支平衡發(fā)現，油-稻輪作體系周年養(yǎng)分歸還量高于麥-稻體系。尤其是秸稈還田條件下，油-稻輪作體系周年氮、磷、鉀養(yǎng)分收支平衡量分別較麥-稻輪作高出30.9%、3.2%和28.7%。綜上，長江流域冬油菜區(qū)仍需通過氮、磷、鉀肥平衡施用、秸稈還田及有機肥施用等提升土壤有機質含量，保證土壤有效磷、速效鉀含量處于適宜的農學閾值。同時也有研究表明，長江流域油菜種植區(qū)土壤中的速效養(yǎng)分尤其是硼、鎂等元素仍存在缺乏的現象[34]，因此在我國長江流域冬油菜生產過程中，應注重化肥的合理施用，在做好氮磷鉀肥科學施用的同時，要重視硼、鎂等中微量元素的補充，有利于進一步提高油菜產量，保障食用油供給安全。

4 結論

長江流域近40年土壤基礎理化性質總體得到改善。從不同時間段來看，土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀含量顯著提高，土壤pH保持穩(wěn)定。土壤綜合肥力指數隨著時間的演變呈現上升的趨勢，近20年的土壤綜合肥力指數均值較1981—2000年顯著提高。隨著國家測土配方施肥技術和秸稈還田的大力推廣以及油菜自身的養(yǎng)地功能，長江流域冬油菜區(qū)土壤基礎理化性質指標逐年提高，土壤綜合肥力不斷提升，對于保障農業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展極為重要。

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40 Years’ Change Characteristics of Soil Basic Properties in the Main Planting Area of Winter Oilseed Rape

HUO RunXia1, ZHANG Zhe2, LI WenPing1, ZHANG YangYang1, LIAO ShiPeng1, REN Tao1, LI XiaoKun1, LU ZhiFeng1, CONG RiHuan1, LU JianWei1

1College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Arable Land Conservation (Middle and Lower Reaches of Yangtze River), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430070;2National Agricultural Technical Extension and Service Center, Beijing 100125

【Objective】The objective of this study was to investigate the changes in basic physical and chemical properties of soils in the main winter oilseed rape producing areas in the Yangtze River Basin over the past 40 years, and to clarify the characteristics of changes in comprehensive soil fertility of arable land in winter rape growing areas, in order to provide a scientific basis for conservation and soil fertility improvement in low and middle yielding fields in the Yangtze River Basin.【Method】By collecting and organizing the data from published literatures, master’s and doctoral dissertations at home and abroad in the past 40 years, the temporal variation characteristics of basic soil properties in winter oilseed rape growing areas in the Yangtze River Basin were analyzed. Then the variation characteristics of integrated soil fertility (IFI) and its correlation with basic soil physical and chemical properties were evaluated. 【Result】The average values of soil organic matter, total nitrogen, available phosphorus and potassium, and pH in the main winter oilseed rape producing areas of the Yangtze River Basin were 18.54 g·kg-1, 1.16 mg·kg-1, 8.60 mg·kg-1, 42.90 mg·kg-1, and 6.26 during the period of 1981-1990, respectively, but enhanced to 25.60 g·kg-1, 1.41 mg·kg-1, 18.66 mg·kg-1, 108.98 mg·kg-1, and 6.31 by 2016-2020, respectively. Clearly, the soil basic physical and chemical properties have been improved extensively in planting area of winter oilseed rape in the Yangtze River Basin. The average annual increase rate was 1.2% in soil organic matter and 0.7% in soil total nitrogen. Soil available phosphorus and available potassium were enhanced by 3.0% and 4.0% per year, respectively. Soil pH remained stable in the past 40 years, with the mean range of 6.21-6.45 among different periods. Based on the improved Nemerow index method, soil IFI value was also found enhanced in the past four decades. Compared with the mean IFI in the period of 1981-2000, the value was significantly increased by 14.8%-30.4% during the period of 2001-2020. The IFI was positively correlated with soil organic matter, pH, total nitrogen, available phosphorus and available potassium. Path analysis showed that soil available potassium was the most important index affecting IFI, followed by soil total nitrogen and available phosphorus. 【Conclusion】The basic physical and chemical properties and comprehensive fertility of the soil was significantly improved in the past 40 years in the planting area of winter oilseed rape. Developing the planting area of oilseed rape would be benefit for soil fertility and productivity improvement in the Yangtze River Basin, especially for the farmland with low yield productivity.

Yangtze River Basin; winter oilseed rape; soil organic matter; soil available potassium; soil comprehensive fertility index; temporal variation characteristics

10.3864/j.issn.0578-1752.2023.23.011

2022-12-15；

2023-02-27

國家重點研發(fā)計劃（2020YFD1000904）、國家現代農業(yè)產業(yè)技術體系（CARS-12）、中央高校基本科研業(yè)務費專項基金（2662021ZH001）

霍潤霞，E-mail：huorunxia@mail.hzau.edu.cn。通信作者叢日環(huán)，E-mail：congrh@mail.hzau.edu.cn

（責任編輯 李云霞）