周 飛，許熔熔，陳余平，韓紅煊，胡鐵軍

（1.余姚市耕地質(zhì)量管理站，浙江 余姚 315400；2.余姚市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)總站，浙江 余姚 315400）

養(yǎng)分是土壤的基本特征和根本屬性，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)。作物生長離不開養(yǎng)分，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開耕地，而耕地離不開土壤。近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化的全面推進(jìn)，土地資源愈發(fā)緊張，人地矛盾日益突出，最直接的表現(xiàn)就是人均耕地面積逐年減少，耕地土壤質(zhì)量逐漸降低。了解并掌握耕地土壤的養(yǎng)分狀況，既是改良耕地土壤、提升耕地質(zhì)量的前提，也是開展耕地地力評價和測土配方施肥工作的基礎(chǔ)。楊帆等［1］研究了近30年中國農(nóng)田耕層有機(jī)質(zhì)含量的變化規(guī)律。李建軍等［2］研究了長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)近25年來的稻田土壤養(yǎng)分演變規(guī)律。計小江等［3-4］分析評價了浙江、貴州省的土壤養(yǎng)分情況。李丹等［5-7］探討了縣域尺度下耕地的土壤養(yǎng)分變化趨勢。以上研究為耕地質(zhì)量的監(jiān)測與保護(hù)、作物科學(xué)施肥提供了數(shù)據(jù)支撐。

本研究以余姚市耕地土壤為研究對象，通過比較分析362個2020年耕地質(zhì)量動態(tài)調(diào)查點(diǎn)、2008年測土配方土壤取樣點(diǎn)的養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，分析了其養(yǎng)分含量變化趨勢及特征，以期為今后該地區(qū)土壤養(yǎng)分資源的綜合管理和作物平衡施肥提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

余姚市耕地面積3.926萬hm2，地處長江三角洲南岸，屬于寧紹平原雙季稻生產(chǎn)區(qū)，是浙江省重要的糧食生產(chǎn)基地。氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年均氣溫16.2 ℃，降水量1361 mm，無霜期252 d。地形分布上，南部為浙東盆地低山丘陵區(qū)，中部為水網(wǎng)平原，北部為濱海平原，地形起伏明顯，地勢南高北低，中間微陷，地貌輪廓清晰，呈現(xiàn)“五山二水三分田”特征。受自然和人為因素的影響，土壤類型復(fù)雜多樣，土壤共有9個土類、18個亞類、36個土屬、59個土種。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究以余姚市2020年250個耕地質(zhì)量動態(tài)調(diào)查點(diǎn)、2008年測土配方1607個土壤樣品檢測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，匹配1857個采樣點(diǎn)位經(jīng)緯度，構(gòu)建了含有362個土壤樣點(diǎn)的土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫土壤取樣點(diǎn)分布如圖1所示。

圖1 土壤樣點(diǎn)的分布示意圖

1.3 分析方法

pH計測定土壤pH值，濃硫酸─重鉻酸鉀外加熱法測定土壤有機(jī)質(zhì)，濃硫酸消煮─凱氏定氮法測定土壤全氮，Bray法（NH4F-HCl浸提，鉬銻抗比色）測定土壤有效磷，乙酸銨浸提─火焰光度法測定土壤速效鉀，DTPA浸提─原子吸收分光光度法測定有效銅、有效鐵、有效錳、有效鋅［8］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019、SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。參考全國土壤分級標(biāo)準(zhǔn)［9］和余姚市第二次土壤普查成果［10］確定本研究的土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 余姚市耕地土壤養(yǎng)分含量的變化特征

2.1.1 土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量的變化特征 由表1可知，余姚市2020年耕地土壤pH值平均為6.13±1.11，相對2008年的6.38±1.06，年平均降低0.02，這表明12年來余姚市耕地土壤的pH值有趨向微酸性的變化趨勢。土壤有機(jī)質(zhì)是表征耕地肥力高低的重要因子，在調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)、改善土壤結(jié)構(gòu)、培育土壤肥力等方面具有極其重要的作用［9］。余姚市2020年耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為（33.12±15.76） g/kg，相對于2008年的（42.71±15.31） g/kg，年平均降低0.80 g/kg。

表1 土壤養(yǎng)分指標(biāo)描述性統(tǒng)計量

2.1.2 土壤氮、磷、鉀含量的變化特征 土壤養(yǎng)分是土壤肥力的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。一般情況下，采用土壤全氮、有效磷、速效鉀作為土壤中氮、磷、鉀元素供應(yīng)能力與水平的評估指標(biāo)。在特定的研究區(qū)域內(nèi)，氣候條件相近，局部環(huán)境是影響土壤養(yǎng)分主要因素［9］。2020年耕地土壤全氮平均含量為（2.16±0.99） g/kg，相對于2008年的（2.42±1.01）g/kg，年平均減少了0.02 g/kg；土壤有效磷平均含量為（38.15±60.08） mg/kg，相對于2008年的（22.53±18.78） mg/kg，年平均增加了1.30 mg/kg；土壤速效鉀平均含量為（114.03±81.63） mg/kg，相對于2008年的（104.03±37.34） mg/kg，年平均增加了0.84 mg/kg。由此可知，自2008年以來，余姚市耕地土壤取樣點(diǎn)的氮、磷、鉀含量均有不同程度的變化，即土壤全氮含量下降，而有效磷、速效鉀含量則增加，且各項指標(biāo)的變動存在差異。從變異系數(shù)看，2020年取樣點(diǎn)的氮、磷、鉀含量變異系數(shù)表現(xiàn)為有效磷＞速效鉀＞全氮，而2008年取樣點(diǎn)的變異系數(shù)表現(xiàn)為有效磷＞全氮＞速效鉀，12年來，土壤有效磷的變異程度最大。從最大值與最小值之間的相差幅度來看，取樣點(diǎn)的氮、磷、鉀養(yǎng)分都存在區(qū)域偏低或偏高的現(xiàn)象，2008年以來，土壤有效磷、速效鉀的最大值與最小值之間相差倍數(shù)均較明顯。

2.1.3 土壤鐵、錳、銅、鋅含量的變化特征 土壤微量元素也是作物必不可少的營養(yǎng)元素，主要有鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬、氯7種元素。對比樣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫26個土壤有效鐵、錳、銅、鋅檢測數(shù)據(jù)，由表1知，2008年以來，余姚市耕地土壤有效鐵、有效鋅的含量增加，而有效錳、有效銅的含量較少。2020年有效鐵平均含量為（299.84±182.84） mg/kg，相對于2008年的（119.11±164.54） mg/kg，年平均增加了15.06 mg/kg；有效錳平均含量為（17.58±11.79）mg/kg，相 對 于2008年 的（30.29±19.00） mg/kg，年平均減少了1.06 mg/kg；有效銅平均含量為（8.03±8.80） mg/kg，相對于2008年的（8.75±9.77）mg/kg，年平均減少了0.06 mg/kg；有效鋅平均含 量 為（12.49±19.54） mg/kg，相 對 于2008年 的（4.92±3.40） mg/kg，年平均增加了0.63 mg/kg。由此可知，2020年有效銅、鋅屬強(qiáng)變異，有效鐵、錳為中等變異；2008年有效鐵屬強(qiáng)變異，有效錳、銅、鋅均為中等變異。

2.2 余姚市耕地土壤養(yǎng)分分級的比較

參考全國土壤分級標(biāo)準(zhǔn)［9］和余姚市第二次土壤普查成果［10］確定本文土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)（表2）。2008年以來，余姚市耕地土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀的平均含量及其在分級標(biāo)準(zhǔn)中所占比例均發(fā)生了顯著的變化（表2）。

表2 余姚市土壤養(yǎng)分含量變化分級標(biāo)準(zhǔn)

2020和2008年耕地樣點(diǎn)土壤有機(jī)質(zhì)主要集中于Ⅰ～Ⅳ級，4級之和分別占樣點(diǎn)總數(shù)的96.69%、98.34%。與2008年相比，2020年發(fā)生變化的主要集中在Ⅰ級樣點(diǎn)中，Ⅰ級樣點(diǎn)所占比例急劇減少，Ⅱ級樣點(diǎn)比例有所減少，而Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級樣點(diǎn)所占比例均有所增加。

2020年耕地土壤全氮相對于2008年的各級樣點(diǎn)所占比例發(fā)生了較大變化，Ⅰ、Ⅵ級樣點(diǎn)所占比例減少，其余4級占比均增加。土壤全氮等級變化主要集中于Ⅰ、Ⅱ級。與2008年相比，Ⅰ級樣點(diǎn)所占比例減少15.47個百分點(diǎn)，Ⅱ、Ⅲ級樣點(diǎn)所占比例增加分別增加了10.49、3.86個百分點(diǎn)，而Ⅳ、Ⅴ級土壤變化幅度不大，沒有Ⅵ級土壤全氮樣點(diǎn)。

2020年耕地土壤有效磷主要集中在Ⅰ、Ⅵ級，所占樣點(diǎn)比例為74.03%，2008年土壤速效磷主要集中在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級，所占樣點(diǎn)比例為72.37%，較之2008年，2020年耕地土壤有效磷的含量Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級樣點(diǎn)所占比例均有減少，Ⅵ級的樣點(diǎn)比例大幅度增加，由7.73%增加到33.70%，Ⅰ級樣點(diǎn)所占比例略有增加。

2020、2008年土壤速效鉀都主要集中在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級，其樣點(diǎn)所占比例分別為77.35%、86.19%。與2008年相比，2020年耕地土壤速效鉀的含量為Ⅰ級的樣點(diǎn)比例增加了4.75倍，Ⅴ、Ⅵ級樣點(diǎn)所占比例共增加7.18個百分點(diǎn)，Ⅲ級樣點(diǎn)所占比例大幅度減少，減少了19.33個百分點(diǎn)，Ⅱ級樣點(diǎn)所占比例略有減少。

綜上所述，2008年以來，余姚市耕地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀等級都有不同程度的變化。全市土壤有機(jī)質(zhì)、全氮Ⅰ級樣點(diǎn)所占比例減少，有效磷、速效鉀Ⅰ級樣點(diǎn)所占比例增加，土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀Ⅱ級樣點(diǎn)所占比例減少，全氮Ⅱ級樣點(diǎn)所占比例增加，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級樣點(diǎn)所占比例增加，有效磷Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級樣點(diǎn)的占比減少，速效鉀則有增有減。全市土壤有機(jī)質(zhì)無Ⅵ級，全氮Ⅵ級樣點(diǎn)所占比例減少，而有效磷、速效鉀Ⅵ級樣點(diǎn)的占比增加。

2.3 余姚市的化肥使用情況

由圖2可知，2008年以來，余姚市化肥使用結(jié)構(gòu)變化明顯，2008年：氮肥（折合純量，下同）6789 t、磷肥544 t、鉀肥362 t、復(fù)合肥2817 t；2020年：氮肥4452 t、磷肥751 t、鉀肥158 t、復(fù)合肥6383 t。氮肥、鉀肥的施用量有所降低，而磷肥和復(fù)合肥的施用量則有所增加。

圖2 2008～2020年余姚市的化肥使用情況

3 結(jié)論與討論

2008年以來，余姚市耕地土壤pH值趨向微酸性，屬中等變異性。這與浙江?。?］、寧波市鄞州區(qū)［12］的土壤pH值變化趨勢一致，而引起土壤酸化的原因主要有以下2個方面：一是大氣污染導(dǎo)致酸沉降增加誘發(fā)土壤酸化；二是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的不當(dāng)措施引起了土壤酸化。土壤有機(jī)質(zhì)含量下降，表現(xiàn)為中等變異，這與浙江?。?］情況類似，但余姚市耕地有機(jī)質(zhì)平均含量仍高于浙江省農(nóng)田耕層有機(jī)質(zhì)的平均含量［11］。有機(jī)質(zhì)含量下降的原因是城鎮(zhèn)化發(fā)展和農(nóng)戶對耕地質(zhì)量養(yǎng)護(hù)的忽視。此外，需要注意的是有機(jī)質(zhì)含量等級Ⅰ所占比例減少，其他等級所占比例呈現(xiàn)增加態(tài)勢，這就要求在城鎮(zhèn)化發(fā)展的基礎(chǔ)上，更加注重耕地質(zhì)量的保護(hù)，在提倡配方施肥的基礎(chǔ)上，拓寬有機(jī)肥源，做到有機(jī)無機(jī)肥配合施用，使土壤有機(jī)質(zhì)含量穩(wěn)步增加，耕地得到持續(xù)利用。

2008年以來，余姚市耕地土壤全氮、有效磷、速效鉀變化特征明顯，土壤全氮、有效磷含量變化與浙江?。?］變化趨勢一致，且全氮、有效磷含量均高于浙江省平均含量［11］，浙江省速效鉀含量有降低趨勢［3］，而余姚市速效鉀含量則增加。這與余姚市地貌特征相關(guān)，速效鉀具有易隨水流由高處向低處遷移，且濱海平原由于受海積母質(zhì)的影響，其成土?xí)r間較短，土壤風(fēng)化較弱，因此其速效鉀水平通常較高。此外，土壤全氮、有效磷、速效鉀等級變化趨勢各異，余姚市全氮Ⅰ、Ⅵ級樣點(diǎn)所占比例減少，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級樣點(diǎn)所占比例增加，有效磷Ⅰ、Ⅵ級樣點(diǎn)所占比例增加，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級樣點(diǎn)所占比例減少，速效鉀Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級樣點(diǎn)所占比例增加，Ⅱ、Ⅲ級樣點(diǎn)所占比例均減少，這主要是當(dāng)?shù)厥┓式Y(jié)構(gòu)不合理造成的。

2008年以來，余姚市化肥使用結(jié)構(gòu)變化明顯，氮肥、鉀肥的施用量有所降低，而磷肥和復(fù)合肥的施用量則有所增加。同時，有效鐵、鋅等微量元素的變異明顯，主要原因是農(nóng)戶忽視了微量元素肥料或有機(jī)肥料的施用所造成的。因此，針對當(dāng)?shù)赝寥赖酿B(yǎng)分狀況及其變化特征，應(yīng)提高農(nóng)戶用地養(yǎng)地和科學(xué)施肥的意識，不僅要注重有機(jī)肥的施用，而且也要關(guān)注微量元素肥料的投入，還應(yīng)結(jié)合浙江省“減氮、控磷、穩(wěn)鉀”的施肥策略，精細(xì)推廣測土配方施肥技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)耕地資源的保護(hù)與可持續(xù)利用。