|||
2007~2009年潍城区实施测土配方施肥项目,布点采集耕层土壤样品2000个,化验分析了有机质、大中微量元素、pH值、部分土壤物理性状,用于耕地地力评价。
一、耕层土壤pH
pH是土壤酸性强度的主要指标,它代表与土壤固相平衡的土壤溶液中的氢离子浓度的负对数,是土壤盐基状况的综合反映,对土壤的一系列其他性质有深刻的影响。土壤中有机质的合成与分解,氮、磷等营养元素的转化和释放,微量元素的有效性,土壤保持养分的能力等都与土壤pH有关,是影响土壤肥力的重要因素。
通过对1997个土壤样品测试结果分析,全区耕层土壤pH变化范围为6.5~8.4,耕层土壤pH中数为7.6,属弱碱性,因1983年第二次土壤普查时没测土壤pH值,故无法比较变化情况。其中,pH值7.5~8.5的占耕地总面积的84.5%。粮田水浇地土壤pH值变化范围为7.41~8.38,pH中数为7.69,呈碱性;旱地土壤pH值变化范围为7.43~8.42,pH中数为7.71,呈碱性;菜地土壤pH变化范围为6.52~7.71,pH中数为7.06,呈中性。
二、耕层土壤有机质
有机质是土壤的重要组成部分,土壤的许多属性,都直接或间接地与有机质有关。有机质具有养分全面、肥效持久的功效,能提供作物生长发育所需要的氮、磷、钾和各种中、微量元素等养分,还可以改善和调节土壤的物理性状,因此土壤有机质是土壤肥力的重要标志之一。
通过对2000个土壤样品测试结果分析,全区耕地土壤有机质含量变化范围为10.0~22.9g/kg,平均值为15.8g/kg,属中等偏高水平,比1983年第二次土壤普查时的全区平均含量11.2g/kg高4.6 g/kg。其中,土壤有机质含量15~20g/kg水平的占耕地总面积的64.51%;12~15g/kg水平的占耕地总面积的33.11%。粮田水浇地土壤有机质变化范围为10.4~22.9 g/kg,平均值16.1 g/kg,标准差3.51;旱地土壤有机质变化范围为10.2~22.2 g/kg,平均值15.5g/kg,标准差2.92;菜地土壤有机质变化范围为10.3~21.9 g/kg,平均值14.7g/kg,标准差2.75。
三、耕层土壤全氮
土壤中氮素有有机态和无机态两种。土壤中存在的氮素以有机态氮为主,大部分是迟效的,约占土壤全氮的90%,主要取决于有机质含量。而无机态氮,主要是铵态氮、硝态氮和极少量的亚硝态氮,是速效的,可以被植物直接吸收利用,一般占土壤全氮的10%以下。
通过对评价的1993个土壤样品测试结果分析,全区耕地土壤全氮含量变化范围为0.36~1.49g/kg,平均值为0.94g/kg,属中等水平,比1983年第二次土壤普查时的全区平均含量0.68g/kg高0.26 g/kg。全氮含量集中在1.0~1.2 g/kg和0.75~1.0 g/kg两个水平,分别占耕地总面积的45.98%和29.13%,大于1.2g/kg和低于0.5g/kg耕地占比例较小,分别占耕地总面积的8.44%和3.82%。粮田水浇地土壤全氮变化范围为0.43~1.49 g/kg,平均值0.94g/kg,标准差0.24;旱地土壤全氮变化范围为0.36~1.38 g/kg,平均值0.85g/kg,标准差0.27;菜地土壤全氮变化范围为0.55~1.48 g/kg,平均值0.95g/kg,标准差0.16。
四、耕层土壤碱解氮
土壤中铵态氮和硝态氮称速效氮,通常用碱解扩散法检测其含量,又称碱解氮,它的含量水平常作为衡量供氮强度的指标。
通过对评价的1993个土壤样品测试结果分析,全区耕层土壤碱解氮含量变化范围为45~296mg/kg,平均值为87mg/kg,属中等水平,比1983年第二次土壤普查时的全区平均含量63mg/kg高24 mg/kg。其中,碱解氮含量90~120mg/kg水平的占耕地总面积的26.42%;碱解氮含量75~90mg/kg水平的占耕地总面积的49.22%。粮田水浇地土壤碱解氮变化范围为48~168 mg /kg,平均值85 mg /kg,标准差20.39;旱地土壤碱解氮变化范围为45~118 mg/kg,平均值62mg/kg,标准差24.62;菜地土壤碱解氮变化范围为78~296 mg/kg,平均值163mg/kg,标准差36.23。
五、耕层土壤有效磷
耕层土壤中的磷一般以无机磷和有机磷两种形态存在,分别占全磷量的20~50%和50~80%。土壤有效磷包括土壤溶液中易溶性磷酸盐、土壤胶体吸附的磷酸根离子和易硫化的有机磷,也称之为土壤有效磷,约占土壤总磷量的10%左右。
通过对1995个评价土样检测分析,全区耕地土壤有效磷含量变化范围为5.0~175.4mg/kg,平均值为24.6mg/kg,属中等水平,比1983年第二次土壤普查时的全区平均含量4.9mg/kg高19.7 mg/kg,以前的限制因素得到了改善,这与重视磷肥的使用是分不开的。其中, 30~50 mg /kg水平的占耕地总面积的15.45%;20~30 mg /kg水平的占耕地总面积的31.53%; 15~20 mg /kg水平的占耕地总面积的29.47%。粮田水浇地土壤有效磷变化范围为6.1~112.1 mg/kg,平均值24.7 mg /kg,标准差13.18;旱地土壤有效磷变化范围为5.0~68.9 mg/kg,平均值16.3 mg/kg,标准差11.95;菜地土壤有效磷变化范围为28.9~175.4mg/kg,平均值114.4 mg/kg,标准差35.65。
六、耕层土壤钾素含量
土壤中的全钾是土壤钾素的容量指标,一般分为矿物态钾、缓效态钾和速效性钾三部分。大部分钾素存在原始矿物中,对植物无效。全钾和速效钾的关系不像全氮与碱解氮、全磷与有效磷的关系那样密切,但也有一定的关系。土壤供钾能力大小,通常以速效钾、缓效钾来衡量,并且二者在一定条件下相互转化。其中,矿物态钾约占土壤全钾的96%,存在于矿物晶体如钾长石、云母中,只能在长期的风化过程中慢慢释放。缓效性钾主要指2:1型层状硅酸盐矿物间层和颗粒边缘的一部分钾,通常占全钾量的5%,可用1N HNO3提取,这部分钾与作物钾的吸收有着密切关系。速效钾包括被土壤胶体吸附的钾和土壤溶液中的钾,一般占土壤全钾的1~2%,易于被作物吸收。
(一)耕层土壤缓效钾
通过对1957个评价土样检测分析,全区耕地土壤缓效钾平均值为465mg/kg,变幅178~893 mg/kg。全区耕地土壤缓效钾含量集中在300~500 mg/kg和<300mg/kg两个水平,分别占全区总耕地面积的51.47%和33.29%。粮田水浇地土壤缓效钾含量变化范围为178~873mg/kg,平均值为475mg/kg;旱地土壤缓效钾变化范围为197~789 mg/kg,平均值475mg/kg;菜地土壤缓效钾含量变化范围为237~893mg/kg,平均值为514mg/kg。
(二)耕层土壤速效钾
通过对1948个评价土样检测分析,全区耕层土壤速效钾含量变化范围为52~628mg/kg,平均值为102mg/kg,属中等偏低水平,比1983年第二次土壤普查时的全区平均含量86.3mg/kg高15.7 mg/kg。其中,100~120mg /kg水平的占耕地总面积的40.32%;75~100mg /kg水平的占耕地总面积的28.68%;其他水平的占比例均较小。粮田水浇地土壤速效钾含量变化范围为50~181mg/kg,平均值为108mg/kg,标准差41.38,属中等偏低水平;旱地地土壤速效钾含量变化范围为57~154mg/kg,平均值为93mg/kg,标准差33.75,属中等偏低水平;菜地土壤速效钾含量变化范围为157~628mg/kg,平均值为308mg/kg,标准差5.49,属高水平。菜地土壤速效钾含量与速效磷相同,大大高于普通粮田,其原因是大量投入肥料所致。
七、土壤中量营养元素
中量元素是作物生长过程中需要量次于氮、磷、钾而高于微量元素的营养元素,占作植物干物重的0.1~0.5%,通常指钙、镁、硫三种元素。其对植物营养的作用与大量元素同等重要,虽然植物通常对它们的需要不像大量元素那么多。许多作物含硫与磷一样多,有时甚至还多些。中量元素缺乏会像大量元素缺乏同等程度地抑制植物生长。随着大量元素、微量元素肥料的大量使用,尤其在酸性条件下,钙、镁、硫、硅等元素也呈现缺素现象,适量施用具有明显的增产效果。在花生和大豆等作物上,施用钙、镁、硫等中量元素肥料增产效果明显。
(一)土壤交换性钙
土壤中钙的总量在从低于0.1%到高达25%的范围内,是几种土壤矿物的结构组成成分。实际上,石膏、方解石、磷灰石和钙长石等土壤矿物是土壤钙的主要来源。和其它阳离子一样,钙也存在于土壤溶液中。作为一种阳离子,钙离子受阳离子交换现象的控制。通常钙离子是土壤中最多的阳离子,即使在低pH时也是如此,通常占据土壤阳离子交换复合体70~90%的位点。
在淋溶作用弱的半干旱地区,土壤含钙量通常在10g/kg,土壤一般不缺钙。土壤钙过剩,导致土壤中其他营养元素有效性降低和pH值升高,则不利于一些喜酸型作物的生长。土壤交换性钙对磷素和微量元素的有效性以及存在形态有很大影响,在石灰性土壤中,磷以磷酸钙盐为主,其含量一般占无机磷总量的50%以上。在富含交换性钙的土壤中,磷酸钙盐以磷酸三钙、磷酸八钙、磷酸十钙形式存在,磷素大多被固定。土壤交换性钙含量增加导致土壤pH值升高,除了使钼的有效性提高外,则降低了其他微量元素的有效性。钙对硼的影响,一是生成溶解度很小的含钙硼酸盐,二是促进其它元素对硼的固定。
通过对559个评价土样检测分析,全区耕层土壤交换性钙含量变化范围为2000~7720mg/kg,平均值为4720mg/kg,属较丰富水平。集中分布在4000~6000mg /kg和3000~4000mg /kg这两个水平上,分别占耕地总面积的64.93%和31.67%,其他水平的占比较小。
(二)土壤交换性镁
土壤镁(不是指以肥料物质施入的)来自含有黑云母、角闪石和绿泥石等矿物岩石的风化。镁离子作为交换阳离子,存在于土壤溶液中和吸附在粘粒和有机质表面上。一般土壤含镁少于含钙,因为粘粒和有机质吸附镁较弱,易于遭受淋失,同时,母质含镁也比含钙少。大多数土壤含镁足以供给植物生长,但高雨量条件下发育的粗质地酸性土壤、灌溉水含碳酸氢根较高的石灰性土壤及碱土上也可能缺镁。在一些条件下,钾镁比、钙镁比也很重要,因为钾、钙过高时,都能降低植物对镁的吸收。
通过对558个评价土样检测分析,全区耕层土壤交换性镁含量变化范围为150~600mg/kg,平均值为335mg/kg,属较丰富水平。集中分布在300~400mg /kg水平上,占耕地总面积的52.56%;其次是250~300mg /kg水平,占耕地总面积的22.98%;400~600mg /kg和150~200mg /kg水平,则分别占耕地总面积的14.50%和1.50%。
(三)土壤有效硫
无机土壤硫以硫酸根阴离子(SO42-)形态存在,是植物有效态。硫酸根是阴离子,存在于土壤溶液中随水流动,一般不被土壤粘粒和有机质表面吸附,容易淋失。一些土壤在底土层积累硫酸盐,这对深根作物有利。在干旱地区,钙、镁、钾、钠的硫酸盐是无机硫的主要形态。在湿润地区,大量土壤硫束缚在土壤有机质中,与氮相似,通过生物转化生成对植物有效的硫酸盐及其化合物。土壤硫的95%以上束缚于有机质中,有机质是大多数土壤中土壤硫的主要来源。土壤硫主要通过降雨携带的来自大气的二氧化硫得到补充,也通过其它来源包括动物粪便、灌溉水、含硫肥料和杀虫剂补充。
通过对557个评价土样检测分析,全区土壤有效硫含量变幅15.9~76.1 mg/kg,平均含量35.3 mg /kg。集中分布在30~45mg /kg水平,占耕地总面积的81.26%;其次是15~30mg /kg水平,占耕地总面积的18.37%;40~60mg /kg水平仅占耕地总面积的0.37%。
八、土壤微量营养元素
微量元素(硼、铜、氯、铁、锰、钼、锌)与大量和中量营养元素一样,对植物营养同等重要,尽管通常植物对它们的需要量并不多,但它们中有任何一个缺乏也会限制植物生长。随着产量的提高和大量元素肥料使用的增加,一些土壤已不能提供充足的微量元素来满足作物生长需求,需要施用微量元素肥料来补充。
(一)耕层土壤有效锌
锌是植物某些酶的组成元素,是促进一些代谢反应必需的,对于叶绿素生成和形成碳水化合物是必不可少的。锌还与植物体内的生长素有关,当植物体内的锌含量低时,生长素量也低。植物体内的含锌量一般在20~150 mg/kg之间,低于20 mg/kg时,许多植物出现缺锌症状,而当叶子的锌水平超过400 mg/kg时,则有中毒现象发生。植物体内顶芽的含锌量最高,叶次之,茎较少。土壤含锌从每亩几十克到几公斤。细质地土壤通常比砂质土壤含锌高。随着土壤pH升高,锌对植物生长的有效性降低。
通过对1992个评价土样检测分析,全区土壤有效锌含量变幅0.30~10.06mg/kg,平均含量1.65mg /kg,属中等偏高水平。集中分布在1.0~3.0mg /kg水平,占耕地总面积的89.64%。粮田土壤有效锌含量变化范围为0.31~3.85mg/kg,平均值为1.47mg/kg,属较丰富水平;菜地土壤有效锌含量变化范围为0.59~10.06mg/kg,平均值为2.54mg/kg,属较高含量水平。
(二)耕层土壤有效硼
植物体内的含硼量一般在2~100 mg/kg之间,双子叶植物含量高于单子叶植物。硼对植物的某些重要生理过程有着特殊的影响,能促进碳水化合物的正常运转。缺硼时植物生长点、幼嫩叶片的生长和植株生长受抑制并影响产量和品质。严重缺硼时,幼苗期植株就会死亡。硼能促进植物生殖器官的正常发育,在植物体内含硼量最高的部位是花,因此缺硼常使很多植物不能正常开花、结实。
通过对1989个评价土样检测分析,全区土壤有效硼含量变幅0.07~1.41 mg/kg,平均含量0.47 mg/kg,有77.85%的耕地面积在0.2~0.5 mg/kg之间,属于偏低水平;14.86%耕地面积有效硼<0.2 mg/kg,属于极低水平;仅有7.29%耕地面积有效硼在0.5 mg/kg以上。粮田土壤有效硼含量变化范围为0.07~1.35mg/kg,平均值为0.45mg/kg;菜地土壤有效硼含量变化范围为0.09~1.41mg/kg,平均值为0.54mg/kg。菜地土壤有效硼与普通大田差别不大。
(三)耕层土壤有效锰
锰对植物的生理作用是多方面的,它与许多酶的活性有关,是多种酶的成分和活化剂,能促进碳水化合物的代谢和氮的代谢,与作物生长发育和产量关系密切。锰能加速萌发和成熟,增加磷和钙的有效性。缺锰症状首先出现在幼叶上,表现为叶脉间黄化,有时出现一系列的黑褐色斑点。缺锰现象在高有机质土壤、锰含量较低的中性到碱性土壤中最常发生。
通过对1986个评价土样检测分析,全区土壤有效锰含量变幅1.46~34.14mg/kg,平均含量13.03mg/kg,76.41%的耕地面积在15~30mg/kg之间,属于较丰富水平。粮田土壤有效锰含量变化范围为1.46~30.17mg/kg,平均值为12.45mg/kg;菜地土壤有效锰含量变化范围为1.69~34.14mg/kg,平均值为13.54mg/kg。菜地土壤有效锰与普通大田差别也不大。
(四)耕层土壤有效铜
缺铜的土壤,主要分布在山区石质土和淋溶强烈的淋溶褐土上。铜能催化若干植物过程。缺铜时,叶绿素减少,叶片出现失绿现象,幼叶的叶尖因缺绿而黄化并干枯,最后叶片脱落。缺铜也会使繁殖器官的发育受到破坏。
通过对1976个评价土样检测分析,全区土壤有效铜含量变幅0.22~6.04 mg/kg,平均含量1.28 mg/kg, 72.28%的耕地面积在1.0~1.8 mg/kg之间,属于较丰富水平。粮田土壤有效铜含量变化范围为0.22~5.85mg/kg,平均值为1.17mg/kg,属较丰富水平;菜地土壤有效铜含量变化范围为0.49~6.04mg/kg,平均值为1.54mg/kg,属较高含量水平。菜地土壤有效铜含量明显大于普通大田。
(五)耕层土壤有效铁
铁在植物体中的流动性根小,因此缺铁时,下部叶片常能保持绿色,而嫩叶上呈现失绿症。一般认为植物内金属间(例如Mo,Cu,Mn)的不平衡容易引起缺铁。其他引起缺铁的原因还有土壤磷过多、pH高、石灰多、冷凉和重碳酸盐含量高等综合结果。常用的铁肥为硫酸亚铁,由于缺铁的土壤固铁能力也强,因此一般喷施。
通过对1983个评价土样检测分析,全区土壤有效铁含量变幅4.56~38.39mg/kg,平均含量19.72 mg/kg, 73.7%的耕地面积>20 mg/kg,属于丰富水平。粮田土壤有效铁含量变化范围为4.56~25.85mg/kg,平均值为15.17mg/kg,属较丰富水平;菜地土壤有效铁含量变化范围为6.49~38.394mg/kg,平均值为22.54mg/kg,属高含量丰富水平。菜地土壤有效铁含量明显大于普通大田。
(六)耕层土壤有效钼
钼在作物体内的生理功能主要表现在氮素代谢方面,是硝酸还原酶和固氮酶的组成成分,对豆科作物及自生固氮菌有重要作用,能促进豆科作物固氮。钼还能促进光合作用以及消除酸性土壤中活性铝在植物体内累积而产生的毒害。作物缺钼的共同表现是植株矮小,生长受抑制,叶片失绿,枯萎以致坏死。豆科作物缺钼,根瘤发育不良,瘤小而少,固氮能力弱或不能固氮。缺钼在酸性土壤的可能性最大,砂质土壤缺钼要比粘质土壤常见。随着土壤pH升高,钼的有效性增大。
通过对621个评价土样检测分析,全区土壤有效钼含量变幅0.01~0.27 mg/kg,平均含量0.076 mg/kg, 94.39%的耕地面积小于0.1 mg/kg,属于严重缺乏。
九、土壤质地
本次耕地地力调查,全区布点2000个,其中对土壤质地分析123个,分别为粮田90个、蔬菜地20个、园地13个。由于本次调查主要服务于配方施肥,取样点多数集中在优质粮田、蔬菜地上,粗骨土、砂壤土取样较少。全区耕层土壤近四分之三为壤质土,砂质、粘壤质次之,粘质极少。总的看,本区耕层土壤质地砂粘比例适宜,适于农业生产。
十、土壤容重
本次耕地地力调查,通过对112个点测定,我区耕层土壤的容重变幅为1.08~1.41 g/cm3,均值为1.27 g/cm3,在适宜范围。心土层容重均值1.34 g/cm3,虽比耕层稍大,但能增强土壤的保蓄性能。耕层土壤容重与第二次土壤普查相比,基本持平。
十一、土壤孔隙状况
通过对43个点测定分析结果看,全区耕层土壤孔隙度尚称适宜,但变幅较大。总孔隙度均值50.1%,变幅35.8~59.60%;通气孔隙度 18.2%,变幅2.3~34.8%;毛管孔隙度31.5%,变幅18.6~39.9%。
十二、土壤结构
本次调查采用1~3 mm水稳性(长时浸泡或微水冲击不散碎)占土壤重量的百分数大小表示土壤结构的优劣:凡该种团粒结构达10%以上者称为良好,低于10%者则判为不良。本区耕层土壤的团粒结构均值18.9%,属于良好,变幅在3.4~34.2%之间。
十三、土体构型
指0~150cm土体内不同质地土层的排列情况和组合关系,是划分土种的重要依据之一。不同的土体构型,对土壤肥力性状的影响不同。全区的土体构型分为均质、夹层、薄层、中层四大类型,总的看来,本区土壤土体构型是比较好的,近90%土地土体构型有利于农业生产,只有总共占10.32%的均砂质、厚粘心、薄层土与中层土四个类型属不良构型。
十四、全区耕层土壤养分总体评价及变化趋势
在1983年第二次土壤普查时的全区土壤养分总体情况为:严重缺磷,氮素不足,有机质偏低,氮磷钾比例失调。
目前全区土壤养分总体状况为:土壤呈现碱性,有机质含量中等偏高水平,磷素处于适合水平,钾素含量相对较低,微量元素锌、铜、铁、锰较丰富,硼、钼缺乏。不同种植模式和土壤类型的养分含量有明显差异,农户之间养分差别大,养分分布不平衡。
二十多年来,随着耕作模式和施肥观念的变化,我区土壤状况发生了较大变化。秸秆还田技术逐步被群众接受,目前全区小麦、玉米秸秆还田率在95%以上,这是我区耕地土壤有机质的含量增高的主要原因。1980年代以前,我区施肥主要为农家肥,化肥主要为氮肥,肥料品种上主要为氨水、碳酸氢铵,磷肥以过磷酸钙为主,钾肥基本不用,N:P2O5:K2O为1:0.08:0.026;1980年后,生产上逐渐开始施用磷酸二铵、氯化钾、硫酸钾等磷钾肥,但在养分结构上仍以氮为主,N:P2O5:K2O为1:0.24:0.097;1985年后,逐渐以施用三元复合肥为主,磷、钾比例开始上升,到目前N:P2O5:K2O基本稳定在1:0.35:0.4左右,亩均折纯化肥使用量在65kg左右,全区施肥结构正趋于合理。目前全区土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量较1983年都有不同程度的提高,这正是持续不断合理增施化肥的结果。
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-9-1 11:02
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社