14精準養(yǎng)分管理- 糧田土壤磷、鉀養(yǎng)分的垂直分布特征

《14精準養(yǎng)分管理- 糧田土壤磷、鉀養(yǎng)分的垂直分布特征》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

精準養(yǎng)分管理糧田土壤磷、鉀養(yǎng)分的垂直分布特征黃紹文金繼運楊俐蘋程明芳中國農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所　　對土壤特性，尤其是對土壤養(yǎng)分空間變異的充分了解是管理好土壤養(yǎng)分和合理施肥的基礎[1]。自40年代中期以來，國外對土壤養(yǎng)分空間變異進行了大量的研究[2~9]。而我國該方面的研究較少[10]，尤其是在有關土壤養(yǎng)分的縱向變異方面。為此，十分有必要研究土壤養(yǎng)分的垂直分布特征，為養(yǎng)分資源的持續(xù)高效利用提供理論基礎。　　1材料與方法　　1.1樣品采集　　在黃淮海平原選擇主要農(nóng)業(yè)自然經(jīng)濟類型區(qū)河北省玉田縣（海河平原）作為本項研究的試區(qū)，以有代表性的小麥-玉米輪作區(qū)和2個鉀肥定位監(jiān)測點為研究對象。　　1.1.1代表性地塊　　從褐土區(qū)的林頭屯、彩亭橋、孤樹等3個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）各選擇1個有代表性的糧食地塊，從潮土區(qū)的鴉鴻橋、楊家板橋鄉(xiāng)和虹橋鎮(zhèn)的珠三、蘆家、東會3個村選擇有代表性的糧食地塊各1個。在每個代表性糧食地塊上采取0~20cm、20~40cm、40~60cm土壤樣品。種植制度為小麥-玉米?！　?.1.2定位監(jiān)測點　　2000年3月下旬，從郭家屯鄉(xiāng)王各莊村和虹橋鎮(zhèn)小定府村的鉀肥定位試驗點的NP、NPK、NPM、NPKM4個處理上分別采取0~20cm、20~40cm、40~60cm土壤樣品?！　∶坎缱魑锏腘、P2O5、K2O用量分別為150kg/ha、150kg/ha、112.5kg/ha；有機肥（M）用量（干重）一般為10000kg/ha，在春播作物或小麥上作基肥施用。王各莊村定位點，土壤類型為褐土，粘土礦物以云母為主，土壤質(zhì)地為粘壤，定位時間從1987年夏玉米開始，輪作方式為小麥-夏玉米；小定府村定位點，土壤類型為潮土，粘土礦物以蒙脫石為主，土壤質(zhì)地為粘壤，定位時間從1987年春玉米開始，輪作方式為春玉米-小麥-夏玉米（兩年三作），從1996年改為一年一茬春玉米?！　?.2 樣品分析　　本項研究是在“土壤養(yǎng)分綜合系統(tǒng)評價法與作物高產(chǎn)高效平衡施肥技術”成果的基礎上進行的。該技術的核心是應用聯(lián)合浸提劑和系列化操作規(guī)程，能快速準確測定和全面評價土壤中各種大、中、微量營養(yǎng)元素狀況和供應能力，并在此基礎上實現(xiàn)保證各種營養(yǎng)元素均衡供應的平衡施肥技術體系?！　、K、Cu、Fe、Mn、Zn的聯(lián)合浸提與測定：浸提劑為ASI溶液（0.25mol/LNaHCO3-0.01mol/LEDTA-0.01mol/LNH4F）；P用鉬銻抗比色法測定，K、Cu、Fe、Mn、Zn用原子吸收分光光度計測定。NH4+-N、Ca、Mg的聯(lián)合浸提與測定：浸提劑為1mol/LKCl溶液；NH4+-N用靛酚藍比色法測定，Ca、Mg用原子吸收分光光度計測定。S的浸提與測定：浸提劑為0.08mol/LCa(H2PO4)2H2O溶液，用BaCl2比濁法測定。有機質(zhì)（OM）：浸提劑為0.2mol/LNaOH-0.01mol/LEDTA-2%甲醇，比色測定。pH：水土比為2.5∶1，復合電極測定。　　2結果與分析　　2.1土壤養(yǎng)分含量的垂直分布　　按照土壤養(yǎng)分綜合系統(tǒng)評價法所設定的土壤養(yǎng)分含量臨界值指標對耕層（0~20cm）土壤養(yǎng)分狀況進行了初步評價。表1表明，土壤N、P、K、Mn和Zn普遍缺乏，其速效含量低于臨界值的土樣數(shù)占總土樣數(shù)的百分數(shù)分別為100、62.5、100、87.5和87.5。此外，還有37.5%的土樣中的Fe也低于臨界值，對于它的缺乏也不可忽視?！　〖Z田土壤養(yǎng)分速效含量呈現(xiàn)較明顯的垂直分布規(guī)律，總的趨勢是上部土層主要養(yǎng)分速效含量高于下部土層。0~20cm土層N(NH4+-N)、P、K、Mn、Zn、Fe、Cu等養(yǎng)分含量明顯高于20~40cm和40~60cm土層，20~40cm和40~60cm土層養(yǎng)分含量差異不大（表1）。　　土壤速效P和K含量的垂直分布特征差異較大（圖1）。0~20cm土層分別與20~40cm和40~60cm土層比較，P含量平均分別高出4.7和5.2倍，而K含量平均分別僅高出26.8%和28.0%。0~20cm土層P含量數(shù)倍高于20~40cm和40~60cm土層，這主要與施入土壤中的P（一般施在0~20cm的耕層范圍內(nèi)）移動性小而使得所施磷肥絕大部分殘留在耕層，下部土層P一直處于耗竭狀態(tài)而難以得到補充，以及目前施磷情況下土壤P收支平衡（一般在0~20cm的耕層范圍內(nèi)）一般為盈余[11]等有關。從土壤耕層（0~20cm）速效P的含量來看，供試地塊中屬一般缺磷的地塊占62.5%，P含量較豐富的地塊占37.5%；但從下部土層（20~40cm和40~60cm）P的含量來看，供試地塊均處于極缺磷狀態(tài)。這種土壤磷空間分布嚴重不均的現(xiàn)象是磷肥利用率難以提高的主要癥結[12]。土壤磷空間分布不均，嚴重影響了作物根系的生長及對養(yǎng)分的吸收，從而導致作物產(chǎn)量的大幅度降低?！　?~20cm土層K含量明顯高于20~40cm和40~60cm土層，但其含量在上（0~20cm）下（20~40cm和40~60cm）部土層之間的差異較P相對要小很多?？赡艿脑蚴牵┤胪寥乐械腒（一般施在0~20cm的耕層范圍內(nèi)）移動性較P相對較大；下部土層K雖一直處于耗竭狀態(tài)，但有來自上部土層（0~20cm）K的部分補充；目前施鉀情況下土壤K收支平衡一般為虧缺[11]?！　?表：表1糧田不同土層的速效養(yǎng)分(mg/L)和OM(%)含量及pH值)養(yǎng)分項目Item含量0~20cm土層低于臨界值的土樣數(shù)占總土樣數(shù)的百分數(shù)（%）Thepercentageofsoilsamplesbelowthecriticalvaluein0~20cm范圍Range平均Average土層深度（cm）Soildepth0~2020~4040~600~2020~4040~60OM0.6~2.00.4~2.50.4~1.41.11.20.8NH4+-N7.2~17.04.7~15.01.4~10.311.87.35.7100.0P7.4~42.71.6~4.80.6~3.916.02.82.662.5K46.9~71.739.1~66.531.3~66.564.450.850.3100.0 Mn1.8~18.40.9~4.30.7~4.45.01.91.687.5Zn0.7~2.40.5~0.90.5~0.71.20.70.587.5Fe7.8~91.23.5~33.24.4~33.325.515.312.637.5S20.9~55.213.8~98.122.3~136.335.244.154.70.0Ca1302.6~63772265~70342725~64333986485243210.0Mg280~1706351.1~1662425~16337848108080.0Cu1.4~2.51.1~2.31.0~2.31.81.51.40.0pH5.2~7.96.5~8.06.8~8.07.37.67.7注釋：注：臨界值（mg/L）：N為50;P為12;K為78;Mn為5;Zn為2;Fe為10;S為12;Ca為401;Mg為122;Cu為1?！　?.2施肥措施對土壤養(yǎng)分含量垂直分布的影響　　不同施肥措施對上部土層（0~20cm）養(yǎng)分含量有較明顯的影響，而對下部土層（20~40cm和40~60cm）養(yǎng)分含量影響較?。ū?）?！　?.2.1不同施肥措施對0~20cm土層P含量的影響　　兩定位監(jiān)測點上不同施肥處理在0~20cm土層的P含量趨勢基本相同，即NPKM＞NPM＞NP＞NPK。NPK處理的土壤P含量較NP處理低，這與鉀肥的施用有關。由于鉀肥的施用，NPK處理的產(chǎn)量明顯高于NP處理，因而NPK處理的土壤P素養(yǎng)分支出高于NP處理，致使NPK處理的土壤P含量低于NP處理?！　PM和NPKM處理的土壤P含量明顯高于NPK處理，這與有機肥的施用有關。因為有機肥中含有較豐富的磷，因而配施有機肥的2個處理（NPM和NPKM）的土壤P素養(yǎng)分盈余相對較NPK處理多，使得NPM和NPKM處理的土壤P含量較NPK處理明顯高。　　2.2.2不同施肥措施對0~20cm土層K含量的影響　　兩定位監(jiān)測點上不同施肥處理在0~20cm土層的K含量差異較大，其中以NPKM處理的土壤K含量為最高，以NP處理的土壤K含量為最低。在每茬作物施K112.5kg/ha的情況下，王各莊村和小定府村2個定位監(jiān)測點土壤速效K含量分別提高了21.5mg/L、18.6mg/L；在每年只在春播作物或小麥上施用有機肥約10000kg/ha的情況下，王各莊村和小定府村2個定位監(jiān)測點土壤速效K含量分別提高了6.8mg/L、19.6mg/L；在有機肥（每年1次）和鉀肥均施用的情況下，王各莊村和小定府村2個定位監(jiān)測點土壤速效K含量均提高了30.3mg/L。表明單施鉀肥或有機肥，以及配合施用鉀肥和有機肥，均能明顯提高土壤鉀素肥力，其中以鉀肥和有機肥配合施用的效果為最明顯?！　?.2.3不同施肥措施對20~40cm和40~60cm土層P與K含量的影響　　兩定位監(jiān)測點上不同施肥處理在20~40cm、40~60cm土層的P、K含量差異均較小。不同施肥處理的20~40cm和40~60cm土層P含量范圍，王各莊村定位監(jiān)測點分別為3.6~5.8mg/L和2.1~3.9mg/L；小定府村定位監(jiān)測點分別為2.2~3.6mg/L和1.5~3.1mg/L。不同施肥處理的20~40cm和40~60cm土層K含量范圍，王各莊村定位監(jiān)測點分別為58.7~66.5mg/L和54.7~62.6mg/L；小定府村定位監(jiān)測點分別為31.3~46.9mg/L和31.3~54.7mg/L?！　? 結論及討論　　糧田土壤養(yǎng)分速效含量呈現(xiàn)較明顯的垂直分布規(guī)律，總的趨勢是上部土層主要養(yǎng)分含量高于下部土層。0~20cm土層分別與20~40cm和40~60cm土層比較，P含量平均分別高出4.7和5.2倍，K含量平均分別僅高出26.8%和28.0%。由于0~20cm土層P含量數(shù)倍高于下部土層，磷肥應盡可能深施，以提高下部土層P素肥力，改善土壤P素空間分布嚴重不均的狀況，促進作物根系的正常生長和對養(yǎng)分的吸收。　　(圖：圖1糧田不同地塊各土層的P、K速效含量)　　兩定位監(jiān)測點上不同施肥處理在0~20cm土層的P、K含量差異均較大，而在20~40cm、40~60cm 土層的P、K含量差異均較小?！　?表：表2定位監(jiān)測點上施肥措施對不同土層速效P和K養(yǎng)分含量的影響)養(yǎng)分項目Item土層深度(cm)Soildepth王各莊村定位監(jiān)測點ThefixedsiteinWanggezhuangvillage小定府村定位監(jiān)測點ThefixedsiteinXiaodingfuvillageNPNPKNPMNPKMNPNPKNPMNPKMP0~2052.345.055.057.17.36.513.213.420~404.23.75.83.62.23.32.43.340~602.83.32.13.92.73.11.52.2K0~2060.682.167.490.942.060.661.672.320~4058.766.558.758.731.331.331.346.940~6058.762.654.754.731.335.235.254.7注釋：注：單位：mg/L　　長期施用鉀肥能顯著提高耕層土壤鉀素肥力。長期以來，由于鉀素收支不平衡，北方土壤鉀的消耗加劇，土壤鉀素肥力下降，缺鉀矛盾日益暴露[13]。對那些供鉀能力屬于中下（有增產(chǎn)作用）的土壤，由于土壤本身提供的鉀素有限，若土壤鉀素長期處于虧缺狀態(tài)，則將會嚴重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。為了維持和提高土壤鉀素肥力，使作物高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，目前必須重視土壤鉀素平衡，合理增施鉀肥。　　在施用NPK的基礎上，長期配施有機肥能明顯改善耕層土壤磷、鉀等養(yǎng)分狀況。有機肥對培肥和保持土壤肥力作用良好，肥沃的、具有較高養(yǎng)分供給力的土壤，對于提高和穩(wěn)定作物產(chǎn)量的作用時常不能通過當季施以足量的養(yǎng)分所替代[14]；可減少作物養(yǎng)分供給對當季施肥的依賴，從而可有效地減少因當季化肥施用不當而帶來的風險損失[15]。因此，在有機肥用量銳減的今天，必須十分重視有機肥的施用，以保證農(nóng)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。　　主要參考文獻　　[1]FranzenDW,HofmanVL,HalvorsonADetal.Samplingforsite-specificfarming:Topographyandnutrientconsiderations.BetterCrop,1996,80(3):14~18.　　[2]BallDFandWilliamsWM.Variabilityofsoilchemicalpropertiesintwouncultivatedbrownearth.J.SoilSci.,1968,19:379~391.　　[3]BiggarJW.Spatialvariabilityofnitrogeninsoils.In:NitrogenintheEnvironment,Vol.1.Nitrogenbehaviorinfieldsoil.NielsonDRandMacDonaldJG,(eds.).1978,201~211.　　[4]YostRS,UeharaGandFoxRL.Geostatisticalanalysisofsoilchemicalpropertiesoflargelandareas.I.Semivariograms.SoilSci.Soc.Am.J.,1982,46:1028~1032.　　[5]TrangmarBB,YostRS,WadeMKetal.Spatialvariationofsoilpropertiesandriceyieldinrecentlyclearedland.SoilSci.Soc.Am.J.,1987,51:668~674.　　[6]WestCP,MallarinoAP,WedinWFetal.Spatialvariabilityofsoilchemicalpropertiesingrazedpastures. SoilSci.Soc.Am.J.,1989,53:784~789.　　[7]CahnMD,HummelJW,andBrouerBH.DIVISIONS-8-NUTRIENTMANAGEMENT&SOIL&PLANTANALYSIS.Spatialanalysisofsoilfertilityforsite-specificcropmanagement.SoilSci.Am.J.,1994,58:1240~1248.　　[8]ZhangR,RahmanS,VanceGFetal.Geo-statisticalanalysesoftraceelementsinsoilsandplants.SoilScience,1995,159(6):383~390.　　[9]TeferiTsegayeandRobertL.Hill.Intensivetillageeffectsonspatialvariabilityofsoiltest,plantgrowth,andnutrientuptakemeasurements.SoilScience,1998,163(2):155~165.　　[10]楊俐蘋.不同地形及種植條件下土壤養(yǎng)分變異及合理取樣研究.碩士學位論文，1998.　　[11]黃紹文.農(nóng)田土壤養(yǎng)分平衡狀況及其評價的試點研究.土壤肥料，2000，(6):14~19.　　[12]張福鎖.對提高養(yǎng)分資源利用效率的幾點思考.中國土壤學會編.邁向21世紀的土壤科學-提高土壤質(zhì)量促進農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展（中國土壤學會第九次全國會員代表大會論文集綜合卷）.1999，42~48.　　[13]金繼運等.我國北方土壤缺鉀和鉀肥應用的發(fā)展趨勢.中國農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所和加拿大鉀磷研究所北京辦事處.北方土壤鉀素和鉀肥效益.北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社.1994,1~5.　　[14]沈善敏.長期土壤肥力試驗的科學價值.植物營養(yǎng)與肥料學報，1995，1（1）：1~9.　　[15]沈善敏，華天懋和鄒邦基.北方旱地農(nóng)田施肥技術與培肥措施.王維敏主編.中國北方旱地農(nóng)業(yè)技術.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1994，72~141.