研究论文 正式出版 版本 2 Vol 11 (2) : 204-214 2020
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黄河流域五大灌区沿河耕地土壤肥力评价与改良措施
Soil fertility evaluation and improvement measures in five irrigated areas along the Yellow River basin
: 2020 - 01 - 03
: 2020 - 03 - 14
: 2020 - 03 - 20
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摘要&关键词
摘要:为了提高黄河流域农业可持续性,保障区域粮食安全,本文以宁夏(NX)、河套(HT)、汾河(FG)、关中(GZ)、华北平原(HB)五大引黄灌区耕层土壤为研究对象,测定其养分含量并进行土壤肥力评价。结果表明:五大灌区土壤pH均高于8.0,土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾含量均值分别为16.43 g/kg、0.96 g/kg、79.71 mg/kg、0.76 g/kg、30.6 mg/kg、16.85 g/kg、228.75 mg/kg,对应养分级别为四级、四级、四级、三级、二级、三级、一级;土壤微量元素有效态铁、锰、铜、锌含量均值为6.21 mg/kg、5.94 mg/kg、1.05 mg/kg、5.01 mg/kg,对应养分级别为三级、四级、一级、一级。黄河流域五大灌区沿河耕地土壤综合肥力指数由大到小的顺序为:NX>FG>HB>HT>GZ。各灌区应增加农田有机质,调整氮磷钾肥施加比例,重视微量元素供给,从而实现灌区种植的可持续发展。
关键词:引黄灌区;土壤养分;土地肥力;测土施肥;可持续发展
Abstract & Keywords
Abstract: Background, aim, and scope The Yellow River basin is one of the main agricultural production areas in China, which plays a crucial role in solving the problem of food security in China. However, with the continuous increase of irrigated area and fertilizer application amount, the problems of nutrient imbalance and low fertilizer utilization rate appear in the irrigated areas along the Yellow River. Although there have been some studies on soil quality evaluation in irrigated areas before, there are few reports on comprehensive evaluation of soil fertility in five irrigated areas along the Yellow River basin. In order to better realize the sustainable development of the irrigated areas and even the whole Yellow River Basin,our study aims to fully understand the characteristics of soil nutrient content in five major irrigated areas along the Yellow River. Materials and methods In this study, five irrigated areas in Ningxia (NX), Hetao (HT), Fenhe (FG), Guanzhong (GZ) and the North China Plain (HB) were selected as research objects. The nutrient contents of soil were measured and the soil fertility was evaluated. Results The results showed that the soil pH of the irrigated areas was higher than 8.0; The average contents of soil organic matter (SOM), total nitrogen (N), available nitrogen, total phosphorus (P), available phosphorus, total potassium (K) and available potassium were corresponding to four, four, four, three, two, three and one nutrient levels; The average contents of available Fe, Mn, Cu and Zn were corresponding to the three, four, one and one nutrient levels; The comprehensive fertility index of the five irrigated areas along the Yellow River basin is in the order of NX > FG > HB > HT > GZ. Discussion The differences of nutrient contents in five irrigated areas are related to fertilization, soil types, irrigation conditions and other factors. The contribution rate of organic matter and total nitrogen to soil comprehensive fertility was high in NX and HT. The reasons why the comprehensive index of soil fertility in GZ is low, in addition to the insufficient input of organic fertilizer, are the poor soil types, which mostly is tidal soil along the river. Conclusions The difference of soil comprehensive fertility caused by nutrient imbalance existed in five irrigated areas. Ningxia and Fenhe irrigated areas were of secondary fertility, while the rest were of tertiary fertility. Recommendations and perspectives The results indicate that we should strengthen the control of soil salinization, increase the organic matter of farmland, adjust the proportion of N, P, K and attach importance to the supply of trace elements, so as to change the current situation of soil nutrient imbalance between the five irrigated areas.
Keywords: areas irrigated by the Yellow River; soil nutrient; soil fertility; soil testing fertilization; sustainable development
世界粮农组织于2019年发布的《世界粮食安全和营养状况》报告指出,全球饥饿人口连续三年呈增长趋势,目前全球有超过8.21亿的饥饿人口,由此可见世界粮食不安全的现状依然严峻,保障世界粮食安全仍然任重道远(黄飞和徐玉波,2018)。
中国拥有占全球22%的人口,却只拥有占全球7%的可耕地(张福锁等,2007)。长期以来,地少人多的国情使中国耕地一直处于高强度、超负荷的利用模式,目前中国农用化肥单位面积施用量是国际公认的化肥施用安全上限的1.93倍,化肥使用总量约占世界的三分之一,而化肥利用率仅为33%(刘恒新,2016)。虽然中国依靠化学肥料大大提高了粮食产量,解决了粮食短缺的问题。但是,不合理的施用化学肥料不但造成了肥料的浪费,也对生态环境构成了极大的威胁,导致耕地质量退化。因此,测土配方,精准施肥是未来农业的必由之路。
黄河流域是我国重要的农业主产区之一,黄河流域灌溉面积约有570.4万公顷,80%分布在宁蒙河套平原、汾渭盆地和黄河下游平原(侯红雨等,2013)。灌区耕地面积占全国耕地面积的16.6%,其粮食产量占全国粮食总产量的13.4%(赵银亮等,2011)。因此,引黄灌区对保障黄河流域乃至国家粮食安全都发挥了重要的作用。然而随着灌溉面积、灌溉用水量及化肥施用量的不断增加,引黄灌区出现了土壤养分失衡、肥料利用率低等问题(于涛和陈静生,2004)。
习近平总书记2019年在河南郑州的重要讲话指出,黄河流域生态环境保护与高质量发展已经上升为国家战略。黄河灌区是中国主要粮食产区,评价其土壤养分状况,对精准农业具有极其重要的理论意义和实践价值。虽然已有部分对于灌区土壤质量评价的研究(易秀等,2011),但是全面评价黄河流域灌区耕地土壤肥力的报道目前十分稀少。为此,本文以五大引黄灌区为研究对象,采集五大灌区沿河耕地土壤样品,分析其总有机质、氮磷钾等主要养分,评价黄河流域五大灌区土壤肥力质量,旨在为灌区实施精准农业,减少浪费与污染提供科学依据。
1   材料与方法
1.1   研究区概况
宁夏引黄灌区总面积985.95万亩,其中耕地面积332万亩,灌溉面积317万亩。地貌类型为黄河冲积平原,土壤类型主要为灌淤土、盐渍土、淡灰钙土。灌区年均气温8—9℃,属大陆性气候,年均降水量180—200 mm。河套引黄灌区总面积1743万亩,灌溉面积936万亩。土壤类型主要为轻砂壤土和黏性土。灌区气候属大陆性气候,年平均气温4—6℃,西部年平均降水量130—150 mm,东部年降水量300—400 mm。汾河灌区总面积205.55万亩,设计灌溉面积149.55万亩。流域土壤类型主要为潮土,盐土、水稻土和褐土类仅占0.23%。灌区气候属大陆性气候,年平均气温9.5℃,灌区平均降雨量453.1 mm。关中灌区总面积为966.7万亩,灌溉面积为888万亩,灌区气候属大陆性气候,年均降雨量500—700 mm,气温11.5—12.9℃,流域土壤类型主要为潮土、盐碱土。华北平原引黄灌区为全国最大的自流连片灌区,有效灌溉面积2416.5万亩。灌区气候属大陆性气候,年均降雨量407.7—1295.8 mm,气温11.5—12.9℃,土壤类型主要为褐土、潮土、砂姜黑土。
1.2   样品采集与分析
1.2.1   样品采集
依据NY/T 1634—2008《全国耕地地力调查与质量评价技术规程》要求,土壤样品采集工作应在秋收后冬灌前或者土壤封冻前完成。同时综合考虑研究区地形、土壤类型、耕作方式、灌溉方式等系列因素,样品采集工作于2018年8—9月先后在宁夏、河套、汾河、关中、华北平原灌区开展。利用GPS记录采样点经纬度,每5 km在灌区内玉米地设置一个面积为10 m×10 m采样单元,利用五点布局法采集0—20 cm玉米地耕层土1 kg。每个灌区采集土样30份,为便于分析,每10份样品混合为一个样品用于测定分析。


图1   采样点地理位置
Fig.1 Location of sampling points
1.2.2   样品分析
参照NY/T 1121.1—2006《中华人民共和国农业行业标准》,将采集的样品在室内自然风干后,剔除杂物,用四分法取部分样品,土样研磨过筛。土样pH测定采用电位法(水土比为2.5∶1)测定,有机质测定采用重铬酸钾容量法,全氮测定采用凯氏定氮法,碱解氮测定采用碱解扩散法,全磷测定采用HCLO4-H2SO4消解-钼锑抗比色法,速效磷测定采用NaHCO3浸提法,全钾测定采用HF消解-火焰光度法,速效钾测定采用NH4Ac浸提-火焰光度法,微量元素有效态铁、锰、铜、锌测定采用DTPA-TEA浸提-火焰光度法(鲍士旦,2000)。
1.3   数据处理
1.3.1   分析软件
采用SPSS 21.0软件进行描述性统计,采用单因素方差分析(ANOVA)对五大黄河灌区的指标进行差异分析,采用LSD进行多重比较分析,显著性水平为0.05。采用pearson相关分析对各项肥力指标数据进行相关分析,采用Origin 9.1软件作图。
1.3.2   土壤综合肥力指数
本研究采用相关系数法确定土壤肥力指标权重,利用隶属度函数表征各指标肥力状况,采用Fuzzy综合评判法(郑立臣等,2004)计算土壤综合肥力指数。计算公式:


 
式中:qi 是第i项土壤肥力指标的隶属度,wi 是第i项土壤肥力指标的权重系数,IFI值在0—1,值越大,土壤肥力质量越好。
2   结果与讨论
2.1   黄河五大灌区土壤pH和有机质
引黄灌区土壤pH范围为8.03—8.61,由高到低顺序为NX=HT>GZ>HB>FG(图2a)。引黄灌区土壤pH值较高除了受过量钠离子及可溶性碳酸盐水解的影响外,还与灌区盐碱化土壤质地坚硬,透水性差有关(王静等,2017)。此外,土壤pH值受土壤盐渍化影响较大(王明等,2014)。宁夏灌区和河套灌区pH值高,一方面说明土壤盐碱化严重,另一方面说明土壤钠离子及可溶性碳酸盐含量高,因此各灌区需加紧开展土地盐碱化治理工作。根据现场考察情况来看,河套和宁夏灌区常常采用大水漫灌方式增加土壤水分,这是导致盐渍化的主要原因,精准农业可能是该区域盐渍化防控的有效措施。
引黄灌区土壤有机质含量范围为11.38—22.8 g/kg,由高到低顺序为FG>NX>HT>HB>GZ(图2b)。根据第二次全国土壤普查养分分级标准,汾河灌区土壤有机质含量处于三级水平,其余灌区土壤有机质含量处于四级水平。除河套和华北灌区有机质含量差异不显著,其余各灌区有机质含量均存在显著性差异(p<0.05)。有机质在土壤肥力中发挥着至关重要的作用,作物产量与土壤有机质显著正相关,即使在外部化肥投入水平较高、灌溉水平较好、土壤理化性状较好的农田,土壤有机质仍然是控制土地生产力的重要条件之一(孟凡乔等,2000)。王树安(1994)认为在北方冬小麦-夏玉米一年两熟区土壤有机质水平应保持在13 g·kg-1以上。本研究除关中灌区外,其余各灌区有机质含量均高于13 g/kg,这与灌区长期施肥、盐碱地改良、复种指数上升和灌溉条件改善密切相关(刘云慧等,2005)。但长期耕种会促进有机质分解,有机物积累减少,因此各灌区尤其关中灌区应加强有机质补给,保障农业生产可持续,各灌区可以通过施入厩肥、种植绿肥、秸秆还田和施加有机肥来提高农田土壤有机质含量。




图2   五大灌区土壤pH(a)、有机质(b)变化特征
Fig.2 Comparisons between soil pH (a) values and concentration of organic matter (b) in five irrigation areas
图中不同字母表示不同样品间在0.05水平上有显著性差异。Different letters indicate there are differences between samples at the level of 0.05.
2.2   黄河五大灌区土壤宏量元素
引黄灌区土壤全氮含量范围为0.72—1.08 g/kg,由高到低顺序为HB>NX>HT>FG>GZ(图3a)。根据全国第二次土壤普查养分分级标准,灌区土壤全氮含量均值对应养分级别为四级。除河套和华北平原灌区差异不显著,其余各灌区全氮含量均具有显著差异(p<0.05)。引黄灌区土壤有效氮含量范围为65.1—91.58 mg/kg,由高到低顺序为NX>HT=HB>GZ>FG(图3b)。灌区土壤有效氮含量均值对应养分级别为四级。其中宁夏、河套和华北平原灌区的有效氮含量显著高于关中和汾河灌区(p<0.05)。土壤全氮通常用于衡量土壤氮素的基础肥力,速效氮与农作物生长关系密切。土壤氮素含量除受气候条件、土壤类型和母质颗粒组成等自然因素的影响,更多的是与施肥有关。中国普遍存在氮肥的利用率较低,随降雨径流流失严重,残留在土壤中有效氮很少的现象(张福锁等,2008)。黄河流域五大灌区耕地土壤有效氮含量相对较低,与这一现象吻合。此外,大量研究表明土壤全氮含量与有机质含量正相关,且土壤有机质一般含氮5%左右(陈伟等,2009),由于各灌区土壤类型不同,灌区有机质含氮范围为4%—7%。总体来说,引黄灌区土壤全氮含量并不丰富,尤其关中灌区,必须采取有效措施提高氮素含量,解决途径是有机肥与无机肥配合施用。长期施用牛粪和氮磷钾肥与单施氮肥相比,能有效提高土壤全氮和碱解氮含量(张秀芝等,2012)。此外,低比例与高比例有机肥都不利于玉米增产,最优配比模式为:无机肥料(磷:100 kg·hm-2,钾:70 kg·hm-2,氮:96 kg·hm-2),有机肥料(牛厩肥30 kg·hm-2)(周连仁和杨德超,2013)。
引黄灌区土壤全磷含量范围为0.71—0.82 g/kg,由高到低顺序为HB>GZ>HT>NX>FG(图3c)。灌区土壤全磷含量均值对应养分级别为三级,关中和华北灌区全磷含量显著高于宁夏和汾河灌区(p<0.05)。引黄灌区土壤速效磷含量范围为16.5—57.8 mg/kg,由高到低顺序为NX>GZ>FG>HT>HB(图3d)。灌区土壤速效磷含量均值对应养分级别为二级,宁夏和关中灌区的速效磷显著高于河套和华北灌区(p<0.05)。磷在植物大量营养元素中占有重要地位,受土壤母质、成土作用和耕作施肥影响较大。由于磷肥的残效期较长,一次高施磷肥,其后效至少可持续十年以上。引黄灌区因长期种植且连年施肥,土壤全磷含量较高,灌区土壤多为石灰性土壤,存在大量游离碳酸钙,与磷易形成难溶性盐,导致土壤磷的有效性降低。但灌区土壤速效磷含量较高,主要与磷肥施用量大有关,此外还与施加氮肥有关,氮肥过量会导致土壤碱性变弱,因而能提高石灰性土壤的有效磷水平(史吉平等,1998)。由于磷在土壤中的移动性极小,随渗漏而淋失的量也极微,各灌区全磷含量变异小。而各灌区土壤速效磷含量变异大,与灌区土壤类型、施肥情况、环境因子(温度、水分)、气候条件等有关(王永壮等,2013)。水溶性聚磷酸铵相比于其他磷肥品种,移动性好,可以增加土壤深层有效磷含量,利于作物生长和养分的吸收,是一种适合玉米灌溉施肥的肥料(张皓禹等,2019)。因此,各灌区可以优先选择水溶性聚磷酸铵这一品种。
引黄灌区土壤全钾含量范围为16.4—17.43 g/kg,由高到低顺序为NX>HB>GZ>HT>FG(图3e)。灌区土壤全钾含量均值对应养分级别为三级,各灌区全钾含量均有显著性差异(p<0.05)。引黄灌区土壤速效钾含量范围为174.67—324 mg/kg,由高到低顺序为FG>GZ>NX>HB>HT(图3f)。灌区土壤速效钾含量均值对应养分级别为一级,汾河和关中灌区土壤速效钾含量显著高于河套和华北平原灌区(p<0.05)。钾是植物进行光合作用不可或缺的元素。土壤全钾含量主要受土壤母质、风化及成土条件、质地等自然因素的影响,所以各灌区土壤全钾含量表现为弱变异。耕地土壤速效钾含量主要受土壤本身含钾量和耕作施肥的影响,由于作物产量的不同能够造成土壤中钾素的盈缺差异,在相同施肥条件下,由于土壤类型不同,土壤中钾素的盈缺也同样存在差异,所以各灌区土壤速效钾含量表现为中等变异。灌区土壤钾含量较为丰富,而高产玉米对速效钾的含量要求为150 mg/kg(张福锁等,2009),所以短期内灌区可以减少钾肥的施加,防止钾肥过量造成作物减产和环境污染。此外,张福锁等(2009)推荐目标产量6—9 t/hm2时,西北内陆灌区套种玉米的适宜施钾量为0—90 kg/hm2












图3   五大灌区土壤全氮(a)、碱解氮(b)、全磷(c)、速效磷(d)、全钾(e)、速效钾(f)变化特征
Fig.3 Comparisons between concentrations of soil total N (a), available N (b), total P (c), available P (d), total K (e) and available K (f) in five irrigation areas
2.3   黄河五大灌区土壤微量元素
五大引黄灌区土壤DTPA-Fe含量范围为2.78—11.36 mg/kg,由高到低顺序为NX>HT>FG>GZ>HB,各灌区DTPA-Fe含量有显著性差异(图4a)。引黄灌区土壤DTPA-Mn含量范围为3.32—8.92 mg/kg,由高到低顺序为NX=HT>GZ>FG>HB,其中宁夏、河套和关中灌区的DTPA-Mn含量显著高于华北和汾河灌区(p<0.05)(图4b)。引黄灌区土壤DTPA-Cu含量范围为0.25—2.23 mg/kg,由高到低顺序为NX>HT>FG>GZ>HB,各灌区DTPA-Cu含量有显著性差异(图4c)。引黄灌区土壤DTPA-Zn含量范围为0.58—17.16 mg/kg,由高到低顺序为NX>GZ>FG>HT>HB。宁夏灌区的DTPA-Zn含量显著高于其他灌区(p<0.05)(图4d)。土壤微量元素不仅能影响植物正常的生长和发育,还能进一步影响作物的品质和产量。石灰性土壤是微量元素缺乏的主要土壤类型之一(韩建萍等,2005)。施肥是微量元素进入土壤的一个重要途径,灌区长期施肥是导致土壤性质及微量元素改变的原因。本研究中灌区土壤微量元素有效态铁、锰、铜、锌含量均值为6.21 mg/kg、5.94 mg/kg、1.05 mg/kg、5.01 mg/kg,对应养分级别为三级、四级、一级、一级。这一结果受成土母质、土壤类型、土壤理化性质、气候环境等因素的共同影响。根据全国农业系统的土壤速效微量元素的丰缺指标,有效态铁、锰、铜、锌临界值为4.5 mg/kg、10 mg/kg、0.5 mg/kg、0.5 mg/kg,微量元素过量会致使作物中毒,轻则影响作物品质和产量,重则危及人畜健康。所以,关中和华北平原灌区应当补充铁肥,除华北平原灌区外,其余灌区应当补充铜肥和锌肥。各灌区应当多施加锰肥。








图4   五大灌区土壤有效铁(a)、有效锰(b)、有效铜(c)、有效锌(d)变化特征
Fig.4 Comparisons between concentrations of soil available Fe (a), Mn (b), Cu (c), Zn (d) in five irrigation areas
2.4   黄河五大灌区土地肥力评估
2.4.1   评价指标的选定
依据土壤肥力等级评价指标评定原则(骆东奇等,2002),同时考虑到碳氮磷钾是与作物生长关系最密切的四种元素,且分析数据稳定较易获得,本研究选取pH、有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾为评价指标。
2.4.2   隶属度的确定
隶属度函数是评价指标与作物生长效应曲线相关关系的数学表达式,有S型和抛物型函数两种类型。pH适用于抛物型函数,其余指标均适用于S型函数(严珺等,2018)。依据灌区土壤特性及长期生产实践的总结(李娟等,2009),确定隶属度函数转折点如表1所示。
表1   隶属度函数的转折点取值
转折点
Turning point
有机质
OM
全氮
Total N
碱解氮
Available N
全磷
Total P
速效磷
Available P
全钾
Total K
速效钾
Available K
酸碱度
pH
/(g/kg)/(g/kg)/(mg/kg)/(g/kg)/(mg/kg)/(g/kg)/(mg/kg)
X1100.8600.655504.5
X2151120110251506
X37
X48.5
2.4.3   权重的确定
权重指各评价指标对土壤质量影响的大小,权重越大,说明该评价指标对土壤质量的重要性越大。本研究采用相关分析法确定权重系数(吕晓男和陆允甫,1999;郑立臣等,2004):
wi = (2)
式中: 为某项肥力指标与其他肥力指标之间相关系数的平均值, 为所有肥力指标相关系数平均值总和。结果见表2、表3。
表2   土壤养分指标间相关关系
指标有机质全氮碱解氮全磷速效磷全钾速效钾酸碱度
IndexOMTotal NAvailable NTotal PAvailable PTotal KAvailable KpH
有机质
OM
10.473-0.337-.802**0.078-0.2100.507-.677**
全氮
Total N
0.47310.472-0.195-0.1110.228-0.413-0.128
碱解氮
Available N
-0.3370.47210.1840.348.546*-.883**.783**
全磷
Total P
-.802**-0.1950.1841-0.3890.102-0.4180.297
速效磷
Available P
0.078-0.1110.348-0.38910.4670.0820.343
全钾
Total K
-0.2100.228.546*0.1020.4671-0.3320.388
速效钾
Available K
0.507-0.413-.883**-0.4180.082-0.3321-.759**
酸碱度
pH
-.677**-0.128.783**0.2970.3430.388-.759**1
**:在0.01级别(双尾)相关性显著;*:在0.05级别(双尾)相关性显著。
**: the correlation was significant at level 0.01 (double-tailed); *: the correlation was significant at level 0.05 (double-tailed).
表3   相关系数确定指标权重
指标
Index
全磷
total P
速效磷
available P
全钾
total K
速效钾
available K
全氮
total N
碱解氮
available N
有机质
OM
酸碱度
pH
相关系数均值
Correlation coefficient
0.3410.2600.3250.4850.2880.5080.4400.482
权重
Index weight
0.1090.0830.1040.1550.0920.1620.1410.154
2.4.4   土壤综合肥力指数的计算
黄河五大灌区土壤综合肥力指数由大到小的顺序依次为:NX>FG>HB>HT>GZ(表4)。根据国家农业部标准NY/T 3092—1996全国耕地类型区、耕地地力等级,宁夏、汾河灌区土壤肥力综合指数均在0.6—0.8,土壤肥力属于二级;而华北平原、河套、关中灌区土壤肥力综合指数在0.4—0.6,土壤肥力属于三级。各灌区综合肥力指数差异是由水中营养物质的堆积程度、土壤母质、施肥差异引起的。宁夏和汾河灌区的有机质含量和全氮含量对灌区土壤肥力质量的贡献率较高,所以宁夏和汾河灌区土壤肥力综合指数相对较高,这与长期耕种和大量施加化学肥料有关。关中灌区土壤肥力综合指数较低,这与灌区土壤质地和有机肥施加情况有关。关中灌区沿河耕地土壤质地主要为砂土或砂壤土,地力贫瘠。此外,考虑到受河流的影响,农户对该区域土地的肥力投入相对较少,尤其是有机肥的投入。关中地区有机肥主要施用在一级和二级阶地的塿土上。
表4   各指标隶属度及土壤肥力综合指数
地名
Name
有机质
OM
全氮
Total N
碱解氮
Available N
全磷
Total P
速效磷
Available P
全钾
Total K
速效钾
Available K
酸碱度
pH
综合指数
IFI
宁夏
Ningxia
1.001.000.570.381.000.660.550.040.61
河套
Hetao
1.000.910.460.461.000.620.360.040.56
汾河
Fenhe
1.000.870.180.341.000.610.710.370.60
关中
Guanzhong
0.350.250.310.561.000.630.600.080.44
华北平原
North Plain
0.911.000.460.611.000.640.290.180.58
3   结论
通过对黄河流域五大灌区沿河耕层土壤养分含量测定及土壤肥力评价发现:
(1)黄河五大灌区土壤均呈碱性,其中宁夏、河套和关中灌区土壤呈强碱性(pH>8.5)。五大灌区土壤有机质含量均值为16.43 g/kg,含量整体偏低,而汾河灌区有机质含量显著高于其他灌区。各灌区尤其是关中灌区应当增加有机质,可以通过施入厩肥、种植绿肥、秸秆还田和施加有机肥来提高农田土壤有机质含量。
(2)黄河五大灌区土壤全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾含量均值分别为0.96 g/kg、79.71 mg/kg、0.76 g/kg、30.6 mg/kg、16.85 g/kg、228.75 mg/kg,对应养分级别为四级、四级、三级、二级、三级、一级。五大灌区土壤全钾、全磷表现为弱变异,全氮和速效氮、磷、钾呈中等变异。华北、宁夏、河套灌区土壤全氮、碱解氮含量显著高于汾河和关中灌区。各灌区土壤全钾含量均较为丰富。各灌区可将有机肥与无机肥配合使用来提高氮素利用率。同时,各灌区可以优先选择水溶性聚磷酸铵提高磷的有效性。
(3)黄河五大灌区土壤微量元素有效态铁、锰、铜、锌含量均值为6.21 mg/kg、5.94 mg/kg、1.05 mg/kg、5.01 mg/kg,对应养分级别三级、四级、一级、一级。五大灌区微量元素变异较大,华北灌区土壤有效态微量元素含量都显著低于其他灌区,宁夏灌区土壤有效态微量元素含量都显著高于其他灌区。各灌区要因地制宜,关中和华北平原灌区应当补充铁肥,除华北平原灌区外,其余灌区应当减少铜肥和锌肥的施加。各灌区都应当多施加锰肥。
(4)五大引黄灌区沿河耕地土壤综合肥力由高到低依次为:宁夏,汾河,华北平原,河套,关中灌区。其中,宁夏和汾河灌区为二级肥力,其余为三级肥力。宁夏和汾河灌区土壤肥力较高,应当合理施肥,在满足长期耕种需求的同时,确保肥料有效利用,防止造成面源污染。
致谢
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稿件与作者信息
曹婧
CAO Jing
陈怡平
CHEN Yiping
lifesci@ieecas.cn
毋俊华
WU Junhua
赵萌萌
ZHAO Mengmeng
基金项目: 国家重点研发计划项目(2017YFD0800500)
National Key R & D Program of China (2017YFD0800500)
出版历史
出版时间: 2020年3月20日 (版本2
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地球环境学报
Journal of Earth Environment