深汕特别合作区水稻田土壤肥力状况调查与分析
作者: 刘梦丹 胡思敏 王宗抗
摘要 为探明深汕特别合作区水稻田土壤肥力质量状况,为水稻施肥管理、绿色健康发展提供科学依据,对水稻种植区进行土壤调查及取样分析。结果显示,土壤pH大部分处于4.5~5.5,最适宜的土壤仅占9.38%;有机质含量大部分处于中等偏上水平,但仍有28.12%的土壤有机质含量处于缺乏以下水平;土壤硝态氮、铵态氮和速效钾总体含量较低;土壤速效磷、有效铁含量丰富,有效铜、锌含量整体中等偏上;有效锰含量总体中等偏低,有46.87%的土壤为锰缺乏状况。建议结合水稻生长需求及土壤养分特征平衡施肥,对酸性或强酸性的水稻田适量施用矿物质土壤调理剂、有机肥、石灰氮及石灰以有效改善土壤酸化,为土壤质量提升和粮食安全生产提供保障。
关键词 深汕特别合作区;水稻田;土壤肥力
中图分类号 S 158.3 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2023)16-0152-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.16.037
Soil Fertility Investigation and Evaluation of Paddy Field in Shenshan Special Cooperation Zone
LIU Meng-dan1,HU Si-min1,WANG Zong-kang2
(1.Shenzhen Shidai Rongchuang Ecological Technology Co.,Ltd.,Shenzhen,Guangdong 518000;2.Shenzhen Batian Ecological Engineering Co.,Ltd.,Shenzhen,Guangdong 518000)
Abstract In order to study paddy field soil fertility quality in Shenshan Special Cooperation Zone,further provide scientific basis for rice fertilization management and green agricultural production,soil investigation and sampling analysis have been done in paddy field.The results showed that most of the soil pH values were between 4.5 and 5.5,and the soil samples with the most suitable pH only accounted for 9.38%.Organic matter content of most soil samples was above medium level,but 28.12% of them was below lacking level.The contents of nitrate nitrogen,ammonium nitrogen and available potassium were relatively low.The contents of available phosphorus and available iron were rich,and the contents of available copper and available zinc were at medium to high level.Available manganese content was generally at medium to low level, with 46.87% of the soil samples were in shortage or drastic shortage.In order to provide guarantee for soil quality improvement and rice safety production,balanced fertilization was suggested according to rice growth requirement and nutrient characteristics of paddy soils.Meanwhile,in order to improve soil acidification,mineral soil conditioner,organic fertilizer,lime nitrogen and lime was suggested to apply appropriately in acidic and strongly acidic paddy fields.
Key words Shenshan Special Cooperation Zone;Paddy field;Soil fertility
基金项目 深圳市科技计划项目可持续发展专项(KCXFZ202012211-73211033)。
作者简介 刘梦丹(1991—),女,广东潮州人,农艺师,硕士,从事作物水肥管理研究与推广工作。通信作者,副研究员,从事新型肥料研发与土壤健康研究。
收稿日期 2023-01-03
深汕特别合作区位于粤港澳大湾区最东端,总面积为468.3 km2,包括鹅埠、赤石、小漠、鲘门4个镇和圆墩林场,凭借丰富的土地资源、水资源等优势,成为深圳市重要的农业生产区,水稻产业更是全区农业结构的重要组成部分[1-2]。广东省水稻种植面积占粮食作物种植总面积的75%以上,稻米也是居民重要主食,在新冠疫情常态化的新形势下,水稻高产优质直接影响粮食安全[3]。黄继川等[4]研究表明,与第二次土壤普查相比,随着农业生产和经济发展,广东省水稻田的土壤肥力状况发生了明显变化,水稻土有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量呈上升趋势,速效钾含量呈下降趋势,并指出今后水稻增产需增加有机肥和钾肥的施用。目前研究主要集中在特定的地域和条件下,改变土壤利用方式和施肥措施对土壤pH、土壤团聚体[5]、微生物多样性及氮磷钾等土壤肥力状况的影响,也有关于土壤肥力状况和水稻产量量化关系的研究。李新悦等[6]研究发现秸秆还田配施化肥可提高 0~20和20~40 cm土层团聚体稳定性,并增加团聚体氮、磷、钾养分含量,尤其是大团聚体(>1 mm)。李秀芝等[7]研究发现紫色水稻土利用方式对土壤钾的赋存形态产生显著影响。刘淑军等[8]选取土壤pH及有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量等土壤肥力评价指标,运用土壤肥力质量指数和水稻产量之间的关系模型对祁阳县红壤丘陵双季稻区的土壤培肥管理和生产力进行评估。土壤肥力是水稻高产优质的基础资源,受成土母质、土地利用方式、自然气候条件、培肥措施等因素的影响[8-9],以上研究的土壤肥力状况具有明显的区域差异,未能科学指导深汕特别合作区水稻生产。因此,探明深汕特别合作区水稻田土壤肥力状况,对于促进深汕特别合作区农业高质量发展、保障国家粮食安全具有重要意义。笔者通过采集深汕特别合作区鹅埠、赤石、小漠、鲘门4个镇的水稻田土壤表层(0~20 cm)样品,测定有机质、大量元素及微量元素等土壤肥力关键指标,根据《广东土壤》土壤肥力分级标准对当地水稻田土壤肥力状况进行分析评价,为进一步探索深汕特别合作区水稻田土壤肥力提升和水稻生产新技术研究应用提供参考。
1 材料与方法
1.1 土样采集及处理
于2021年11月在深汕特别合作区的水稻田采集土样,共计采集32个水稻田土壤样品,其中鹅埠镇16个、赤石镇12个、小漠镇3个、鲘门镇1个。因鹅埠镇和赤石镇为深汕特别合作区的主要水稻种植区,水稻种植面积比例较大,而小漠镇和鲘门镇的水稻种植面积较小,因此取样点设置符合《测土配方施肥技术规程》(NY/T 2911)相关要求,可以代表该区域的水稻田土壤肥力状况。每个取样点按“S”型采样法采集深度0~20 cm的土壤样品,所取样品均匀混合后采取四分法留取1 kg左右,风干后研磨分别过0.25和2.00 mm筛后测定土壤肥力指标。
1.2 测定项目与方法
选取11项土壤肥力指标(pH、有机质、铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾、有效硼、铁、锰、铜、锌)为评价指标,并采用常规方法测定[10-11]。土壤pH采用水浸-电位法测定;有机质采用重铬酸钾-硫酸消化法测定;铵态氮采用靛酚蓝比色法测定;硝态氮采用酚二磺酸比色法测定;有效磷采用碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法测定;速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定;有效硼采用沸水浸提-甲亚胺比色法测定;有效铁、锰、铜、锌采用DTPA-TEA 浸提-原子吸收法测定。
1.3 数据处理
采用Excel软件对相关数据进行统计分析。土壤变异系数(CV,%)可表示土壤养分指标的离散程度,CV<15%为弱变异性,15%<CV<75%为中等变异性,CV>75%为强变异性[12]。
2 结果与分析
2.1 土壤pH
由表1可知,土壤pH为4.08~5.79,平均值为5.01,属于酸性土壤,变异系数为7.89%,属于弱变异性。从深汕特别合作区水稻田土壤酸碱度分级状况[13]看出(表2),强酸性土壤占9.37%、酸性土壤占81.25%、弱酸性土壤占9.38%,说明深汕特别合作区水稻田土壤在弱酸性到强酸性范围,且有80%以上的土壤处于4.5~5.5,大部分属于酸性土壤。
2.2 土壤有机质与氮磷钾养分
土壤有机质含量为2.16~57.90 g/kg,平均含量为29.04 g/kg,处于中等水平,变异系数为44.41%,属于中等变异性(表1)。从深汕特别合作区水稻田土壤有机质含量分级状况[13]看(表3),土壤有机质含量大部分处于20 g/kg以上,占总样品数的71.88%,分布于缺乏和极缺乏的土壤分别占25.00%和3.12%。整体上,深汕特别合作区水稻田土壤有机质含量中等偏上,但分布不均。
由表1可知,土壤硝态氮含量为0.36~9.53 mg/kg,平均含量为3.47 mg/kg,变异系数为84.07%,属于强变异性。土壤铵态氮含量为0.08~339.00 mg/kg,平均含量为12.59 mg/kg,变异系数为473.69%,属于强变异性。总体来看,深汕特别合作区水稻田土壤硝态氮、铵态氮含量总体较低,且含量差异较大。
土壤有效磷含量为1.50~227.00 mg/kg,平均含量为76.67 mg/kg,处于极丰富水平,变异系数为60.82%,属于中等变异性(表1)。从表3可以看出,土壤有效磷含量大部分处于20 mg/kg以上,占总样品数的93.75%,分布于极丰富、丰富、缺乏和极缺乏的土壤分别占81.25%、12.50%、3.13%和3.12%。整体上,深汕特别合作区水稻田土壤有效磷含量较丰富,但分布不均。
土壤速效钾含量为9.00~806.00 mg/kg,平均含量为85.44 mg/kg,处于缺乏水平,变异系数为175.74%,属于强变异性(表1)。由表3可知,土壤速效钾含量大部分处于100 mg/kg以下的缺乏水平,占总样品数的84.38%,分布于极丰富和丰富的土壤分别占12.50%和3.12%,分布于缺乏、很缺乏和极缺乏的土壤分别占12.50%、40.63%和31.25%。因此,深汕特别合作区水稻田土壤速效钾含量总体偏低,分布不均。
2.3 土壤微量元素综合评价
土壤有效铁含量为42.80~439.00 mg/kg,平均含量为217.43 mg/kg,处于较高水平,变异系数为52.58%,属于中等变异性(表1)。从深汕特别合作区水稻田土壤微量元素含量分级状况[13-14]看(表4),土壤有效铁含量均处于20 mg/kg以上,占总样品数的100%。总体上,深汕特别合作区水稻田土壤有效铁含量较高。
土壤有效锰含量为1.01~29.30 mg/kg,平均含量为7.39 mg/kg,处于中等水平,变异系数为98.07%,属于强变异性(表1)。从深汕特别合作区水稻田土壤微量元素含量分级状况[13-14]看(表4),土壤有效锰含量分布于丰富和适宜的土壤分别占样品总数的12.50%和40.63%,分布于缺乏和极缺乏的土壤分别占43.75%和3.12%。因此,深汕特别合作区水稻田土壤有效锰含量总体为中等偏低,分布不均。
土壤有效铜含量为0.25~3.71 mg/kg,平均含量为1.05 mg/kg,处于中等水平,变异系数为69.24%,属于中等变异性(表1)。从深汕特别合作区水稻田土壤微量元素含量分级状况[13-14]看(表4),土壤有效铜含量分布于很高、丰富和适宜的土壤分别占样品总数的6.25%、34.37%和59.38%。总体上,深汕特别合作区水稻田土壤有效铜含量为中等偏上。
土壤有效锌含量为0.37~6.20 mg/kg,平均含量为2.06 mg/kg,处于丰富水平,变异系数为79.99%,属于强变异性(表1)。从深汕特别合作区水稻田土壤微量元素含量分级状况[13-14]看(表4),土壤有效锌含量分布于很高、丰富、适宜和缺乏的土壤分别占样品总数的25.00%、37.50%、31.25%和6.25%。总体上,深汕特别合作区水稻田土壤有效锌含量为中等偏上,但分布不均。