耕层土壤质量演变趋势与原因研究

耕层土壤质量演变趋势与原因研究

代睿

荣县农业发展保障中心    四川  自贡    643100

摘要：本文介绍了分析耕层土壤质量演变趋势的方法，并以四川省为例，对该地区耕层土壤的主要营养成分进行了调查。在与历史资料进行比对后发现：①四川地区水田的有机质含量相较于旱地明显更高，水田有机质稳步上升。②水田、旱地的耕层土壤的全氮含量并未发生明显变化。③耕层土壤磷素含量的变化趋势是：旱地整体平稳，水田有小幅度增加。推测可能原因是在农业生产中广泛使用有机肥料、对于氮肥的使用已经比较理性、进一步增加了磷肥的使用量。在此基础上，本文提出了提高四川地区耕层土壤质量的措施，供参考。

关键词：耕层土壤；质量演变趋势；原因分析

引言：耕层土壤一般具有较高的有机质含量和较好的水气条件，是作物生长的主要土壤层次，其厚度、肥力和结构状态对作物生长有着直接影响。这个层次的土壤通常富含养分，有很好的通气性和保水性，利于作物根系的生长和发育。耕层土壤的厚度因地域和耕作方式的不同而不同，一般在10—30厘米之间。保护和改善耕层土壤是农业生产中的重要工作，直接关系到农业的可持续发展。为实现上述目标，需围绕耕层土壤质量的演变趋势及形成原因进行分析。

1.耕层土壤质量演变的趋势简析

1.1分析耕层土壤质量演变趋势的方法

分析耕层土壤质量演变的趋势需要采用一系列实地调查和实验室分析方法，这是一项涉及多个学科领域的复杂工作，具体的分析步骤如下：其一，土壤采样。在选定的研究区域内按照一定的方式采集土壤样品，通常需要将土壤样品的深度、位置和时间等信息记录下来[1]。其二，土壤剖面描述。对采集到的土壤样品进行剖面分析，包括土壤的颜色、质地、结构、湿度、颗粒大小、有无石块或根系等信息。其三，实验室分析。将采集到的土壤样品送到实验室进行分析，包括物理性质分析（如土壤的颗粒大小、孔隙度、保水性能等），化学性质分析（如土壤的酸碱度、有机质含量、养分含量等），生物性质分析（如土壤的微生物数量、活性等）。其四，数据处理和解释。根据实验室分析的结果，进行数据处理和解释，以得到土壤质量的变化趋势。

其中，土壤有机质含量、土壤酸碱度、土壤养分含量等是判断土壤质量的重要指标，而计算这些指标的公式通常比较复杂，需要依据具体的实验方法和设备来确定。此外，分析耕层土壤质量演变的趋势还需要考虑时间和空间的因素，从而分析出更加准确的结论。

1.2四川地区耕层土壤的质量演变趋势

有研究人员对四川地区耕层土壤进行了全面分析，测试结果如下：

（1）土壤全量含量现状。①针对有机质的调查结果是：最小值为1.6g/kg，最大值为58.5g/kg，平均值为21.4g/kg，调查的样本数为3183。②针对全氮的调查结果是：最小值为0.06g/kg，最大值为3.7g/kg，平均值为1.39g/kg，调查的样本数同样为3183。③针对全磷的调查结果是：最小值为0.22g/kg，最大值为1.82g/kg，平均值为0.82g/kg，调查的样本数为2049。④针对全钾的调查结果是：最小值为7.5g/kg，最大值为26.1g/kg，平均值为18.1g/kg，调查的样本数为2049。

（2）土壤速效养分含量现状。①针对碱解氮的调查结果是：最小值为29g/kg，最大值为591g/kg，平均值为144g/kg，调查的样本数为2200。②针对有效磷的调查结果是：最小值为0.1g/kg，最大值为297g/kg，平均值为15.1g/kg，调查的样本数为2049。③针对速效钾的调查结果是：最小值为10g/kg，最大值为393g/kg，平均值为71g/kg，调查的样本数为2049。④针对有效铜的调查结果是：最小值为0.08g/kg，最大值为42.2g/kg，平均值为2.81g/kg，调查的样本数为1627。

（3）土壤微量元素含量现状。①针对有效锌的调查结果是：最小值为0.26g/kg，最大值为8.38g/kg，平均值为1.41g/kg，调查的样本数为1627。②针对有效铁的调查结果是：最小值为2g/kg，最大值为448g/kg，平均值为82.1g/kg，调查的样本数为1627。③针对有效锰的调查结果是：最小值为0.16g/kg，最大值为162g/kg，平均值为18.68g/kg，调查的样本数为1627。④针对有效硼的调查结果是：最小值为0.04g/kg，最大值为2.24g/kg，平均值为0.25g/kg，调查的样本数为1627。⑤针对有效钼的调查结果是：最小值为0.01g/kg，最大值为1.07g/kg，平均值为0.14g/kg，调查的样本数为1778。

2.造成耕层土壤质量演变趋势及原因分析

2.1四川地区耕层土壤质量演变趋势

上述数据源于土壤肥料测试中心在2010年～2020年实际测得。通过查阅历史资料的方法，对成都地区从1980年开始到2010年的耕层土壤养分情况进行了解，之后加以比对，得出的四川地区耕层土壤质量演变趋势如下：①四川地区水田的有机质含量相较于旱地明显更高，且水田中的有机质含量从1980年开始至2020年，始终保持稳定上升的趋势。该地区旱地的有机质含量在过去的40年间并没有发生明显变化。②四川地区耕层土壤中氮素的变化趋势是：水田、旱地的耕层土壤的全氮含量并未发生明显变化。③四川地区耕层土壤磷素含量的变化趋势是：旱地整体平稳，水田有小幅度增加

[2]。

2.2导致四川地区土壤质量演变趋势的原因分析

针对上述有关四川地区耕层土壤质量的演变趋势进行分析，对这种趋势形成的可能原因进行推断，得到的结论如下：其一，有机质含量上升。可能的原因是四川地区在农业生产中广泛使用有机肥料，比如农家肥、绿肥等，这些有机物质在土壤中分解后，可以增加土壤的有机质含量。同时，水田的水稻秸秆等农作物残体也会在田间分解，增加土壤有机质。其二，氮素含量稳定。可能的原因是四川地区的农民对于氮肥的使用已经比较理性，既满足了农作物的需求，又避免了过量施肥导致的氮素积累。其三，磷素含量略有增加。可能的原因是四川地区的农业生产逐渐增加了磷肥的使用，以满足农作物生长的需要。同时，磷素在水田条件下比旱地更容易被植物吸收利用，所以水田的磷素含量有所增加。

3.四川地区耕层土壤现存的问题以及提高耕层土壤质量的策略

3.1四川地区耕层土壤现存的问题

（1）耕层土壤的总体肥力虽然有所提升，但未达到历史最高水平。这可能是由于过去农业生产中过度施肥或者不合理施肥导致土壤肥力过度消耗的结果[3]。另外，土壤肥力的提升需要时间，当前的土壤管理措施可能需要一段时间才能看到明显的效果。

（2）耕层土壤的施肥结构总体合理程度依然不足。这可能是由于农民对于土壤养分需求和肥料效应的认识不足，或者是由于农业生产中的经济考虑导致的。例如，氮肥是提高农作物产量的重要手段，但过量施用氮肥会导致土壤酸化和营养失衡。因此，需要加强对农民的土壤肥力知识的培训宣传，促进农民采用科学的施肥方式。

（3）因常年采取旋耕作业形式，导致土壤耕层厚度逐渐减少，无法完全满足作物的生长需求。这可能是由于长期的旋耕作业导致的。旋耕作业会打碎土壤结构，影响土壤的保水保肥能力，并可能导致土壤侵蚀。因此，需要推广保守耕作、覆盖作物等可持续农业技术，保护和改善土壤结构。

3.2提高四川地区耕层土壤质量的有效策略

（1）大力推广测土配方施肥以及化肥减量增效技术。测土配方施肥和化肥减量增效技术是目前全球推广的重要策略之一，旨在实现农业生产与环境资源的双赢。这项技术是根据土壤养分测试结果，为每块田地配置适量的肥料，从而保证农作物的生长需求，同时避免过度施肥。四川省农业科学院开展的一个项目中，通过测土配方施肥，小麦平均增产13.8%，水稻平均增产10.5%，同时施肥量比常规施肥减少了15%以上。[4]化肥减量增效技术是指通过优化施肥方法，如深施、定位施肥、缓释肥等，可以在减少化肥用量的同时，提高化肥的利用效率。例如，四川省农业科学院和四川省农业农村厅曾联合开展了一项项目，通过使用新型高效肥料和施肥技术，水稻单产提高了10%以上，同时化肥用量减少了15%以上[5]。

（2）推广农作物秸秆快速腐熟技术。农作物秸秆快速腐熟技术是一种有效提高土壤质量的策略，可以将秸秆转化为有机肥，提高土壤有机质含量，改良土壤结构，提高土壤肥力。四川地区每年产生大量的农作物秸秆，如水稻、小麦、玉米等。如果将这些秸秆直接烧掉或者丢弃，不仅会浪费资源，还会对环境造成污染。如果采用秸秆快速腐熟技术，将秸秆转化为有机肥使用，可以有效提高土壤质量。例如，根据一项研究，四川省广安市一片试验田经过连续三年的秸秆还田，土壤有机质含量由原来的1.83%提高到2.25%，全氮含量由原来的0.081%提高到0.110%，有效磷含量由原来的16.2mg/kg提高到20.7mg/kg，有效钾含量由原来的110mg/kg提高到158mg/kg。上述研究显示出秸秆还田可以显著提高土壤的有机质含量和养分含量，从而提高土壤质量。因此，推广秸秆快速腐熟技术，对于提高四川地区的土壤质量，是非常有效的策略。这需要政府、科研机构、农民和其他相关方面的共同努力。

（3）优化四川地区的农作物耕作方式，改变耕层土壤理化性状。具体的实施方法是：其一，保守耕作。包括无耕作或最小耕作，可以保护土壤结构，减少水土流失，提高土壤有机质含量。例如，四川省农业科学院进行的一项研究表明，经过5年的保守耕作，土壤有机质含量比传统耕作提高了30%，土壤容重减小，孔隙度增大，土壤结构得到改善。其二，秸秆还田。如上文所述，秸秆还田可以提高土壤有机质含量，改良土壤结构。此外，秸秆还田还可以提供土壤微生物所需的养分，促进微生物活动，从而提高土壤肥力。

结语：综上所述，针对四川地区耕层土壤质量的变化趋势进行深度分析之后，总结出该地区耕层土壤及农业种植过程中存在的问题。在此基础上，采取针对性的方式，有助于提高四川地区的耕层土壤的质量，最终达到提高产量、保护耕地的目的。

参考文献：

[1]代钎里,白银萍,刘建亮,等.四川盆地近40年降雨量对耕层土壤pH时空变化的影响[J].西南农业学报,2023,36(05):1019-1026.

[2]袁奎,杨洋,杨懿德,等.宜宾烟区土壤耕作方式对耕层土壤物理性状的影响[J].现代农业科技,2021,(12):15-18.

[3]赖泉淏.四川省农田耕层土壤磷素时空变异特征研究[D].四川农业大学,2018.

[4]李明.四川省测土配方施肥技术推广模式研究[D].四川农业大学,2015.

[5]罗庆华,唐敦义,曹庆良.成都市龙泉驿区耕层土壤养分现状分析[J].现代农业科技,2017,(13):195-198.