济南市商河县某村农田土壤养分调查分析※

●杜宗泽 岳玉苓 李泽伦 范荣前 徐勤政 陈永法 高进华※※

（1．史丹利农业集团股份有限公司 山东 临沭 276700；2．山东省绿色肥料技术创新中心 山东 临沭 276700）

济南市商河县位于山东省西北部，地理坐标116°58′～117°26′ E、37°06′～37°32′ N，属黄河冲击平原。2021年济南市商河县粮食作物播种面积120 911.53 hm2，总产量791 221 t，单产6540 kg/hm2；2021年济南市商河县全县氮肥使用量51 187 t，磷肥使用量27 712 t，钾肥使用量4568 t，复合肥使用量81 202 t[1]。

土壤是农业生产的基础，其肥力高低是衡量土壤生产力的重要指标[2]。相关研究表明，随着化肥的大量使用，土壤有机质含量正在持续降低[3-5]。土壤中微量元素含量状况也在一定程度上影响作物产量与品质。济南市商河县是重要的农业生产县，了解农田土壤养分状况对商河县粮食作物可持续发展以及减肥增效方面有促进作用。本研究通过检测商河县某村土壤基础肥力指标，得出相应的土壤评价标准，以期利用土壤间不同养分含量及各元素间关系，探究当地土壤肥力水平及养分变化情况，为指导科学施肥、改良土壤提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

本调研于2021年在山东省济南市商河县某村按照100 m×100 m规划相应网格，采用“X”形取样法采集表面0～20 cm土壤样品，每个网格取5个以上样点，最后将采集的土壤样品充分混合，用四分法留取约1 kg土样作为土壤分析样本，共取样23个。该村目前主要种植小麦、玉米这两种农作物。

1.2 检测方法

本调研所有土壤样品通过风干、研磨，过2 mm筛，备用。土壤pH采用水浸提（土水比1∶2.5）电位法测定；土壤有机质采用重铬酸钾滴定法测定；土壤硝态氮采用连续流动分析仪法测定；土壤有效磷采用连续流动分析仪法测定；土壤速效钾采用火焰光度计法测定；土壤交换性钙、镁采用原子吸收分光光度法测定；土壤有效铁、铜、锌采用DTPA浸提电感耦合等离子体发射光谱法测定。

1.3 数据处理及养分分级标准

采用 Excel 2010 统计软件进行原始数据统计整理以及变异系数等数据的计算，采用SPSS 26软件进行土壤养分间相关性分析等。

为了更好地评价调研区域农田养分状况，参照文献[6][7]制定农田土壤pH分级标准（表1），农田土壤有机质含量分级标准（表2）；参照文献[8][9][10]，制定农田土壤养分含量分级标准（见表3）。

表1 农田土壤pH分级标准

表2 农田土壤有机质含量分级标准 单位：g/kg

表3 农田土壤养分含量分级标准 单位：mg/kg

2 结果与分析

2.1 土壤pH

由表4可知，调研区域内土壤pH的分布在8.03～8.67，变异系数为1.98%，呈弱碱性及以上的占100%。所以，从土壤样本检测数据上看，调研区域内农田土壤整体呈碱性。

表4 农田土壤pH分布频率

2.2 土壤养分含量

该地农田土壤养分含量分级和分布频率，见表5。

表5 农田土壤养分含量分级和分布频率

2.2.1 硝态氮、有效磷、速效钾由表5可知，调研区域内土壤硝态氮、有效磷、速效钾的分 别 为9.76～66.31 mg/kg，7.26～126.47 mg/kg，96.31～459.20 mg/kg，变异系数分别为58.67%，89.64%，35.77%，土壤硝态氮、有效磷、速效钾呈现缺乏级的分别为4.35%，13.04%，4.35%。所以，从土壤样本检测数据上看，调研区域内农田土壤硝态氮、有效磷、速效钾含量呈较高水平。除钾元素外，氮磷元素在该地区变异程度较高，整体表现为土壤内大量元素含量不均一。

2.2.2 土壤交换性钙和镁由表5可知，调研区域内土壤交换性钙和镁的含量分别为3743.70～4541.26 mg/kg和393.93～759.40 mg/kg，变异系数分别为4.84%和18.53%，土壤交换性钙和镁100%呈现丰富级。所以，调研区域内农田土壤交换性钙、镁含量极为丰富。

2.2.3 土壤有效铁、有效铜和有效锌由表5可知，调研区域内土壤有效铁、有效铜和有效锌的 分 别 为6.17～13.05 mg/kg，0.65～1.53 mg/kg，0.80～3.55 mg/kg，变异系数分别为18.36%，23.86%，47.11%，有效铁、有效铜和有效锌呈现缺乏级及以下的分别为65.22%，73.91%，91.31%。所以，从土壤样本检测数据上看，调研区域内农田土壤有效铁、有效铜和有效锌含量呈匮乏状态。

2.2.4 土壤有机质由表5可知，调研区域内土壤有机质为8.04～35.55 g/kg，变异系数为47.11%，调研区域内土壤有机质相对缺乏级及以下的占100%。所以，从土壤样本检测数据上看，调研区域内农田土壤有机质总体呈匮乏状态，对土壤内微生态环境负反馈调节起抑制作用，对农作物可持续生产造成负面影响。

2.3 土壤各养分间相关性

由表6可知，调研区域内硝态氮与有效磷呈极显著正相关，速效钾与有机质呈显著正相关，相关系数分别为0.809，0.486，且硝态氮、有效磷、速效钾与土壤有机质间均呈正相关。土壤微量元素间也存在协同变化趋势，以有效铁与交换性镁为主，其中有效铁与交换性钙呈极显著正相关，相关系数为0.641，与交换性镁间呈显著正相关，相关系数为0.518。

表6 农田土壤各养分间相关性

3 结论与讨论

土壤pH对土壤肥力产生影响[11]。氮、磷、钾是作物生长必需的主要营养元素，在一定程度上影响植物的生产能力。中微量元素是作物生长过程中不可缺少且不可代替的营养元素，参与多种酶、植物生长素等的合成[12-13]。有机质是土壤的重要组成物质，是培肥地力与养分供给的关键要素[14]。

对土壤养分进行分级研究，将其作为因地制宜推广农业技术、改良土壤的重要依据，也能从侧面反映土壤肥力水平与利用价值。由调研区域内23个土壤样品监测数据显示，当地土壤呈碱性，且26.09%的土壤呈现较强碱性，不利于大部分作物正常的营养生长与生殖生长，是阻碍作物生长的重要因素之一。土壤内氮、磷、钾大量元素含量适中，但除钾元素外，氮磷元素含量在不同地区呈现出较强的差异性，主要表现为所调查区域内土壤地力不均一，该情况受人为因素影响较多。土壤内可交换性钙、镁含量极丰富，是形成碱土的原因之一，钙、镁元素对作物光系统建成与作物抗逆性的提高有积极作用。而该地区土壤内微量元素与有机质均表现为匮乏状态，土壤内有效铜（73.91%）、有效锌（82.61%）及有机质（56.52%）含量处于“缺乏”级，主要对作物叶色加深、茎秆伸长及地力恢复产生不良影响。根据土壤内不同元素间相关性分析可知，速效钾与有机质呈显著正相关关系，且硝态氮、有效磷、速效钾与土壤有机质间均呈正相关关系，表明土壤微环境状态良好，土壤腐殖质分解产物主要由硝态氮、有效磷构成，且土壤内K+对微生物活性起正向作用。中微量元素间表现出显著性正相关主要是因为该地区为碱性土壤，土壤中游离的OH-数量多于H+，为平衡土壤内电荷量，故土壤中矿物受酸碱性影响表现出共同解离现象，具体则呈现出土壤间微量元素有效性同步提升的情况。

综上，结合该地区具体土壤肥力状况，建议采取以下措施：

第一，推广测土配方施肥，根据作物的需肥规律，结合当地土壤肥力状况，进而确定施肥的数量以及投入比例等，从源头减少化肥的浪费，从而降低种植成本。

第二，增加有机肥使用，有机肥有利于提高土壤基础地力，促进土壤团粒结构的形成，可以改善因大量使用化肥造成的土壤问题，促进土壤持续生产能力。

第三，适当使用中微量元素肥，根据土壤检测结果，适当投入中微量元素肥可以增加作物产量及品质，增加作物抗逆性。

第四，深耕，在今后的生产过程中注重进行土壤深翻，破除板结，增大土壤孔隙度，改良土壤的理化性质，促进农田土壤可持续利用。