土壤学报
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淮安市主要土属近40年速效钾及缓效钾含量分析

钾元素是各类作物生长发育所必须的大量元素,在保障作物高产稳产方面起着至关重要的作用。土壤中的全钾含量比较丰富,高的可达24.9~33.2 g/kg。低的可低至0.83~3.3 g/kg。按照其对作物有效程度划分为速效钾(包括水溶性钾、交换性钾)、缓效性钾和相对无效钾三种。速效性钾只占全钾的1%,含量从<100 mg/kg到几百mg/kg,这部分钾能很快被植物吸收利用;缓效钾主要是次生矿物所固定的钾,一般在40 mg/kg~1400 mg/kg,占全钾的1%~10%;相对无效钾是指矿物态钾,占全钾量的90%~98%,但是该类钾通常以难溶状态存在,基本不能为作物所吸收利用。对作物有效的钾一般是指速效钾和缓效钾,速效钾对于短期内需钾较多而吸收能力相对较弱的作物作用较大;缓效钾含量较速效钾更多,作物吸收的缓效钾可能达速效钾的几倍,是禾本科作物稻麦的主要钾素来源。此外,当两个土壤速效钾含量相近,而缓效钾含量不同时,缓效钾含量高的土壤,钾肥效果往往不显著,缓效钾低者则相反。因此分析土壤速效钾及缓效钾含量对掌握土壤化学性状,指导精确合理施肥具有十分重要的意义。

1 数据与方法

1.1 研究区域概况与数据来源

淮安市地处江苏省北部中心地域,位于北纬32°43ˊ00"~34°06ˊ00",东经118°12ˊ00"~119°36ˊ30"之间,属黄淮平原和江淮平原。淮安是粮食主产区之一,国家商品粮生产基地,传统的农业大市,耕作制度以稻-麦轮作为主。2019年末,全市土地面积km2,耕地面积708.6万亩,农作物总播种面积1206.13万亩。土壤主要有水稻土类、潮土类、砂姜黑土类、黄棕壤土类、基性岩土类、石灰岩土6大土类、10个亚类、29个土属。本文主要分析沙土、两合土、粘黄土、淤土、潮黄土、白岗土、姜黑土共计7类土属,面积分别占全市土壤面积的17.1%、14.0%、12.3%、9.4%、8.4%、5.8%、5.2%,合计72.2%;其余土属因代表面积较小,不作讨论。

文中2007年至2018年的相关数据来源于27个省级耕地质量监测点监测数据及年度监测报告。第二次土壤普查数据来源于《江苏省淮阴市土壤志》,普查时间从1979-1987年,本文主要参考相关土属速效钾及缓效钾样本总数、均值及标准差。

1.2 数据分析

以土壤普查(记为1980s)土壤缓效钾数据、2007-2010年(记为2000s)监测数据、2011-2018年(记为2010s)监测数据为研究对象,利用Excel2007进行统计处理并制作图表,折线图分别分析不同土属近40年土壤速效钾及缓效钾含量变化规律。

2 结果分析

2.1 淮安市主要土属近40年土壤速效钾含量变化特征分析

7类土属中,淤土速效钾含量最高,40年来含量均高于200 mg/kg;潮黄土次之,含量最低157 mg/kg,最高213 mg/kg;姜黑土、粘黄土及白岗土土壤速效钾分布于100~150 mg/kg,属于中等钾素水平;沙土及两合土土壤速效钾较低,近10年来含量均低于76 mg/kg(见表1,图1)。

1 980~2 000s,除沙土和两合土土属土壤速效钾含量下降外,其余5类土属速效钾含量均有一定幅度的提升。潮黄土增加最多,由157 mg/kg增至213 mg/kg,增加了35.7%;粘黄土增加最少,由118 mg/kg增加至141mg/kg,增加了19.5%。5类土属速效钾的提升与江苏省1995年起全省范围内实施的“补钾工程”有关,补钾工程有效控制了土壤钾素下降趋势,使土壤钾素收支基本平衡;而沙土和两合土速效钾含量不升反降可能与其土壤质地轻,保肥能力差有关。

表1 不同土属近40年速效钾含量描述性统计

图1 淮安市主要土属速效钾含量变化趋势图

2.2 淮安市主要土属近40年土壤缓效钾含量变化特征分析

7类土属中,淤土及潮黄土两类土属缓效钾含量较高,近40年均值在870~1 200 mg/kg之间。近10年该两种土属缓效钾含量略有下降,其中淤土由1162mg/kg下降至1040mg/kg,下降10.5%;潮黄土由1 000 mg/kg下降至873 mg/kg,下降12.7%,这可能与钾肥施用量不足,土壤缓效钾利用率较高有关。

其他5类土属缓效钾含量均低于860 mg/kg,高于410mg/kg。1 980~2 000 s,两合土土属缓效钾含量由856 mg/kg降至2000s降至524 mg/kg,下降了38.78%,原因同淤土及潮黄土;其他几类土属缓效钾含量略有波动,但基本稳定。2000~2010 s,该5类土属缓效钾含量基本稳定于520~560范围内,波动最小的为姜黑土,增加0.37%,波动最大的为白岗土,增加6.63%(表2,图2)。

3 讨论与结论

近40年淮安市主要土属的速效钾和缓效钾含量均以淤土和潮黄土最高,2019年底,淤土土属的速效钾和缓效钾含量分别为208 mg/kg和1 079 mg/kg,潮黄土土属的速效钾和缓效钾含量分别为196 mg/kg和840 mg/kg,两者速效钾及缓效钾含量总和均超1 000 mg/kg;粘黄土、白岗土及姜黑土土属的缓效钾含量均在540 mg/kg左右,速效钾含量100~150 mg/kg;沙土及两合土土属速效钾含量最低,已不足80 mg/kg,缓效钾含量近20年维持在530~560 mg/kg。