时间：2023-05-29 18:17:15
基于GIS与地统计学原理，使用ArcGIS地统计分析模块研究了长沙周边地区农田根层土壤有机质含量的空间变异情况。结果表明：参照土壤养分分级标准发现长沙农田地区根层土壤中有机质含量中等；以该研究区域山坡天然土壤为农田土壤对比样，比较各项养分值的高低及相关系数，方法可行，结果也有一定意义；有机质的半变异函数最佳理论模型为球形模型，对半变异函数理论模型及参数进行分析发现有机质空间相关性均较弱，说明其空间变异主要受施肥方式和施肥水平影响；使用普通克里格插值方法，绘制长沙市农田地区根层土壤有机质含量分布图，直观地显示了长沙地区基本农田根层土壤有机质的丰缺状况，可为科学施肥提供理论依据及指导。
关键词：
地统计学；土壤有机质；空间变异；长沙地区；克里格插值
近年来，随着城市化进程地不断加速，城市周边地区农田土壤资源面临的压力日益严重，加之各地施肥结构及施用量、耕作方式及制度的不同，土壤中的有效养分也随之发生变化[1]。农田土壤有机质是土壤养分的重要组成部分，也是评价土壤肥力和土壤质量的重要指标[2]。农田土壤有机质含量下降将直接导致土壤肥力降低，从而影响农业生态系统的生产力[3]。面对着农田面积不断减小以及农田土壤养分状况堪忧的现状，加强农田土壤有机质实地监测分析，及时准确地掌握土壤养分含量水平，揭示土壤有机质空间变异性及空间分布，对农田土壤养分的管理与合理施肥具有重要意义，也是实现土壤可持续利用和区域可持续发展的前提[4-5]。长沙市作为国家“两型”社会综合配套改革试验区的主体部分，应当在城市农业方面发挥带头作用。因此，尽快弄清长沙地区基本农田的土壤有机质状况，为长沙地区农业的发展乃至整个国民经济的发展提供坚实的科学依据，便显得非常必要和迫切了。然而，目前对长沙地区农田根层土壤养分进行系统研究的报道很少，有关高密度采样的研究还是未见报道，同时利用研究区域天然土壤作为基本农田土壤的对比样，具有较大的参考价值。研究通过布点采样法采集了长沙市周边农业地区的根层土壤，对土壤有机质这个对水稻生长影响极大的土壤理化指标进行分析，所得结果与全国第二次土壤普查养分分级标准以及研究区域采样点附近山丘天然土壤进行对比，从整体上掌握了该区域基本农田根层土壤养分丰缺状况。运用ArcGIS地统计学模块对该区域土壤养分进行空间变异分析，并采用克里格插值法绘制了长沙地区基本农田土壤养分分布图，以便更直观地了解该地区基本农田的养分分布状况，为长沙地区科学合理施肥以及主要农作物的生产和管理、生态农业和有机农业的健康稳定发展提供了基础数据与理论依据。
1研究区自然地理概况
长沙市位于东经111°53′~114°15′，北纬27°51′~28°41′之间，总面积约为1.18万km2，地处湖南省东部偏北的湘江下游，境内丘陵低山遍布，河谷纵横，地表水系发达；年平均气温17.2℃，年均降水量1361.6mm，属亚热带季风气候，四季分明，雨量充沛，雨热同期。整个区域大致坐落于长浏构造盆地西缘，出露的岩石以第四纪与现代冲积物、第四纪红土风化壳与网纹红土、砂岩、泥岩、板岩为主，分布有少量的石灰岩和花岗岩。土壤类型以红壤、水稻土为主，分别占土壤总面积的70%与25%。其中水稻土母质多样，有红壤性的、潜育性的，也有人工长期培育形成的肥沃水稻土。区域内耕地面积约为240000hm2，农业人口人均占有耕地580.29m2，是传统的双季稻种植区。农田主要分布在西部的宁乡县、望城区、岳麓区西部，以及东部的长沙县、浏阳市一带。
2材料与方法
2.1样品与数据来源
2.1.1采样区选择原则为了全面、客观地反映整个区域的土壤全貌，主要遵循以下原则选择样地：平整连片；种植制度、栽培技术与水稻品种基本一致；交通比较方便，邻近村落、住宅；避开地势过高与过低之处；连续多年种植水稻。
2.1.2采样方案土壤样品采集采用GPS定位，选择长沙市周边长沙县、望城区、浏阳市、宁乡县、岳麓区等主要农业分布区具有代表性的地点作为样本采集点，遵从“随机”、“多点混合”的原则进行采样。选择地块中央部位，用铁铲去除枯落物、苔藓层、杂草；每个样品均为采样点中心100m范围内10~15个土样的混合物，最终得到53个农田深度20~30cm的根系层（土壤剖面中以植物活根系为主的层，物质和能量的迁移转化在此层最为活跃）土壤样品。采样点具置见图1。在同一个采样区，于附近山坡土壤质地均匀处，以相同方法采集对比样，共采集19个山坡对比土壤样品。
2.2样品测试、数据处理及分析方法
2.2.1样品测试采用室内分析，根据不同测试内容按照试验要求配制测试溶液。测试程序严格按照TPY-6型土壤测试仪（浙江托普仪器）依次开展。对土壤中有机质含量进行测试，为避免误差，每个样本测定3次，最终结果取其平均值。
2.2.2数据分析方法采用SPSS13.0、ArcGIS10.0等软件进行数据处理及分析。其中，SPSS软件主要进行常规的基本统计量分析及正态分布检验和相关性分析；ArcGIS主要用于空间分析，利用ArcGIS地统计分析模块工具拟合出土壤有机质的最优半变异函数模型，并采用普通克里格方法进行空间插值，绘制土壤有机质的空间插值图。
3结果与分析
3.1土壤有机质的统计特征分析全国第二次土壤养分普查所确定的有机质分级标准共分为6级：第1级，＞40g/kg；第2级，30~40g/kg；第3级，20~30g/kg；第4级，10~20g/kg；第5级，6~10g/kg；第6级，＜6g/kg。级数越大表示其含量越少，土壤质量越差。测定结果显示：53个样本的土壤有机质含量平均为23.5g/kg，最大值为36.0g/kg，最小值为11.1g/kg，极差值为24.9，标准差为0.56。按全国第二次土壤普查养分含量分级标准，长沙地区基本农田土壤有机质含量水平处于第4级。山坡对比样（共计19个样本）土壤有机质统计特征结果如下：土壤有机质含量平均为21.7g/kg，最大值为33.1g/kg，最小值为13.1g/kg，极差值为20.0，标准差为0.46。山坡对比样的土壤有机质含量略低于农田土壤，但其波动性小于农田土壤。测定结果表明，长沙地区农田土壤有机质含量属于中等水平，相对于普遍认为肥力水平较高的水稻土来说这一值明显偏低，而农田土壤中平均含量要略高于山坡自然土壤，这与实际情况是相符的。因为人为长期施用农家肥培育地力，所以传统农业区的稻田肥力普遍比山坡土壤高。此外，农田土壤有机质含量的极差相对较大，也说明各地区土壤中的有机质含量受到农民施肥水平的影响，差异较明显。
3.2土壤有机质空间变异分析地统计学已经被证明是分析土壤特性空间分布特征及其变异规律较为有效的方法之一，它能够揭示随机变量在空间上的分布特征，解释自然和人为过程对变量空间变异的影响，从而弥补传统统计学的不足[6]。地统计学的前提是样本必须服从正态分布，因此在对样本数据进行半变异分析前必须对数据进行分布类型检验[7-8]。利用SPSS13.0软件分别绘制正态Q-Q图对数据分布进行正态分布检验，检验后确定长沙地区农田土壤有机质含量呈正态分布，可以进行空间变异分析及插值。
3.2.1土壤养分含量的半变异函数分析在ArcGIS地统计分析模块中对有机质数据分别使用圆形、球形、指数、高斯等4种常见的模型进行拟合得到最优半变异函数模型。拟合参数包括预测误差的平均值、均方根、标准平均值、标准均方根、平均标准误差。模型选择的判断标准为：标准均方根预测误差越接近于1，预测误差的平均值越接近于0，其他值越小时，其模型拟合状况越好[9-11]。不同模型拟合参数结果见表1，比较后可知，长沙地区农田土壤有机质含量半变异函数最佳理论模型为球形模型。块金值通常表示由测量误差和小于最小取样尺度引起的随机变异；基台值表示系统内的总变异，包括结构性变异和随机性变异；块金系数表示随机部分引起的空间变异占系统总变异的比例，若此值小于25%，则说明系统具有强空间相关性，变异受结构性因素影响更大；大于75%则说明系统空间相关性很弱，变异受随机性因素影响更大[12]。而研究结果测算出长沙地区农田土壤有机质含量的块金系数为54.6%，属中等空间相关性，这是由研究区域土壤母质、地形、气候条件等结构性因素以及农民的耕作制度、施肥状况等随机性因素共同作用导致的。此外，有机质的块金值比较小，表明在最小间距内变异分析过程引起的误差较小。
3.2.2土壤养分的空间分布通过拟合土壤有机质的最优半变异函数，利用ArcGIS地统计分析模块中普通克里格空间插值生成土壤有机质空间分布图，具体见图2。由图2可知，长沙地区农田土壤有机质含量大部分在25g/kg以下，相对于肥沃的水稻土而言，该值明显偏低。空间分布上有较明显的方向渐变趋势，由北往南，有机质含量逐渐减少。长沙县北部、浏阳市西北部及望城区有机质含量相对较高，宁乡县西南部和浏阳市西南部及浏阳盆地东部农田地区土壤有机质含量较低。有机质丰富的地区主要集中在长沙县、浏阳、望城的传统农作区，多为冲积平原上培育多年的水田，有施用农家肥的传统，而且灌溉水充足。相反，长条状山谷地带，地处山区，垦殖历史较短，母质本身贫瘠，导致有机质含量偏低，如浏阳盆地东部。
4结论
关键词： 泰州海陵区土壤 有机质 土壤肥力
土壤是农业的基础，也是农业生产的基本生产资料，土壤的本质特征是土壤肥力，即土壤具有培育植物的能力。然而近年来由于自然条件的变化，加上人类不合理的经济活动，例如对天然林的过度采伐、大量使用化肥和农药、工业生产排污等，土壤生产力下降、枯竭。因此，对于土壤的认识和利用一定要遵循可持续发展的原则，增强生态建设和环境保护的意识［1］。
土壤有机质是土壤中各种营养特别是氮、磷的重要来源，除低洼地土壤外，一般来说，土壤有机质含量的多少，是土壤肥力高低的一个重要指标［3］。土壤有机质在土壤肥力上的作用是多方面的，并能直接和间接地影响作物产量。通过对土壤有机质的测定，可以了解土壤有机质与土壤肥力的关系，进而确定适当的土壤肥力调节对策，为当地政府指导农业生产提供科学依据［2］。
1.材料与方法
1.1材料
土壤样品来自泰州海陵区，采样深度0―20cm，土样经登记编号后进行预处理，依据李彰等［3］预处理方法经过自然风干、磨细、过筛、混匀、装瓶后备测。
1.2有机质测定方法
土壤中有机质的含量是通过测定土壤中碳含量并按照一定关系换算得到的。关于土壤有机碳的测定方法有干烧法、湿烧法、比色法、直接灼烧法［4］。目前各国在土壤有机质研究领域中使用得比较普遍的是容量分析法，本试验即采用重铬酸钾―油浴法（外加热法）来测定土壤中有机质的含量。
1.3仪器设备
电子天平；恒温干燥箱；油浴消化装置（包括油浴锅和铁丝笼）；可调温电炉；秒表；自动控温调节器；硬质玻璃试管；容量瓶；酸式滴定管；移液管；锥形瓶；小漏斗及注射器，等等。
1.4试剂1.6数据处理
土壤中有机质含量用土壤中一般的有机碳比例（即换算因数）乘以有机碳百分数而求得。参照史启祯［5］土壤中有机质计算方法：土壤有机质中碳的质量分数为0.58，即1g碳相当于1.724g有机质，所以换算因数为1.724。外加热法不能将有机质完全氧化，即使有催化剂的存在，氧化程度也仅为96%。因此计算结果必须乘以氧化校正系数1.04（100/96）才是土壤中有机质的含量。
2.结果与分析
2.1样品有机质测定结果
泰州市海陵区8批土样，每个土样做三次重复，其结果见表1。
表1 土壤有机质测定结果
土样1为城市田土；土样2为郊区田土；土样3为公路绿岛灰沙土；土样4为公园花坛土；土样5为城市城墙土；土样6为城市小区深层土；土样7为农村田土；土样8为高校园区运动场沙土。
2.2批间比较
对每批土样的分析结果取平均值，其结果见图1。
图1 土壤中有机质测定结果
表2 土壤类型与有机质含量［6］
由《中国地质》即表2中可查得江苏泰州地区的土壤类型主要为黄棕壤、潮土和水稻土，从表2中可以看出试验结果在资料数据范围内。
试验结果表明郊区田土和农村田土中有机质含量较高，适合种植作物，而城市田土由于环境的因素有机质含量相对较低；城墙土有机质含量也较高，可以用于城市绿化等地方；其他地方的土质相对较差，因做适当治理，以改善土质。
3.讨论
由试验结果可知，目前本地区部分区域土壤有机质含量偏低，亟须调节土壤有机质，而调节的措施主要是维持土壤有机质的平衡和增加土壤有机质的含量。实践证明，水土流失和不合理的耕作管理是引起有机质降低的重要原因，长期施用化肥农药也对维持土壤有机质的含量不利，均应加以注意，可采用有机肥如各种禽肥、人粪尿堆沤肥、沼气肥、秸秆肥、绿肥等。此外如能大力推广植树造林工作、秸秆还田等，不但可以改良土壤，而且能节省部分燃料并改善环境。因此在土壤改良的过程中，应在工程改造的基础上配套生物、农艺和管理等措施，对每个土壤改良项目区，都应立足长远，从发展的要求实施工程建设，把土地平整，沟渠、道路林网建设，田形调整，居民点布局，以及生态环境建设等统筹兼顾，科学规划，综合治理。
参考文献：
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［3］李彰，叶贤文，王闷灵，李群平，于建军．河南洛宁烟区土壤有机质含量与其他肥力因子的关系［J］．湖南农业科学，2010，（9）：48-50，54．
［4］曹志宏，周健民．中国土壤质量［M］．北京：科学出版社，2008：121.
［5］史启祯．无机化学与化学分析［M］．北京：高等教育出版社，1998：286-287.
关键词：土壤；有机质；多孔消煮炉
中图分类号：S151.9 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.12.021
Improving the Detection Technology for Soil Organic Matter
YANG Zhe1，2， CHEN Qiusheng1，2， AI Dan1，2， ZHANG Qiang1，2， YIN Ping1，2， LIU Yetong1，2
（1. Tianjin Institute of Agricultural Quality Standard and Testing Technology Research， Tianjin 300381， China； 2. Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Agro-products （Tianjin） Ministry of Agriculture， Tianjin 300381， China）
Abstract： The experimental study improved the test method that detects soil organic matter content. Porous furnace direct heat dissipation is used to determinate soil organic matter content by boiling soil samples. The method is simple， accurate， reliable and highly stable. The results that have been verified by the national standard of soil samples are within the scope of the standard value， and repeated determination of relative standard deviation is less than 5%.The method reduces the cost， diminishes pollution of the environment and improves efficiency so that it is suitable for the determination of bulk samples and is worthy of promotion.
Key words： soil； organic matter； porous furnace
土壤有机质是存在于土壤中的所有含碳的有机化合物，主要包括土壤中各种动物、植物残体，微生物及其分解和合成的各种有机化合物[1]。土壤有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标之一，它能促使土壤形成结构，改善土壤物理、化学及生物学过程的条件，提高土壤的吸收性能和缓冲性能，同时其本身又含有植物所需要的各种养分，如碳、氮、磷、硫等[2]。因此，要了解土壤的肥力状况，必须进行土壤有机质含量的测定。我国地域辽阔，由于各地的自然条件和农林业经营水平不同，土壤有机质含量差异较大，低者少于1%，多者高达20%。
土壤有机质测定中普遍采用的方法有重铬酸钾容量法、干烧法、灼烧法等[3-11]。研究表明，传统的重铬酸钾容量法操作繁琐，容易产生误差；干烧法检测成本较高；灼烧法快速、简便，适于大批量土样的分析，但其应用领域受到限制。本研究亦基于重铬酸钾容量法，通过使用智能控温多孔消解炉直接加热消解，相比于常规的油浴消解，降低了试验消解过程的危险性，并且极大地减轻了人工操作的工作量，提高了工作效率，更提高了试验数据的准确度和稳定性，可满足大批量样品的测定需求。
l 材料和方法
1.1 试验材料
智能控温多孔消解炉（莱伯泰科有限公司），100 mL玻璃消煮管。
试验所用试剂除特别注明外均为分析纯，试验用水符合GB/T 6682―2008《分析实验室用水规格和试验方法》中三级水规定，所述溶液如未指明溶剂，均系水溶液。
浓硫酸；0.2 mol・L-1重铬酸钾―硫酸溶液；0.2 mol・L-1硫酸亚铁溶液，用前标定；0.1 000 mol・L-1重铬酸钾标准溶液；邻菲罗啉指示剂；国家标准土壤样品GBW07412（辽宁开源棕壤pH值 5.98）、GBW07413（河南安阳潮土pH值 8.24）、GBW07414（四川简阳紫色土pH 值8.14）、 GBW07415（湖北黄海水稻土pH值 5.55）、GBW07416（江西鹰潭红壤pH 值5.44），有机质含量标准定值分别为（1.82±0.09）%，（1.43±0.06）%，（1.21±0.06）%，（3.83±0.12）%，（1.63±0.08）%。
1.2 试验步骤
精确称取0.25 g（精确到0.000 1 g）过0.25 mm孔径筛的土样于玻璃消煮管中，加入10.00 mL 0.2 mol・L-1重铬酸钾―硫酸溶液，将消煮管放入多孔炉中。将消解仪温度设置为210 ℃，当温度达到后，待管中溶液沸腾时开始计时，保持（5±0.5）min，将消煮管取出，冷却片刻，使用50～60 mL去离子水将消解液转移至250 mL三角瓶中，加3滴邻菲啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶液进行滴定，溶液由橙黄变蓝绿，最后变棕红，即达终点。同时做空白试验。
2 结果与分析
2.1 前处理方法的选择
测定土壤中有机质含量的方法有很多，其中多采用农业行业标准NY/T 1121.6―2006《土壤检测 第6部分 土壤有机质的测定》中的油浴加热法。除此之外，还有微波加热法、砂浴加热法、烧失量法、水合热重铬酸钾氧化―比色法、TOC分析仪法、磷酸浴法等。但是各种方法都各有不足之处，如微波加热法操作繁琐，检测效率低，不适合大批量样品的测定；砂浴加热法表面温度不均匀，温度比较难控制；烧失量法精密度较低，与真值的偏差较大，准确度较低；水合热重铬酸钾氧化―比色法测得结果比真值偏低：TOC分析仪法方法还不成熟，由于土壤基质较为复杂，TOC分析仪法较多用于植株或有机肥料有机质含量的测定；磷酸浴法气味难闻且容量瓶外壁清洗困难。本方法采用多孔消煮炉直接加热方式进行土壤样品的消解，极大地降低了运行成本，减少了环境污染，提高了工作效率，更提高了检测数据的准确度，该方法亦可满足大批量处理样品的需求。
2.2 方法准确度和精确度
为了评价本方法的准确度，本试验选取国家土壤标准物质GBW07412、GBW07413、GBW07414、GBW07415、GBW07416进行验证，每个样品做3个平行，结果见表1。结果表明，通过多孔消解炉对土壤样品进行直接加热消煮，其有机质测定结果均在标准物质的参考值范围内，这表明该方法的准确度和精确度良好。
2.3 方法的精密度
为了验证方法的稳定性，选取GBW07412和GBW07413两个标准土壤作为供试土样，同时分别称取土壤样品6份，按照上述前处理方法进行多孔消煮炉直接加热消煮，进行有机质含量测定，计算方法的精密度。测定结果及精密度如表2所示。从结果中可以看出，多孔消煮炉直接加热法的精密度为1.61%，1.87%，均小于5%，这表明该方法精密度良好，且两个样品的测定结果均在标准参考值范围内。
2.4 方法的可行性
该方法同其他测定技术相比还具有以下特点。一是加热温度稳定，消煮炉采用多孔装置，加热方式为立体环绕模式，热量损失少，加热温度稳定、均匀且易控制，因此方法稳定；二是工作效率高，目前多孔消解炉技术成熟，大部分实验室配置的为36孔或54孔，可满足大批量样品的测定，并且操作简单，极大地提高了工作效率；三是污染少，相较于标准方法及其他方法中使用的甘油或石蜡等，减少了污染气体的挥发，降低了对检测人员的身体伤害。
3 结 论
采用多孔消解炉直接加热方式进行土壤有机质含量的测定，该方法操作简便，准确度高，重复性好，工作效率高，适用土壤类型广，所需试验设备简单，普通实验室均适用，值得大力推广。
参考文献：
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1 科学施用有机肥
1.1 施肥时间
作为基肥，有机肥应在秋梢停长后及早施入，中熟品种采后立即施基肥，晚熟品种则要带果施基肥。此期叶片还处于功能旺盛期，通过根系吸收的肥料能最大限度地转化为营养物质，有利于提高树体储备营养水平，满足来年萌芽、开花、坐果的需求。同时，此期正值根系生长高峰期，地温较高，利于有机肥的分解和吸收。多年生产实践证明，花同样多的钱，施同样种类、同样数量的肥料，由于施肥时间不同，效果会有很大差异，正如生产中总结出的经验：“9月金，10月银，11月废铜烂铁”。
1.2 施肥量及施肥方法
有机肥以充分腐熟的经过无害化处理的农家肥为主，包括堆肥、沤肥、沼气肥、绿肥、作物秸秆肥、泥肥、饼肥等农家肥料，也可购买一些商品有机肥、腐殖酸类肥、微生物肥、有机复合肥、有机无机肥等。
施肥数量按照产量指标确定。每667 m2生产1 500 kg的果园，“斤果斤肥”；每667 m2生产2 500 kg的果园，“斤果斤半肥”；每667 m2生产3 000 kg以上的果园，“斤果2斤肥”。
施肥方法：幼树期结合秋季深翻扩穴开挖宽、深各40～50 cm的通头大槽进行施肥，结果期树可采用条沟施或放射状沟施，沟深20～40 cm。放射状沟施肥部位在树冠投影范围内，条沟施肥部位在树冠外缘。施肥后应把肥料与施肥沟内的土充分搅拌均匀，以防出现肥料过于集中引起的“烧根”现象。生产实践证明，结果大树实行原位施肥比每年轮换施肥位置效果要好。根据果树“四分之一根系理论”，只要施肥部位能覆盖果树1/4的根系，就能满足其正常的生长结果需要，而原位施肥可以较快地提高果园局部的土壤有机质含量。
2 果园种草
草种可选用白三叶草、油菜或黑麦草。春、秋均可播种。播种前，先把行间杂草彻底清除，每667 m2施磷酸二铵10～12 kg、尿素5～7 kg，于行间进行条播或撒播，条播深度1～1.5 cm（油菜3～4 cm）、行距25 cm；撒播后用耙子轻轻耧一遍，或用扫帚轻扫一遍，使种子与土壤密接。
3 自然生草刈割覆盖
自然生草的果园，当株高达到30 cm左右时，用镰刀割倒，就地覆盖。果园自然生草与人工种草具有类似的功效。草生植被刈割腐烂后可产生大量有机质，同时草生植被根系老化腐烂后，也可将大量有机质归还土壤。生产上应注意实行生草制的果园，在干旱季节，土壤干燥，草与果树争水矛盾突出，这时就要增加割草次数，减少草的水分消耗。
4 果园覆草
果园覆草是旱地果园保墒保肥的一项技术措施，即在果树树盘内用作物秸秆或杂草等进行覆盖，以达到蓄水保墒肥田的目的。可在夏秋两季，用各种作物秸秆、树叶、绿肥、杂草、碎柴草等覆盖树盘，覆草厚度应达到20 cm以上。具体应注意：覆草须在降雨或浇水后趁墒进行，切忌干土覆盖干草，以免加剧缺水矛盾；覆草前要先整好树盘，每667 m2应追施尿素20～25 kg或浇施少量腐熟的稀人粪尿来调节碳氮比，防止因覆草腐熟引起果树短期脱氮现象；从第2年起，随着覆草腐烂，厚度变薄需进行添草，连覆3～4年后将草翻埋入土，重新覆盖；覆草时树干周围留出约20 cm的空隙，以防鼠、兔啃咬树皮；覆草后不少害虫栖息草中，应注意萌芽前草上喷药；覆草后要星星点点压土，以防风刮和火灾。
5 果园埋草
关键词标准农田；土壤有机质；浙江绍兴；漓渚镇
中图分类号S153.6+21文献标识码A文章编号 1007-5739（2012）08-0287-01
土壤有机质不仅是一种稳定而长效的氮源物质，而且其几乎含有作物和微生物所需要的各种营养元素，具有提供作物养分、增强土壤保肥性能、促进团粒结构形成、改善物理性质、消除土壤污染等多方面的作用[1-3]。因此，土壤有机质含量作为评价土壤质量和土壤肥力的重要指标之一，其也是土壤养分的重要组成部分，如果含量减少将直接降低土壤肥力，从而影响农业生态系统的综合生产力[4]。鉴于此，笔者对绍兴县漓渚镇标准农田土壤有机质含量进行研究和分析，旨在为标准农田地块培肥和农业生产提供技术支撑。
1材料与方法
1.1研究区概况
漓渚镇位于鉴湖水系源头，为绍兴县西南部半山区镇，该镇常年平均气温16.5 ℃，降雨量1 397 mm，无霜期237 d，相对湿度81%。现有标准农田面积1 210.47 hm2，土壤类型以黄粉泥田和黄泥沙田为主，常年种植作物以苗木居多，是全国有名的花木之乡。
1.2土样采集
参照《浙江省标准农田地力调查与分等定级技术规范》，兼顾标准农田类型、土壤类型、土壤利用现状、常年种植作物等布点，取0～20 cm耕层土壤样品，每个样品代表面积最大不超过133.3 hm2，同时记录GPS。
1.3测试与分析
采用浓硫酸—重铬酸钾氧化容量法测定土壤有机质含量[5]。土壤养分分级参照《浙江省标准农田地力调查与分等定级技术规范》。对调查的数据采用Excel进行统计分析。
2结果与分析
2.1土壤有机质含量总体情况
由表1可以看出，绍兴县漓渚镇土壤有机质含量平均值为36.09 g/kg，居较高水平（>30 g/kg），变幅9.92～69.30 g/kg，标准差为13.91 g/kg，变异系数38.5%，表明土壤有机质含量存在较大的地区差异。
2.2土壤有机质分级情况
由表2可以看出，绍兴县漓渚镇土壤有机质含量总体水平较高，含量处于高水平（>40 g/kg）的有13个，占总调查数的30.23%，代表面积364.60 hm2，占总面积的30.12%；含量处于较高水平（30～40 g/kg）的有12个，占总调查数的27.91%，代表面积353.27 hm2，占总面积的29.18%；较高水平及以上（>30 g/kg）的样本数共计25个，占总调查数的58.14%，面积共计717.87 hm2，占总面积的59.30%；位于中等及以下的样本数有18个，占总调查数的41.86%，总面积为492.60 hm2，约占总面积的40.70%。
3结论与讨论
绍兴县漓渚镇标准农田土壤有机质平均含量36.09 g/kg，居较高水平（>30 g/kg），但各地土壤有机质含量差异较大，全镇仍有492.60 hm2耕地有机质含量处于中等水平及以下，占全镇总标准农田面积的40.70%。
建议以绍兴县开展的测土配方施肥、沃土工程、土壤有机质提升工程、标准农田质量提升工程等土肥项目为依托，加大标准农田土壤有机质提升力度。采取以下4项技术措施：一是扩种绿肥。栽培绿肥不仅可以提高土壤有机质含量，还可提高土壤氮素含量，改善土壤的理化性状[1]。前几年由于农村剩余劳动力转移及绿肥利用方式单一、种植效益低下等原因造成了绿肥呈下降趋势，因而需要各级政府的积极鼓励和扶持，增加财政支持力度，将绿肥生产资金列入当地财政预算，建立扶持绿肥生产的长效机制[2]。二是秸秆还田。当地秸秆资源比较丰富，有条件的地方建议采取秸秆腐熟还田的方式，同时注意增加氮素供应，以免影响生物竞争氮[6]。三是推广商品有机肥。目前，绍兴县启动实施的标准农田项目实施区块及商品有机肥示范推广项目区块，农户可以享受到一定的补贴，同时建议建立长效机制，加大推广力度。四是广积农家肥。有条件的地方建议采用禽畜粪便发酵还田的方法，既能美化生态环境，又可实现变废为宝。
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4参考文献
[1] 刘卫星，宗良纲，曹丹，等.太湖流域典型区域水稻土有机质空间变异特征研究[J].江苏农业科学，2009（6）：378-381.
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[3] 朱静，黄标，孙维侠，等.长江三角洲典型地区农田土壤有机质的时间变异特征及其影响因素[J].土壤，2006，38（2）：158-165.
[4] 黄昌永.土壤学[M].北京：中国农业出版社，2000.
一、耕地土壤有机质评价
1.耕地有机质分级标准按照全国第二次土壤普查养分分级标准,并参照《测土配方施肥技术操作规程》中耕地地力评价、耕地养分分级标准、分级原则,确定成都市耕地土壤有机质分等级评价和土壤有机质丰缺评判标准。土壤有机质含量分为5级,分别代表丰富、较丰富、中等、较缺、缺。具体指标为:1级(丰富)有机质含量(%)>4.0;2级(较丰富)有机质含量(%)3.01～4.0;3级(中等)有机质含量(%)2.01～3.0;4级(较缺)有机质含量(%)1.0～2.0;5级(缺)有机质含量(%)
根据耕地所处地形地貌及利用方式的不同,把耕地划分为平原-水田型、平原-旱地型、丘陵-水田型和丘陵-旱地型四大类分别进行分析讨论。
2.耕地有机质状况通过对成都市612.08万亩耕园地土壤样品分析结果的统计,全市耕层土壤有机质含量范围在0.19%～8.00%之间,平均为2.71 %,标准偏差1.16。其中:
(1)土壤有机质评价为1级的耕地,其有机质含量>4.0%,属丰富型。这类土壤理化性质较好,是成都平原高产、稳产农田和蔬菜生产基地。成都市土壤有机质评价一级的耕地面积为35.69万亩,占耕地总面积的5.83%。其中水田面积28.43万亩,占水田面积的7.10%;旱地面积7.25万亩,占旱地面积的3.43%。此级耕地在成都市平原-水田型耕地中以温江区、双流县、都江堰市、大邑县、邛崃市等平原地带成片分布,面积24.63万亩,占平原-水田型耕地总面积的8.53%;在平原-旱地型耕地中仅彭州市、崇州市、新津县、邛崃市等有零星小块分布,面积0.51万亩,占平原-旱地型耕地总面积的2.49%;在丘陵-水田型耕地中仅金堂县、彭州市、新津县、邛崃市、都江堰市和蒲江县有零星小块分布,面积3.798万亩,占丘陵-水田型耕地总面积的3.41%;在丘陵-旱地型耕地中仅双流县、大邑县、邛崃市、崇州市和蒲江县有零星分布,面积6.75万亩,占丘陵-旱地型耕地总面积的3.53%;从上可以看出一级地中,以平原-水田型耕地为主。
(2)土壤有机质评价为2级的耕地,其有机质含量3.01%～4.0%,属较丰富型。这类土壤理化性质相对较好,多为中壤至重壤,作物适种范围较广,产量较高,为较优质耕地。成都市土壤有机质评价二级的耕地面积为150.03万亩,占耕地总面积的24.51%,其中水田面积135.35万亩,占水田面积的33.80%,旱地面积14.67万亩,占旱地面积的6.93%。此级耕地在成都市平原-水田型耕地中以温江区、彭州市、双流县、郫县、都江堰市、大邑县、崇州市、新都区、新津县、邛崃市等平原地带成片分布,面积127.95万亩,占平原-水田型耕地总面积的44.28%;在平原-旱地型耕地中以彭州市、双流县、都江堰市、邛崃市等地有零星分布,面积4.38万亩,占平原-旱地型耕地总面积的21.50%;在丘陵-水田型耕地中以邛崃市、蒲江县、金堂县、彭州市、新都区等地零星小块分布,面积7.41万亩,占丘陵-水田型耕地总面积的6.64%;在丘陵-旱地型耕地中以邛崃市、蒲江县、彭州市、大邑县、都江堰市、和崇州市等地有零星分布,面积10.30万亩,占丘陵-旱地型耕地总面积的5.38%;从上可以看出二级地中以平原-水田型耕地为主。
(3)土壤有机质评价为3级的耕地,其有机质含量2.01%～3.0%,属中等型。这类土壤理化性质一般,作物适种范围较广,产量中等偏高,为较优质耕地。成都市土壤有机质评价三级的耕地面积为249.58万亩,占耕地总面积的40.78%,其中水田面积180.40万亩,占水田面积的45.05%,旱地面积69.18万亩,占旱地面积的32.68%。此级耕地为成都市主要耕地类型,其中平原-水田型耕地中以郫县、新都区、彭州市、都江堰市、大邑县、双流县、青白江区、崇州市等平原地带成片分布,面积127.65万亩,占平原-水田型耕地总面积的44.18%;在平原-旱地型耕地中以青白江区、双流县、新津县、蒲江县、都江堰市等地有零星分布,面积9.84万亩,占平原-旱地型耕地总面积的48.35%;在丘陵-水田型耕地中以双流县、邛崃市、蒲江县、新都区、青白江区、金堂县等地零星分布,面积为52.74万亩,占丘陵-水田型耕地总面积的47.31%;在丘陵-旱地型耕地中以双流县、邛崃市、蒲江县、新都区、青白江区、金堂县和崇州市等地有零星分布,面积59.34万亩,占丘陵-旱地型耕地总面积的31.02%;从上可以看出三级地中耕地面积最大的是平原-水田型耕地,其次是丘陵-水田型耕地和丘陵-旱地型耕地,平原-旱地型耕地面积最小。
(4)土壤有机质评价为4级的耕地,其有机质含量1.0%～2.0%,属缺乏型。这类土壤理化性质相对较差,作物适种范围较窄,产量较低,为中低产耕地。成都市土壤有机质评价四级的耕地面积为162.95万亩,占耕地总面积的26.62%,其中水田面积54.26万亩,占水田面积的13.55%,旱地面积108.69万亩,占旱地面积的51.35%。此级耕地在成都市平原-水田型耕地中以双流县、金堂县、龙泉驿区和蒲江县等地零星分布,面积8.49万亩,占平原-水田型耕地总面积的2.94%;在平原-旱地型耕地中以龙泉驿区、金堂县、和青白江区等地有零星分布,面积5.51万亩,占平原-旱地型耕地总面积的27.07%;而丘陵-水田型耕地主要集中在龙泉驿区、金堂县、双流县、青白江区、邛崃市和都江堰市等地零星分布,面积45.77万亩,占丘陵-水田型耕地总面积的41.05%;丘陵-旱地型耕地主要集中在金堂县、双流县、龙泉驿区、青白江区、邛崃市和蒲江县等地成片分布,面积103.18万亩,占丘陵-旱地型耕地总面积的53.93%;从上可以看出四级地中耕地面积最大的是丘陵-旱地型耕地,其次是丘陵-水田型耕地和平原-水田型耕地,平原-旱地型耕地面积最小。即此类耕地主要分布在成都市丘陵山区的旱地。
(5)土壤有机质评价为5级的耕地,其有机质含量
成都市耕地中土壤有机质评价3～5级的耕地面积总计426.37万亩,占总耕地面积的69.66%,仍有近70%的耕地土壤有机质处于中、低水平,耕地有机质缺乏仍然是一个严峻的问题。
二、成都市耕地有机质管理对策建议
1.有针对地增施有机肥培肥土壤
我市耕园地土壤有机质大多处于中下水平。针对不同有机质含量的土壤,增施有机肥的数量和目的不一样。有机质含量高的土壤增施有机肥的量相对应少一点,目的是逐步提高或维持土壤有机质含量,保证农作物需要;有机质含量低的土壤增施有机肥的量相对多些,目的是提高土壤有机质含量,培肥土壤。我市的金堂县、龙泉驿区、青白江区大部、双流县丘区、邛崃市丘陵山区、蒲江县丘区耕园地土壤有机质多处于较贫或极贫乏水平,需大量增施有机肥。各区、市、县大多耕园地土壤有机质处于中等水平,需加大有机质的投入进一步提高土壤有机质含量,而其他有机质含量处于较丰富、丰富水平的耕园地在给作物施肥过程中,应无机肥与有机肥配合施用,适当增施有机肥,逐步提高或维持土壤有机质含量。
2.推广秸秆还田培肥土壤
(1)我市秸秆资源与分布农作物秸秆资源的多少与作物生物产量及秸秆占主产物的比值两个因素有关(详见表1)。按以上比值及当年作物产量计,全市共有秸秆资源376.6万t,按养分含量计,可提供粗有机物267.95万t,氮素2.9万t,磷素0.34万t,钾素5.13万t。由于农业生产条件、作物种类、播种面积的不同,秸秆资源分布的区域也有很大差异,其中80%以上的秸秆资源集中于我市二、三圈层,以水稻、小麦、油菜、玉米为主。
(2)秸秆的利用与还田方式目前,我市农村中的秸秆处理主要是露天焚燃,少量用于垫料、肥料、直接还田和工业原料,既浪费资源,又污染环境。全市直接还田的秸秆约41.6万t,占当年秸秆资源的11.05%,还田面积140万亩,每亩平均300kg左右,以稻草为主;近年来随着生态农业、乡村清洁工程、农村能源建设的发展,在秸秆利用的方式上也发生了重大的变革,如通过沼气建设,充分、有效、合理地利用秸秆,或者将作物秸秆先做食用菌的培养原料,待生产食用菌后的培养基原料(即菌渣)作畜禽饲料,畜禽排泄的粪便再作养鱼的饵料或进入沼气池生产沼气,以代替和补充商品能源,最后又利用鱼塘的塘泥和沼渣、沼液做肥料施于农田和果园。这样多层次的利用,大大地提高了作物秸秆的经济价值,同时也改善了农业生态环境。
秸秆还田的方式有以下几种:①垫圈还田。即每天向畜圈中投放作物秸秆既作饲料又作垫料,加上牲畜粪尿,经牲畜踩踏后变成肥料,常称为厩肥;②堆沤还田。用作物秸秆与厩肥、人粪尿、磷肥、细土等混合经腐熟剂制成堆肥还田;③制沼气肥还田。将作物秸秆投入沼气池内,经发酵产气利用后,将沼渣、沼液还田;④直接还田。主要有翻压还田和覆盖还田两种,该法是秸秆大面积还田简便易行的主要办法。
3.有条件的地方种植绿肥培肥土壤
绿肥具有生长快,产量高,养分全面,营养丰富,粗纤维含量少,利用价值大的特点。作肥料,它富含氮、磷、钾、微量元素,有机质较多,C/N低,易于腐烂,供肥及时。我市气候温和湿润,适宜各种绿色植物生长,因此绿肥资源丰富,分布很广。绿肥作肥料的方法和技术主要有压青、泡青、堆肥、沤肥等几种。
(1)压青绿肥压青有稻田压青、旱地压青、水田压萍等几种,是通过人工或机械的方法,将处于盛花期的鲜绿肥直接翻压入土作底肥或追肥。绿肥压青应掌握好翻压期、翻压量及翻压深度,并与其他肥料配合施用,效果更好。
(2)泡青就是将采收的绿肥铡碎放入粪坑或污水函内,让其腐熟后作底肥或追肥。泡青的坑、函应防渗深漏,并搭棚或加盖,用污水或粪水将绿肥淹没,效果较好。
(3)堆肥一般是将含纤维素、木质素较高的绿肥或用作饲料后的饲草下脚料,作为原料进行堆制,其堆制方法与一般堆肥相同。
但我市人地矛盾突出,耕地复种指数高,休耕土地面积近于零。近年,随着土地整理、耕地质量保护等项目的开展种植绿肥又成为培肥地力的重要方法。
4.应用无害化处理的生活垃圾培肥土壤利用垃圾做肥料既可改善城市环境卫生,又有利于农业生产。
(1)城镇垃圾的产生与组成经调查,城镇人均日产垃圾为0.70～0.93kg,我市城镇日产垃圾为0.28～0.32万t,其中大城市约占42.23%,县城、小城镇占57.77%。随着经济的不断发展和城镇化进程的加快,垃圾的产量正在以每年10%左右的速度增加,大量垃圾无处消纳,已成现代城市的一大公害。
城镇垃圾主要由有机、无机及其他废品组成,如动植物残体、炉炭、砖瓦块、废纸、布类、塑料、金属、玻璃等。据成都、重庆两市调查,垃圾组成中,无机垃圾占50%左右,有机垃圾占45%左右,其他废品占5%左右。不同燃料区生活垃圾构成有显著差异,燃气区有机垃圾占69.91%、无机垃圾占19.91%、废品占10.18%;而燃煤区有机垃圾则仅占16.80%,而无机垃圾要占79.54%,废品占3.66%,我市以燃气区为主。
(2)城镇垃圾养分含量城镇垃圾构成复杂,养分含量因来源不同而差异较大(详见表2)。按有机肥品质评级指标划分,垃圾属5级肥料。
垃圾在经分选过筛后,约有50%可以用作肥料,即全市每天有0.14～0.16万t的垃圾肥,每年有51.1～58.4万t,以1hm2施75t计,施用面积可达0.68～0.78万hm2。
此外,垃圾中也含有一些有害的重金属元素,在农用前应进行无害化处理。对于重金属超标的垃圾绝不能进入农田,以免污染土壤和作物(农用控制标准值详见表3)。
关键词：土壤；有机质
中图分类号：S158 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2012）-07-0086-2
自2009年黑山县被列入农业部土壤有机质提升补贴项目以来，按农业部和省、市土肥站等业务部门部署，建立了较完整的项目管理制度，探索了有效的技术服务模式，初步形成了土壤有机质提升补贴项目技术体系框架，以调动农民积极性为出发点和落脚点，以加快有机肥资源利用，培肥地力为目标，以“政策拉动、市场推动、项目带动”为抓手，采取技术补贴方式，鼓励农民增施有机肥，利用我县大量弃置的有机肥资源，提升土壤有机质含量，强化耕地质量建设。一年来，在省、市土肥站领导的指导下，在县委县政府的高度重视下，在县农发局、农技推广中心领导的关怀支持下，县土肥站全体科技人员的共同努力下，完成了2011年该项目的各项工作任务，取得了一定成绩，现将一年来土壤有机质提升补贴项目工作总结如下：
1 项目概况
2011年土壤有机质提升补贴项目中央投资100万元。主要对农民施用商品有机肥给予补贴，每亩补贴20元，全县实施面积5万亩，施用商品有机肥5000吨。项目落实在我县姜屯镇杜屯村、蓝屯村、袁家村等6个村，常兴镇安家村、常兴村乔家村等15个村，段家乡段家村、中心村、于坨村等8个村，项目区受益农户数达到5853户，全县举办培训班15次，培训技术干部、农民累计1500人次，发放宣传材料5000多份。建立杜屯村张志奇等5户农民施用商品有机肥长期定位调查点5个，建立段家乡蛇山村、常兴镇常兴村等千亩示范片4处。
2 主要工作
在省、市主管部门的大力支持下，在县政府的正确领导下，我们项目承担部门结合黑山农业生产实际，引导和鼓励农民使用商品有机肥，立足标准良田建设，结合园艺作物标准园和粮棉油示范片高产创建项目，与省农委的“4115”工程相结合，突出在玉米、水稻，高产经济作物等大田作物上增施商品有机肥，围绕项目重点，主要完成了如下几项工作。
2.1 加强组织领导，建立健全组织机构
2.1.1 成立了项目领导小组 为了切实加强对土壤有机质提升工作的组织领导，确保项目有序开展，我们成立了以县农发局徐风来局长为组长，吸收农业、财政、审计、农业技术推广中心、项目乡负责人为成员的领导小组，负责我县土壤有机质提升的领导协调工作，为进一步规范土壤有机质提升工作和开展，县农业主管部门以文件的形式印发实施方案，为土壤有机质提升工作全面实施奠定了坚实基础。
2.1.2 成立了技术领导小组 土壤有机质提升项目是一项技术含量高、专业性强的技术推广工作，需要强有力的专业人才作保证，为了加强技术指导，按照县实施方案要求，以县土肥站为技术骨干，成立了土壤有机质提升项目技术领导小组，分工明确，具体负责全县土壤有机质提升补贴项目的技术指导工作。
2.2 工作任务完成情况
2.2.1 项目实施区域及规模 土壤有机质提升项目主要在我县姜屯镇屯、常兴镇、段家乡等三个乡、镇实施，实施面积5万亩，施用商品有机肥5000吨，每亩施用有机肥100公斤，应用的主要作物玉米、水稻、蔬菜等，2011年我们实际施用有机肥面积50000亩，施用商品有机肥5000吨，受益农户5853户。
2.2.2 企业供货及合同签订情况 根据省政府采购办公室公开招标采购商品有机肥企业资格而确定的中标企业，结合我县实际，经过多次企业考察，确定了朝阳千越精制有机肥厂、辽宁嘉跃生物有机肥有限公司为我县土壤有机质提升项目供肥企业，并同厂家签订了供货合同，供货产品为粒状有机肥。为确保供货产品质量、数量，多次到厂家实地了解有机肥生产情况及配料，认真查看厂家的产品化验结果，同时我们还随时随地抽取有机肥样品进行化验，从我们抽查情况看，二个供肥厂家提供的产品达到国家标准要求，保证了产品质量。
2.2.3 供肥台账建立情况 按项目要求，我们在姜屯镇、常兴镇、段家乡三个实施项目的乡镇以村为单位均成立了供肥点，以每个供肥点为单位，建立了供肥台账，具体注明了供肥农户、数量、日期及播种面积。2011年有机肥施用的农户达到5853户，施用有机肥5000吨，施用面积为50000亩。并由供肥点负责人和农户亲自签名确认其购肥数量和补贴金额，在村政府公示无误后，上报县财政局。我们坚持有机肥发放做到公开、公平、公正原则，从我们发放的情况看，现均已发放到位，得到农户的认可。
2.2.4 产品质量监督抽查情况 我县土壤有机质提升项目供肥的朝阳千越有机肥厂、锦州瑞旺生物有机肥厂均是通过省政府公开招标中标企业，在有机肥生产期间，除企业自身按批次进行化验外，我们也同时抽取样品进行自检，并认真填写抽查报告单，同时把抽查的肥样及时报省土肥站，从我们抽查化验结果看，产品基本符合有机肥国家标准NY525—2002。
关键词 土壤有机质；变化特征；改良措施；丘陵平原交汇地带
中图分类号 S153.621 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）18-0215-03
安陆市地处江汉平原北缘和大洪山、桐柏山延伸的低山丘陵交汇地带，全境地势自西北向东南倾斜。西北和东北部为海拔200～500 m的低山丘陵区，中部形成岗地。最高点是县西北的太平寨，海拔517 m。涢水自北向南贯穿全境中部，境内流长49.7 km。南部为海拔35 m以下的涢水冲积平原，辛榨乡的古周海拔31 m，是全市最低点[1]。
土壤有机质不仅是植物营养元素的重要组成部分，而且对土壤的物理和化学性质有很大影响[2]。持续稳定的有机质含量是土壤维持生产能力的基础，因此可以用土壤有机质的含量及动态演变来衡量土地利用与管理水平[3-4]。掌握土壤有机质变化情况，及时合理地培肥土壤，可以促进农业可持续发展。
1 材料与方法
1.1 样品采集
按照农业部农农发（2006）5号通知《 测土配方施肥技术规范（试行）（修订稿）》进行采样，用于地力评价样品共604个。
1.2 数据来源
数据来源于安陆市土壤肥料站开展的全国第二次土壤普查和2006年测土配方施肥项目化验数据，分别按全国第二次土壤普查技术规程和《 测土配方施肥技术规范（试行）（修订稿）》指定的方法进行测定。
1.3 统计分析方法
测试结果用Excel进行计算处理，通过Kriging插值而得到的土壤有机质含量面积分布与第二次土壤普查资料进行比较分析。
2 结果与分析
2.1 耕地土壤有机质含量及其时间变化特征
在GIS的支持下，可得到安陆市耕地有机质含量级别的面积与比例。通过与第二次土壤普查资料进行比较分析，可以了解不同土壤有机质含量的时间变化特征（表1）。第二次土壤普查时，安陆市水田土壤有机质含量大于20 g/kg的面积占水田面积的60.4%，其中土壤有机质含量大于30 g/kg的耕地面积仅占1.9%。2006年安陆市水田土壤有机质含量大于20 g/kg的面积占水田面积的61.7%，有机质大于30 g/kg的水田土壤面积只占0.9%。目前旱地土壤有机质含量大于10 g/kg的面积占总旱地面积的100%，与第二次土壤普查结果旱地土壤有机质含量大于10 g/kg的面积只占旱地面积的78.4%相比，旱地土壤有机质水平有所提高。由此看来，经过20多年的耕作，安陆市水田土壤有机质含量变化不大，大部分维持在较高水平，少部分需要继续提高；旱地有机质水平提高较快（表2）。
安陆市现有的32 884.7 hm2耕地中，土壤有机质含量在2级（>20.0 g/kg）以上的耕地有20 005.9 hm2，占总耕地的60.8%，而土壤有机质含量低（4～5级）的耕地面积只有1 339.4 hm2，仅占总耕地的4.1%；其中土壤有机质含量低的水田有880.4 hm2、旱地459.0 hm2（表2）。
2.1.1 水田土壤有机质含量分布频率。在安陆市水田耕层土壤中，土壤有机质含量>30.0、20.0～30.0、15.0～20.0、10.0～15.0、
2.1.2 旱地土壤有机质含量分布频率。旱地土壤有机质含量分布>30.0、20.0～30.0、15.0～20.0、10.0～15.0、
2.2 土壤有机质空间变化特征
2.2.1 不同土类土壤有机质含量及其变化特征。该市七大土壤亚类中，中性紫色土有机质含量最高，平均为25.16 g/kg，其他依次为黄棕壤性土（23.76 g/kg）、黄棕壤（22.03 g/kg）、酸性紫色土（21.94 g/kg）、潴育型水稻土（21.89 g/kg）、淹育型水稻土（16.17 g/kg），潮土最低，平均仅为13.34 g/kg。土壤亚类之间差别很大，高低相差47.0%。土壤有机质以潮土变异最大，变异系数为43.18%，依次为淹育型水稻土、酸性紫色土、黄棕壤性土、潴育型水稻土、中性紫色土，黄棕壤变异系数最小，为27.28%。
2.2.2 各乡镇土壤有机质分布特征。对于种植大田作物为主的土壤来说，有机质含量大于20.0 g/kg，说明该土壤有机质含量丰富。根据这个标准，安陆市大约有2/3的土壤有机质含量较丰富，1/3的土壤属中等偏低的水平。而且该市土壤有机质含量呈比较明显的区域分布特点：有机质含量大于30.0 g/kg的土壤主要分布在孛畈镇，且旱地占31.6%，水田占68.4%；有机质含量为20.0～30.0 g/kg的土壤主要分布在王义贞镇、孛畈镇、木梓乡、棠棣镇、巡店镇、雷公镇、赵棚镇、接官乡、陈店乡，其中旱地占12.5%，水田占87.5%，说明水田中有机质较丰富（表3）。
3 改良措施
增加土壤有机质的措施必须从开源和节流2个方面考虑[5]。重视施用有机肥料不仅可以补充土壤有机质的消耗，更重要的是可以提高土壤微生物的活性。为了保持土壤有机质含量不致下降，增施有机肥料必须广开有机肥源。
3.1 秸秆还田
农作物秸秆还田是一种有效补充有机质的方式。实现秸秆直接还田，必须加速秸秆腐熟，即通过增加腐解微生物的数量和秸秆腐解的各种酶类，加速腐解的进程，缩短腐熟时间，使大量秸秆直接还田后，不影响下茬作物生长（尤其是前期生长）。
3.2 发展绿肥
俗话说“绿肥种三年，瘦地变肥田”。绿肥是一种清洁的有机肥，没有重金属、抗生素、激素等残留威胁，完全能满足现代社会对于农产品品质的需求。种植翻耕绿肥是提升地力特别是提升有机质含量的重要措施之一[6]，有机质随绿肥施用量的增加而增加[7]，其可显著提升土壤肥力。种植绿肥能有效改善生态环境，减少水土流失和面源污染：绿肥可有效减少土地，大幅减少雨水对土壤的侵蚀；绿肥种植利用后，在保持农作物产量不降低的前提下，耕地可少施氮素15 kg/hm2以上，使氮肥利用率提高至40%～50%，能减少向水体流失氮素45 kg/hm2，缓解江河湖泊的富营养化问题。
3.3 增施农家肥及商品有机肥
在充分利用有限农家肥资源的基础上，要重视商品有机肥和有机无机复混肥的施用。商品有机肥含有较多的有机物，是补充土壤有机质的主要来源，也是提高土壤肥力的重要物质基础[8]。实行财政补贴，可以加快商品有机肥的推广，有利于提高耕地地力[9]。
3.4 推广土壤改良技术
土壤改良技术是2009年农业主推技术之一。土壤改良技术主要包括土壤结构改良、土壤科学耕作等方面内容。土壤结构改良是通过施用天然土壤改良剂（如腐殖酸类、纤维素类、沼渣等）和人工土壤改良剂（如聚乙烯醇、聚丙烯晴等），可以明显提高土壤的保水保肥能力，协调土壤的养分比例。
3.5 实行粮肥轮作、间作以及粮经轮作，用地养地相结合
随着农业生产的发展，复种指数越来越高，致使许多土壤有机质含量降低，肥力下降。实行粮肥轮作、间作制度，不仅可以保持和提高有机质含量，还可以改善土壤有机质的品质，活化已经老化了的腐殖质。实行粮经轮作时，经济作物投入的有机肥或秸秆数量大，可以改良和培肥土壤，提高土壤有机质含量。
3.6 进一步搞好测土配方施肥
测土配方施肥技术是国际上普遍采用的科学施肥技术之一，在合理施用有机肥的基础上，确定氮、磷、钾以及其他中微量元素的合理施肥量及施用方法，以满足作物均衡吸收各种营养，有提高土壤有机质和培肥地力的作用[10-11]，减少养分流失对环境的污染，达到优质、高效、高产的目的。
4 参考文献
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关键词 标准农田；有机质；浙江庆元
中图分类号 S151.9+3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）08-0194-02
2013年庆元县标准农田面积5 773.67 hm2，占全县耕地面积的1/3。通过2008年标准农田地力调查与分等定级，对典型农户、地块资料的调查检测分析，庆元县虽居区位优势，山地植被保护较为良好，土壤养分重要量化指标有机质处于中等偏高水平，但随着农村劳动力的转移，着重偏向于对化肥的投入，相对投入较小的有机肥则受到冷落，生产上偏施氮磷肥，不施或少施钾肥，同时缺乏对土壤地力培肥的长效措施。加上农民对标准农田养护意识不强，粗放式经营现象比较明显，导致农田地力逐年退化[1]。2009年以来，开展了标准农田土壤有机质含量调查工作，据此探讨标准农田土壤有机质提升的途径和可行性，以提高标准农田粮食生产能力，促进农业增效，农民增收。
1 标准农田土壤有机质现状及评价
1.1 材料与方法
通过农户调查，有针对性地开展了标准农田土壤有机质含量的调查和取样分析，通过大量的调查和数据分析，结合粮食生产的实证分析，初步掌握了庆元县标准农田土壤有机质的基本状况。数据来源，一是2005年庆元县土肥站组织的全县种粮大户施肥情况调查，共调查典型农户300户，代表全县不同类型农田。二是2011―2013年开展了25个水稻平衡施肥示范点建设和9个田间肥效试验，采集土壤样品进行检测，调查农户施肥状况。三是2010―2013年，实施测土配方施肥项目，在全县逾5 333.33 hm2标准农田共采集534个水稻土壤样品检测土壤有机质含量。
1.2 结果分析
庆元县标准农田土壤有机质含量总体较高，但是有下降的趋势。2005年调查结果表明，标准农田土壤有机质含量平均为38.7 g/kg，其中>40 g/kg的占总数的34%，30～40 g/kg 的占28.3%，20～30 g/kg 的占18.3%，10～20 g/kg 的占13.6%，40 g/kg 的占总数的19.5%，30～40 g/kg 的占26.3%，20～30 g/kg 的占23.5%，10～20 g/kg 的占22.4%，
2 标准农田有机质提升的途径和可行性分析
2.1 继续推广紫云英种植技术
据试验测定，农田种植紫云英平均鲜草产量22.5 t/hm2，可为土壤提供纯N 88.5 kg/hm2、P2O5 9.45 kg/hm2、K2O 60.0 kg/hm2，相当于尿素192 kg/hm2、普钙79.5 kg/hm2、氯化钾100.5 kg/hm2。另据试验，水稻田通过种植紫云英，与非种植区相比，可增加有机质3%～6%、全氮5%～10%、有效磷7%～16%、速效钾8%～20%。这些试验表明，农田种植紫云英对提升土壤有机质和肥力有重要作用[2]。而且种植紫云英技术投资小，操作简单，效果明显，具有广阔的推广前景。
2.2 水稻高留茬还田
秸秆还田是提高土壤有机质含量、改善土壤品质的根本措施，而且可以减轻因焚烧秸秆带来的污染，保护生态环境，在生产上需要大力推广应用。2011、2012年连续2年在屏都街道、淤上乡进行水稻不同留茬高度对土壤理化性状和产量的影响的对比试验，结果表明，土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量均随水稻留茬高度的增加而增加，留茬35、25、15 cm，土壤有机质比对照分别增加1.6、1.4、0.5 g/kg，土壤容重比对照分别降低0.3、0.2、0.1 g/cm3；作物产量随水稻留茬高度的增加而降低，以水稻留茬15 cm产量最高，单产比对照增加780 kg/hm2。水稻留茬高的田块，水稻前期分蘖较差，伴有僵苗现象发生，后期出现贪青迟熟，其原因有待研究。因些，水稻留高茬0～35 cm范围内，留茬越高，对土壤的有机质提升越多，但由于水稻留茬过高，水稻前期易僵苗，后期易贪青迟熟，水稻产量不是最高，因此，水稻留茬高度在15 cm最好。
庆元县水稻产量平均为4.5～6.0 t/hm2，秸秆丰富，具备高留茬还田的资源基础，而且水稻高留茬还田是庆元县水稻生产的特色，全县60%以上的农户都有此习惯，推广空间很大。应该加大宣传，把有限的秸秆资源用到土壤有机质提升上来。
2.3 废菌棒还田
庆元县是世界人工栽培香菇的发祥地、食用菌的王国。据调查全县有食用菌1.5亿袋，每年共计产生废菌棒30万t，食用菌废料中，仍含有机质和部分营养元素，将其还田，就做到了物尽其用。据2010年在松源镇下坞村进行单季稻施用香菇废菌棒对比试验，施用废菌棒9万～12万段/hm2，水稻有效穗增加29.7万穗/hm2，千粒重增加0.66 g，产量增加12.8%，土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾值比对照分别增加3.1 g/kg、32.5 mg/kg、13.9 mg/kg、5.8 mg/kg，土壤容重降低0.04 g/cm3。因此，水稻田施用废菌棒可以提高土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾的含量，提高土壤肥力水平，降低土壤容重，改善土壤环境，增强土壤通透性，利于水稻根系生长，促使水稻有效穗和千粒重增加，从而显著增加产量[3]。据测算，通过废菌棒还田，可减少肥料成本600元/hm2左右。由此可见，推广废菌棒还田基础条件已具备，需要在政策上予以扶持，尽快扩大规模，为庆元县标准农田有机质提升做出贡献。
3 参考文献
[1] 陈家菊.农作物秸秆还田技术[J].现代农业科技，2007（9）：140.
关键词：评价；土壤质量；母岩
中图分类号： S152；S153 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2017.09.036
成土母岩不同，其发育的土壤也不一样，其土壤的物理性质和化学性质也受到影响，导致形成的土壤质量也有差异。贵州气候复杂、地形多样，有高山、中低山、丘陵，土壤形成过程中的关键是风化和沉积，同时，贵州岩石丰富多样，从而形成丰富多样的土类。因此对不同母岩发育形成的土壤质量进行评价有重要的意义。土壤质量的评价方法主要有数值综合评价法（曹承绵，1983）、指数和法（Edward，1999；孙波，1999）、分数定级法、Fuzzy综合评判法、聚类分析法及地统计学方法（Doran，1994；Pennock，1994；Shen，2004；Smith，1993）等，本文应用数值综合评价法对母岩―煤系砂页岩、第四纪粘土、长石石英砂岩、石英砂岩、紫色砂页岩、变余砂岩、玄武岩、灰质白云岩共8种发育的土壤进行评价，为土壤的合理利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 土壤样品的采集
本实验样品采自贵州大学林学院苗圃场样地，了解土壤可氧化态有机碳与土壤的发育母岩的关系，土样采集时直接从发育母岩的c层心土层采样，发育母岩是煤系砂页岩（来自花溪）、第四纪粘土（来自贵州大学南区）、长石石英砂r（来自花溪区黔陶乡）、石英砂岩（来自黔南龙里）、紫色砂页岩（来自花溪孟关）、变余砂岩（来自清镇云归乡）、玄武岩（来自清镇市干沟林场）、灰质白云岩（来自花溪），见图1。样品采集后拿回室内风干，用2毫米筛过筛，共采集土壤样品五十二个（煤系砂页岩、第四纪粘土、石英砂岩、变余砂岩、玄武岩分别采集八个样品；灰质白云岩、长石石英砂岩、紫色砂页岩分别采集四个样品），所有土壤样品分别为三个重复。
1.2 研究方法
碱解N：扩散法；全N：半微量开氏发；速效P：双酸浸提―分光光度计发；速效K：1N醋酸浸提――火焰光度计法：pH值：电位法；石砾含量：简易比重法；土壤容重：环刀法；有机质：重铬酸钾――硫酸氧化法；可氧化态有机碳：高锰酸钾氧化法（姜培坤，2005）。
1.3数据处理
一般的数据处理采用Excel计算，主成分分析采用SPSS应用软件进行处理。
2评价体系的选择
土壤质量的评价需要有规范科学的评价指标体系，在指标体系的建立中应包括土壤的化学性质、物理性质及生物学特性，同时要满足最小指标的需要，也要合符可度量、可测量的特点（Edward，1999）。参考过去经验可分为三类：物理性质指标（见表1）：土壤颗粒组成、土壤容重；土壤化学性质（见表2）：有机质，全氮，速效氮，速效磷，速效钾，pH值；土壤酶可氧化有机碳含量：研究表明（Biederbeck，1994；Herrick，1997； Karlen，1999），土壤有机碳在很大程度上影响土壤结构的形成和稳定性、土壤的持水性能、植物营养的生物有效性以及土壤的缓冲能力和土壤生物多样性等，缓解和调节与土壤退化以及土壤生产力有关的一系列土壤过程。因此本文采用土壤化学性质、物理性质、土壤可氧化有机碳含量对土壤肥力状况进行评价。具体的土壤质量评价指标体系，如图2。
3 土壤的质量评价
3.1 每个因子隶属度的确定
在土壤质量的综合评价中一般分为三步，一是因子的选择，二是权重的确定，三是综合指标的获得。由于土壤因子变化具有连续性质，故各评价指标采用连续质的隶属度函数，并从主成分因子负荷量值的正负性确定隶属度函数分布的升降性。升型分布函数和降型分布函数的计算公式如下（刘世梁，1999；张庆费，1999）。
Q（xi）=（xij-ximin）/（ximax-ximin） 升型函数
Q（xi）=（ximax - xij）/（ximax-ximin） 降型函数
其中，Q（xi）表示各土壤因子的隶属度值，xij表示各因子值ximax，ximin.分别表示第 i 项因子中的最大值和最小值。本文通过土壤因子中的化学性质、土壤可氧化有机碳以及物理性质的含量来评价土壤质量的高低。因此采用升型函数计算化学性质、土壤酶的隶属度，用降型函数计算土壤物理性质的隶属度，见表3～表5。
3.2 土壤中每一个因子权重的确定
土壤肥力质量的各个因子的状况与重要性常有差异，故一般用权重系数来表示各个因子的重要性程度。这次实验中采用了SPSS 软件计算各因子主成分的贡献率和累计贡率，利用主成分分析因子负荷量，计算各因子作用的大小，确定它们的权重（胡小平，2001），见表6。
3.3 土壤肥力质量综合评价指标值
土壤的最终质量质素由土壤物理性质、化学性质、土壤可氧化有机碳等质量指数采用加权求和法（郑昭佩，2003）进行计算：
SQR 是土壤质量指数，Ci是各个评价指标的隶属度值，Ki是第 i 个评价指标的权重，n 是评价指标的个数。
从图3中可以看出，在8种母岩发育土壤中，土壤质量指数大小顺序为：煤系砂页岩>第四纪粘土>长石石英砂岩>石英砂岩>紫色砂页岩>变余砂岩>玄武岩>灰质白云岩。土壤质量最好的为煤系砂页岩发育的土壤，质量指数为0.90，土壤质量最差的为灰质白云岩发育的土壤，质量指数为0.038。
4 结论与讨论
发育母岩不同，土壤质量存在明显差异，分析研究不同母岩、母质发育的土壤特性，对指导农林业生产具有重要的意义。本文研究8种母岩发育土壤的土壤质量指数变化幅度为0.038～0.90。在8种母岩发育土壤中，土壤质量指数大小顺序为：煤系砂页岩>第四纪粘土>长石石英砂岩>石英砂岩>紫色砂页岩>变余砂岩>玄武岩>灰质白云岩。土壤质量最好的为煤系砂页岩发育的土壤，质量指数为0.90，土壤质量最差的为灰质白云岩发育的土壤，质量指数为0.038。质量指数最大的是煤系砂页岩发育的土壤，煤系砂页岩发育的土壤为壤质粘土，土壤的通气、透水性能较好，土壤的呼吸作用较强，有利于微生物的活动；石砾含量最低，为3.84%，土壤的蓄水能力相对较好；第四纪黏土是黏土，石英砂岩是砂质黏土，灰质白云岩为砂质黏壤土。说明石英砂岩的通气、透水性能要好一些，但它的保水性能较差，容易发生水土流失。第四纪黏土的保水性能要好，水土不容易流失，但通透性能较差，从而影响微生物活动。第四纪粘土发育土壤的水解性氮、速效磷、速效钾含量高于其他岩石发育土壤的含量。紫色砂页岩、变余砂岩发育土壤的含量相对要低。有机质含量最高的是第四纪黏土发育的土壤，为0.732 g・kg-1。最低的长石石英岩石发育的土壤，为0.135 g・kg-1。但土壤的有机质含量只是作为评价土壤肥力的其中一个指标，不能只由土壤的有机质的含量来简单评价土壤肥力。第四纪黏土的土壤肥力比其他的要好，但土壤的通透性差，抑制了土壤中微生物的活动。土壤微生物的活动、土壤有机质的分解、土壤营养元素的释放与转化以及土壤的发生过程中营养的迁移等，都与土壤酸碱度有关。由这8种岩石发育形成的土壤的pH值在4.82～7.36，最大的灰质白云岩发育的土壤，最小的是长石石英砂岩发育的土壤，说明长石石英砂岩发育的土壤酸度最大。除灰质白云岩发育的土壤属于中性土壤，其他土壤多为酸性或弱酸性土壤。
土壤的可氧化态有机碳又叫有效碳、水溶性有机碳、易氧化碳、可矿化碳、微生物量碳（李淑芬，2002）。尽管这部分碳素的比例很小，但它对土壤碳素的转化则很重要，而且与土壤生产力密切相关（苏永中，2002；俞元春，2003）。研究表明（Lal，1994），土壤可氧化态有机碳是衡量土壤有机质的敏感性指标，可以指示土壤有机质的早期变化。三种浓度高锰酸钾处理的土壤中石英砂岩、煤系砂页岩和长石石英砂岩发育形成的土壤可氧化有机碳含量最多，从它的形成过程来看，砂岩、砂页岩属于沉积岩，它是粘土经过压实，缩水，胶结硬化而形成的，并且在石英砂岩中，石英的含量占95%，石英的抗风化能力较强，形成的土壤质地较轻，土壤中的水分含量相对较少，微生物也较少，并且微生物的活动受到抑制，土壤的呼吸作用较少，有机碳不容易散失，所以土壤可氧化有机碳的含量均较高。煤系砂页岩发育的土壤本身的有机质的含量高，而速效磷和速效钾的成分则相对较少，植物的生长受到限制，通过植物根的呼吸作用带走CO2较少，所以土壤可氧化有机碳的含量相对较高。而玄武岩发育土壤的含量最低，这是因为玄武岩发育的土壤石砾含量较大，土壤的容重则较小，通透性好，有利于微生物活动，并且这种土壤的速效磷和速效钾的含量也较高，能促进植物根的生长。因此，土壤微生物以及植物根的呼吸作用促使土壤有机碳均以CO2的形式释放到空气中，减少了土壤可氧化有机碳的含量，并且玄武岩属于岩浆岩，岩浆岩的形成是由于地下的压力和温度，使岩浆从地下喷出，并经过搬运过程的一系列的物理、化学冷凝形成的。它的主要成分是斜长石和辉石，抗风化的能力比较强，从而增强了土壤的呼吸作用，因此它的可氧化有机碳的含量低，变余砂岩发育土壤可氧化有机碳的含量则比玄武岩发育土壤的含量高。灰质白云岩发育土壤在0.167 mol・L-1高锰酸钾浓度处理时可氧化有机碳的含量比较高，说明土壤中较容易分解的可氧化有机碳的含量较高。灰质白云岩为不同于砂岩一类的沉积岩，它属于化学生物岩石，由化学分解和生物化学的共同作用形成，其质地比砂岩粘重，但比玄武岩一类的质地轻。
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关键词：土壤肥力；土壤组成；土壤酸碱度
中图分类号：S158 文献标识码：A
1 土壤及土壤肥力
土壤是地球陆地上能够生长绿色植物的疏松表层。土壤能够生长植物是因为绿色植物生长发育必需的生活条件除日光外、水分、养分、空气和热量都是全部或部分通过土壤供给的，所以人们把土壤供给和协调植物生长发育所需要的水分、养分、空气和热量的能力，称为土壤肥力。土壤肥力是土壤的本质特征。土壤肥力因环境条件的改变而不断地发生变化。如果利用合理，土壤可以越种越肥，否则，土壤就会越种越瘦。因此，提高土壤肥力的关键是科学的管理和利用土壤。
2 土壤的组成
2.1 土壤质地
土壤矿物质以大小不等的土粒形式存在于土壤中。土粒分为石砾、砂粒、粉砂粒和黏粒4级。任何土壤都含有砂粒、粉砂粒和黏粒，但不同的土壤含有大小土粒数量比例不同。土壤中不同大小土粒的百分比称为土壤质地。根据土壤质地，可将土壤分为砂土、壤土、黏土3大类。砂土含砂粒多，黏粒少。土粒间孔隙大，透水性强、保水力弱，土壤水分容易缺乏，养分含量少，保肥力弱，土壤供肥力低，通气良好，有机质容易分解，昼夜温差大，早春土温容易回升，农民称砂土为暖性土。土质松散，易耕易种，不板结。因此，作物在砂土栽培时，种子容易发芽，出苗快、出苗齐，易发小苗，但中期容易脱肥，不发老苗；黏土与砂土恰好相反，含黏粒多，砂粒少，土粒间孔隙小，透水性差，保水力弱，遇水易内涝，矿质养分含量高、转化慢，土壤供肥持续时间长，土壤通气不良，有机质分解慢，早春土温不易回升，农民称凉性土。湿时泥泞，干时坚硬，宜耕期短。耕、种困难，不发小苗，发老苗；壤土具有砂土和黏土的优点，即具有良好通透性、保水保肥性，土性不冷不热，农民称温性土。土粒不散不黏，适于耕作，既发小苗也发老苗，是良好的质地类型。
2.2 土壤有机质
土壤具有机质包括动植物残体、施入土壤的有机肥料和经过微生物作用形成的腐殖质。土壤有机质是土壤的重要组成部分，它不仅含有植物所需要的各种养分，而且对改良土壤也有重要作用。土壤有机质含量的多少，是衡量土壤肥沃程度的一项重要指标。土壤有机质在微生物作用下经常处在复杂的变化过程中。这种变化，概括起来有2种过程：在好气微生物作用下，将有机质分解成为可溶性无机养分，供作物吸收利用，这是有机质矿化过程；在嫌气微生物作用下，有机质转化过程中重新合成一种新的复杂有机物质―腐殖质，这是有机质的腐化过程。腐殖质是土壤有机质存在的主要形式，腐殖质能够改良土壤结构、保存养分，在一定条件下，腐殖质经过分解，又能变为可供植物利用的可溶性养分。矿质化过程是释放养分的过程，而腐殖化过程却是积累养分的过程，2种过程要求的环境条件不同。在温度高、氧气足、水分适宜的条件下，好气性微生物活跃，以矿化过程为主供应作物养料，但不利于养分的积累，易造成养分流失。
2.3 土壤微生物
生活在土壤里的细菌、真菌、放线菌统称为土壤微生物。土壤微生物在土壤中具有非常重要的作用：它能把复杂的有机质分解成简单的无机养分，供植物吸收利用，同时还能把有机质转化为腐殖质，改良土壤。有些微生物能固定空气中的氮素，还有些微生物能把土壤中固体矿物质逐步分解为可溶性养分以供植物吸收利用。越是肥沃的土壤，其中微生物的数量越多。
3 土壤酸碱度
土壤溶液中溶解的物质，有的产生氢离子，有的产生氢氧离子，当土壤溶液中氢离子数量多于氢氧离子数量时，土壤就显酸性；当氢氧离子数量多于氢离子数量时，土壤就显碱性。只有当土壤溶液中氢氧离子的数量和氢离子的数量相当时，土壤才呈中性。因此，土壤溶液中氢离子和氢氧离子的浓度大小称为土壤酸碱度。一般的土壤多是中性，只是略微偏酸、偏碱而已。而南方的红壤、黄壤是酸性土；北方的盐碱土是碱性土壤。不同的作物对土壤酸碱度的要求不同，有的喜酸而酸，有的比较抗碱，但大多数作物都不能在过酸过碱的土壤上生长。土壤酸碱度对土壤养分的有效性有很大的影响，过酸过碱的土壤易使磷固定，难被植物吸收，也使其他养分转化受到影响。所以，在施用化学肥料时，碱性肥料施在酸性土壤里效果最好。酸性肥料施在碱性土壤里最好。土壤微生物的活动也受酸碱度的影响，过酸过碱同样不宜于微生物活动。
1不同施肥处理对玉米产量的影响
施氮肥均可显着增加玉米产量。单施氮肥处理玉米产量显着高于对照(CK)处理,显着低于NPK处理及有机无机肥配施处理。从3年的平均产量来看,牛粪+NPK处理玉米产量显着高于其他处理,与CK处理相比增产率达218.3%。秸秆+NPK处理玉米产量高于NPK处理,未达显着水平,但秸秆的施入代替了部分化肥,节省了肥料,减少了资源浪费。表明有机无机肥配施在提高玉米产量的同时,既能降低投入成本,又能减少环境污染。
2不同施肥处理的氮素利用
单施氮肥处理与秸秆+NPK处理植株的总吸氮量、氮肥表观利用率均显着低于NPK处理及牛粪+NPK处理。NPK、牛粪+NPK及秸秆+NPK处理氮肥农学利用率、氮肥偏生产力均显着高于单施氮肥处理,三者间无显着差异。有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标之一。表3结果表明,2005~2007年3年的平均值比1989年土壤有机质含量提高2.8%~46.6%,以牛粪+NPK处理有机质含量提高最大,其次是NPK处理及秸秆+NPK处理。CK处理土壤有机质来源主要是作物根茬还田,土壤有机质含量略有增加。单施氮肥比CK处理提高了作物残茬量,但只能弥补土壤有机质矿化损失,不能明显提高土壤有机质含量。表明单施化肥土壤有机质只能维持在一个较低的水平,合理的化肥配施及有机肥配施化肥有利于提高土壤有机质含量,增强土壤养分供贮能力,有机肥的施入效果更显着。
3施肥对土壤0~20cm土层土壤全氮及碱解氮的影响
氮素是植物生长发育所必需的元素之一。土壤全氮是反映土壤氮素供应的容量指标。表4结果表明,从2005~2007年3年的平均值来看,经18年的长期试验,CK处理使土壤全氮下降了11.4%。随化肥氮及有机肥氮的施入,土壤全氮含量均有所增加,其中,牛粪+NPK处理全氮含量增加幅度最大,为28.6%,其他处理全氮含量变化为5.0%~10.7%,变幅较小。说明不施氮肥土壤氮素肥力有所下降,有机无机肥配施可提高土壤的氮素肥力,以牛粪+NPK的效果最佳。土壤碱解氮含量代表土壤供氮强度,反映当季作物可利用的氮。由表4可以看出,土壤碱解氮的变化趋势与土壤全氮一致。从2005~2007年3年平均值来看,经18年的长期试验CK处理碱解氮含量下降4.2%,单施氮处理、NPK处理及秸秆+NPK处理碱解氮含量变化不大。牛粪+NPK处理能大幅度提高土壤碱解氮含量,增加幅度为36.8%。
4施肥对土壤pH值的影响
土壤pH值是土壤重要的基本性质,直接影响土壤养分的存在形态、转化和有效性。表5表明,从2005~2007年3年平均值来看,经18年耕作后不施氮肥处理土壤pH值与试验初(1989年)相比无显着性变化,表明该区域酸沉降对土壤酸化的贡献较小。单施化肥处理土壤pH值降低,其中,NPK处理的土壤酸碱度降幅较大,说明化肥用量越大越易导致土壤酸化。牛粪+NPK、秸秆+NPK处理土壤酸碱度变化不大,表明有机肥料的施入可改善土壤的理化性状,增强土壤的缓冲能力,缓解土壤酸化的速度,避免土壤酸化现象的加重。
5结论与讨论
与刘恩科、张桂兰等[13~15]的研究结果一致。王昌全等[16]研究指出,有机无机复合肥不仅能提高作物产量,而且能增加作物的氮素吸收量。郎晓峰等[17]研究表明,有机无机复混肥显着增加了植株氮素累积量,提高作物产量。有机无机肥配合施用能提高多年期平均氮肥利用率。本试验所得结果与前人结论相同,NPK、牛粪+NPK及秸秆+NPK处理氮肥的农学利用率、偏生产力均显着高于单施氮肥处理。主要由于富含碳的有机物施入土壤后,为土壤微生物提供了大量能源物质,促进了土壤微生物增殖及微生物生物量氮的增加,有利于土壤氮的协调供应,从而提高了氮素利用效率[18]。土壤有机质含量与土壤肥力水平密切相关,有机质含量的变化直接反映了土壤肥力的高低。杨兆顺等[19]的研究表明,长期施用有机肥或有机肥与化肥配施均能显着提高土壤有机质含量及土壤全氮含量。韩晓增等[20]研究认为,长期施用有机肥可增加黑土中有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量,使土壤C/N、pH值保持相对稳定。张亚丽等[21]试验表明,有机肥和化肥配合施用土壤速效氮含量显着高于单施化肥处理,土壤供氮能力大大增强。本试验结果表明,与试验前土壤肥力相比,经18年试验有机无机肥配施与NPK配施均提高了土壤有机质含量、土壤全氮含量及碱解氮含量,以牛粪+NPK处理效果最好。牛粪+NPK、秸秆+NPK处理土壤pH值与试验初相比变化不大。说明长期施用化肥会导致土壤酸化,有机肥的施用可使土壤pH值稳定在一个适合作物生长的范围内,这与韩晓增、蔡泽江等的研究结果一致[22]。因此,通过长期定位试验,从提高土壤肥力、增加作物产量、提高氮素利用率及农业废弃物资源化利用、促进农业可持续发展等方面考虑,提倡在农业生产中有机无机肥配合施用。
