兖州市土壤肥力可持续高效利用存在的问题及对策

摘要 阐述兖州市土壤肥力基本状况，分析土壤肥力可持续利用中面临的问题，介绍土壤肥力可持续利用指标系统的评价，提出土壤肥力可持续利用的主要措施，以提高当地土壤可持续利用率。

关键词 土壤肥力；可持续利用；问题；措施；山东兖州

中图分类号 F301；S158.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）24-0241-02

自全国第二次土壤普查以来，作物单产大幅度提高，化肥施用量猛增，有机肥施用量锐减，秸秆还田量增加。所有这些因素均对土壤肥力产生较大影响，使土壤肥力指标产生显著变化。在今后相当长的一段时期内，我国将面临着环境、人口、粮食的巨大压力。实现农业可持续发展是解决上述问题的一项重要措施。土壤是农业生产的基础，土壤肥力可持续利用是可持续农业发展的前提。

在摸清兖州市土壤肥力变化情况的基础上，立足于兖州市农业生产实际，以合理利用和保护土壤资源、保护和改善农业生态环境、技术上应用适当、经济上可行性强为前提，以保持土壤肥力稳步提高为目标，提出人为调控土壤肥力的途径和技术措施，使土壤肥力的变化趋势向农业可持续发展的方向变化[1-2]。

1 兖州市土壤肥力基本状况

将全市土壤按行政区划、土类、面积共划分600个小区，每区取代表性的土样1份，代表面积约66.67　hm2。

1.1 土壤养分状况

土壤有机质平均含量15.4　g/kg，变幅8.6～21.8　g/kg，全氮平均含量1.29　g/kg，变幅0.6～2.3　g/kg，碱解氮平均含量99.7　mg/kg，变幅48.2～178.0　mg/kg。速效磷平均含量23.9　mg/kg，变幅8.7～56.2　mg/kg，速效钾平均含量90.7　mg/kg，变幅47.6～189.0　mg/kg。

1.2 土壤物理性状

0～10　cm平均土壤容重1.38　g/cm3，变幅1.29～1.48　g/cm3，10～20　cm平均土壤容重1.41　g/cm3，变幅1.34～1.62　g/cm3；0～10　cm平均土层土壤孔隙度47.4%，变幅44.4%～51.5%，10～20　cm平均土层土壤孔隙度46.2%，变幅39.1%～49.7%。

以上测试结果土类之间变幅较大，相同土类变幅较小，对照兖州市土壤养分定位观测点测试数据，主要具有以下几个变化趋势：一是有机质稳中有升，平均每年增长0.004%；土壤碱解氮、速效磷处于上升阶段，平均每年分别增加0.60、0.78　mg/kg；速效钾缓慢下降，年均下降3.6　mg/kg，阳离子交换量缓慢上升，0～10　cm土壤容量下降，10～20　cm土壤容重上升，孔隙度也相应发生变化。

2 土壤肥力可持续利用面临的主要问题

2.1 农业环境污染

2.1.1 工业污染主要为工业废水、废气、废弃物污染。在兖州市表现最重的为工业废水污染。据调查，沿光府河两岸1～2　km，泗河两岸0.5～1.0　km范围内，地下水已受到较为严重的污染。用河水或河两岸地下水溉灌，将不同程度污染土壤，个别地块造成作物减产，品质下降。目前，兖州市地下水受污染面积已超过40　km2，相当于一个中等乡镇的面积，并且有污染程度进一步加重、污染面积进一步扩大的趋势，是土壤肥力可持续利用的最大隐患。

2.1.2 农业污染主要为化肥、农药对农业生产环境的污染。兖州市2012年施用化肥实物量平均为8.7万t；农药用量为980　t左右，多数为高残留的有机磷农药。化肥施入土壤后一部分被作物吸收利用，约有52%的化肥被土壤吸附固定或进入地下水，造成地下水富营养化。据研究，兖州市地下26　m范围内的地下水已受到不同程度的化肥污染。

2.2 施肥结构不合理

施肥结构不合理主要表现在2个方面：一是重视化肥，轻视甚至不施有机肥。有机肥施用量已从1995年平均16.8　t/hm2，降至2012年平均1　950　kg/hm2，土壤有机质的积累主要靠作物秸秆还田。二是化肥结构不合理，重视氮、磷肥，轻视钾肥、微肥。1995年化肥氮、磷、钾施用比例为1∶0.55∶0.03，　2012年化肥氮、磷、钾比例为1∶0.82∶0.12，与兖州市适宜的施用比例（1∶0.50∶0.45）偏差较大。以上2个方面造成土壤有机质积累缓慢，速效钾迅速下降，部分高产地块中、微量元素缺乏。

2.3 土壤活化层浅

兖州市耕作方式多采用玉米—小麦1年2熟制，每年秋种时耕翻土壤。耕作层一般为20　cm左右。多年耕作、沉积形成犁底层，土质比较黏重，容重为1.42～1.63　g/cm3，孔隙度38.7%～46.6%，作物根系难以下扎。1995年耕作层深度平均为20.8　cm，2012年耕作层深度平均为18.7　cm，表现出逐年变浅的趋势。

3 土壤肥力可持续利用指标系统的评价

评价指标体系包括2个方面：一是自然指标，即肥力因素水、肥、气、热对作物生长的满足程度。二是社会经济指标，主要是土壤肥力的生产能力，即土壤肥力满足农业生产食物供不断增长的人口需求。环境保护与治理，即土壤生态环境是否达到良性循环。评价方法为多目标、多层次加权法。以1995年为基准年，其各因子指标均取值100，2000年为参照年，2005、2012年为参评年。各指标计算方法：水以满足作物正常生长发育需要程度为指数，肥以农田施肥量及施肥结构比例为指数，气以土壤耕作层孔隙度百分比为指数；热以作物一年内利用土温生长的面积、时间为指数。土壤生产力以作物单产水平比值百分数为指数。环保与治理以地表水、地下水受污染面积、程度为指数。

由表1可以看出，兖州市土壤肥力可持续利用水平是缓慢提高的。各指标中水、气、环保与治理指标出现负增长，是制约土壤可持续利用的主要因素。肥因素与土壤生产力因素，均有较快增长。热因素因保护地栽培应用而迅速提高[3-4]。

4 土壤肥力可持续利用的主要措施

4.1 增加有机肥料投入，提高土壤有机质含量

土壤有机质含量是土壤肥力水平的重要标志之一。土壤有机质在维持土壤通透性、提供作物生长所需营养、形成土壤团粒及黏粒结构、保肥保水方面具有重要作用。兖州市土壤有机质的主要来源为作物秸秆，2005年平均还田量为8　685　kg/hm2。土壤有机质矿化积累平衡点为6　540　kg/hm2，仅有秸秆2　145　kg/hm2腐化后作为积累，按腐殖化系数0.32计算，仅增加有机质677.4　kg/hm2，相当于提高0.031%。随着有机物投入量的增加，土壤有机质矿化率将提高，积累矿化循环加快，土壤供肥强度增加。因此，加大有机肥的投入量，使土壤有机质积累矿化循环维持在较高水平上，是培肥地力的一项重要措施。目前，尚有30%以上的秸秆被废弃或烧掉。若用于还田，对培肥地力将起到十分重要的作用。

4.2 合理施用化肥

施用化肥对作物产量有着重要的作用。据调查，兖州市粮食产量的66%是由施用化肥而获得的。2012年，兖州市施用化肥N∶P∶K比值为1∶0.82∶0.12。由于比例结构不合理，氮、磷化肥损失严重，通过在新兖镇易村2年田间施肥试验，传统施肥方式平均每年损失纯N　189　kg/hm2，占全年氮肥施用量的57.1%，造成氮、磷化肥损失的原因主要有以下几个方面：一是一次性施肥数量大，土壤难以有效吸附，易随水流失；二是氮、磷与钾肥比例不适宜，钾肥施用量低，作物吸收利用受到抑制，而进一步影响对氮、磷的吸收；三是施肥盲目性大，不重视肥料品种、比例，只重视施肥的数量。

4.3 改良土壤耕作方式

兖州市土壤耕作主要存在2个方面不足：一是耕作层过浅，深度仅18～20　cm。二是犁底层黏重，不利于根系下扎。针对以上2个问题，采用了2种方法进行试验研究示范：一是逐年打破犁底层，加深耕作层，使耕作层深度稳定在25～30　cm。据在新兖镇潮褐土进行的深耕试验表明，每年耕作层加深3～5　cm，2年后耕作层深度稳定在28～30　cm。与对照相比，20～30　cm土层土壤容重下降0.28　g/cm3，孔隙度增加8.9%。干旱时，深耕处理比对照田玉米出现萎蔫时间后推1.5　d左右。6月28日测定，玉米株高平均高于对照4.8　cm。千粒重增加3.9　g，增产率6.7%。二是土壤深松，利用深松犁对土壤进行“V”字型深松处理，深度在45～50　cm。目的是在不打乱土层布局的情况下，打破犁底层。新兖镇代家村多年多点试验结果表明：20　cm土层以下小麦根系数量深松处理比不深松增加8.9%，全部根系重量增加7.3%，成熟期推迟1　d左右，千粒重增加1.3　g，增产6.5%。

4.4 保护环境，使土壤免受污染

兖州市环境污染日趋加重，土壤肥力可持续利用面临严重挑战。治理污染，保护农业生态环境已到了刻不容缓的地步。该市环境污染主要为水体污染。境内2条主要河流泗河、洸府河水已遭受严重污染，失去农业利用价值。目前，河两侧地下水污染每年以20～50　m的速度推进，河附近机井的水质已遭受不同程度的污染，用于农业灌溉将破坏土壤环境。造成农产品品质下降，减产甚至绝产。土壤污染程度一旦超过土壤环境容量，将给治理工作带来很大困难。实行工业废水达标排放，分级利用，推广应用农业无公害新技术、新产品可减少对农业生态环境的污染，是土壤肥力可持续利用的重要保证。

4.5 发展设施农业，充分利用水、热肥力资源

近几年，随着设施农业的兴起，为充分利用水、热自然肥力资源提供可能。特别是保护地栽培中冬暖大棚的应用，全年作物均能正常生长发育，光、热资源可以得到充分利用；由于蒸发量减少，实施节水灌溉措施，可使水利用率显著提高。

5 参考文献

[1]　胡玉福，邓良基，张世熔.雨城区土壤养分变异及土壤可持续利用研究[J].水土保持学报，2004，18（6）：124-127，182.

[2]　赵芹，梁照江.Akwa　Ibom州湿地土壤可持续利用的战略研究[J].水土保持科技情报，2003（4）：15-16.

[3]　李法云，商照聪.对土壤可持续利用的探讨[J].辽宁大学学报：自然科学版，1998，25（3）：277-281.

[4]　张鹏云.我国土壤可持续发展的障碍及恢复地力的措施[J].吉林农业：学术版，2011（10）：78.