吉林省农田耕层土壤速效氮磷钾养分的时空变化特征

摘要

土壤养分是土壤肥力的核心，理解农田土壤养分时空变异特性，可以为养分精准管理、资源高效利用、土壤肥力提升和农业生态环境保护提供科学依据。为明确吉林省农田耕层土壤氮磷钾营养的时空变化特征，本研究基于 2005—2013 年间测土配方施肥项目测定的土壤全氮、碱解氮、有效磷和速效钾数据，分析吉林省不同地区、不同土类农田耕层土壤的氮磷钾养分空间变异特征，并与第二次土壤普查数据对比探讨耕层土壤氮磷钾养分的时间变化趋势。结果表明： （1）目前，吉林省农田耕层土壤的全氮含量分布在0.4～3.9 g/kg之间，平均为1.62 ±0.60 g/kg，碱解氮含量分布在15～360 mg/kg，平均为145.0±59.5 mg/kg。不同土类之间全氮和碱解氮含量的高低顺序一致，均以暗棕壤最高，平均分别为 2.02±0.57 g/kg 和190.2±72.8 mg/kg，其后依次为白浆土、水稻土、黑土、草甸土、黑钙土和风沙土。空间变异方面，吉林省农田耕层土壤的氮素营养水平呈自东向西逐渐下降的分布特征，而且全氮和碱解氮含量在县域尺度上存在显著正相关关系。时间变化方面，吉林省农田耕层土壤的全氮和碱解氮含量相比第二次土壤普查均呈明显上升趋势，以中部地区变化最显著而西部地区相对较小。不同土类之间，黑土、黑钙土、草甸土和风沙土的耕层土壤氮素营养水平呈上升趋势，而暗棕壤、白浆土和水稻土则显著下降，其中以风沙土的增加和暗棕壤的下降最明显。 （ 2 ）吉林省农田耕层土壤的有效磷含量分布在 1.6～84.2 mg/kg 之间，平均为25.4±13.0 mg/kg。不同土类土壤有效磷含量差异明显，其中以白浆土的有效磷含量最高，平均为32.5±15.1 mg/kg，之后依次为暗棕壤、黑土、水稻土、草甸土、风沙土和黑钙土。空间变异方面，吉林省农田耕层土壤的磷素营养水平分布特征与氮素营养类似，也呈自东向西逐渐下降的分布特征。时间变化方面，吉林省农田耕层土壤有效磷含量较第二次土壤普查时明显升高，其中东部地区增幅最高。不同土类之间，黑钙土、白浆土、草甸土、水稻土和风沙土的耕层土壤磷素营养水平明显提升，而黑土和暗棕壤则略有降低，其中风沙土增幅最高，而暗棕壤的降幅最大。 （ 3 ）吉林省农田耕层土壤的速效钾含量分布在 24～299 mg/kg 之间，平均为123.6±33.1 mg/kg。不同土类速效钾含量差异显著，其中最高为黑土，平均为 138.2±39.2 mg/kg，而后依次为草甸土、黑钙土、暗棕壤、白浆土、风沙土和水稻土。空间变异方面，吉林省农田耕层土壤钾素营养水平以自东南向西北逐渐升高。时间变化方面，吉林省农田耕层土壤的速效钾含量较第二次土壤普查时总体呈降低趋势，除长春市、吉林市、通化市和白山市略有上升外，其他地区均明显下降。不同土类之间，黑钙土、白浆土、水稻土和风沙土的耕层土壤钾素营养水平略有升高，而黑土、暗棕壤和草甸土则明显降低，其中以风沙土的增加和暗棕壤的下降最为明显。 综上所述，吉林省农田耕层土壤的氮磷钾营养状况在空间上存在显著差异，时间上也发生了巨大变化。建议中部粮食主产区应严格控制作物的氮、磷肥用量以提高肥料利用效率、降低环境污染风险，同时结合秸秆还田措施合理施用钾肥以维持土壤钾素平衡。对于东、西部地区，应根据区域自然气候条件、土壤肥力状况及栽培种植措施等因地制宜地优化施肥管理技术以提升农田土壤地力、实现增产增效。

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