土壤肥力对作物生长的影响

耕地资源具有数量的有限性，即土地的总量是不可增加的，不可能通过生产手段增加其数量，也不可能用其他资源来代替;同时，土地资源具有土地肥力可更新性。土地的重要组成因素是土壤，土壤的本质是具有肥力——能够生长绿色植物的能力。土壤肥力在人类正确干预下是可以不断提高的，还可以“地越种越肥沃”，土地这种更新性是最宝贵的，是矿物及其他自然资源所不具备的特点。

一、耕地资源数量变化及趋势分析

(一)任丘市目前耕地地力概况

表9－1　任丘市土壤地力分级

任丘市2010年耕地面积92.94亩，其中高产田(一级和二级)面积47.74万亩，占总耕地面积的51.36%;中低产田(三级以下)面积45.2万亩，占总耕地面积的48.64%。在中低产田面积中，缺水型5.7万亩，占中低产田面积的12.6%，占总耕地面积的6.13%;瘠薄型38.01万亩，占中低产田面积的84.1%，占总耕地面积的40.90%。轻度盐碱型1.49万亩，占中低产田面积的3.3%，占总耕地面积的1.61%。任丘市中低产田主要分布在任丘市的青塔、梁召、于村、吕公堡、长丰、石门桥、北汉等乡镇。

(二)影响耕地变化的因素

1.固有资源据中国科学院地理研究所报道:澳大利亚人均耕地50亩，加拿大人均耕地29亩，美国人均耕地15亩。任丘市在20世纪50年代人均耕地最多，为3.21亩。任丘市按近期统计数字，人均耕地1.11亩。人均耕地资源多的国家，保护耕地资源的压力比较小，比如澳大利亚、加拿大、美国等。美国自1910～2000年的农用地规模一直保持在359百万英亩左右，耕地的变化是随世界粮食市场波动变化的。美国的耕地保护政策也是以保护优质农用地为核心，保护生态功能为主。

2.体制问题在土地资源管理中政府占主导地位，不同政治体制下，政府对土地控制的力度不同，对耕地资源保护程度也有所不同。

3.经济发展规模研究表明，经济处于快速发展时期，相应的建设占用耕地也处于高峰时期。而我国正处于这个时期，城镇建设用地、工业污染等使用于耕种的土地面积受到制约。

4.经济发展阶段经济发展阶段一般可以用三次产业结构的变化、三次产业的劳动力分布以及城镇化水平来判断。就产业结构而言，第一产业下降到10%左右，并且工业的比重高于服务业，是进入工业化中期的标志。就城市化水平而言，在工业化的初级、中级和高级三个阶段，城镇人口的比重分别为30%、60%和70%以上。统计表明，工业化中期阶段是建设占用耕地的高峰期。不同国家在工业化阶段都经历了这个过程。比如日本在1960、1970和1980年的耕地减少数量分别为5000hm2、53000hm2、13000hm2，而在1980年以后每年的减少量为15000hm2左右。表明工业化的完成与建设占用耕地的减少具有一致性。

(三)任丘市耕地数量变化及趋势分析

人口的增长、各地城镇建设的占用、耕地被污染等，使适合农作物生长、可用于耕种的土地持续减少，我国人均土地占有量是世界上人均土地占有量最低的国家之一。任丘市耕地面积虽然比较大，但由于人口众多，人均土地占有量少，所以人均耕地占有量也是很低的。1980年第二次土壤普查时，任丘市耕地面积98.51万亩，到了2000年任丘市耕地面积92.5万亩，2010年最新统计数字，任丘市耕地面积92.94万亩。如不采取有效措施，保护耕地数量，提高耕地质量，实现耕地总量动态平衡，将直接危及任丘市的稳定和可持续发展。

二、耕地资源质量变化及趋势分析

耕地质量，是指能够满足农作物生长和生产所需的土壤地力和土壤环境质量。耕地质量，直接影响土地的产出率、农产品质量安全、农业增效农民增收。随着工业化进程的加快和工业发展的转型，工业“三废”增加、化肥和农药污染、生活垃圾污染也呈扩张之势，导致了土壤环境质量的恶化，成为影响耕地总体质量提高的主要限制因素，但是，另一方面，也存在影响耕地质量提高的积极因素，主要表现在以下几个方面:一是农业在国民经济中的基础地位越来越受到重视，国家将逐步加大对农业的投资力度和对任丘市等粮食主产区的扶持力度。二是任丘市将以区域化布局、规模化生产和产业化经营为方向，继续实施优质粮食产业工程、大型商品粮基地和农业综合开发工程，打造粮食生产核心区。三是任丘市将加强废水废弃和固体污染物的控制、治理和综合利用。四是将继续实施“沃土工程”，推广测土配方施肥技术，推进基本农田整治工作。这些有利因素的存在，将在不同范围内、不同程度地促进耕地质量的提高。

在省、市土肥站的统一领导下，任丘市农业局从2008年8月开始对耕地质量进行了全面的调查，采样和化验分析，初步摸清了耕地质量的变化情况。

(一)土壤有机质含量

1.耕地土壤有机质的变化任丘市耕地土壤有机质含量2008～2010年平均为13.1g/kg，有机质含量介于1.4～45g/kg。较第二次土壤普查时提高了3.9g/kg。

2.增加土壤有机质含量的途径增加有机肥投入是人为增加土壤有机质含量的根本途径，所以，一是要大力推广小麦秸秆、玉米秸秆还田;二是切实抓好有机肥积造，努力增加肥源，提高有机肥施用量;三是要大力推广有机无机复混肥料。

(二)土壤氮素含量

1.土壤氮素含量的变化本次调查同1980年土壤普查结果比较，任丘市耕地土壤全氮含量水平整体属于上升趋势，这与近年来积极推广秸秆还田有着密切的关系，1980年普查结果，土壤全氮含量平均为0.63g/kg，而2010年调查结果表明土壤全氮含量平均为0.721g/kg，上升了0.091g/kg。

氮素在土壤中主要以有机态存在，土壤全氮量的多少主要取决于有机质的含量，无机氮主要是铵盐、硝酸盐和极少量的亚硝酸盐。它们容易被作物吸收利用，一般只占全氮量的1%～2%，水解性氮(碱解氮)包括无机态氮和一部分有机氮中易分解的氨基酸、酰胺和易水解的蛋白质，代表土壤有效性氮素，是土壤养分和土壤质量的主要指标。任丘市耕地中的碱解氮由1980年的48.1mg/kg上升到2010年的81.6mg/kg，平均上升33.5mg/kg。

2.合理利用氮素资源，减少植物体内硝态氮含量土壤中硝态氮含量过高，直接影响着作物植株体内的硝酸盐含量。随着市场准入制度的实施，国际国内市场对农产品质量的要求也越来越高，硝酸盐、亚硝酸盐含量也越来越引起人们的重视。因此，在农产品生产过程中，合理控制土壤硝态氮含量，尽量减少植株中硝酸盐的积累，一般要从以下几方面入手。

(1)有机无机配合施用，科学合理施用氮肥是降低农作物体内硝酸盐含量的重要措施。多年来，氮肥一直是农作物增产的第一要素，随着产量的提高，氮肥施用量逐年提高，部分农户氮肥施用量高达纯氮50kg/亩，远远超出合理使用量，而有机肥的施用明显表现不足，水浇地年施用量一般不足100kg，而且肥料质量低，多为厩肥。有机肥养分供应全面、肥效长，且具有改善土壤物理性状的作用，长期大量施用，可以改善作物生长环境，增强作物抗逆能力，并能部分替代化肥，从而起到减少化肥用量，降低植株体内硝酸盐积累的作用。这也是发展无公害，乃至有机农产品的必然要求。

(2)氮、磷、钾协调施用，按照土壤的供肥能力、作物的需肥规律，氮、磷、钾配合施用可提高作物对各种养分的综合吸收利用，促进作物体内硝酸盐的转化，抑制硝酸盐的积累。

(3)科学的施用方法，可以提高肥料的利用率。一是作物施用基地要采取深施或沟施，尤其是磷钾肥底肥要足量，底肥、追肥比例要掌握前重后轻的原则;二是后期追肥要氮肥和钾肥配合施用，作物生长中后期一般需氮钾多，需磷少，而氮钾配合施用对控制作物体内硝酸盐含量效果明显;三是农作物尤其是蔬菜类收获前15天内不要再施肥，特别是氮肥。

(三)土壤有效磷含量

1.土壤有效磷的变化磷是植物生长所必需的营养元素，也是有机循环中的不可替代成分，土壤中磷素的作用仅次于土壤氮素。耕层土壤中的磷一般以无机磷和有机磷两种形态存在，通常有机磷占全磷量的20～50%，无机磷占全磷的50～80%，无机形态的磷中易溶性磷酸盐及土壤胶体吸附的磷酸根离子和有机形态磷中易矿化的部分被称为土壤有效磷，约占土壤总磷量的10%左右，土壤有效磷含量是衡量土壤养分容量和强度水平的重要指标。经本次调查得知，任丘市耕地2008～2010年有效磷含量平均为16.2mg/kg，比1980年二次土壤普查时的4.3mg/kg，提高了11.9mg/kg。各地由于施肥水平的不同，土壤有效磷含量差异较大，含量介于0.5～49.0mg/kg。

2.合理施用磷肥，提高磷素利用率磷是植物细胞核的重要成分，它对细胞分裂和植物各器官组织的分化发育特别是开花结实具有重要作用，是植物体内生理代谢活动不可缺少的一种元素。磷在植物体内主要集中在植物的种子中，种子中贮备较多的磷，从而有利于幼苗初期的健康生长。磷对提高植物的抗药性、抗寒性和抗旱能力也有良好的作用。磷还具有促进根系发育的作用，特别是促进侧根和细根的发育。但过量施用磷肥则有害无益。施用磷肥过量，会使作物从土壤中吸收过多的磷素营养，促使其呼吸作用大大增强，消耗作物贮存的糖分和能量，引起减产。过量施用磷肥，使作物出现明显缺锌症状、理化性状逐渐变劣，同时，磷酸根离子还能抑制作物对硫、硅、钼、铜等微量元素的吸收，打破土壤养分平衡，导致作物发育不良。

由于磷对植物有着多方面的作用，为了更好地利用现有资源，提高磷肥利用率，必须正确合理施用磷肥，具体操作如下:

(1)磷肥的施用量必须以土壤检测结果和作物的需磷水平为依据，施入量既能满足作物需要，又不至于造成浪费和面源污染。

(2)改进磷肥的施用方法提高利用率。筛细施用、集中施用、与有机肥混合施用、氮磷钾配合施用、根外喷施、与解磷生物菌混合施用都能提高磷肥的利用率，应根据生产实际选择应用。

(四)土壤速效钾含量

1.土壤速效钾的变化土壤中的钾一般分为矿物态钾、缓效性钾和速效性钾三部分。矿物态钾约占土壤全钾的96%，短期内不能被植物吸收利用，只有经过物理、化学过程被缓慢释放，形成缓效性钾和速效性钾，缓效性钾通常占全钾量的5%，该部分钾与作物吸收的钾有密切的关系，速效性钾包括被土壤胶体吸附的钾和土壤溶液中的钾，一般仅占全钾的1%～2%，能在短期被作物吸收作用。土壤速效钾含量与土壤质地类型关系不是很密切，这主要是人为生产活动的影响所致。

全市耕地耕层土壤速效钾含量平均为86.1mg/kg，比1980年土壤普查时的135mg/kg减少了48.9mg/kg，含量范围均在5～230mg/kg。

2.合理增施钾肥，改善作物品质钾是植物的主要营养元素，同时也是土壤中常因供应不足而影响作物产量的三要素之一。农作物含钾与含氮量相近而比含磷量高。且在许多高产作物中，含钾量超过含氮量。钾与氮、磷不同，它不是植物体内有机化合物的成分。迄今为止，尚未在植物体内发现含钾的有机化合物。钾呈离子状态溶于植物汁液之中，其主要功能与植物的新陈代谢有关。钾能够促进光合作用，缺钾使光合作用减弱。钾能明显地提高植物对氮的吸收和利用，并很快转化为蛋白质。钾还能促进植物经济用水。由于钾离子能较多地累积在作物细胞之中，因此使细胞渗透压增加并使水分从低浓度的土壤溶液中向高浓度的根细胞中移动。在钾供应充足时，作物能有效地利用水分，并保持在体内，减少水分的蒸腾作用。钾的另一特点是有助于作物的抗逆性。钾的重要生理作用之一是增强细胞对环境条件的调节作用。钾能增强植物对各种不良状况的忍受能力，如干旱、低温、含盐量、病虫危害、倒伏等。钾是公认的“品质元素”，钾能促进光合作用，提高光合效率，促进光合产物的运输。钾素充足时，单糖向蔗糖、淀粉合成方面进行，因此钾对淀粉类、糖类作物产量和品质有良好的影响。钾还能促进作物对氮的吸收和利用，促进蛋白质的合成，增加籽粒中蛋白质的含量。钾在改善产品品质方面的良好作用，除了表现在基本营养物质(如蛋白质、糖类等)的提高外，还可增加矿物质含量，改善果实的外观形态以及改善水果的耐储藏性等。

植物最常见的缺钾症状是沿叶缘的灼伤状，首先从下部的老叶片开始，逐步向上部叶片扩展。缺钾植物生长缓慢，根系发育差。茎秆脆弱，常出现倒伏。种子和果实小且干皱。植株对病害的抗性低。

虽然我国的钾肥需求量很大，但是我国是一个严重缺钾的国家，大部分钾肥依赖进口，2008年以来国内钾肥发展很快，国产钾肥已经占到供应量的45%，并且随着钾肥的多年施入，钾肥的报酬率也在递减，广大农民应按测土配方施肥的原则，科学地施用钾肥，既能增产改质，也不至于造成浪费，同时，发展微生物利用解钾等新技术，减少矿物钾肥的直接施入量，防止国际公司控制我国钾肥市场。

(五)土壤微量元素含量

微量元素的丰缺，因土壤和作物的需要而异，所有作物对于微量元素的需要不像对氮、磷、钾需要量那样大，而且具有选择性。本次耕地地力调查根据项目实施要求，主要分析了锌、锰、铁、铜、硼、硫等6种微量元素，这些元素对耕地地力和质量起着相当重要的作用。

1.土壤有效锌全市耕地耕层土壤有效锌含量平均为1.61mg/kg，变幅在0.42～6.53mg/kg，中上等水平。从整体上看，与1980年土壤普查结果比较，当时土壤有效锌含量全市平均3.72mg/kg，30年来由于肥料的合理施用，随有机肥施用量的增加，秸秆还田的实施，微肥的推广应用等，土壤有效锌含量呈现递增，平均含量增加2.11mg/kg。根据环境质量控制指标，土壤锌基本不缺乏，但敏感作物的高产栽培，施用锌肥的增产效果还是很明显的，应根据不同作物的敏感性、不同生育时期考虑锌肥的应用。

2.土壤有效硼耕层土壤有效硼一般为水溶态硼，含量平均为1.14mg/kg，变幅范围0.36～1.99mg/kg。任丘市土壤有效硼含量中等偏上，建议通过土壤检测并针对敏感作物适当补施硼肥。

3.土壤有效锰耕层土壤有效锰自1980年土壤普查以来，全市土壤有效锰含量普遍增加，且幅度较大，平均含量由1980年的4.01mg/kg增加到2010年的10.55mg/kg，增加了6.54mg/kg，目前变幅在0.8～13.7mg/kg，除敏感作物和特别缺锰地块，一般不需要追施锰肥。

4.土壤有效硫耕层土壤有效硫平均含量为24.4mg/kg，变幅在1.2～54.2mg/kg，平均含量处在中等水平，追施硫肥能起到一定的效果。

5.土壤有效铜全市耕层土壤有效铜含量平均为1.35mg/kg，变幅为0.19～13.5mg/kg，比1980年的1.28 mg/kg有所增加，按肥力衡量铜含量处于中上等水平，一般地块不用施用铜肥。

6.土壤有效铁铁是土壤中含量较高的元素之一，各种作物均对铁元素表现敏感。全市耕层土壤中有效铁含量平均为6.84mg/kg，变幅在0.8～9.1mg/ kg，与1980年土壤普查结果6.77mg/kg相比，增加了0.07mg/kg。在土壤肥力上处于中等水平，在果树和敏感作物上应适当增施铁肥。