26精准养分管理-棉田土壤养分精准管理初探27949.docVIP

精准养分管理 棉田土壤养分精准管理初探 杨俐苹1，姜 城1，金继运1，张峰民2 （1中国农业科学院土壤肥料研究所，北京 100081 2河北省邯郸市农业技术推广站，邯郸　056802） 　　在持续农业发展中，土壤管理是影响持续农业发展的关键因素。合理的土壤管理能保护土地资源、提高环境质量。相反，不合理的土壤管理会导致土壤退化、水土流失、环境污染，甚至导致灾难性的后果。随着现代科学技术，特别是信息科学技术的发展，以土壤肥力维持和提高为中心的土壤管理开始应用新技术手段进行。精准农业在一些发达国家和地区逐渐兴起[1,5,8,9,16]。　　传统的测土施肥都是采用均一施肥量。由于土壤肥力的空间变异性，同一地块土壤肥力可能存在较大差异，均一施肥会导致土壤肥力较高的地方施肥过多，肥力低的地方施肥不足。这既浪费了肥料资源、影响产量，又可能使土地资源的生产潜力得不到充分发挥，或造成环境污染问题。90 年代以来，以3S(GIS、GPS、RS)为核心技术的信息农业和精准农业的技术体系开始在一些发达国家和地区形成。在此基础上发展形成了变量施肥技术，大大提高了肥料利用率和施肥增产效益[5,8]。　　精准农业在我国的研究和发展才刚刚起步。本研究结合地理信息系统和土壤养分系统研究法，探讨在一定农业生产条件下棉田土壤养分空间变异特征，通过揭示土壤养分的空间变异规律，为实现土壤养分的精确管理及合理推荐施肥提供科学依据。　　1 材料与方法　　1.1 样品的采集　　试验示范在河北邯郸陈刘营村约54ha连片繁种棉田上进行，棉花品种为美国抗虫棉-新棉33B。土壤为褐土，质地沙壤，前作主要为玉米，少部分地块为蔬菜和棉花。取土时间1999年2月10日，取土前对当地的基本农业生产条件（包括前茬作物品种、产量水平、施肥习惯、水利条件等）进行详细调查。　　利用网格取样法采集土壤样本，用卫星定位系统（GPS）定位。取样间隔80m。取样方法为：在以网格点为圆心、3m为半径的范围内采集10钻0~20cm的耕层土壤组成代表该点的混合样本。共取土样98个。取样点分布如图1所示。　　 (图：图1 棉田网格取样位置示意图) 　　1.2 样品的分析　　用土壤养分状况系统研究法[6]分析土壤养分状况。土壤中的速效磷(P)、钾(K)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)和锌(Zn)采用ASI联合浸提剂（0.25mol/L NaHCO3-0.01 mol/L EDTA-0.01mol/L NH4F）同时浸提；速效硼(B)和硫(S)用0.08mol/L的过磷酸钙溶液浸提；速效钙(Ca)、镁(Mg)和铵态氮(NH4+-N)用1mol/L的KCl浸提；有机质用0.2 mol/L NaOH - 0.01 mol/L EDTA - 2% 甲醇溶液提取。有机质和非金属元素用比色法测定，金属元素用原子吸收分光光度计测定。　　1.3 土壤养分空间变异分析　　应用地理信息系统软件（Winsurf，MapGIS）对土壤养分数据进行空间分析。通过空间内插[2，9]后形成的等值线图以反映土壤养分空间变异规律，并通过地理信息系统的统计模块进行面积分析，以反映各养分水平所占比例。　　1.4 推荐施肥方法　　氮肥的推荐量主要考虑有机质水平和目标产量，其它元素的推荐量是根据“土壤养分状况系统研究法”[6] 提出的养分分级标准及“目标产量测土施肥法”[7]确定的。　　2 结果与分析　　2.1 棉田土壤速效养分状况　　土壤速效养分状况见表1。该棉田土壤有机质水平较低。速测有机质平均含量仅0.49%。从作物所需的3种大量营养元素氮、磷、钾来看，大部分土壤极缺氮，土壤速效态氮（NH4+-N）在1.1~22.4 mg/L，平均值8.27 mg/L，显著低于临界水平。多数土壤样本速效磷、钾含量在临界水平以上，接近中等水平含量。速效磷含量15.8~141.8 mg/L，平均值33.8 mg/L；速效钾含量46.9~187.7 mg/L，平均值87.6 mg/L。土壤中速效钙、镁、硫、硼相对较高，含量一般在适宜水平。但土壤铜、铁、锰、锌四种微量营养元素含量则相对较低，特别是锌锰的缺乏不可忽视，否则可能成为高产的限制因子。　　 (表：表1 棉田土壤速效养分含量范围及临界值指标(mg/L) ) ? pH 有机质（%） Ca Mg K N P S B Cu Fe Mn Zn 最大值Max 8.00 0.72 3166.32 362.07 187.67 22.40 141.80 74.22 8.90 2.70 11.40 6.40 2.00 最小值Min 7.20 0.40 1803.60 201.69 4