26年来东北黑土区土壤养分演变特征

【目的】东北黑土区土壤肥沃，是中国重要的粮食主产区之一。对东北黑土区20世纪80年代以来国家级耕地质量长期监测数据进行整理和分析，以明确中国东北黑土区农业生产实践中土壤养分状况和肥力水平，为农田土壤培肥提供科学指导依据。【方法】利用时间趋势分析法探讨17个国家级黑土耕地质量长期监测点26年来土壤养分随时间的变化趋势，分别总结土壤有机质（SOM）、全氮（TN）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）和速效钾（AK）含量在监测初期（1988-1997年）、监测中期（1998-2003年）和监测后期（2004-2013年）的变化规律及其总体变化趋势；在分析土壤全氮和有机碳含量变化特征以及碳氮比（C/N）演变规律的基础上，进一步分析碳和氮之间的养分平衡关系；运用主成分分析方法分析不同监测时期上述5大肥力指标对黑土区土壤综合肥力的影响，得出该区综合肥力主要贡献因子，并分别计算3个不同监测时期黑土区土壤综合肥力属性得分。【结果】黑土区农田土壤经过10-26年的演变，土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量整体呈上升趋势。与监测初期相比，监测后期土壤养分含量均显著提高（P＜0.05），土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾分别提高了33.9%、43.9%、27.6%、90.3%和11.8%，有效磷提升效果最为显著。进一步分析土壤有效磷含量发现，监测后期71.4%的监测点土壤有效磷含量维持在15.0-50.0 mg·kg^-1，既能满足作物生长需求，又不至于引发地下水环境污染，而28.6%的监测点土壤有效磷含量已超过50.0 mg·kg^-1的环境阈值，应及时控制磷素的输入。分析主要肥力因素有机碳和全氮之间的关系表明，黑土区土壤C/N略有下降趋势，从1988年的10.3降至2013年的9.6，下降了6.8%。黑土区5个肥力指标得分系数由大到小的顺序为：SOM＞TN＞AN＞AP＞AK，说明黑土区土壤有机质和全氮是影响土壤综合肥力的关键因素；监测初期和监测中期土壤综合肥力属性得分平均值分别为-1.099和-0.541，而监测后期土壤综合肥力属性的得分增加到了0.5888，监测后期土壤综合肥力得到显著提升。【结论】在农民常规施肥条件下，经过10-26年的长期耕作，黑土区土壤肥力在监测后期得到显著改善，但28.6%的监测点应注意控制磷肥用量，以免引起水体污染；而监测区黑土C/N呈逐年下降趋势，应该加大有机物料的投入，以维持土壤碳氮的养分平衡。

Changes in the Nutrients and Fertility of Black Soil over 26 Years in Northeast China