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近40年江苏农田土壤pH时空变化特征及驱动因素

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植物营养与肥料学报 2023年第2期29卷 264-272页

作者：毛伟郁洁李文西左文刚仇美华张丽范新会陈明王绪奎柏彦超扬州市耕地质量保护站/农村部耕地质量监测与评价重点实验室/江苏耕地质量与测土配方施肥数据中心江苏扬州225009 江苏省耕地质量与农业环境保护站江苏南京210000 扬州大学环境科学与工程学院江苏扬州225127

【目的】从县域尺度探究江苏农田土壤pH的时空变化特征及其驱动因素,为农田土壤酸化的预测、阻控以及土壤质量的提升提供科学依据。【方法】基于第二次全国土壤普查(1980年)、全国测土配方施肥(2006-2012年)以及江苏省土壤农化性状普查(... 详细信息

【目的】从县域尺度探究江苏农田土壤pH的时空变化特征及其驱动因素,为农田土壤酸化的预测、阻控以及土壤质量的提升提供科学依据。【方法】基于第二次全国土壤普查(1980年)、全国测土配方施肥(2006-2012年)以及江苏省土壤农化性状普查(2018年)数据,分析不同时期江苏农田土壤pH的时空变化特征,并利用回归分析探究影响农田土壤pH变化的主要驱动因素。【结果】2018年江苏全省农田土壤pH范围为5.61~8.31,平均7.02,其中,东部沿海和北部各市农田土壤pH较高,以中性和碱性为主;南部各市农田土壤pH较低,以酸性为主。近40年,江苏农田土壤pH平均下降0.57个单位,其中1980-2006、2006-2012和2012-2018年,年均降幅分别为0.016、0.008、0.007个pH单位。1980-2006年,江苏农田土壤pH快速下降,Ⅰ级(pH>7.5)样本点占比由60.6%降至38.0%,Ⅲ级(pH 5.5~6.5)样本点占比由8.5%增加至28.2%。2006-2018年,农田土壤pH下降趋势得到有效抑制,各级样本点占比趋于稳定。农田土壤pH变化主要与土壤初始有机碳密度、作物秸秆碳还田量和化肥施用量密切相关,其中,土壤初始有机碳密度贡献近40年江苏农田土壤pH变化的48.7%,分别高于作物秸秆碳还田量和化肥施用量的26.9%和24.4%。【结论】江苏农田土壤pH总体呈现“南酸北碱”和“东部沿海高于内陆”的空间分布特征,主要与土壤性质、土壤类型和土地利用方式有关。40年间农田土壤pH的下降并非匀速,1980-2006年的快速下降是由于大量化肥的施用,而2006-2018年的缓慢下降则是由于秸秆还田量的增加。

关键词：江苏省农田pH 时空变化驱动因素化肥施用秸秆还田

扬州市耕地土壤有效硼含量的时空变异特征及驱动因子分析

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农业资源与环境学报 2023年第4期40卷 829-839页

作者：毛伟李文西苏胜陈明陈欣赵海涛钱晓晴扬州市耕地质量保护站江苏扬州225009 农业农村部耕地质量监测与评价重点实验室江苏扬州225009 江苏耕地质量与测土配方施肥数据中心江苏扬州225009 扬州大学环境科学与工程学院江苏扬州225127

本研究以江苏省扬州市为例,分析了长江三角洲地区耕地土壤有效硼含量的演变特征,探讨了土壤性状、理化性质和人为活动对土壤有效硼含量的影响。以扬州市1984、2005、2020年耕地土壤有效硼含量为研究对象,利用地理信息系统(GIS)和地统计... 详细信息

本研究以江苏省扬州市为例,分析了长江三角洲地区耕地土壤有效硼含量的演变特征,探讨了土壤性状、理化性质和人为活动对土壤有效硼含量的影响。以扬州市1984、2005、2020年耕地土壤有效硼含量为研究对象,利用地理信息系统(GIS)和地统计学方法分析了土壤有效硼含量的时空变异特征及其驱动因素。结果表明:1984、2005、2020年扬州市耕地土壤有效硼平均含量分别为0.27、0.28、0.43 mg·kg^(-1),整体上均处于较低水平;1984—2020年有效硼含量增加0.16 mg·kg^(-1),增幅达59.26%;1984、2005年耕地土壤有效硼含量主要集中在Ⅲ、Ⅳ级水平,分别占耕地面积的98.33%、92.47%;2020年耕地土壤有效硼含量大幅提升,Ⅱ级和Ⅲ级占比高达99.37%。土壤性状对土壤有效硼含量具有显著影响:不同成土母质中,黄土母质和基岩残积物的有效硼含量较高;不同土壤质地中,轻黏土的有效硼含量较高;土壤理化性质中,土壤pH和有机质对土壤有效硼含量有显著影响。人为活动中,施肥结构和耕作方式等的改变也是影响土壤有效硼含量的重要因素。研究表明,长江三角洲地区需注重硼肥的补充,可以通过调整土壤pH值及增加有机肥的施用量等提高农田土壤有效硼含量。

关键词：扬州市耕地土壤有效硼影响因素

扬州市耕地土壤pH值30年演变及其驱动因子

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植物营养与肥料学报 2017年第4期23卷 883-893页

作者：毛伟李文西高晖陈欣姜义杭天文龚鑫鑫陈明张月平扬州市耕地质量保护站江苏扬州225101

【目的】土壤p H值是衡量耕地质量的重要指标,开展江苏省扬州市30年来种植制度、耕作制度、施肥、降雨等对耕地土壤酸化影响的研究,为预测和控制土壤酸化提供科学依据。【方法】调查了1984年、1994年、2005年、2014年四个时期耕地土壤p ... 详细信息

【目的】土壤p H值是衡量耕地质量的重要指标,开展江苏省扬州市30年来种植制度、耕作制度、施肥、降雨等对耕地土壤酸化影响的研究,为预测和控制土壤酸化提供科学依据。【方法】调查了1984年、1994年、2005年、2014年四个时期耕地土壤p H、成土母质、土壤类型、土壤有机质含量,以及各时期的耕作制度、种植制度、降雨量和施用化肥品种和数量。数据来源于1984年第二次土壤普查的农化样点(4107个)、1994年的土壤普查点(2862个)、2005年土壤养分调查点(4018个)、2014年土壤养分调查点(6009个),共16996个。参照《中国土壤》对我国土壤酸碱度分级指标将扬州市耕地土壤p H分为5级,分别为Ⅰ级(>7.5)、Ⅱ级(6.5~7.5)、Ⅲ级(5.5~6.5)、Ⅳ级(4.5~5.5)、Ⅴ级(数据统计分析。【结果】扬州市1984年、1994年、2005年、2014年土壤p H平均分别为7.51(4107个)、7.07(2862个)、6.83(4018个)、6.74(6009个);1984~2014年四个时期土壤p H空间分布格局基本不变,即里下河地区>沿江圩区>通南高沙土区>丘陵地区。1984、1994年和2005年,土壤p H以Ⅰ级、Ⅱ级为主,1984年占总面积的90%以上,1994年和2005年占总面积的75%以上;2014年土壤p H空间分布以Ⅱ级、Ⅲ级水平为主,占总面积的65.7%。30年间,土壤p H值下降0~1个单位的面积占总面积的47.2%,下降大于1个单位的面积占总面积的39.3%。前20年土壤p H值下降严重,下降了0~2个单位的面积占80%以上。30年间不同成土母质、土壤类型的整体土壤p H值呈下降趋势,分别下降0.9、0.8个单位;土壤有机质含量的变化与土壤p H变化呈负相关关系,30年间土壤有机质含量平均上升了6.01 g/kg,是土壤p H整体呈下降趋势的原因之一;30年间扬州市降水p H值整体呈下降趋势,其中丘陵、沿江地区下降最快,与丘陵、沿江地区土壤p H下降较快是一致的;30年间化肥投入量与土壤p H变化呈高度的负相关,2005年化肥投入量约505300吨,比1984年化肥投入量增加了2.42倍;2005~2014年化肥投入量呈稳定趋势,与30年土壤p H变化趋势是一致的;种植大棚蔬菜的田块土壤p H平均值比周边种植稻麦田块下降1.5~2个单位,表明土地利用类型改变也会影响土壤p H值。【结论】扬州市耕地土壤p H值30年间持续下降,前20年下降幅度较大,后10年渐趋稳定。影响土壤p H值空间分布因子主要有成土母质、土壤类型、土壤有机质含量;影响土壤p H时间分布因子主要有酸雨、施肥及土地利用类型,其中酸雨、施肥是导致土壤酸化的主要驱动因子。

关键词：土壤p H 演变酸雨施肥土地利用

中国水稻土酸化时空变化特征及其对氮素盈余的响应

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农业机械学报 2021年第2期52卷 246-256页

作者：叶英聪孙波刘绍贵李文西杨帆中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008 扬州市耕地质量保护站扬州225101 农业农村部耕地质量监测保护中心北京100125

针对水稻土酸化造成作物减产和严重污染环境的问题,收集了1979—1985年全国第二次土壤普查成果和2015—2017年水稻土质量等级调查成果,结合2005—2015年全国测土配方施肥数据,采用空间分析和统计分析方法,分析了1979—2017年,39年间中... 详细信息

针对水稻土酸化造成作物减产和严重污染环境的问题,收集了1979—1985年全国第二次土壤普查成果和2015—2017年水稻土质量等级调查成果,结合2005—2015年全国测土配方施肥数据,采用空间分析和统计分析方法,分析了1979—2017年,39年间中国水稻土pH值空间分布的变化;计算了39年间不同水稻土pH值分级和区域的水稻土酸化速率,探讨了39年间氮肥投入变化量和土壤理化性质与水稻土酸化速率的关系;估算了2015—2017年水稻土单位面积氮素盈余量,并进一步量化了氮素盈余量与水稻土pH值变化量的关系。结果表明:39年间水稻土受土壤酸胁迫程度加剧,特别是水稻土由酸性(pH值为5.5~6.5)转变成强酸性(pH值小于等于5.5)的面积比例增加,这主要集中在长江中下游中部、南部和华南区中部、南部。39年间水稻土平均pH值下降了0.26,其中,东北区、长江中下游区、华南区平均pH值分别下降了0.34、0.29和0.58,西南区平均上升了0.14。39年间水稻土酸化速率从大到小依次为碱性水稻土、中性水稻土、酸性水稻土、强酸性水稻土,区域上水稻土酸化速率从大到小依次为东北区、华南区、长江中下游区、西南区。39年间,氮肥投入量和土壤容重变化量与水稻土酸化速率存在极显著的正相关关系,有机质含量和耕层厚度变化量与水稻土酸化速率存在极显著的负相关关系。2015—2017年,氮素盈余量与水稻土pH值变化量呈显著的负相关关系,氮素盈余量增加会造成水稻土酸化加剧。划定了3类水稻土治理分区,提出“治酸、防酸、控酸”的总体策略,并分区域制定了治理措施,可为水稻土酸化阻控和地力提升提供参考。

关键词：水稻土酸化时空变化氮素盈余

近30年我国不同地区农田耕层土壤的pH变化特征

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植物营养与肥料学报 2023年第7期29卷 1213-1227页

作者：杨帆贾伟杨宁李文西段英华胡炎崔勇农业农村部耕地质量监测保护中心北京100125 扬州市耕地质量保护站江苏扬州225101 农业农村部耕地质量监测与评价重点实验室江苏扬州225101 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

【目的】pH是土壤质量和土壤健康的重要指标,掌握全国农田耕层土壤pH变化可为国家制定耕地保护和质量提升措施提供科学依据。【方法】pH数据来源于2005—2014年测土配方施肥项目与全国第二次土壤普查农田耕层土壤pH测定结果,包括《中国... 详细信息

【目的】pH是土壤质量和土壤健康的重要指标,掌握全国农田耕层土壤pH变化可为国家制定耕地保护和质量提升措施提供科学依据。【方法】pH数据来源于2005—2014年测土配方施肥项目与全国第二次土壤普查农田耕层土壤pH测定结果,包括《中国土壤普查数据》、全国第二次土壤普查典型土种pH数据、部分省级第二次土壤普查图书和公开发表文献中的全国第二次土壤普查耕地pH数据、《测土配方施肥土壤基础养分数据集》的846万个测土配方施肥数据。对比分析了近30年来全国农田耕层土壤pH变化和分级情况。依据GB/T33469—2016《耕地质量等级》将研究区域分为9个区,分析了不同区域土壤的p H空间分布和变化速率。【结果】30年来我国25省区市农田耕层土壤pH平均值均呈下降趋势。1979—1985年全国第二次土壤普查时期,35.79%的农田耕层土壤pH平均值测土配方施肥项目时期,以上4个等级的土壤面积占比分别为42.92%、18.49%、35.95%、2.62%。区域空间分布变化表明,相比全国第二次土壤普查时期,测土配方施肥时期东北区、黄淮海、长江中下游区、华南区pH耕地面积占比分别增加了2.61%、2.24%、14.93%、1.16%,这4个区域耕层土壤酸胁迫程度加剧,酸性土壤和弱酸性土壤面积增加。相对于酸性土壤的酸化,东北区的中性土壤和弱碱性土壤及黄淮海的弱碱性土壤酸化速率大,应采取合理的措施降低其酸化速率。【结论】30年来,我国大部分地区农田耕层土壤pH下降,长江中下游和华南区所属的福建、海南、江西、广东和浙江等省农田耕层pH≤5.5所占比例最高,土壤酸化尤为严重。需要引起注意的是,与全国第二次土壤普查时期相比,<6.5等级的土壤比例增加了7.13个百分点。

关键词：耕地土壤酸化全国第二次土壤普查测土配方施肥项目

江苏沿江地区不同地力水平下油菜的肥料效应分析

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河南农业科学 2023年第7期52卷 60-69页

作者：张静苏胜毛伟曾洪玉仇建荣赵海涛扬州市职业大学/江苏省农业安全生产与环境保护工程技术研究中心江苏扬州225009 扬州市耕地质量保护站/江苏耕地质量与测土配方施肥数据中心江苏扬州225009 农业农村部耕地质量监测与评价重点实验室江苏扬州225009 扬州市江都区农业技术综合服务中心江苏扬州225200 扬州大学环境科学与工程学院江苏扬州225127

以油菜品种宁杂1818为试验材料,设置8种施肥处理(N_(0)P_(0)K_(0):不施肥;N_(0)P_(2)K_(2):不施氮;N_(2)P_(0)K_(2):不施磷;N_(2)P_(2)K_(0):不施钾;N_(1)P_(2)K_(2):减施氮;N_(2)P_(1)K_(2):减施磷;N_(2)P_(2)K_(1):减施钾;N_(2)P_(2)K_(2):当地习惯氮、磷、钾施用量),于2016—2017年在扬州市江都区开展田间试验,探明不同地力条件下(以土壤有机质含量分为低、中、高3种地力水平)氮、磷、钾配比对油菜主要农艺性状、籽粒产量、经济效益和肥料利用率的影响,为不同地力条件下油菜施肥提供理论依据。结果表明,与不施肥(N_(0)P_(0)K_(0))相比,其他施肥处理均可改善油菜株高、茎粗、有效分枝数、单株角果数、每角粒数和千粒质量等农艺性状,进而提高油菜籽产量,增加经济效益,其中氮素对油菜生长的影响最显著。不同地力水平土壤在N_(2)P_(2)K_(2)处理下油菜产量均达到最高值,且同一施肥方式下油菜产量与土壤地力水平有关,具体表现为高地力>中地力>低地力;各施肥处理下氮、磷、钾利用率在不同地力水平表现不同,其中氮肥利用率在中地力N_(1)P_(2)K_(2)处理下表现最高,磷肥利用率在高地力N_(2)P_(1)K_(2)处理下表现最高,钾肥利用率在中地力N_(2)P_(2)K_(1)处理下表现最高;不同地力水平下氮、磷、钾配施对油菜生产经济效益的影响不同,低地力土壤以N_(2)P_(2)K_(1)、N_(2)P_(1)K_(2)、N_(2)P_(2)K_(2)处理效果较佳,中、高地力土壤以N_(2)P_(2)K_(1)、N_(2)P_(2)K_(2)处理效果较佳。综合分析,拟推荐该地区在施加氮肥(N)208 kg/hm^(2)基础上,低地力土壤中磷肥(P_(2)O_(5))和钾肥(K_(2)O)适宜用量分别为47~78 kg/hm^(2)和54~90 kg/hm^(2);中、高地力土壤中磷肥(P_(2)O_(5))和钾肥(K_(2)O)适宜施用量均分别为78 kg/hm^(2)和54~90 kg/hm^(2)。

关键词：油菜土壤地力氮磷钾产量肥料效应

2014-2016年我国种植业化肥施用状况及问题

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植物营养与肥料学报 2019年第1期25卷 11-21页

作者：徐洋杨帆张卫峰孟远夺姜义全国农业技术推广服务中心北京100125 农业农村部耕地质量监测保护中心北京100125 中国农业大学资源与环境学院北京100094 扬州市耕地质量保护站江苏扬州225101

【目的】种植业化肥施用量的变化不仅影响着我国化肥的供销平衡,还与环境安全密切相关。掌握种植业化肥施用状况是贯彻新发展理念,推进农业供给侧结构性改革的重要前提保障。【方法】本研究利用农业农村部339个国家级基层肥料信息网点... 详细信息

【目的】种植业化肥施用量的变化不仅影响着我国化肥的供销平衡,还与环境安全密切相关。掌握种植业化肥施用状况是贯彻新发展理念,推进农业供给侧结构性改革的重要前提保障。【方法】本研究利用农业农村部339个国家级基层肥料信息网点调查数据,计算2014—2016年我国种植业化肥施用总量,并对主要农作物和不同区域化肥施用量和化肥施用品种分别进行统计分析。【结果】2014—2016年我国种植业化肥施用量分别为5989.7万t、6052.6万t和6041.4万t,其中三大粮食作物小麦、玉米、水稻年均化肥施用总量分别为728.3万t、1214.2万t和887.1万t,合计占到化肥施用总量的46.9%,华北、华中南和华东三个区域年均化肥施用总量分别为1603.1万t、1156.8万t和978.7万t,合计占到化肥施用总量的62.0%,复合(混)肥和尿素是农民最常购买的两种肥料,年均购买比例分别为76.8%和65.1%。【结论】我国种植业化肥施用量在2016年首次实现了零增长,化肥减量工作取得重要进展,但区域养分供应不平衡现象突出,主要表现为华北、华中南养分盈余较大,西南、西北养分供应不足。不同作物体系也存在施肥不平衡的问题,小麦、水稻基本合理,玉米和花生投入过量,甘蔗和棉花投入不足。建议国家加大力度推进测土配方施肥、机械施肥、有机肥替代化肥等高效施肥模式,促进化肥减量增效,助力乡村振兴战略实施。

关键词：化肥种植业施用状况

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县域测土配方施肥专家系统开发与应用研究

现代农业科技 2020年第21期 208-212页

作者：李文西毛伟陈明张月平张炳宁杭天文姜义徐迅燕褚宏远扬州市耕地质量保护站江苏扬州225101

县域测土配方施肥专家系统是基于GIS开发的一款应用软件,该软件可以完成从空间及属性数据的采集、编辑、分析、存贮、统计、输出、InterNet信息发布等一系列功能,实现对一个县辖区内的土壤、土地、农田水利等相关信息的有效管理,并进行... 详细信息

县域测土配方施肥专家系统是基于GIS开发的一款应用软件,该软件可以完成从空间及属性数据的采集、编辑、分析、存贮、统计、输出、InterNet信息发布等一系列功能,实现对一个县辖区内的土壤、土地、农田水利等相关信息的有效管理,并进行测土配方施肥配方设计与方案推荐,为化肥减量增效决策行为提供技术支持。本文以江苏省仪征市为例,介绍了该系统的技术路线、技术流程、主要功能以及在测土配方施肥方面的应用。

关键词：测土配方施肥地理信息系统技术路线江苏仪征

基于农村土地承包经营权确权数据的测土配方施肥方案手机短信发布技术研究

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土壤通报 2017年第1期48卷 141-145页

作者：刘绍贵陈明张月平陈洁吴兵祝飘扬州市耕地质量保护站江苏扬州225101 中共扬州市邗江区委农村工作办公室江苏扬州225100

测土施肥方案短信发布是施肥方案传达最为经济、便捷和易接受的方式,农村土地承包经营权确权数据是全国性的农村土地经营权最为翔实的数据,其地块编码等字段有着法定性、唯一性、终生性的特点。本研究利用农村土地承包经营权确权数据的... 详细信息

测土施肥方案短信发布是施肥方案传达最为经济、便捷和易接受的方式,农村土地承包经营权确权数据是全国性的农村土地经营权最为翔实的数据,其地块编码等字段有着法定性、唯一性、终生性的特点。本研究利用农村土地承包经营权确权数据的特点,为测土配方施肥方案手机短信发布提供支持,重点阐述了基于农村土地承包经营权确权数据的测土配方施肥方案短信发布技术的四大关键环节。结果表明:基于农村土地承包经营权确权数据的测土配方施肥方案短信发布技术理论和技术上切实可行,实现了网络全覆盖、空间全覆盖的测土配方施肥方案的发布技术、扩展了测土配方施肥方案短信平台推广应用空间边界和时间边界。为测土配方施肥方案发布提供了新的思路和技术支持,对测土配方施肥项目的更加深入推广应用有着重要意义。

关键词：农村土地承包经营权确权数据测土配方施肥方案手机短信发布