福建省表层土壤有机碳密度空间分布及影响因素分析

为准确估算福建省表层土壤有机碳密度,确定其空间分布和影响因素,基于2016—2019年采集的4 350个表层土壤样本,利用地统计学方法与ArcGIS技术分析土壤有机碳密度空间分布,并通过随机森林模型分析影响土壤有机碳密度的重要因素。结果表明:福建省表层土壤有机碳密度范围为0.03~14.68 kg·m^(-2),平均值为4.06 kg·m^(-2)。全省表层土壤有机碳密度在空间上聚集分布,具有中等程度空间自相关性,空间变异主要由结构性因素主导,呈现自南向北、从沿海向内陆山地逐渐升高的空间分布格局。降雨量、海拔、土壤质地和土壤pH是影响有机碳储量的主要因素,地貌类型、土壤类型和作物类型影响相对较弱,且随着化肥(磷肥和钾肥)施用量的增加,表层土壤有机碳密度显著降低。研究表明,福建省表层土壤有机碳密度不高,空间分布聚集,自然气候变化、地形因子和人类活动都会影响土壤有机碳密度,其中降雨量、海拔、土壤质地和土壤pH为主导因素。

福建省龙岩市土壤质量评价及其空间分布特征

探讨福建省龙岩市土壤养分现状和土壤化学质量评价及其空间分布状况,为因地制宜地保护和提升市域耕地质量提供科学依据。以2019年龙岩市408组土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾数据集为基础,综合应用土壤质量指数法(soil quality index, SQI)和ArcGIS软件进行龙岩市土壤化学质量评价和空间分布图绘制。结果显示,龙岩市土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的平均值分别为5.6、28.69 g/kg、140.71 mg/kg、65.18 mg/kg和129.62 mg/kg。市域水平上土壤呈弱酸性,有效磷和碱解氮含量处于丰富水平,而土壤有机质和速效钾含量则处于适宜水平。龙岩市SQI平均值为0.650,其各区县的SQI的大小为上杭县(0.703)>新罗区(0.684)>连城县(0.678)>长汀县(0.672)>永定区(0.629)>武平县(0.599)>漳平市(0.589)。同时,龙岩市不同等级SQI呈交错分布变化,其中尤以上杭县高等质量土壤分布最多。整体而言,福建省龙岩市土壤质量处于中等水平,其土壤酸化、磷素累积和钾素缺乏是土壤质量提升的限制因子,建议该地区持续开展土壤酸化阻控和氮磷减施而钾肥增施的养分管理措施。

福建省耕地土壤全氮密度和储量动态变化

准确估算土壤全氮密度和储量的动态变化能为氮肥优化管理和水体富营养化防控提供重要依据。以位于福建省不同地区的闽侯县、同安区、武平县和永定县1982年11087个样点及2008年1616个样点建立的1∶5万土壤数据库为基础,利用尺度上推的方法分析了1982—2008年福建省耕地全氮密度和储量的动态变化。结果表明,近30年来福建省耕地土壤氮素富集明显,全氮密度和储量分别上升了0.08 kg/m2和1.22 Tg,但不同土壤类型差异较大,紫色土土类、酸性紫色土亚类和猪肝土土属氮素富集最明显,全氮密度均上升了0.18 kg/m2;赤红壤土类、淹育水稻土亚类和赤土土属氮素损失最多,全氮密度均下降了0.10 kg/m2。水稻土土类、渗育水稻土亚类和黄泥田土属全氮储量增加最多,分别达1.24、0.80 Tg和0.71 Tg;赤红壤土类、赤红壤亚类和灰砂泥田土属下降最多,分别达0.13、0.13 Tg和0.08 Tg。因此,在今后的福建省耕地管理中根据不同土壤类型氮素富集程度合理指导施肥,以节约资源和减少氮素流失是十分必要的。

福建省主要蔬菜氮磷钾营养特性及其施肥指标体系研究 Ⅱ.主要蔬菜氮磷钾施肥效应及其土壤养分丰缺指标

采用田间试验研究福建主要蔬菜氮磷钾施肥效应,建立菜田速效氮磷钾丰缺指标。根据148个试验的空白区产量水平,将土壤肥力分为"高"、"中"和"低"3个等级。结果表明,土壤肥力对蔬菜产量贡献率为(50.9±12.8)%,随土壤肥力等级的降低而明显下降;空白区产量与平衡施肥产量之间存在显著的线性关系。肥效试验结果表明,叶菜类、根茎类、瓜果类和葱类等蔬菜施用氮磷钾肥有显著的增长效果,随着土壤肥力水平的下降,氮磷钾肥效明显提高;增产幅度和净增收数均为氮肥明显高于钾肥,钾肥明显高于磷肥;叶菜类和葱类的氮肥产投比明显高于磷钾肥,而根茎类和瓜果类则为磷肥产投比明显高于氮钾肥。叶菜类蔬菜的土壤养分高产临界指标分别为碱解氮243 mg.kg-1、Olsen-P 52 mg.kg-1和速效钾150 mg.kg-1,根茎类和瓜果类等蔬菜则分别为碱解氮276 mg.kg-1、Olsen-P 47 mg.kg-1和速效钾132 mg.kg-1。

福建省土壤学学科发展报告

针对当前土壤学学科发展的机遇与挑战,该报告回顾了近年来国内外土壤学学科的研究进展以及本省该学科取得的主要研究进展和成果,在此基础上还分析了国际上的发展趋势并提出了我省土壤学学科发展的战略任务及对策。

基于GIS技术的耕地有效磷富集与生态风险评价——以福建省泰宁县为例

为了探讨丘陵山地区耕地土壤有效磷的富集特征及其生态风险,利用南方丘陵山地区——福建省泰宁县1982年6069个和2008年2221个样点实测数据建立的1∶5万耕地利用-土壤类型及属性数据库,借助GIS与数学模型集成技术,研究分析了区域耕地不同土壤类型和利用类型有效磷富集状况、生态风险及其空间分异特征。研究结果表明,26年来泰宁县耕地土壤有效磷富集作用明显,有效磷含量平均提高24.32 mg·kg-1,有效磷含量极丰富、丰富等级的耕地面积显著增加,含量中等及以下的面积大幅下降。水稻土土类、潜育水稻土亚类的有效磷富集最明显,紫色土土类、酸性紫色土亚类有效磷富集作用较弱;望天田有效磷富集率最大,菜地有效磷富集率最小。泰宁县存在磷素富集生态风险的耕地面积占全县耕地总面积的31.89%,以中风险区面积最大;水稻土土类、渗育水稻土亚类存在磷素富集生态风险的面积最大。

基于1︰5万数据库的福建省土壤全氮密度及储量估算研究

土壤全氮对于全球温室效应和水体富营养化具有重要的调控作用。基于福建省第二次土壤普查3082个剖面数据和最新建立的1︰5万大比例尺矢量土壤图,对全省土壤全氮储量进行了估算。结果表明:福建省土壤总面积为12.08×10^(6) hm^(2),表层(0~20 cm)和剖面(0~100 cm)土壤的全氮密度分别为0.35 kg·m^(-2)和0.97 kg·m^(-2),储量为42.06 Tg和116.83 Tg。全省土壤全氮密度整体呈自北向南逐渐递减的趋势,且沿海低而内陆高。从不同土壤类型来看,山地草甸土的表层和剖面全氮密度最高,分别为0.85 kg·m^(-2)和2.09 kg·m^(-2);而风沙土的表层和剖面全氮密度最低,分别为0.11 kg·m^(-2)和0.27 kg·m^(-2)。从不同行政区来看,南平市和龙岩市的表层土壤全氮密度最高,分别为0.40 kg·m^(-2)和0.39 kg·m^(-2),而南平市和三明市的剖面土壤全氮密度最高,分别为1.19 kg·m^(-2)和1.11 kg·m^(-2)。总体而言,福建省土壤全氮密度和储量空间分布差异很大,今后可依据不同行政区和土壤类型的全氮分布制定合理的施肥管理措施。

福建省商品有机肥料重金属含量的分析与研究

对福建省商品有机肥抽检样品进行砷、汞、铅、镉、铬等重金属检测分析,结果表明:福建省商品有机肥抽检样品重金属含量变异很大,平均分别为3.78、0.20、49.1、1.59和18.93mg/kg。抽检的86个样品中As、Hg均符合要求,Pb、Cd和Cr超标率分别为5.8%、8.1%和4.7%。

福建省水稻肥料利用率试验结果初报

为研究掌握福建省主要农作物氮、磷、钾的肥料利用率现状,2019年在闽侯等13个县开展水稻肥料利用率试验研究。结果表明,氮肥利用率为39.42%,磷肥利用率为14.83%,钾肥利用率为42.24%;氮肥产量贡献率为17.8%,磷肥产量贡献率为6.4%,钾肥产量贡献率为6.6%。

福建省有机肥料资源现状及利用模式与对策

福建省有机肥料资料丰富,且有机养分含量较高。2007年,据不完全统计,全省规模化养殖畜禽粪便资源总量3197.5万吨,秸秆资源总量950.5万吨, 绿肥总量385．6万吨，以及每年数百万吨的啤酒厂、味精厂的废渣和食用菌废料等。现将2007年我省有机肥资源现状及利用模式与对策阐述如下，旨在为我省有机肥料产业发展提供参考。

福建省肥料生产现状调查及问题剖析

通过系统分析福建省肥料生产发展现状,为肥料产业政策制定、基础研究及产业转型等提供参考依据。以福建省获证329家肥料生产企业为调查对象,采用文献、问卷、访谈和实地调查等方法,分别对肥料产能、产量及产能利用率;肥料生产厂家、产品及配方数;肥料供保能力及肥料企业地域分布进行分析,探讨福建省肥料生产现状与问题。结果表明:2016-2020年,福建省肥料产能、产量均呈逐年上升趋势,但5年肥料产能利用率平均仅为39.7%;不同肥料品种产量以有机肥料最高,其次为复混肥料和土壤调理剂,占肥料总产量比例分别为66.0%、22.2%和5.2%;肥料企业以有机肥料厂家和产品数为最多,分别达到270、792个,但每个有机肥料厂平均年产量为0.51万t;省内化肥自给率仅为47.1%,此外52.9%化肥需要省外调拨或进口;有机肥料和生物有机肥年产量仅占市场理论需求量14.0%;全省9个地级市,72个县(市、区)内分布有肥料厂,其中漳州市肥料企业数量占全省总数量33.4%。福建省肥料生产网络已基本形成,但是不同区域、不同肥料产业仍然发展不均衡,依然存在突出问题。今后应重点解决产能利用率不高问题,强化复混肥料生产企业转型升级,引导加强有机肥料产品质量管理和示范推广,充分发挥福建区域资源优势,加快新型肥料产品开发,尤其是利用沿海牡蛎壳资源化开发土壤调理剂。

基于农学效应的福建省水稻氮磷钾施肥限量标准

【目的】为提高水稻施肥效益,实现减量、增效的目标,制定福建早稻、晚稻、单季稻、菜后稻和烟后稻的氮磷钾施肥限量标准。【方法】根据近年来在不同稻作上完成的832个氮磷钾田间肥效试验结果,将福建早稻、晚稻和单季稻分为山区和沿海两个区域,菜后稻不分区域,烟后稻则归入山区区域,应用系统聚类分析方法及其类别间差异显著性检验,确定各稻作的最佳施肥类别数,然后构建各施肥类别的氮磷钾三元非结构肥效模型及其推荐施肥量,并进行田间试验验证。【结果】山区区域、沿海区域和全省的早稻最佳施肥类别数分别为7、6、7个,晚稻则分别为6、4、7个;单季稻对应区域的最佳施肥类别数分别为6、4、6个;菜后稻和烟后稻的最佳施肥类别数分别为3个和4个。在此基础上,针对各稻作不同施肥类别构建的60个氮磷钾三元非结构肥效模型均属于典型式,进而建立了基于农学效应的水稻氮磷钾施肥限量标准。234个大田对比试验表明,施肥限量标准优化了氮磷钾施用量和比例,不同稻作间平均增产稻谷4.0%～12.5%,净增收达到875～2 616元·hm^(-2);推荐施肥的氮磷减肥幅度平均分别为19.4%和23.9%,但增加K_2O用量27.3%。【结论】氮磷钾施肥限量标准为当前水稻减肥增效技术的推广应用提供了最佳养分投入的计量依据。

气候变化与作物物候响应对福建省耕地土壤有机碳的影响

气候变化对耕地土壤有机碳的影响机制研究是气候变化背景下耕地质量管理的基础.气候变化下作物物候的响应对耕地土壤有机碳也有重要影响.但目前的研究主要关注气候变化或气候变化下作物物候响应对耕地土壤有机碳的独立影响,鲜有研究分析气候变化与作物物候响应协同影响下耕地土壤有机碳的变化,以及区分量化二者对耕地土壤有机碳动态变化的贡献率.基于2008年和2021年耕地土壤表层样点数据、2008~2021年每年的季前和季中气候数据以及由2007~2022年增强植被指数时间序列提取的物候参数数据,利用随机森林算法构建土壤有机碳预测模型,通过模拟2008~2021年土壤有机碳的总变化、气候单独变化下的土壤有机碳变化、气候变化与作物物候响应协同影响下土壤有机碳的变化,区分量化了气候变化与气候变化下作物物候响应对耕地土壤有机碳变化的贡献率,并分析了福建省耕地土壤有机碳变化的优势影响因子及其空间分布.结果表明:①在气候变化与作物物候响应的协同影响下,2008~2021年福建省74.15%的耕地区域土壤有机碳呈减少态势,平均减少量为2.20 g·kg^(-1),25.85%的耕地区域土壤有机碳呈增加态势,平均增加量为1.48 g·kg^(-1);②季前气候、气候变化下物候响应、季中气候和品种改变等农业管理措施调整下物候变化对土壤有机碳变化的平均贡献率依次为34.08%、28.56%、22.75%和14.61%,整体而言,气候变化对福建省耕地土壤有机碳变化的影响大于气候变化下作物物候的响应;③气候变化与气候变化下物候响应共同为优势影响因子的区域面积最大,占全省耕地面积的47.06%,其次为气候变化为优势影响因子的区域,面积占比为28.64%;④季前气候因子与品种改变等农业措施调整下物候变化对土壤有机碳变化贡献率较高的区域倾向于分布在高海拔地区,而季中气候因子与气候变化下物候响应对土壤有机碳变化贡献率较高的区域则倾向于分布在低海拔地区.相关研究结果能够为应对气候变化的耕地质量管理与粮食安全保护等政策的制定提供理论依据.

基于土壤质量指数法省级尺度耕地土壤质量评价及空间分布特征研究——以福建省为例

[目的]探讨福建省土壤常规五项指标的土壤质量评价及其空间分布状况,为因地制宜地保护和提升省域耕地土壤质量提供科学依据。[方法]以2019年福建省4756组耕地土壤常规五项指标(包括土壤pH值、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾)数据为基础,应用土壤质量指数(Soil quality index,SQI)方法和GIS技术进行土壤质量评价和空间分布图绘制。[结果]福建省土壤常规五项指标的平均值分别为pH值5.48、有机质23.01 g kg^(-1)、碱解氮146.69 mg kg^(-1)、有效磷74.00 mg kg^(-1)、速效钾145.74 mg kg^(-1),表现出省域土壤酸化严重、有效磷和速效钾丰富、有机质和碱解氮适中的现状,且“闽东南”的土壤pH、有效磷和速效钾高于“闽西北”,而有机质和碱解氮则是“闽西北”高于“闽东南”。土壤质量评价结果显示,福建省SQI的平均值为0.637,其中,厦门市SQI最高为0.671,泉州市SQI最低为0.558;有效磷在SQI中的贡献最大26.20%,而pH值则最小11.07%,且SQI与各土壤指标均显著正相关。同时,福建省SQI空间分布整体上呈“闽西北”高于“闽东南”的变化趋势。[结论]福建省耕地土壤质量整体以中高等水平为主,严重的土壤酸化和过量的有效磷是关键限制因子,建议积极开展以土壤酸化改良和磷肥减施为核心的土壤质量提升研究,推动农业绿色发展。

集约化果园钾肥施用现状及钾素表观平衡状况研究——以福建省平和县琯溪蜜柚为例

【目的】明确福建省平和县集约化蜜柚果园钾肥施用现状及钾素表观平衡状况,为指导蜜柚园科学施用钾肥提供参考。【方法】2016—2018年,以农户调研和土壤调查的方式,获取福建省平和县363个琯溪蜜柚果园的钾肥施用现状数据及29个蜜柚园的土壤剖面样品,对蜜柚园钾肥施用现状、钾素表观平衡状况及土壤钾素状况进行分析。【结果】福建省平和县蜜柚园钾肥(以K2O计,下同)平均施用量为955 kg/ha,96%果农钾肥年投入量超过400 kg/ha,复合肥是主要钾素来源。相关性分析结果表明,钾肥投入量与蜜柚产量无明显相关性,与钾素表观平衡具有极显著的线性相关(P<0.01),全县钾素表观平衡高达874 kg/ha,各乡(镇)间钾肥投入量与土壤钾素平衡状况变异较大。73%蜜柚果园土壤速效钾含量超过120 mg/kg,处于过量水平。0～20、20～40和40～60 cm土层的土壤速效钾含量随土层深度增加而下降,但各层土壤速效钾含量均处于丰富水平,分别为192.15、144.44和138.88 mg/kg,表层与亚表层间、亚表层与下层间土壤速效钾含量存在较好的线性关系。【结论】福建省平和县蜜柚园钾肥施用过量和钾素盈余严重等问题较突出,过量的钾素盈余导致蜜柚园土壤速效钾含量在表层富集并向深层迁移。今后应合理控制钾肥用量,减少钾素盈余和淋溶,提高蜜柚果园钾肥利用率。

1985—2015年福建省农牧系统磷素流动特征及影响因素

【目的】探明福建省农牧系统磷素流动时间变化特征及其影响因素,为实施农牧系统养分资源综合管理和推进农业绿色发展提供科学依据。【方法】通过整理福建省1985—2015年统计年鉴中农牧业产品活动数据和补充文献中农牧业产品养分参数,结合实地调研,使用NUFER(nutrient flows in food chain,environment and resources use)模型,定量估算1985—2015年福建省种植业和养殖业磷素流动账户平衡、利用率与损失变化特征,明确影响农牧生产系统磷素流动的主要因素。【结果】1985—2015年,福建省农牧生产系统磷素输入总量由63.1 Gg升至196.2 Gg,主要输入项为化肥投入及饲料进口,其中种植业单位面积化肥磷投入量由27.8 kg·hm^-2逐渐上升并稳定于60.4 kg·hm^-2,受福建省种植业及养殖业规模和结构变化影响,本地饲料磷供应量由3.33 Gg降至1.65 Gg,饲料磷进口数量由20.7 Gg增至70.2 Gg;农牧系统输出端,磷素输出总量由45.0 Gg增至90.9 Gg,主要输出项为作物主产品和粪尿损失,其中作物主产品变化较小,由24.3 Gg增至26.7 Gg,粪尿损失磷增加较多,由1.44 Gg增至25.8 Gg;在农牧系统内部,磷素的主要去向为土壤累积,且逐年上升,由18.1 Gg升至106 Gg,种植业磷素利用率(PUEc)由36.1%降至16.6%,农牧系统的磷素利用率(PUEc+a)变化趋势与PUEc相仿,逐渐下降并最终维持于15.0%,同时单位农牧产品磷损失由0.3 kg P·kg^-1逐渐上升并稳定于1.3 kg P·kg^-1。在经济发展和种植结构方面,当人均生产总值(GDP)<1.1万元时,GDP与化肥磷投入数量呈显著正相关,当GDP<1.5万元时,与单位农牧产品磷损失之间呈显著正相关,人均GDP<1.3万元时,与PUEc呈显著负相关;经济作物播种面积占比与单位农牧产品磷损失、化肥磷投入之间呈极显著正相关,与PUEc之间呈极显著负相关。【结论】当前福建省种植业结构特征为经济作物播种面积占比较高,同时单位面积化肥磷投入量较大,养殖业畜禽粪尿循环不充分,导致单位农牧产品磷损失较多,同时磷素利用率偏低。因此,控制磷肥的施用量、增强农牧业废弃物资源化利用程度,将是提高福建省农牧系统磷素利用率,促进农牧业可持续绿色发展的保障。

基于GIS技术的福安市茶园土壤环境质量调查与评价

借助GPs、GIS技术对福安市茶园土壤的环境质量进行调查评价。结果表明：福安市土壤环境质量等级为优、良和不合格的茶园面积分别占调查总面积的67.9％、31.4％和0.7％。茶园土壤污染主要表现为不同程度的铅和铜污染,铅和铜含量超过无公害茶园土壤环境质量标准的样品数分别占调查总样品数的4.0％和1.3％,镉、铬含量均低于绿色食品产地的土壤污染物限值,汞、砷含量则均低于无公害茶园土壤环境质量标准。表明福安市茶园土壤环境质量总体较好。

福建主要耕作土壤有效锌含量分布及影响因素分析

针对当前农业生产中忽视微量元素补充、土壤微量元素含量不均等问题。在福建省8个设区市采集耕作土壤样品23477个,统计了耕作土壤有效锌含量及分布,分析了种植类型、土壤类型、地形地貌、母质类型、土壤pH值、有机质含量等因素对土壤有效锌含量的影响。结果表明:福建省耕作土壤有效锌含量平均为2.86 mg/kg,处于高级水平,变异系数为123%,只有21.56%土壤样品低于中级水平,与全国第二次土壤普查相比有所提高;不同种植类型土壤有效锌含量表现为耕地>果园>茶园,土壤类型表现为水稻土>赤红壤>红壤,地形地貌表现为山地>平原>丘陵,母质类型表现为洪积物>冲积物>残坡积物>海积物>风积物。土壤有效锌含量与土壤pH值、土壤有机质呈显著正相关。综上所述,福建省耕作土壤有效锌总体能满足作物生长的需求,但在部分缺锌地区,建议加强锌肥、有机肥的施用,减少土壤缺锌对作物的影响。

紫云英连续3年压青还田对福建稻区土壤肥力及水稻产量的影响

为研究紫云英连续压青还田对福建稻区土壤肥力及水稻产量的影响,在8个县开展3年定位试验。结果表明,与基础土壤相比,连续3年配合紫云英压青22 500kg·hm-2,各试验区土壤有机质平均增幅15.8%,容重下降8.7%,均达极显著差异水平;土壤全氮、全磷、全钾、有效磷和速效钾分别增加18.4%、16.7%、9.5%、19.7%和70.5%;与常规施肥(CK)相比,后季水稻有效穗和每穗实粒数显著增加,水稻增产6.8%,增产极显著。福建稻区连续种植翻压紫云英对土壤肥力及生产力提升明显,应大面积推广。

福建省典型双季稻区适宜紫云英品种比较试验

在福建闽北山丘盆地(浦城县)、闽西低山丘陵(连城县)、闽东滨海平原(福鼎市)3个典型双季稻区开展适宜紫云英品种比较试验。结果表明,不同稻作区闽紫5号和余江大叶生育期均表现较皖江大叶青和弋江种长。同一试验点紫云英品种鲜草产量存在差异,在浦城以闽紫5号最高,达41.68t/hm2;连城以余江大叶最高,达28.82t/hm2;福鼎以皖江大叶青最高,达29.85t/hm2;同试验点紫云英品种植株养分含量存在差异。综合考虑紫云英生长性状、鲜草产量及植株养分含量等因素,闽北山丘盆地、闽西低山丘陵双季稻区适宜的紫云英品种为闽紫5号和余江大叶,闽东滨海平原双季稻区适宜的紫云英品种为闽紫5号和皖江大叶青。