全 文 ：华北农学报·2011，26(6) :181 -188
收稿日期:2011 － 09 － 17
基金项目:中国农业科学院土壤质量重点开放实验室
作者简介:杨军芳(1975 －) ，男，河北灵寿人，助理研究员，主要从事土壤与植物营养技术研究。
通讯作者:周晓芬(1958 －) ，女，河北阜城人，研究员，主要从事植物营养与施肥技术研究。
太行山前平原小麦 /玉米轮作土壤养分状况
与农田氮、磷、钾平衡分析
杨军芳1，周晓芬1，孙丽敏2，冯 伟1，杜金钟3，崔瑞秀4，孙苏卿5
(1．河北省农林科学院 农业资源环境研究所，河北 石家庄 050051;2．河北省农林科学院 农业信息与经济研究所，河北 石家庄 050051;
3．藁城市土肥站，河北 藁城 052160;4．正定县土肥站，河北 正定 050800;5．无极县土肥站，河北 无极 052460)
摘要:以藁城、无极、正定三个县(市)为例，分析了当前太行山前平原小麦 /玉米轮作土壤养分状况与农田氮、磷、
钾三要素养分平衡特征。结果表明，与第二次土壤普查相比，三县(市)土壤有机质平均含量由 1． 13% 提高到
1. 86%，全氮平均含量由 0． 73g /kg 提高到 1． 14 g /kg，速效磷含量由 10． 3 mg /kg 提高到 29． 83 mg /kg，速效钾含量由
103． 0 mg /kg提高到 117． 2 mg /kg，总体而言，土壤有机质虽有大幅提高，但仍然处于低水平，全氮由很低水平提高到
中等水平，速效磷由中等水平提高到高水平，速效钾略有提高，处于中等水平;三县(市)农田氮、磷、钾总体均处于盈
余状态，平均盈余量分别为 119． 8，53． 5，12． 2 kg /hm2，有 97． 5%农田的氮素、82． 0%农田的磷素、63． 2%农田的钾素处
于盈余状态。在当前生产条件下，化肥的过量投入是导致氮、磷、钾养分盈余、积累的主要原因。
关键词:太行山前平原;小麦 /玉米轮作;土壤养分状况;氮、磷、钾平衡
中图分类号:S143 文献标识码:A 文章编号:1000 － 7091(2011)06 － 0181 － 08
Analysis of the Soil Nutrient Status and Balance of Nitrogen，Phosphorus，Potassium of
Cropland with Wheat /maize Rotation in the Piedmont Plain of Taihang Mountains
YANG Jun-fang1，ZHOU Xiao-fen1，SUN Li-min2，FENG Wei1，DU Jin-zhong3，
CUI Rui-xiu4，SUN Su-qing5
(1． Institute of Agro-Resources and Environment，Hebei Academy of Agriculture and forestry Sciences，
Shijiazhuang 050051;2． Institute of Agricultural Information and Economics，Hebei Academy of Agriculture
and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051;3． Station of Soil and Fertilizer of Gaocheng County，
Gaocheng 052160，China;4． Station of Soil and Fertilizer of Zhengding County，Zhengding 050800，
China;5． Station of Soil and Fertilizer of Wuji County，Wuji 052460，China)
Abstract:The research was conducted in Gaocheng，Wuji，Zhengding，analyzed the status of soil nutrient with
wheat /maize rotation in the piedmont plain of Taihang mountains and the balance of nitrogen，phosphorus and potas-
sium of the cropland． The results indicated that compared with the second national soil survey in the three counties
(city) ，the average of soil organic matter content had been improved from 1． 13% to 1． 86%，was still at a low lev-
el;the average of Total nitrogen content had been improved from 0． 73 g /kg to 1． 14 g /kg，was at a middle level;the
average of Available phosphorus content had been improved from 10． 3 mg /kg to 29． 83 mg /kg，was at a high level;
the average of Available potassium content had been improved from 103． 0 mg /kg to 117． 2 mg /kg，was at a middle
level． In general，the nutrient of nitrogen，phosphorus and potassium of the farmland in three counties(city)was sur-
plus as a whole． In the current condition of agriculture production，the overdue fertilization is the main cause of that．
Key words:The piedmont plain of Taihang mountains;Wheat /maize rotation;Status of soil nutrient;Balance of
nitrogen，phosphorus and potassium
182 华 北 农 学 报 26 卷
太行山前平原位于太行山山麓，由太行山流出
的多条河流在山麓向平原缓缓倾斜与低平原交界处
形成洼地，地势平坦，光热条件好，年降水量 480 ～
650 mm，多集中在 7 － 8 月份，雨热同季，土层厚土
质好，主要有石灰性褐土、潮褐土、潮土等，耕地自然
质量等别较高等，是华北平原小麦、玉米生产的高
产区。
近年来，随着人们对配方施肥重视程度的提高，
我国许多地方都对本地区土壤进行了测土化
验［1 － 9］，这无疑对科学配方施肥提供更为精确的参
考依据。自 20 世纪 80 年代第二次土壤普查以来，
近 30 年的时期内，太行山前平原小麦 /玉米轮作耕
地利用方式和耕作管理制度发生了很大变化，秸秆
还田技术的普及和氮、磷、钾复混(合)肥的广泛施
用直接影响着土壤的肥力状况。土壤养分是土壤肥
力的重要指标，是测土平衡施肥的重要依据，而农田
养分平衡是决定土壤养分水平发展趋向的基本因
素［10］，氮、磷、钾的盈亏量决定了土壤养分的变化方
向［11］，合理施肥调节农田养分的循环和平衡是提高
土壤肥力的主要手段［12 － 14］，因此了解掌握本区域内
土壤养分分布特点及农田氮、磷、钾平衡状况，加强
人为调控土壤养分的自觉性，将会对农业生产的持
续稳定发展起到重要作用。为此，于 2009 － 2010 年
结合河北省太行山前平原区藁城、正定、无极三县
(市)的测土配方施肥工程，对当地小麦 /玉米轮作
耕层土壤样本进行了采集和化验，通过土壤取样点
经济产量、养分投入调查与养分平衡的关系，对该区
域土壤主要养分和农田氮、磷、钾平衡状况进行了综
合分析，以期为太行山前平原小麦玉米轮作土壤养
分的科学管理和合理施肥提供重要参考依据。
1 材料和方法
1． 1 土壤养分调查与测试方法
2009 － 2010 年在太行山前平原选择典型县市
(藁城市、正定县、无极县) ，根据当地土壤肥力、产
量水平和施肥现状，结合第二次土壤普查原采样位
点，每个县(市)以 1 km左右为步长布点，每个位点
10 ～ 15 hm2 区域内按“S”形取一个混合土样，共采
集耕层(0 ～ 20 cm)土壤样品 927 个。每个土壤样
品混匀后按“四分法”缩分，留取 1 kg 土壤风干、磨
碎、过筛。有机质和全氮测定采用磨细并通过 0． 25
mm筛土样，速效钾、速效磷测定采用磨细通过 1． 0
mm筛土样。
土壤有机质采用重铬酸钾容量法，全氮采用凯
氏定氮法，速效磷采用 Olsen 法，速效钾采用
1. 0mol /L乙酸铵浸提 －火焰光度计法［15］。土壤养
分状况依据第二次土壤普查土壤养分分级标准［16］
(表 1)并与二次土壤普查结果［16］(表 2、表 3)进行
对比分析。
表 1 土壤养分含量分级
Tab． 1 Classification of soil nutrient content
级别
Grade
丰缺状况
Nutrient status
有机质 /%
Organic matters
全氮 /(g /kg)
Total N
速效磷 /(mg /kg)
Available P
速效钾 /(mg /kg)
Available K
Ⅰ 极高 Ehigh ＞ 4 ＞ 2 ＞ 40 ＞ 200
Ⅱ 高 3 ～ 4 1． 5 ～ 2 20 ～ 40 150 ～ 200
Ⅲ 中等 2 ～ 3 1 ～ 1． 5 10 ～ 20 100 ～ 150
Ⅳ 低 1 ～ 2 0． 8 ～ 1 5 ～ 10 50 ～ 100
Ⅴ 很低 0． 6 ～ 1 0． 5 ～ 0． 8 3 ～ 5 30 ～ 50
Ⅵ 极低 ＜ 0． 6 ＜ 0． 5 ＜ 3 ＜ 30
表 2 第二次土壤普查三县(市)土壤养分含量状况与分布
Tab． 2 Status and distribute of soil nutrient content of the second national soil survey in the three county(city)
有机质 /%
Organic matter
全氮 /(g /kg)
Total nitrogen
藁 城
Gaocheng
正 定
Zhengding
无 极
Wuji
平均
Average
藁 城
Gaocheng
正 定
Zhengding
无 极
Wuji
合计
Average
平均值 Average 1． 04 1． 24 1． 12 1． 13 0． 67 0． 77 0． 74 0． 73
各级养分含量分布率% Ⅰ — — — — — — — —
Rates of different grades Ⅱ — 0． 23 — 0． 08 — 0． 2 — 0． 07
Ⅲ — 0． 34 — 0． 11 — 3． 7 — 1． 23
Ⅳ 78． 11 90． 30 80． 46 82． 96 77． 09 52． 00 56． 51 61． 87
Ⅴ 21． 52 8． 79 15． 14 15． 15 21． 69 42． 30 34． 90 32． 96
Ⅵ 0． 37 0． 34 4． 40 1． 70 1． 22 1． 80 8． 59 3． 87
6 期 杨军芳等:太行山前平原小麦 /玉米轮作土壤养分状况与农田氮、磷、钾平衡分析 183
表 3 第二次土壤普查三县(市)土壤养分含量状况与分布
Tab． 3 Status and distribute of soil nutrient content of the second national soil survey in the three county(city)
速效磷(mg /kg)
Available phosphorus
速效钾(mg /kg)
Available potassium
藁 城
Gaocheng
正 定
Zhengding
无 极
Wuji
平均
Average
藁 城
Gaocheng
正 定
Zhengding
无 极
Wuji
平均
Average
平均值 Average 10 11 10 10． 3 110 94 105 103
各级养分含量分布率 /% Ⅰ — 0． 20 — 0． 07 — 2． 00 0． 48 0． 83
Rates of different grades Ⅱ 4． 35 9． 20 4． 08 5． 88 4． 48 2． 30 7． 90 4． 89
Ⅲ 22． 20 44． 10 34． 68 33． 66 62． 20 29． 20 36． 70 42． 70
Ⅳ 64． 17 34． 90 58． 33 52． 47 31． 95 64． 20 52． 70 49． 62
Ⅴ 9． 28 9． 70 1． 67 6． 88 1． 37 2． 30 2． 11 1． 93
Ⅵ — 1． 90 1． 24 1． 05 — — 0． 11 0． 04
1． 2 农田氮、磷、钾平衡的计算
1． 2． 1 小麦 /玉米两熟产量和施肥状况调查 调查
土壤取样点小麦 /玉米两熟常年产量，轮作小麦 /玉
米秸秆还田按 100%计算，取样点施肥调查包括有
机肥、化肥施用类型、养分含量和用量。
1． 2． 2 农田氮、磷、钾平衡计算方法和参数确定
养分平衡 =养分投入 －养分产出
养分投入 =有机肥(厩肥 +秸秆)投入 +无机肥投入
+灌溉投入 +降雨投入 +种子投入 +非共生固氮
养分支出 =粮食产出 +非产品产出 +养分损失
有机肥养分投入根据有机肥品种、养分含量［17］
和用量获得;无机肥养分投入根据无机肥品种、养分
含量和用量获得，常用无机肥包括碳铵(N:17%)、
尿素(N:46%)、二铵(N:18%，P2O546%)、氯化钾
(K2O:60%) ，小麦、玉米专用配方肥氮、磷、钾平均含
量分别为 N17(变幅:15% ～ 20%)－ P2O519(变幅:
15% ～25%)－ K2O 10(变幅:6% ～ 15%)和 N27(变
幅:22% ～ 30%)－ P2O56(变幅:0% ～ 8%)－ K2O 6
(变幅:5% ～10%) ;其他养分投入(包括灌溉、降雨、
种子、非共生固氮)和养分损失见表 4。小麦播种量
以 180 kg /hm2 计算，玉米播种量以 45 kg /hm2计算，
养分投入量根据播种量和籽粒养分含量［17］。
表 4 其他养分投入与肥料养分损失参数表［18 －20］
Tab． 4 Parameter list of the else nutrients input and the fertilizer loss
养分
Nutrient
灌溉投入
/(kg /(hm2·a) )
Irrigation input
降雨投入
/(kg /(hm2·a) )
Rainfall input
种子投入
/(kg /(hm2·a) )
Seed input
非共生固氮
/(kg /(hm2·a) )
Non-symbiotic
nitrogen
肥料养分
损失率 /%
Loss rate of
fertilizer nutrients
N 17． 75 2． 90 4． 18 15 25． 07
P2O5 1． 59 1． 80 1． 59 — 0． 30
K2O 6． 00 3． 00 1． 05 — 6． 00
1． 3 统计分析
试验结果采用 Excel 和 SPSS17． 0 软件进行统
计分析。
2 结果与分析
2． 1 土壤养分状况分析
2． 1． 1 耕层土壤有机质含量 从图 1 和表 5 可知，
三县(市)土壤有机质含量分布主要集中在第Ⅲ、Ⅳ
级别水平，两者占调查总样本的 95． 27%，土壤有机
质含量次数分布曲线的偏度系数为 0． 19，峰度系数
为 0． 95，近似正态分布。土壤有机质平均含量总体
处于低水平，变化范围在 0． 59% ～ 3． 67%，平均值
为 1． 86%，标准差为 0． 45，变异系数为 24． 14，属中
等变异。与第二次土壤普查相比(表 2、表 5) ，土壤
有机质平均含量由 1． 13%提高到 1． 86%，增量为
0． 73%，增幅为 64． 6%，第Ⅲ级别样本比例的提高
是土壤有机质含量增加的主要因素，但土壤有机质
含量处以极高水平的样本仍然没有。
从各县(市)来看(表 5) ，藁城市土壤有机质平
均含量最高，无极县最低，正定县介于两者之间，变
异程度依次为藁城 ＞正定 ＞无极，均属中等变异，三
县(市)之间变异差异不大。与第二次土壤普查相
比(表 2、表 5) ，藁城、正定、无极三县(市)土壤有机
质平均含量均有不同程度提高，增量分别为
0. 92%，0． 63%，0． 63%，增幅分别为 88． 5%、
50. 8%和 56． 3%，以藁城有机质平均含量增量最
大，增幅最高。从各级养分分布比率看，以第Ⅲ级别
养分分布比率增加最大，依次为藁城 ＞正定 ＞无极，
分别比二次土壤普查增加了 46． 89%，32． 22% 和
20． 72%。
184 华 北 农 学 报 26 卷
图 1 三县(市)土壤有机质含量的次数分布
Fig． 1 Frequency distribution of the content
of soil organic matter in teh three counties(city)
图 2 三县(市)土壤全氮含量的次数分布
Fig． 2 Frequency distribution of the content
of soil total nitrogen in the three counties(city)
表 5 三县(市)土壤有机质含量分布的描述统计分析
Tab． 5 Descriptive statistics of the soil organic matter in the three counties(city)
县(市)
County
(city)
样本数
Samples
范围
/%
Range
算术
平均值
/%Mean
标准差
SE
变异
系数
/% CV
偏度系数
Skewness
峰度
系数
Kurtosis
各级养分含量分布率%
Rate of different grades
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
藁 城 Gaocheng 322 0． 62 ～ 3． 67 1． 96 0． 52 26． 53 － 0． 11 － 0． 02 0 1． 86 46． 89 47． 52 3． 73 0
正 定 Zhengding 301 0． 70 ～ 3． 48 1． 87 0． 42 22． 46 0． 22 1． 62 0 1． 00 32． 56 62． 13 4． 32 0
无 极 Wuji 304 0． 59 ～ 3． 22 1． 75 0． 41 23． 43 0． 45 1． 24 0 0． 99 20． 72 75． 99 2． 30 0
平 均 Average 927 0． 59 ～ 3． 67 1． 86 0． 45 24． 14 0． 19 0． 95 0 1． 28 33． 39 61． 88 3． 45 0
2． 1． 2 耕层土壤全氮含量 从图 2 和表 6 可以看
出三县(市)土壤全氮含量主要集中在第Ⅲ、Ⅳ级别
水平，两者合计占调查总样本比例的 78． 17%，第
Ⅱ、Ⅴ级别的样本分别占总调查样本比例的
10. 64%，9． 44%，极高和极低水平分别占总样本比
例的 0． 32%，1． 43%，土壤全氮含量次数分布曲线
的偏度系数为 0． 23，峰度系数为 0． 26，近似正态分
布。土壤全氮平均含量总体处于中等水平，变化范
围 0. 33 ～ 2． 34 g /kg，平均值为 1． 14 g /kg，标准差
0. 30，变异系数 26． 90%，属中等变异。与二次土壤
普查相比(表 2、表 6) ，土壤全氮平均含量由 0． 73
g /kg提高到了 1． 14 g /kg，增量为 0． 41 g /kg，增幅为
56． 16%，有占比例 0． 32%样本土壤全氮达到了极
高水平，仅有 1． 43%的土壤处于极低水平。提高了
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级别全氮分布比例，尤其是第Ⅲ级别样本
比例的大幅度提高是土壤全氮总体提高的重要
因素。
从各县(市)来看(表 6) ，土壤全氮平均含量依
次为无极 ＞藁城 ＞正定，均为中等含量水平，变异程
度依次为正定 ＞藁城 ＞无极，均属中等变异，三县
(市)之间变异差异不大。与第二次土壤普查相比
(表 2、表 6) ，藁城、正定、无极三县(市)土壤全氮平
均含量均有不同程度提高，增量分别为 0． 50，0． 29，
0． 45 g /kg，增幅分别为 74． 63%，37． 66% 和
60. 81%，以藁城市增量和增幅最大。从各级养分分
布比例来看，以第Ⅲ级别养分分布比率增加最大，依
次为无极 ＞藁城 ＞正定，分别比二次土壤普查增加
了 65． 13%，62． 11%和 43． 48%。
表 6 三县(市)土壤全氮含量分布的描述统计分析
Tab． 6 Descriptive statistics of the soil total N in the three counties(city)
县(市)
County
(city)
样本数
Samples
范围
/%
Range
算术
平均值
/(g /kg)
Mean
标准差
SE
变异
系数
/% CV
偏度系数
Skewness
峰度
系数
Kurtosis
各级养分含量分布率 /%
Rate of different grades
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
藁 城 Gaocheng 322 0． 41 ～ 2． 19 1． 17 0． 28 23． 93 0． 02 0． 07 0． 31 12． 42 62． 11 17． 39 7． 45 0． 31
正定 Zhengding 301 0． 33 ～ 1． 93 1． 06 0． 37 34． 91 0． 33 － 0． 15 0． 00 8． 31 47． 18 25． 91 15． 61 2． 99
无 极 Wuji 304 0． 44 ～ 2． 34 1． 19 0． 26 21． 85 0． 34 0． 85 0． 66 11． 18 65． 13 16． 78 5． 26 0． 99
平 均 Average 927 0． 33 ～ 2． 34 1． 14 0． 30 26． 90 0． 23 0． 26 0． 32 10． 64 58． 14 20． 03 9． 44 1． 43
2． 1． 3 耕层土壤速效磷含量 由图 3 和表 7 可以
看出，三县(市)土壤速效磷含量分布主要集中在第
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级别水平，三者合计占调查总样本比例的
92． 84%，土壤速效磷含量次数分布曲线的偏度系数
6 期 杨军芳等:太行山前平原小麦 /玉米轮作土壤养分状况与农田氮、磷、钾平衡分析 185
为 0． 81，峰度系数为 0． 34，呈高峰偏左的正偏峰。
土壤速效磷平均含量总体处于高水平，变幅为 1． 62
～ 92． 66 mg /kg，平均值 29． 83 mg /kg，标准差
16. 07，变异系数 53． 68%，属高度变异。与二次土
壤普查相比(表 3、表 7) ，土壤速效磷平均含量由
10． 3 mg /kg 提高到了 29． 83 mg /kg，增量为 19． 53
mg /kg，增幅高达 189． 6%，有占比例 23． 74%样本土
壤速效磷含量达到了极高水平，仅有 0． 76% 和
0. 33%比例的调查样本土壤速效磷含量处于低和极
低水平。大幅提高Ⅰ、Ⅱ级别样本分布比例是土壤
速效磷平均含量增加的主要因素。
从各县(市)来看(表 7) ，土壤速效磷平均含量
依次为无极 ＞藁城 ＞正定，均为高含量水平，无极、
藁城第Ⅰ级别土壤速效磷分布比例远高于正定，分
别占 各 自 总 样 本 比 例 的 29． 61%，27． 33%，
14. 29%。三县(市)土壤速效磷含量变异程度依次
为藁城 ＞无极 ＞正定，均属高度变异，三县(市)之
间变异差异不大。与二次土壤普查相比(表 3、表
7) ，藁城、正定、无极三县(市)土壤速效磷平均含量
均有很大程度增加，增量分别为 21． 30，14． 95，
22. 23 mg /kg，增幅分别为 213． 00%，135． 91%，
222. 3%，以无极县增量和增幅最大。从各级别养分
分布比例来看，第Ⅰ、Ⅱ级别养分分布增加比例最
大，二者合计依次为无极 ＞藁城 ＞正定，分别比二次
土壤普查增加了 69． 28%，64． 91%，50． 40%。
图 3 三县(市)土壤速效磷含量的次数分布
Fig． 3 Frequency distribution of the content
of soil phosporus in teh three Counties(city)
图 4 三县(市)土壤速效钾含量的次数分布
Fig． 1 Frequency distribution of the content
of soil available potassium in teh three Counties(city)
表 7 三县(市)土壤速效磷含量的描述统计分析
Tab． 7 Descriptive statistics of the soil available phosphorus in the three counties(city)
县(市)
County
(city)
样本数
Samples
范围
/%
Range
算术
平均值
/(g /kg)
Mean
标准差
SE
变异
系数
/% CV
偏度系数
Skewness
峰度
系数
Kurtosis
各级养分含量分布率 /%
Rate of different grades
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
藁 城 Gaocheng 322 4． 38 ～ 82． 77 31． 30 17． 33 55． 37 0． 85 0． 25 27． 33 41． 93 25． 16 4． 97 0． 62 0． 00
正定 Zhengding 301 1． 62 ～ 70． 48 25． 95 13． 18 50． 79 0． 75 0． 40 14． 29 45． 51 30． 90 7． 97 1． 00 0． 66
无 极 Wuji 304 2． 16 ～ 92． 66 32． 23 17． 69 54． 89 0． 83 0． 36 29． 61 43． 75 20． 07 5． 59 0． 66 0． 33
平 均 Average 927 1． 62 ～ 92． 66 29． 83 16． 07 53． 68 0． 81 0． 34 23． 74 43． 73 25． 37 6． 18 0． 76 0． 33
2． 1． 4 耕层土壤速效钾含量 由图 4 和表 8 可以
看出，三县(市)土壤速效钾含量主要集中在第Ⅲ、
Ⅳ级别水平，二者合计占调查总样本比例的
83. 03%，土壤速效钾含量次数分布曲线的偏度系数
为 0． 80，峰度系数为 1． 32，呈高峰偏左的正偏峰。
土壤速效钾平均含量总体处于中等水平，变幅为
32． 0 ～ 257． 4 mg /kg，平均值 117． 2 mg /kg，标准差
35． 87，变异系数 30． 54，属中等变异。与二次土壤
普查相比(表 3、8) ，土壤速效钾平均含量由 103． 0
mg /kg提高到了 117． 2 mg /kg，增量为 14． 2 mg /kg，
增幅为 13． 8%，有占比例 16． 20%样本土壤速效钾
含量大于 150 mg /kg，所占比例比二次土壤普查增
加了 10． 48%，是土壤速效钾平均含量略有增加的
主要因素。
从各县市(表 8) ，土壤速效钾平均含量依次为
正定 ＞藁城 ＞无极，均处于中等水平。第Ⅰ、Ⅱ级别
养分分布比例合计依次为正定 ＞藁城 ＞无极，分别
为 21． 60%，16． 46%，10． 52%。三县(市)土壤速效
钾含量变异程度依次为正定 ＞藁城 ＞无极，均属中
等变异。与二次土壤普查相比(表 3，表 8) ，藁城、
正定、无极三县(市)土壤速效钾平均含量均有不同
程度增加，增量分别为 7． 9，25． 9，8． 8 mg /kg，增幅
分别为 7． 2%，27． 6%，8． 4%，以正定县增量和增幅
最大。从各级养分分布比例来看，第Ⅰ、Ⅱ级养分分
186 华 北 农 学 报 26 卷
布比例合计依次为正定 ＞藁城 ＞无极，分别比二次
土壤普查增加 17． 3%，12． 0%，2． 1%，是各县市土
壤速效钾含量略有增加的主要因素。
表 8 三县(市)土壤速效钾含量描述性统计
Tab． 8 Descriptive statistics of the soil available potassium in the three counties(city)
县(市)
County
(city)
样本数
Samples
范围
/%
Range
算术
平均值
/%
Mean
标准差
SE
变异
系数
/% CV
偏度系数
Skewness
峰度
系数
Kurtosis
各级养分含量分布率 /%
Rate of different grades
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
藁 城 Gaocheng 322 56． 4 ～ 248． 3 117． 9 33． 42 28． 35 0． 91 1． 29 2． 80 13． 66 50． 93 32． 61 0． 00 0
正 定 Zhengding 301 32． 0 ～ 257． 4 119． 9 42． 74 35． 65 0． 24 － 0． 24 3． 99 17． 61 44． 52 32． 23 1． 66 0
无 极 Wuji 304 42． 7 ～ 243． 1 113． 8 31． 44 27． 63 1． 26 2． 92 1． 97 8． 55 53． 62 35． 20 0． 66 0
平 均 Average 927 32． 0 ～ 257． 4 117． 2 35． 87 30． 54 0． 80 1． 32 2． 92 13． 28 49． 69 33． 34 0． 77 0
2． 2 农田系统氮、磷、钾平衡分析
从表 9 可以看出，三县(市)小麦 /玉米轮作两
季粮食平均总产为 14 640 kg /hm2，处于较高水平，
氮、磷、钾养分平均投入分别为 453． 0，152． 5，72． 0
kg /hm2，氮、磷投入水平较高，钾投入较为适宜。从
各县(市)来看，无极县氮、磷养分平均投入最高，正
定县最低，藁城市平均投入与无极相当，钾平均投入
依次为正定 ＞藁城 ＞无极。
表 9 三县(市)小麦 /玉米轮作两熟产量与养分投入状况
Tab． 9 Yield and nutrient input of wheat /maize rotation in the three counties(city) kg /hm2
县(市)
County(city)
藁 城
Gaocheng
正 定
Zhengding
无 极
Wuji
平 均
Average
产量 Yield 变幅 12 000 ～ 17 850 11 550 ～ 16 500 12 150 ～ 16 500 12 000 ～ 17 850
平均值 14 820 14 505 14 595 14 640N
投入 Input 变幅 241． 5 ～ 750． 0 180． 0 ～ 696． 0 291． 0 ～ 787． 5 180． 0 ～ 787． 5
平均值 466． 5 417． 0 475． 5 453． 0
P2O5 投入 Input 变幅 36． 0 ～ 552． 0 36． 0 ～ 291． 8 36． 5 ～ 448． 5 36． 0 ～ 552． 0
平均值 162． 0 126． 0 169． 5 152． 5
K2O投入 Input 变幅 0 ～ 303． 8 15． 0 ～ 160． 5 0 ～ 210 0 ～ 303． 8
平均值 70． 5 81． 0 64． 5 72． 0
从养分平衡来看(表 10) ，三县(市)小麦 /玉米
轮作农田氮、磷、钾养分总体处于盈余状态，其中氮
素平均盈余量在 94． 7 ～ 138． 0 kg /hm2 之间，平均盈
余 119． 8 kg /hm2，以无极氮平均盈余量最高，藁城次
之，正定最低;磷素平均盈余量在 28． 0 ～ 70． 7
kg /hm2之间，平均盈余 53． 5 kg /hm2，变化趋势与氮
素一致;钾素平均盈余量在 4． 8 ～ 22． 3 kg /hm2 之
间，平均盈余 12． 2 mg / hm2，以正定平均盈余量最
高，无极最低，藁城介于两者之间，三县(市)氮、磷、
钾平均盈余量分别占其平均总投入量的 26． 44%，
35． 08%，16． 94%。
表 10 三县(市)氮、磷、钾平衡
Tab． 10 Nutrient balance of nitrogen、phosphorus and potassium in the three counties(city) kg /hm2
县(市)
County(city)
N平衡
N balance
P2O5 平衡
P2O5 balance
K2O平衡
K2O balance
变幅
Range
平均值
Average
变幅
Range
平均值
Average
变幅
Range
平均值
Average
藁城 Gaocheng － 19． 5 ～ 348． 5 126． 8 － 55． 5 ～ 287． 0 61． 8 － 67． 3 ～ 225． 8 9． 5
正定 Zhengding － 78． 6 ～ 307． 8 94． 7 － 56． 6 ～ 196． 2 28． 0 － 36． 8 ～ 94． 0 22． 3
无极 Wuji － 9． 4 ～ 361． 0 138． 0 － 50． 7 ～ 362． 2 70． 7 － 64． 1 ～ 114． 5 4． 8
平 均 Average － 9． 4 ～ 361． 0 119． 8 － 50． 7 ～ 362． 2 53． 5 － 36． 8 ～ 225． 8 12． 2
由氮、磷、钾平衡分布比例来看(表 11) ，三县
(市)有 97． 5%农田的氮素、82． 0%农田的磷素处于
盈余状态，钾素虽然有 63． 2%的农田达到盈余状
态，但仍有 36． 8%的农田处于亏缺状态。从各县
(市)来看，氮素、磷素处于盈余状态所占的比例依
次为无极 ＞藁城 ＞正定，钾素处于盈余状态所占的
比例依次为正定 ＞藁城 ＞无极。
由此可知，在当前生产管理水平下，化肥的过量
投入，是造成小麦 /玉米轮作农田系统氮、磷、钾盈余
的主要原因，因材在了解土壤养分状况的基础上，依
6 期 杨军芳等:太行山前平原小麦 /玉米轮作土壤养分状况与农田氮、磷、钾平衡分析 187
据养分平衡的原理合理施肥，是节本增效和减少环
境风险的科学施肥管理方法，是农业可持续发展的
重要途径。
表 11 三县(市)氮、磷、钾平衡分布比例
Tab． 11 Distribution ratio of balance of nitrogen，phosphorus，potassium in the three counties(city) %
县(市)County(city) N平衡 N Balance P2O5 平衡 P2O5 Balance K2O平衡 K2O Balance
分 级 Grade ≥0 ＜ 0 ≥0 ＜ 0 ≥0 ＜ 0
藁城 Gaocheng 99． 0 1． 0 82． 1 17． 9 57． 7 42． 3
正定 Zhengding 94． 1 5． 9 74． 9 25． 1 80． 2 19． 8
无极 Wuji 99． 3 0． 7 89． 1 10． 9 51． 8 48． 2
平 均 Average 97． 5 2． 5 82． 0 18． 0 63． 2 36． 8
3 讨论与结论
太行山前平原三县(市)小麦 /玉米轮作区土壤
养分含量状况发生了很大变化，土壤有机质含量为
0． 59% ～ 3． 67%，平均 1． 86%，比第二次土壤普查
的 1． 13%相对提高了 64． 4%，增幅非常明显，但大
多仍处于中等偏低水平。土壤全氮含量范围为
0. 33 ～ 2． 34 g /kg，平均 1． 14 g /kg，与二次普查相比
相对提高了 56． 16%，增加非常显著，总体由低水平
提高到中等水平。土壤速效磷含量范围为 1． 62 ～
92． 66 mg /kg，平均值 29． 83 mg /kg，比二次普查相对
提高了 189． 6%，在各养分中增幅最大，且大部分样
点达到了中高水平。土壤速效钾范围为 32． 0 ～
257． 4 mg /kg，平均值 117． 2 mg /kg，比二次普查提高
了 13． 8%，虽然增幅最低，总体也达到了中等水平。
农田氮、磷、钾养分收支平衡分析显示，在三县
(市)调查样点中有 97． 5%农田的氮素、82． 0%农田
的磷素、63． 2%农田的钾素收支状况处于盈余状态，
平均盈余量分别为氮 119． 8 kg /hm2、磷 53． 5 kg /hm2、
钾 12． 2 kg /hm2，同时也存在个别样点盈余量很高或
亏缺较多的现象。结果表明，在当前的栽培管理条件
下，氮、磷、钾总体均处于盈余状态，尤其是氮、磷化肥
的过量投入比较突出，钾素虽然仍有较大比例的亏缺
或盈余量较低，随着近几年的秸秆还田、钾肥投入的
增加会对钾肥力的提高起到一定作用。
三个县(市)之间土壤养分状况存在不同程度
的差异，这主要与当地的施肥习惯以及肥料品种、市
场来源等差异所致。而样点之间的差异远远大于县
域之间的差异，如土壤速效磷含量变化范围在 1. 62
～ 92． 66 mg /kg，高低相差 60 倍之多，反映了农户之
间养分管理存在很大的不均衡性，施肥不足和超量
问题依然存在。氮、磷肥的施用量相对较高，大部分
样点表现了盈余，相对土壤氮、磷肥力也表现出明显
提高，因此，农田养分的盈余量与亏缺量的多少决定
了土壤养分的变化方向。
研究农田养分的盈亏对个体农田养分或区域宏
观养分的调控具有重要意义。太行山前平原小麦 /
玉米轮作施肥管理中，应在土壤养分测试基础上，依
据养分平衡的原理，合理调节农田养分投入，土壤养
分含量极高的土壤，养分平衡允许适度亏缺，不施肥
或减量施肥;中等养分含量土壤应保持养分平衡，合
理施肥，以维持土壤肥力为主;土壤养分较低的土
壤，养分平衡可适度有所盈余，以达到提高作物产量
的同时培肥地力。
养分平衡计算结果受各参数影响，参数选择不
同，养分平衡的计算结果会有很大差异，尤以氮素平
衡受参数影响程度最大［21］。因此，加强太行山前平
原小麦 /玉米轮作不同土壤类型、不同质地、不同施
肥方式下氮素平衡各参数研究，对于科学评价该区
域养分盈亏状况具有重要意义。
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