全 文 ：苏南地区稻田土壤肥力演变、养分平衡和合理施肥 3
李荣刚1 　杨林章2 3 　皮家欢3
(1 江苏省农林厅 , 南京 210036 ;2 中国科学院南京土壤研究所 , 南京 210008 ;3 江苏省无锡市农业局 , 无锡 214023)
【摘要】　采用宏观数据、研究参数与微观调查数据相结合的方法 ,分析区域肥力演变、养分平衡与合理施
肥量. 结果表明 , 1982～1996 无锡市土壤氮素及有机质含量增加较快 ,磷素增加较慢 ,钾素含量普遍下
降 ;1990～1997 年无锡市和常州市稻田氮素普遍盈余 ,钾素普遍亏缺 ,磷素无锡市盈余 ,常州市亏缺 ;以此
为依据 ,1996 年无锡市氮磷钾肥的合理投入量分别是 488. 9、113. 1 和 235. 1 kg·hm - 2 ;常州市分别为
499. 4、112. 5 和 234. 2 kg·hm - 2 ,由于土壤中氮素积累、钾素亏缺现象明显 ,实际施氮量和施钾量要显著低
于和显著高于合理施氮量和施钾量.
关键词 　苏南地区 　稻田 　肥力演变 　养分平衡 　合理施肥量
文章编号 　1001 - 9332 (2003) 11 - 1889 - 04 　中图分类号 　S714. 2 　文献标识码 　A
Soil fertility evolution , nutrient balance and reasonable fertilization in paddy f ield in southern area of Jiangsu
Province. L I Ronggang1 , YAN G Linzhang2 , PI Jiahuan3 (1 Jiangsu Depart ment of A griculture and Forest ry ,
N anjing 210013 , China ;2 N anjing Institute of Soil Science , Chinese Academy of Sciences , N anjing 210008 ,
China ;3 A gricultural B ureau of W uxi , Jiangsu Province , W uxi 214023 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,
2003 ,14 (11) :1889～1892.
With the integration of macro2statistical data , micro2survey data and parameters obtained from previous studies ,
the soil fertility evolution and nutrient balance in paddy fields in southern Jiangsu were analyzed to provide evi2
dence of scientific fertilizer application. It was showed that from 1982 to 1996 , the total nitrogen and organic
matter contents in Wuxi paddy fields had a rapid increase , phosphorus had a slow increase , and potassium had a
general decrease. Soil nutrient balance analysis in Wuxi and Changzhou cities showed that nitrogen was common2
ly surplus , potassium was generally inadequate , and phosphorus was different from nitrogen and potassium.
Phosphorus was surplus in Wuxi city and inadequate in Changzhou city. On the basis of nutrient balance , the
reasonable nitrogen , phosphorus and potassium fertilizer application amount was 488. 9 , 113. 1 and 235. 1 kg·
hm - 2 in Wuxi , and 499. 4 , 112. 5 and 234. 2 kg·hm - 2 in Changzhou paddy fields , respectively. Due to the ni2
trogen accumulation and potassium absence in soil , the nitrogen and potassium application amount should be low2
er and higher than the above reasonable nitrogen and potassium application amount .
Key words 　Southern area of Jiangsu Province , Paddy field , Fertility evolution , Nutrient balance , Reasonable
fertilizer application amount . 3 中国科学院重大项目 ( KZCX22413)和国家重大基础研究发展规划
资项目 ( G1999011802) .3 3 通讯联系人.
2000 - 12 - 12 收稿 ,2003 - 03 - 03 接受.
1 　引 　　言
湖泊富营养化、臭氧层破坏、全球气候变暖是世
界普遍关注的热点问题 ,这些问题与农田氮肥施用
密切相关[5 ,10 ,11 ] . 为遏止农田氮素污染势头 ,许多
学者纷纷进行合理施氮量方面的研究 ,但这些研究
大多基于田块水平 ,同时没有将互为关联的 N、P、K
三要素统一考虑 ,对以区域为单位 ,以养分平衡为依
据 ,进行大尺度合理施肥量方面的研究 ,以及用土壤
养分特征变化进一步校正合理施氮量方面的研究 ,
很少见到报道.
2 　研究地区与方法
211 　研究地区概况
所研究地区包括苏州、无锡、常州三市 ,属于北亚热带季
风气候区 ,经济发达 ,1999 年该区人均国内生产总值 21896
元 ,农民人均纯收入 4916 元[3 ] . 研究采用宏观数据、研究参
数收集与微观调查数据相结合的方法 ,分析区域肥力演变、
养分平衡与合理施肥量. 以无锡市 1982 - 1983 年与 1996 年
土壤普查的肥力数据为代表分析该区肥力演变情况 ,通过
1990～1997 年无锡市、常州市稻麦施肥量数据 ,产量数据 ,
以及有关农田养分的输入、输出参数来分析该区稻田养分平
衡状况 ,在此基础上 ,确定合理施肥量.
212 　养分输入参数
　　养分输入的主要来源是降雨、灌溉水、种子幼苗和肥料.
根据采样研究结果并借鉴前人研究参数 ,确定氮磷钾的灌溉
水输入量分别为 35、2. 55 和 22. 8 kg·hm - 2 ,降雨中氮磷钾
应 用 生 态 学 报 　2003 年 11 月 　第 14 卷 　第 11 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Nov. 2003 ,14 (11)∶1889～1892
的输入量分别为 15、1. 65、17. 5 kg·hm - 2 ,种子和幼苗中氮
磷钾的输入量分别为 6. 2、1. 1、3. 0kg·hm - 2 [8 ,10 ] .
213 　养分输出参数
21311 　氮磷钾肥的水体流失量 　氮肥在水体中的流失因肥
料种类不同而有所差异 [2 ,4 ,9 ] ,这里确定氮流失率为 13 %. 磷
钾肥的情况与氮肥有所不同 ,磷肥因大量被土壤固定而流失
量极少 ,一般流失量在 1 %～10 %[8 ] ,这里选定磷的流失率
为 2 %. 钾肥流失率为 10 %.
21312 　氮肥气体损失 　氮素氨化和反硝化损失是氮肥的主
要损失途径 ,损失量因施肥方法、氮肥品种等不同而有所差
异[1 ,12 ] ,化学氮肥损失量比有机氮肥的损失量大 ,尿素的损
失比碳铵严重. 这里确定氮肥的气态损失量占氮肥施用量的
38 %. 磷钾元素为非完全循环矿物质 ,无气态损失.
　　秸秆谷粒随作物移出的养分参数是在鲁如坤的研究结
果[6 ]的基础上修订而来.
3 　结果与分析
311 　太湖地区土壤肥力演变 (以无锡地区为例)
31111 　土壤有机质 　全市土壤有机质含量为26. 19
g·kg - 1 ,比第二次土壤普查全市平均 23. 5 g·kg - 1
增加了 2. 6 g·kg - 1 ,所辖的三市 (县) 从高到低依次
为锡山、江阴、宜兴 ,与 1982～1983 年相比 ,三市、县
均有明显增加 ,增幅最大的是江阴 ,其次是宜兴、锡
山 ,江阴由 22. 88 g·kg - 1 ,提高到 27. 17 g·kg - 1 ,宜
兴由 19. 21 g·kg - 1 ,提高到 23. 88 g·kg - 1 ,锡山由
25. 13 g·kg - 1 ,提高到 27. 81 g·kg - 1 (表 1) . 按土壤
类型来分 ,含量从高到低依次为乌珊土、乌泥土、潮
沙土、黄泥土、白土、湖白土. 其中只有湖白土的含量
下降 ,其余各土壤均有不同程度的增加 (表 2) .
表 1 　无锡市土壤养分含量演变
Table 1 Fluctuation of soil nutrient content in Wuxi area
地区
Area
有机质 Organic
matter (g·kg - 1)
1996 1982～1983
全氮 Total N
(g·kg - 1)
1996 1982～1983
速效磷 Available
P(mg·kg - 1)
1996 1982～1983
速效钾 Available
K(mg·kg - 1)
1996 1982～1983
江阴 Jiangyin 27. 2 22. 4 1. 72 1. 37 9. 10 7. 60 68. 9 77. 3
锡山 Xishan 27. 8 25. 1 1. 78 1. 59 5. 80 8. 60 58. 2 89. 7
宜兴 Yixing 23. 9 19. 2 1. 75 1. 29 9. 60 6. 10 60. 7 78. 0
无锡 Wuxi 26. 1 21. 9 1. 74 1. 37 8. 42 7. 29 62. 9 80. 9
31112 　土壤全氮 　无锡三市、县土壤全氮含量由高
到低依次为锡山、宜兴、江阴 ,但差异较小 ,且均比
80 年代有明显增加 (表 1) . 按土壤类型分 ,其全氮含
量由高到低依次为乌珊土、潮沙土、乌泥土、黄泥土、
白土、湖白土. 其中湖白土的含量有所下降 ,其余均
提高 (表 2) .
31113 　土壤速效磷 　无锡地区土壤速效磷含量差
异较大 ,缺磷面积仍占相当大的比例. 宜兴、江阴都
比过去有较多的增加 ,绝对值分别达到 9. 6 和 9. 1
mg·kg - 1 ;而锡山市则比过去明显下降 ,只有 5. 8
mg·kg - 1 . 从对比结果看 ,宜兴 61 个样品 ,含量下降
的 11 个 ,占 18. 03 % ,江阴 55 个样品 ,下降 15 个 ,
占 27. 3 % ,而锡山市的 42 个样品 ,下降 29 个 ,占
69. 5 %. 根据报道[7 ] ,结合太湖地区实际情况 ,将 8
mg·kg - 1作为缺磷临界指标 ,则宜兴有 30 个样品 ,
占 49. 2 % ,江阴有 23 个样品 ,占 41. 8 % ,锡山有 36
个样品 ,占 85. 7 % ,无锡全市合计有 89 个样品 ,占
56. 3 %(表 1) . 按土壤类型分 ,则湖白土含量最高 ,
达 21. 2 mg·kg - 1 ,其次是乌泥土为 9. 9 mg·kg - 1 ,
潮沙土为 8. 24 mg·kg - 1 ,其它均在 7～8 mg·kg - 1
之间 (表 2) .
表 2 　无锡市不同类型土壤养分含量演变
Table 2 Change of nutrient content of different soil types in Wuxi area
土壤类型
Soil
type
有机质 Organic matter (g·kg - 1)
1996 1982～1983
全氮 Total N (g·kg - 1)
1996 1982～1983
速效磷 Available P(mg·kg - 1)
1996 1982～1983
速效钾 Available K(mg·kg - 1)
1996 1982～1983
黄泥土 Yellow muddy soil 26. 3 22. 2 1. 76 1. 41 7. 5 7. 3 61. 0 88. 9
白土 White soil 25. 1 20. 3 1. 57 1. 26 7. 8 7. 1 63. 4 78. 9
乌泥土 Grey muddy soil 27. 2 20. 9 1. 77 1. 33 9. 9 6. 3 64. 6 78. 3
乌珊土 Grey grid soil 29. 0 27. 8 1. 95 1. 69 7. 5 8. 9 72. 9 77. 9
潮沙土 Wet sandy soil 26. 7 21. 7 1. 82 1. 30 8. 2 5. 2 63. 8 65. 1
湖白土 Wet white soil 17. 1 21. 8 1. 29 1. 50 21. 2 11. 0 49. 0 65. 0
加权平均 Average 26. 1 21. 9 1. 74 1. 37 8. 4 7. 3 62. 9 81. 0
31114 　土壤速效钾 　土壤速效钾呈大幅度下降趋
势 ,目前几乎到了极缺的临界状态. 无锡市 159 个对
比样品 ,有 112 个下降 ,占 70. 4 %. 锡山 43 个样品 ,
有 37 个下降 ,占 86. 05 % ;江阴 55 个样品 ,28 个下
降 ,占 50. 9 % , 宜兴 61 个样品 , 47 个下降 , 占
77. 05 %. 土壤速效钾含量以 100 mg·kg - 1作为缺钾
指标 ,则高于此指标的仅 4 个样品 ,占 2. 5 % ,而低
于 50 mg·kg - 1 极缺指标的则有 38 个样品 , 占
23. 9 %.含量最高的江阴也只有 68. 9 mg·kg - 1 ,宜
兴为 60. 7 mg·kg - 1 ,锡山为 58. 2 mg·kg - 1 (表 1) .
按土壤类型分 ,含量最高的乌珊土为 72. 9 mg·
kg - 1 ;最低的为湖白土 49 mg·kg - 1 ;其余都集中在
60～65 mg·kg - 1 (表 2) .
312 　太湖地区稻田养分平衡特征
　　1990～1997 年无锡地区稻田 (稻麦两熟) N、
P2O5 、K2O 输入量 8 年平均为 541. 8 、115. 4 和
0981 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　14 卷
185. 4 kg·hm - 2 ,从 1990 年以来 N、P2O5 的输入量
有逐年增加的迹象 , K2O 年度间有一定波动. 常州
市稻田氮素输入量高于 P2O5 、K2O 输入量低于无锡
市 ,8 年平均为 580、94. 2 和 154. 6 kg·hm - 2 (表 3) .
表 3 　1990～1997 年无锡、常州地区稻田养分输入特征
Table 3 Nutrient input characteristics in paddy f ield in Wuxi and
Changzhou areas in 1990～1997( kg·hm - 2)
年份
Year
无锡 Wuxi
N P2O5 K2O
常州 Changzhou
N P2O5 K2O
1990 470. 2 98. 3 175. 7 545. 9 91. 0 178. 3
1991 510. 7 103. 9 228. 4 561. 5 88. 8 150. 3
1992 514. 4 98. 3 178. 7 540. 3 108. 0 151. 7
1993 521. 5 116. 3 203. 8 560. 0 87. 1 131. 0
1994 502. 6 122. 3 175. 3 568. 4 91. 1 138. 2
1995 543. 7 120. 3 133. 3 597. 3 89. 4 163. 4
1996 637. 3 130. 3 192. 4 660. 3 102. 1 167. 6
1997 634. 4 133. 3 196. 0 606. 5 95. 8 156. 2
平均 Average 541. 8 115. 4 185. 4 580 94. 2 154. 6
　　无锡和常州地区稻田 N、P2O5 、K2O 输出量 8 年
平均分别为 472、107. 1、253. 9 kg·hm - 2和 487. 4、
105. 5、250. 8 kg·hm - 2 ,除个别年份外 ,3 种营养元
素输出量年度间差异不大 (表 4) .
表 4 　1990～1997 年无锡、常州地区稻田养分输出特征
Table 4 Nutrient output characteristics in paddy f ield in Wuxi and
Changzhou areas in 1990～1997 ( kg·hm - 2)
年份
Year
无锡 Wuxi
N P2O5 K2O
常州 Changzhou
N P2O5 K2O
1990 415. 8 98. 0 234. 7 455. 2 98. 8 239. 2
1991 423. 5 92. 2 227. 0 431. 2 85. 5 212. 8
1992 452. 9 102. 7 237. 4 459. 3 100. 6 233. 1
1993 461. 4 106. 9 254. 6 476. 3 104. 5 245. 0
1994 448. 8 106. 7 255. 4 477. 0 104. 2 249. 6
1995 486. 3 113. 7 264. 6 512. 7 113. 3 270. 5
1996 545. 1 118. 4 278. 4 555. 6 117. 8 277. 5
1997 542. 1 118. 1 279. 0 531. 8 119. 1 278. 8
平均 Average 472. 0 107. 1 253. 9 487. 4 105. 5 250. 8
　　养分平衡状况分析结果表明 ,从 1990 年到
1997 年无锡、常州地区氮素共盈余 558. 9 和 741. 3
kg·hm - 2 ,年均量分别为 69. 87、92. 66 kg·hm - 2 ;无
锡、常州地区共亏缺钾素分别为 547. 5 和 769. 7 kg·
hm - 2 ,年均量分别为 68. 46 和 96. 21 kg·hm - 2 ;无
锡市共盈余磷素量 66. 19 kg·hm - 2 ,年均量为 8. 27
kg·hm - 2 ,常州市共亏缺磷素量为 90. 49 kg·hm - 2 ,
年均量为 11. 31kg·hm - 2 (表 5) .
表 5 　1990～1997 年无锡和常州地区稻田养分盈亏表
Table 5 Nutrient balance status in paddy f ield in Wuxi and Changzhou
areas in 1990～1997( kg·hm - 2)
地区
Area
N
A B
P2O5
A B
K2O
A B
无锡 Wuxi 558. 95 69. 87 66. 19 8. 27 - 547. 69 - 68. 46
常州 Changzhou 741. 27 92. 66 - 90. 49 - 11. 31 - 769. 69 - 96. 21
A :8 年累计 Eight year accumulation ,B :年均盈亏 Annual surplus or deficient.
313 　太湖地区稻田合理施肥量
　　以养分平衡为依据可求出合理投肥量、投肥结
构以及按照合理投肥量的要求 ,生产实际中应该削
减和增加的肥料量 (表 6) . 结果表明 ,1996 年无锡市
稻麦两季氮磷钾的合理投入量分别是 488. 9、
113. 1、235. 1 kg·hm - 2 ,合理投肥结构是 1∶0. 23∶
0. 48 ,现在的氮肥量和磷肥量应该分别削减 15.
9 %、9. 5 % ,钾肥量增加 57. 7 %. 1996 年常州地区稻
麦两季合理氮磷钾的投入量分别是 499. 4、112. 5、
234. 2 kg·hm - 2 ,合理的投肥结构是 1∶0. 23∶0. 47 ,
应该将现在的施氮量削减 17. 3 % ,磷钾肥量应该分
别增加 16. 2 %和 88. 3 %.
　　投肥结构不合理、土壤养分失调使粮食生产代
价提高 ,农田氮素水体流失量增加. 比如 ,与 1990 年
相比 ,1996年无锡市粮食产量增加了20 % ,氮肥用
表 6 　1996 年无锡、常州地区稻田氮磷钾肥料投入与合理投肥量及投肥结构对比表
Table 6 Real and reasonable application amount of nitrogen , phosphorus , potassium fertilizer in paddy f ield in Wuxi and Changzhou areas in 1996
地区 Area 项目 Item N P2O5 K2O
无锡 实际量 Current amount 581. 1 125 149. 1
盈亏量 Surplus or deficient 92. 2 11. 9 - 86
Wuxi 合理量 Reasonable amount 488. 9 113. 1 235. 1
盈亏/ 实际 Surplus or deficient amount/ Reasonable amount 15. 9 9. 5 - 57. 7
实际投肥结构 Current fertilizer structure 1∶0. 22∶0. 26
合理投肥结构 Reasonable fertilizer structure 1∶0. 23∶0. 48
常州 实际量 Current amount 604. 1 96. 8 124. 4
盈亏量 Surplus or deficient amount 104. 7 - 15. 7 - 110
Changzhou 合理量 Reasonable amount 499. 4 112. 5 234. 2
盈亏/ 实际 Surplus or deficient amount/ Reasonable amount 17. 3 - 16. 2 - 88. 3
实际投肥结构 Current fertilizer structure 1∶0. 16∶0. 21
合理投肥结构 Reasonable fertilizer structure 1∶0. 23∶0. 47
1)合理量 = 实际量 - 盈亏量 Reasonable amount = Current amount - Surplus or Deficient amount ;2)盈亏/ 实际是盈亏量占实际量的百分比 ,“+ ”
表示按照合理投肥量应削减的肥料百分比 ,“ - ”表示应增加肥料的百分比 Surplus or defficient amount/ reasonable amount is the percentage of sur2
plus or deficient amount in reasonable amount .“+ ”means that the fertilizer application amount should be decreased by percentage calculated ,“ - ”in2
dicates that the fertilizer application amount should be increased by the percentage calculated ;3)实际量是生产中实际投肥量 Current amount is cur2
rently applied fertilizer amount ; 4) 盈亏量是养分输入量与输出量的差值 Surplus or deficient amount = input nutrient amount2output nutrient
amount .
198111 期 　　　　　　　　　　　李荣刚等 :苏南地区稻田土壤肥力演变、养分平衡和合理施肥 　　　　　　　　
量却增加了 40 %. 氮肥过量投入在造成资源严重浪
费的同时 ,也导致水体氮素污染加剧. 为了提高氮素
利用效率 ,减轻农田氮素污染 ,苏南地区要采取减
氮、稳磷、增钾、补素的施肥方针. 由于土壤中氮素大
量积累、钾素严重亏缺 ,苏南地区稻麦氮肥使用量要
显著低于、钾肥使用量要显著高于上述以养分平衡
为依据求出的氮肥、钾肥合理施用量.
4 　结 　　论
　　由于长期过量施用氮肥 ,尤其是氮素化肥 ,注意
增施磷肥 ,钾肥补充不足 ,该区土壤氮素普遍处于盈
余、钾素普遍处于亏缺、磷素处于盈亏并存状态. 为
减轻农田施肥造成的环境污染问题 ,有必要采取降
低大幅度降低氮肥、大幅度增加钾肥、灵活施用磷肥
的科学施肥战略.
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作者简介 　李荣刚 ,男 ,1963 年生 ,博士 ,研究方向为农业生
态学 ,发表论文 40 篇 ,E2mail :Lironggang8 @hotmail. com
2981 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　14 卷