全 文 ：　 　 倡 中国科学院知识创新工程重大项目 （KZCX１唱SW唱１９唱５唱０３） 、中国科学院东北地理与农业生态研究所前沿领域项目 （ KZCX３唱SW唱NA唱１７）
资助
收稿日期 ：２００５唱０５唱１４ 　 改回日期 ：２００５唱０８唱２４
德惠市农田黑土肥力评价及施肥措施研究 倡
王 　洋 　齐晓宁
（中国科学院东北地理与农业生态研究所 　 长春 　 １３００１２）
摘 　 要 　 对吉林省德惠市黑土农田土壤 ５ 项指标综合评价的结果表明 ，土壤速效钾含量 、阳离子交换量处于良好
级 ，速效磷含量 、土壤有机质含量处于中等级 ，全 N 含量处于差级 ，pH 在不同地块差异明显 。 土壤保肥 、耐肥性能
好 ，但土壤肥力严重退化 。 因此 ，在施肥上应遵循增施有机肥 ，增 N 、控 P 、保 K ，配合施用中微量元素的原则 ，保持
黑土的持续生产能力 。
关键词 　 土壤养分 　 综合评价 　 黑土 　 施肥措施
Evaluation on black soil nutrients and fertilization recommendation in Dehui City ．WANG Yang ，QI Xiao唱Ning（North唱
east Institute of Geography and Agricultural Ecology ，Chinese Academy of Sciences ， Changchun １３００１２ ，China） ，CJEA ，
２００７ ，１５（２） ：２６ ～ ２８
Abstract 　 A comprehensive evaluation on black soil nut rients was conducted with five indexes ．The results show that the
available K and CEC are abundant ，available P and organic matter are medium and total N conten t is lack ，pH is different
among every plots ．Nutrient preserving capabilit y and fertilizer response are fine ，but soil fer tilit y degrades seriously ．Thus ，
more manure ，increased N ，cont rolled P ，retained K ，and a suitable amount of t race element fer tilizer should be applied in
Dehui Cit y to keep the sustainable productivity of black soil ．
Key words 　 Soil nu trients ， Comprehensive evaluation ，Black soil ，Fertilization recommendation
（Received May １４ ，２００５ ；revised Aug ．２４ ，２００５）
农田黑土是自然肥力最高的土壤［１］ ，广泛分布在松嫩平原 ，该区域是我国重要的商品粮基地 。 但随着
开垦年限的增加 ，黑土退化日趋严重 ，对国家粮食安全构成了威胁 ，已经引起了社会各界的广泛关注［２ ～ ４］ 。
对黑土肥力现状进行科学 、合理 、实用的评价 ，为指导农业生产提供理论依据显得尤为重要 。
1 　 研究区域概况与研究方法
德惠市位于吉林省中北部 ，１２５°１４′ ～ １２６°２８′E ，４４°３２′ ～ ４５°５１′N ，属中温带大陆季风气候 ，年平均气温
４ ．４ ℃ ，年平均积温 ２８５１ ℃ ，年均日照时数 ２６９５ ．２h ，年降水量 ５２０mm 。 黑土是德惠市分布最广的土壤 ，面积为
１４ ．２ 万 hm２ ，占各类土壤总面积的 ４４ ．３ ％ ，黑土耕地面积 １２ ．３６万 hm２ ，占总耕地面积的４８ ．８ ％ 。德惠市种植的
主要作物为玉米 、水稻 、大豆等 ，农作物总产量 １２亿 kg ，是全国十大产粮县之一［５］ 。
在德惠市黑土分布较多的 １１ 个乡镇选取典型地块 ２３ 处 ，每个地块按“S”型采样法取 ０ ～ ２０cm 土层的
土壤混合样 ，选取有机质含量 、全 N 、速效磷 、速效钾 、阳离子交换量 、pH ６ 项为土壤肥力指标 。 各项指标的
测定参照枟土壤农业化学常规分析方法枠［６］ ，有机质采用重铬酸钾法 ，全 N 采用开氏法 ，速效磷采用碳酸氢钠
浸提唱钼锑抗比色法 ，速效钾采用醋酸铵浸提唱火焰光度法 ，pH为电位法 ，阳离子交换量为 EDTA唱铵盐法 。
参照绿色食品产地环境质量标准中土壤肥力分级参考指标（NY／T ３９１ — ２０００）和本区实际确定本研究
所采用的评价标准（表 １） 。 pH分级标准为 ：Ci ≤ ５ ．５ 和 ≥ ８ ．５ 为极差级 ；５ ．５ ＜ Ci ≤ ６ ．０ 或 ８ ．０ ≤ Ci ＜ ８ ．５ 为
差级 ；６ ．０ ＜ Ci ≤ ６ ．５ 或 ７ ．５ ≤ Ci ＜ ８ ．０ 为中等级 ；６ ．５ ＜ Ci ＜ ７ ．５ 为良好级 。 采用应用较广的指数法评价模
型进行单因子肥力指数评价和综合肥力指数评价［７ ，８］ 。 单因子肥力指数评价公式为 ：
Pi ＝ Ci ／ Si （１）
第 １５卷第 ２ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．２
２ ０ ０ ７ 年 ３ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ，　 ２００７
当 Ci ≤ C１ 时 ，Pi ＝ Ci／ C１ ；C１
＜ Ci ≤ Cm 时 ，Pi ＝ １ ＋ （ Ci －
C１ ）／（ Cm － C１ ） ；Cm ＜ Ci ≤ Cg
时 ，Pi ＝ ２ ＋ （ Ci － Cm ）／（ Cg －
Cm） ；Ci ＞ Cg ，Pi ＝ ３ 。 式中 ，
Pi 为土壤单因子肥力指数 ；Ci
为某因子的测定值 ；C１ 、Cm 、
表 1 　 黑土肥力评价因子分级标准
Tab ．１ 　 Classifying criterion of black soil fertility facto rs
肥力级别
Levels o f
fertilit y
有机质 ／g·kg － １
Org anic mat ter
全 N／g·kg － １
Tot al N
速效磷／mg·kg － １
Available P
速效钾／mg·kg － １
Availab le K
阳离子交换
量／cmol·kg － １
CEC
差 （ C１） １０ ０ ．７５ ３ ５０ ５
中等（ Cm） ２０ １ ．５ ５ ８０ １０
良好（ Cg） ３０ ２ ．０ １０ １２０ ２０
Cg 分别为差 、中等 、良好级的肥力标准 ，i为参评因子（ i ＝ １ ，２ ，３ ，４ ，５ ，６） 。 Pi ≤ １ 为某肥力因子属性极差 ；１ ＜
Pi ≤ ２ 为某肥力因子属性差 ；２ ＜ Pi ＜ ３ 为某肥力因子属性中等 ；Pi ＝ ３ 为某肥力因子属性良好 。
土壤综合肥力指数计算采用改进的内梅罗公式 ：
P综 ＝
（ Pimin）２ ＋ １n ∑ Pi
２
２ （２）
式中 ，P综为土壤综合肥力指数 ，P imin为各因子中最小的单因子肥力指数 ，P i为土壤各因子肥力指数 。 P综 ≤ １
为综合肥力属性极差 ；１ ＜ P综 ≤ １ ．５ 为综合肥力属性差 ；１ ．５ ＜ P综 ≤ ２ ．０ 为综合肥力属性中等 ；２ ．０ ＜ P综 ≤ ２ ．５
为综合肥力属性良好 ；P综 ＞ ２ ．５ 为综合肥力属性优良 。 上式中用 P imin代替了内梅罗公式中的 P ima x ，突出了
土壤属性因子中最差一个对土壤肥力的影响 ，反应了作物生长的最小因子率 。
2 　 结果与分析
德惠市黑土土壤肥力评价结果见表 ２ ，各因子肥力指数样点出现频率见表 ３ 。 在各单项肥力因子中 ，速
效钾含量 、阳离子交换量处于良好级 ，出现频率均为 ９５ ．６ ％ ，说明德惠黑土供钾能力强 ，保肥 、耐肥性能好 。
表 2 　 黑土土壤肥力评价结果
Tab ．２ 　 Evaluation results of black soil fer tility in Dehui
采样地点
Sampling
si tes
单因子肥力指数（ Pi）Individual inde x
有机质 O rg唱
anic matt er
全 N
T otal N
速效磷
Available P
速效钾
Available K
阳离子交换量
C EC
pH
P综
In teg ra ted
index
德惠顺发 ２ ．４８ １ ．８５ ３ ３ ３ １ ．６４ ２ ．１１１
德惠松柏 ３ ２ ．７８ ３ ３ ３ １ ．５８ ２ ．２２８
布海鬼市 ２ ．７ ２ ．７８ ２ ．６９ ３ ３ ３ ２ ．７７７
布海后城子 ２ ．６２ １ ．９６ ３ ３ ３ ３ ２ ．３９５
夏家店苇嘴子 ２ ．９ １ ．７７ ２ ．７２ ３ ３ ０ ．９３ １ ．８１１
夏家店腰窝堡 ３ ２ ．９ ３ ３ ３ ０ ．９９ １ ．９９９
达家沟和叶 １ ．６４ ０ ．９３ ３ ２ ．９８ ２ ．９９ ２ ．６８ １ ．８００
达家沟榆树沟 ３ ３ ３ ３ ３ ２ ．３４ ２ ．６２９
同太新立 ２ ．４６ １ ．６９ ２ ．９５ ３ ３ ３ ２ ．２４２
同太 ５ 社 ２ ．３９ １ ．８８ ３ ３ ３ ３ ２ ．３３３
三胜 ８ 社 ２ ．４６ ２ ．０８ ３ ３ ３ １ ．０４ １ ．８６９
三胜米家店 ２ ．４９ ２ ．６４ ３ ３ ３ １ ．３４ ２ ．０５４
和平杨八郎 ２ ．３６ ２ ．２ ２ ．１６ ３ ３ ２ ．１２ ２ ．３０３
和平前进 ２ ．７ ２ ．６６ ３ ３ ３ ２ ．１ ２ ．４４３
郭家海青 ２ ．７４ ２ ．１６ ３ ３ ３ ３ ２ ．５０９
郭家 ４ 社 ２ ．６５ １ ．６４ ２ ．３２ ３ ３ ２ ．３２ ２ ．１０７
朱城子三家子 ２ ．１１ １ ．６８ ３ ３ ３ ２ ．９ ２ ．１９７
朱城子干沟子 ２ ．７９ １ ．７７ ３ ３ ３ ３ ２ ．３１８
米沙子新立 ２ ．６２ １ ．８８ ２ ．１４ ３ ３ ２ ．５６ ２ ．２３０
米沙子南岭 ２ ．７６ １ ．７６ ２ ．１４ ３ ３ １ ．１６ １ ．８２３
米沙子后四家 ２ ．８６ １ ．９３ ３ ３ ３ ３ ２ ．４０３
边岗郝家 ２ １ ．６８ ２ ．３５ ３ ３ １ ．８６ ２ ．０２２
边岗东岗 ２ ．４９ １ ．６４ ２ ．２９ ３ ３ ２ ．１ ２ ．０６７
第 ２期 王 　 洋等 ：德惠市农田黑土肥力评价及施肥措施研究 ２７　
速效磷含量处于中等级到良好级 ，中等级出现频率为 ３９ ．１ ％ ，良好级出现频率为 ６０ ．９ ％ ，５０ ％ 以上的样点土
壤速效磷滑量比第 ２ 次全国土壤普查时提高 ，主要是连年大量施用磷肥（磷酸氢二铵）的结果 。 土壤有机质
含量处于中等级 ，但同典型黑土比 ，有机质含量偏低 ，这反应了德惠黑土退化比较严重 ，亟待修复 。 近些年 ，
由于实行玉米根茬粉碎还田 ，使耕层内土壤有机质不断积累 ，在不同程度上延缓了黑土退化的速度 ，也探索
出了一条修复退化黑土的措施 。 全 N 含量处于差级 ，表明黑土的供肥能力已经很弱 ，完全需要靠增施化肥
来实现产量的提高 ，全 N 含量已经是作物生产的主要限制性因子 。 pH 在不同地块差异明显 ，分布较不均
匀 ，有 ２４ ％ 的样点 pH明显偏酸 ，最低 ５ ．１ ，这主要是长期以来施用有机肥很少 ，替代以大量的化肥特别是 N
肥（以尿素 、硝酸铵为主） ，残留的 H ＋ 、NO －３ 、SO２ －４ 、Cl －等使 pH下降 。
表 3 　 黑土各因子肥力指数样点统计
Tab ．３ 　 Statistics of amount of soil samples concerning black soil fertility factors
指数等级
Grades
样点出现频率／ ％ Percentage of sampling sites
有机质
Organic
mat te r
全氮
T ot al N
速效磷
Available P
速效钾
Available K
阳离子
交换量
CEC
pH
极差级 ０ ４ ．４ ０ ０ ０ ８ ．７
差级 ４ ．４ ５６ ．５ ０ ０ ０ ２６ ．１
中等级 ８２ ．６ ３４ ．７ ３９ ．１ ４ ．４ ４ ．４ ３４ ．８
良好级 １３ ．０ ４ ．４ ６０ ．９ ９５ ．６ ９５ ．６ ３０ ．４
　 　 土壤综合肥力指标大部分样点处于良
好水平 ，土壤肥力较高 ，适应性较广 ，适宜
种植玉米 、大豆等农作物 。 但同第 ２ 次全国
土壤普查时相比 ，肥力有所下降 ，特别是薄
层黑土肥力下降明显 ，需采取适当的措施
进行土壤培肥 。
3 　 小结与对策
德惠黑土农田土壤速效钾含量 、阳离
子交换量处于良好级 ，速效磷含量 、土壤有机
质含量处于中等级 ，全 N 含量处于差级 ，pH 在不同地块差异明显 。 表明德惠黑土农田土壤保肥 、耐肥性能
好 ，适宜种植多种农作物 ，但土壤肥力严重退化 ，急需培肥 。 建议从调整种植结构 、合理施肥和实施保护性
耕作等农艺措施进行土壤培肥 。 一是调整种植结构 ，合理布局 。 玉米以其适应性强 、栽培管理简单 、增产潜
力巨大而被广大农民作为主栽品种 ，玉米连作现象普遍 ，导致土壤中某些营养元素的严重缺乏和土壤营养
元素比例失调以及病虫害的严重发生［９］ 。 因此要调整不同作物间的种植比例和结构 ，利用不同作物的根际
环境 、分泌物 、微生物等对土壤养分进行活化 、利用和吸收来改善土壤的环境条件［１０］ ，使土壤中的养分均衡 、
协调 。 二是调整施肥结构 ，均衡协调 。 施用有机肥可以显著改善土壤物理 、化学 、生物特性 ，提高土壤肥力 ，
改善土壤养分循环［１１］ 。 应积极发展养殖业 ，走农牧结合的道路 ，开辟有机肥源 ，增施有机肥 。 在化肥施用上
应采取增施 N 肥 、控制 P 肥 、保证 K 肥 、补施中微量元素的原则 ，既保证粮食生产 ，保障国家粮食安全 ，又保
护黑土肥力 ，实现可持续利用 。 三是发展保护性耕作 ，实行秸秆 、根茬还田 。 频繁的耕翻加剧了土壤侵蚀 ，
导致土壤肥力退化 。 采取少耕 、免耕措施可以促进侵蚀 、退化壤土的修复 ，并且随耕作搅动的减少和土壤有
机质的增加 ，蚯蚓数量显著地增加 ，耕层土壤的块状结构逐渐被良好的团粒状结构代替［１２］ 。 应用秸秆根茬
直接 、堆腐还田不仅可以直接增加土壤有机质 ，而且可以改变腐殖质的组成［１３］ 。 利用非腐解的秸秆直接还
田可以促进土壤中已渐老化的腐殖物质更新与活化［１４］ ，是最经济的培肥方法 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 王其存 ，齐晓宁 ，王 　 洋 ，等 ．黑土的水土流失及其保育治理 ．地理科学 ，２００３ ，２３（３） ：３６１ ～ ３６５
２ 　 郑北鹰 ，朱伟光 ．黑土会在 ５０ 年内消失吗 ？ 光明日报 ，２００１ 年 １ 月 ２ 日
３ 　 孟 　 凯 ．松嫩平原黑土退化的机理及其生态复原 ．土壤通报 ，１９９８ ，２９（３） ：１００ ～ １０２
４ 　 陆继龙 ．我国黑土的退化问题及可持续 ．水土保持学报 ，２００１ ，１５（２） ：５３ ～ ５５ ，６７
５ 　 王 　 洋 ，齐晓宁 ，刘兆永 ，等 ．德惠市玉米生产可持续发展的限制性因素及对策 ．中国农学通报 ，１９９９ ，１５（６） ：５７ ～ ５９
６ 　 中国土壤学会农业化学委员会 ．土壤农业化学常规分析方法 ．北京 ：科学出版社 ，１９８９
７ 　 张庆利 ，潘贤章 ，王洪杰 ，等 ．中等尺度上土壤肥力质量的空间分布研究及定量评价 ．土壤通报 ，２００３ ，３４（６） ：４９３ ～ ４９７
８ 　 陈 　 浮 ，濮励杰 ，曹 　 慧 ，等 ．近 ２０ 年太湖流域典型区土壤养分时空变化及驱动机理 ．土壤学报 ，２００２ ，３９（２） ：２３６ ～ ２４５
９ 　 吴 　 硕 ．玉米连作与长期施肥效应研究 ．辽宁农业科学 ，１９９６ ，（３） ：７ ～ １２
１０ 张福锁 ．提高作物养分资源利用效率的生物学途径 ．北京农业大学学报 ，１９９５ ，２１（增） ：１０４ ～ １１０
１１ 张玉先 ，余国锋 ，王艳杰 ，等 ．不同培肥方式对黑土肥力持续效应影响的研究 ．黑龙江八一农垦大学学报 ，２００１ ，１３（１） ：１２ ～ １６
１２ 杨学明 ，张晓平 ，方华军 ，等 ．北美保护性耕作及对中国的意义 ．应用生态学报 ，２００４ ，１５（２） ：３３５ ～ ３４０
１３ 王 　 洋 ，齐晓宁 ，王其存 ．施用秸秆堆腐肥对黑土农田养分及玉米产量的影响研究 ．中国生态农业学报 ，２００４ ，１２（４） ：１３２ ～ １３４
１４ 耿玉辉 ，吴景贵 ，李万辉 ，等 ．作物残体培肥土壤的研究进展 ．吉林农业大学学报 ，２０００ ，２２（２） ：７６ ～ ７９ ，８５
２８　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷