我国主要粮食产区土壤有效态钙镁硫的变化特征及其对作物产量的影响

来源：中国土壤与肥料杂志2024年第3期北京时间：

作者：王妍，邬磊，李建兵，王军，曲潇琳，崔萌，郭玉明，张文菊

单位：(1.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/农业农村部耕地质量监测评价重点实验室，北京 100081;2.农业农村部耕地质量监测保护中心，北京 100125)

摘要：中量元素钙、镁、硫对农业生产的作用日益突出，研究土壤有效态钙镁硫的变化特征及其对作物产量的影响，可为全国和区域尺度耕地土壤中量元素管理和合理施肥提供理论依据。基于覆盖全国697个耕地质量监测点的监测数据，对比分析2016和2021年全国及六大粮食产区(东北区、华北区、西北区、西南区、长江流域和华南区)的土壤有效态钙镁硫含量的变化特征及其对主要粮食作物产量的影响。与2016年相比，2021年697个监测点的土壤交换性钙和交换性镁平均含量变化不显著，有效硫平均含量显著下降了27.3%，全国交换性钙、交换性镁和有效硫主要与土壤pH和有机质(OM)相关。六大粮食产区土壤有效态钙镁硫含量的年际变化特征有所不同。与2016年相比，2021年东北区交换性钙和镁含量分别显著增加了25.5%和52.4%，主要与pH相关；有效硫含量显著下降了47.8%，主要与速效钾相关。华北区交换性钙含量显著下降了11.8%，主要与pH相关。西北区交换性钙、镁和有效硫含量分别显著下降了64.0%、54.0%和30.4%，钙主要与总钾相关，镁主要与全磷相关，硫与土壤其他理化性质不存在显著相关。西南区有效硫含量显著下降了30.0%，主要与pH和OM相关。长江流域交换性镁和有效硫含量分别显著下降了52.0%和15.7%，主要与pH和OM相关。华南区3种有效态中量元素含量变化不显著，三者主要与pH和OM相关。在全国尺度下，水稻产量与土壤交换性钙和镁含量呈显著正相关，玉米产量与交换性镁和有效硫含量呈显著正相关，小麦产量则与3种中量元素不存在显著相关性；当pH≤7.0时，小麦产量与交换性钙和镁含量呈显著正相关，当pH＞7.0时则不存在显著相关性；无论土壤呈酸性还是碱性，小麦产量均与有效硫含量不存在显著相关性。综上，2016—2021年的5年间，我国耕地土壤交换性钙、镁含量变化不显著，有效硫含量显著降低，这些中量元素主要与土壤pH和OM相关。六大粮食产区中量元素含量变化特征和影响因素及其对主要粮食作物产量的影响存在较大差异，针对性施用中量元素肥料有助于提升区域粮食产量。

关键词：耕地土壤;中量元素;土壤pH;水稻;玉米;小麦

基金资助：基金项目:科技部基础资源调查专项(2021FY100501);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(Y2023LM03)。