中国稻田土壤基础地力的时空演变特征

[目的]探明1988年以来中国粮食主产区稻田土壤基础地力的差异与时空演变特征,为地力提升和实现水稻的稳产高产提供科学的施肥依据.[方法]结合水稻土实际情况,并参考生产力模型、土壤质量系数模型等修正得出土壤生产力指数模型(PI)和土壤基础地力指数模型(BPI)的计算公式并验证,同时以全国水稻土监测数据资料为基础,将统计所得的各肥力指标和权重因子采用数值归一化处理,运用土壤生产力指数模型和土壤基础地力指数模型方法综合分析;并进一步与产量和基础地力贡献率相结合验证,从而定量地分析出中国粮食主产区间稻田土壤基础地力的高低差异和时空演变特征.[结果]1988-2012年间,长江中下游、东北、西南以及华南4个区域稻田土壤基础地力BPI值(P＜0.05)与土壤生产力PI值(P＜0.01)均呈显著上升趋势.其中,长江中下游区的BPI值增幅最大,从0.031上升至0.108,增幅为248.4％,其次为华南区,从0.127上升至0.289,增幅为128.0％,东北区的BPI值到2012年为止,增幅为71.7％,西南区BPI值从0.028上升至0.046,增幅为65.8％;而长江中下游区、东北区、西南区和华南区土壤生产力水平(PI值)平均每年分别升高0.0015、0.0042、0.0022和0.0113.各大区稻田土壤基础地力(BPI值)与相对应的施肥区产量之间存在显著正相关关系(P＜0.05),即各施肥区水稻产量随着稻田土壤基础地力的提升而呈增加趋势,即土壤基础地力的提升可以实现土壤生产力的提高.25年来4大区稻田土壤基础地力水平(BSPI值)以长江中下游区为最高,华南区土壤基础地力最低,而西南区略高于华南区,但二者差异较小;而最近1 0年(2003-2012年)间,长江中下游区的BSPI值也明显高于其他3区,西南区土壤基础地力水平最低,东北区与华南区无明显差异;并且区域间BSPI值的变化趋势与土壤基础地力产量的变化趋势相吻合.[结论]近25年来中国粮食主产区稻田土壤基础地力总体上呈上升趋势,稻田土壤基础地力和稻田土壤生产力均随时间不断提升,长江中下游、东北、西南和华南4区稻田土壤基础地力BPI值与相对应的施肥区产量均呈显著正相关关系,土壤基础地力的提升还可以实现土壤生产力的提高.提出了全国尺度上土壤基础地力的评价方法和指标.近10年来(2003-2012年)农民习惯性耕作施肥管理水平下,各区域土壤基础地力的高低顺序为:长江中下游区＞东北区≥华南区＞西南区;而在全国尺度上,稻田BSPI值越高,无肥区产量也越高,基础地力贡献率也越高;反之,基础地力越低,水稻产量也就越低,基础地力贡献率也越低.