土壤肥力是衡量土壤能夠提供作物所需各種養(yǎng)分能力的重要指標，是農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎。培肥是維持農業(yè)土壤肥力水平最重要的措施之一，了解土壤肥力的變化規(guī)律可為合理利用土壤資源和科學施肥提供依據。單一作物長期種植造成土壤養(yǎng)分的變化是引起土壤連作障礙的重要因素之一。迫于人口增加和經濟增長的需求，單一作物大面積連作在許多地區(qū)仍然普遍存在，新疆棉區(qū)棉花連作便是一種無法避免的普遍種植模式。

隨著北疆棉區(qū)棉花連作面積的逐年增大和連作時間的不斷延長，棉田土壤質量問題日益突出，嚴重制約了棉花產量和品質的持續(xù)提高。本文以芳草湖農場為例，利用1985年、1996年、2006年和2020年對芳草湖農場土壤養(yǎng)分的調查數據，分析了農場35年耕地土壤肥力變化的趨勢。

數據來源于1985年(全國第二次土壤普查)、1996年(團場取樣化驗結果)、2006年(測土配方數據)和2020年(第三次全國土地調查)對土壤養(yǎng)分的調查，數據指標包括有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量，相關肥力評價因子測定方法參照《土壤農業(yè)化學分析方法》[8];棉花產量水平來源于新疆生產建設兵團第六師的統(tǒng)計數據。

一、35年棉田土壤中有機質含量的變化趨勢

根據馬鄂超的研究，1988年兵團秸稈還田390.17萬畝(1畝=667m2)，土壤有機質質量分數由1980年的0.25%~0.70%提高至0.70%~1.20%。由圖1可以看出，新疆棉田土壤中有機質的質量分數總體呈上升趨勢，從1985年的11.7g/kg升至2020年的17.7g/kg，但是有機質水平仍處于低肥范圍。土壤有機質含量增加的主要原因可能與新疆滴灌棉田秸稈還田有關，秸稈作為重要的有機肥源，連作結合秸稈還田年限延長，棉田土壤有機質含量穩(wěn)定性逐漸提高。

二、35年棉田土壤中全氮含量的變化趨勢

土壤全氮是土壤中各種形態(tài)氮素含量的總和，在一定程度上可代表土壤的供氮水平，與土壤肥力和農業(yè)生產過程密切相關。由圖2可知：新疆滴灌棉田土壤中全氮的質量分數呈上升趨勢，從1985年的0.60g/kg升至2020年的1.09g/kg，35年土壤全氮的質量分數漲幅達到82%;2006年以前新疆滴灌棉田土壤中全氮含量處于低肥水平，2006—2020年全氮含量的漲幅較快，2020年已達到中肥條件。新疆棉田土壤中全氮含量上升與施肥量增加有關，新疆兵團第六師的統(tǒng)計數據顯示，芳草湖農場全部化肥用量1985年為974t，1996年為7532t，2006年為9063t;2020年芳草湖農場化肥總用量為19241t，其中氮肥6150t、磷肥5653t、鉀肥1151t、復合肥6287t。

三、35年棉田土壤中有效磷含量的變化趨勢

土壤有效磷是指能被植物直接吸收和利用的無機磷或者小分子有機磷，是評價土壤供磷能力的重要指標。由圖3可知：新疆滴灌棉田土壤中有效磷的質量分數呈上升趨勢，從1985年的8.60mg/kg升至2020年的31.1mg/kg，35年土壤中速效磷的質量分數增加了262%;由1985年的低肥水平逐步發(fā)展成中肥水平(1996—2006年)，2020年已達到高肥水平。其主要原因是區(qū)域肥料用量逐年增加，尤其磷肥利用率低，土壤殘留量較大。

四、35年棉田土壤中速效鉀含量的變化趨勢

土壤速效鉀能夠直觀反映土壤鉀素水平和供應能力。由圖4可知：新疆滴灌棉田土壤中速效鉀的質量分數呈上升趨勢，從1985年的196.9mg/kg升至2020年的554.4mg/kg，35年土壤中速效鉀的質量分數提高了182%;除1985年芳草湖農場土壤中速效鉀含量為高肥水平外，1996—2020年均處于極高水平。其主要原因與新疆土壤的成土母質中富含鉀礦石和灌溉水中普遍含有鉀、鈉離子有一定的關系，同時不能忽視施肥對土壤速效鉀累積的影響。

從1985年到2020年，新疆滴灌棉田耕地土壤肥力整體呈現上升趨勢，其中有機質含量增加了51%，全氮含量增加了82%，速效磷含量增加了262%，速效鉀含量增加了182%;耕地土壤中有機質和全氮含量增加較慢，按照主要養(yǎng)分含量分級指標體系分析，有機質和全氮含量仍處于低肥水平;速效磷含量增加較快，已由1985年的低肥水平逐步發(fā)展到1996—2006年的中肥水平，2020年達到了高肥水平;速效鉀含量也增加較快，從1985年的高肥水平發(fā)展到1995—2020年的極高水平;20年間皮棉產量提高了3.6倍;2006—2020年間化肥用量提高了2.12倍，但皮棉產量無明顯增加。