土壤肥力是衡量土壤能够提供作物所需各种养分能力的重要指标，是农业可持续发展的基础。培肥是维持农业土壤肥力水平最重要的措施之一，了解土壤肥力的变化规律可为合理利用土壤资源和科学施肥提供依据。单一作物长期种植造成土壤养分的变化是引起土壤连作障碍的重要因素之一。迫于人口增加和经济增长的需求，单一作物大面积连作在许多地区仍然普遍存在，新疆棉区棉花连作便是一种无法避免的普遍种植模式。
随着北疆棉区棉花连作面积的逐年增大和连作时间的不断延长，棉田土壤质量问题日益突出，严重制约了棉花产量和品质的持续提高。本文以芳草湖农场为例，利用1985年、1996年、2006年和2020年对芳草湖农场土壤养分的调查数据，分析了农场35年耕地土壤肥力变化的趋势。
数据来源于1985年(全国第二次土壤普查)、1996年(团场取样化验结果)、2006年(测土配方数据)和2020年(第三次全国土地调查)对土壤养分的调查，数据指标包括有机质、全氮、有效磷和速效钾含量，相关肥力评价因子测定方法参照《土壤农业化学分析方法》[8];棉花产量水平来源于新疆生产建设兵团第六师的统计数据。
一、35年棉田土壤中有机质含量的变化趋势
根据马鄂超的研究，1988年兵团秸秆还田390.17万亩(1亩=667m2)，土壤有机质质量分数由1980年的0.25%~0.70%提高至0.70%~1.20%。由图1可以看出，新疆棉田土壤中有机质的质量分数总体呈上升趋势，从1985年的11.7g/kg升至2020年的17.7g/kg，但是有机质水平仍处于低肥范围。土壤有机质含量增加的主要原因可能与新疆滴灌棉田秸秆还田有关，秸秆作为重要的有机肥源，连作结合秸秆还田年限延长，棉田土壤有机质含量稳定性逐渐提高。
二、35年棉田土壤中全氮含量的变化趋势
土壤全氮是土壤中各种形态氮素含量的总和，在一定程度上可代表土壤的供氮水平，与土壤肥力和农业生产过程密切相关。由图2可知：新疆滴灌棉田土壤中全氮的质量分数呈上升趋势，从1985年的0.60g/kg升至2020年的1.09g/kg，35年土壤全氮的质量分数涨幅达到82%;2006年以前新疆滴灌棉田土壤中全氮含量处于低肥水平，2006—2020年全氮含量的涨幅较快，2020年已达到中肥条件。新疆棉田土壤中全氮含量上升与施肥量增加有关，新疆兵团第六师的统计数据显示，芳草湖农场全部化肥用量1985年为974t，1996年为7532t，2006年为9063t;2020年芳草湖农场化肥总用量为19241t，其中氮肥6150t、磷肥5653t、钾肥1151t、复合肥6287t。
三、35年棉田土壤中有效磷含量的变化趋势
土壤有效磷是指能被植物直接吸收和利用的无机磷或者小分子有机磷，是评价土壤供磷能力的重要指标。由图3可知：新疆滴灌棉田土壤中有效磷的质量分数呈上升趋势，从1985年的8.60mg/kg升至2020年的31.1mg/kg，35年土壤中速效磷的质量分数增加了262%;由1985年的低肥水平逐步发展成中肥水平(1996—2006年)，2020年已达到高肥水平。其主要原因是区域肥料用量逐年增加，尤其磷肥利用率低，土壤残留量较大。
四、35年棉田土壤中速效钾含量的变化趋势
土壤速效钾能够直观反映土壤钾素水平和供应能力。由图4可知：新疆滴灌棉田土壤中速效钾的质量分数呈上升趋势，从1985年的196.9mg/kg升至2020年的554.4mg/kg，35年土壤中速效钾的质量分数提高了182%;除1985年芳草湖农场土壤中速效钾含量为高肥水平外，1996—2020年均处于极高水平。其主要原因与新疆土壤的成土母质中富含钾矿石和灌溉水中普遍含有钾、钠离子有一定的关系，同时不能忽视施肥对土壤速效钾累积的影响。
从1985年到2020年，新疆滴灌棉田耕地土壤肥力整体呈现上升趋势，其中有机质含量增加了51%，全氮含量增加了82%，速效磷含量增加了262%，速效钾含量增加了182%;耕地土壤中有机质和全氮含量增加较慢，按照主要养分含量分级指标体系分析，有机质和全氮含量仍处于低肥水平;速效磷含量增加较快，已由1985年的低肥水平逐步发展到1996—2006年的中肥水平，2020年达到了高肥水平;速效钾含量也增加较快，从1985年的高肥水平发展到1995—2020年的极高水平;20年间皮棉产量提高了3.6倍;2006—2020年间化肥用量提高了2.12倍，但皮棉产量无明显增加。
