长期施肥对塿土肥力及作物产量的影响
第24卷第5期干旱地区农业研究
Vol. 24No. 5
长期施肥对 土肥力及作物产量的影响
高 瑞1,2, 吕家珑23, 张素霞2
(1. 菏泽学院园林工程系, 山东荷泽 274000; 2. 西北农林科技大学资源环境学院, 陕西杨凌 712100)
摘 要:对陕西关中典型土壤——— 土进行了连续25a 的定位施肥试验。通过对25年来不同施肥小区土壤肥力差异的分析研究表明:多年连续施肥, 可以明显提高土壤中有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷含量以及作物产量, 即单施化肥或有机—无机肥料配合施用, 都可以增强土壤养分容量及其供应强度, 有利于培肥土壤, 提高作物产量, 其中又以有机—无机肥料配合施用的效果更好。
关键词:长期施肥; 土壤肥力; 产量
中图分类号:S147. 3 文献标识码:A 文章编号:100027601(2006) 0520064204
长期施肥对土壤肥力与作物产量影响的研究具有十分重要的理论价值与实践意义[1]。关于长期
施肥对土壤肥力的影响, 国外早就有很多研究[2而我国则开始于20世纪80], —作物体系中的运转, 。
我国农业的有机—无机肥料配施体系逐步得到发展和完善。关于有机肥和化肥配合施用的肥效及其对土壤肥力影响的研究, 国内外已有不少文献报道。研究者多数认为, 合理配施有机肥和化肥是获得作物优质高产和提高土壤肥力的重要措施之一[6,7]。
本文通过研究长期不同方式施肥对土壤肥力及作物产量的影响, 旨在进一步探讨在关中灌区两熟
制+) , , 合理培肥土壤提供指导和1 材料与方法
1. 1 试验基本情况
定位试验设置于陕西省杨凌区西北农林科技大学农作一站, 土壤系重壤型 土(土垫旱耕人为土) , 1977年10月播种小麦开始, 设置不同施肥处理进行“有机肥改土长期定位试验”至今。试验设无肥、化肥、低秸+化肥(休闲) 、低秸+化肥、中秸+化肥、高秸+化肥、厩肥+化肥7个处理, 每个处理设3个重复, 共21个小区, 小区面积为19. 8m 2(试验方案见表1) 。
表1 试验方案(kg/hm 2)
Table 1 Experimental design
施肥种类Fertilizer kind
处理Treatment
尿素
Urea [***********]0
过磷酸钙
Calcium superphosphate
[***********]5
秸秆
Straw [***********]000
厩肥
Stall fertilizer
[1**********]
无肥No fertilizer (CK ) 化肥Chemical fertilizer
低秸+化肥(休闲) Low straw +chemical fertilizer (fallow ) 低秸+化肥Low straw +chemical fertilizer 中秸+
化肥Medium straw +chemical fertilizer 高秸+化肥High straw +chemical fertilizer 厩肥+化肥Stall fertilizer +chemical fertilizer
本试验田施行小麦—玉米轮作的耕作制度, 厩肥、玉米秸秆和过磷酸钙在每年冬小麦播种前一次
收稿日期:2006204227
基金项目:陕西省农业攻关项目(2003K03-G8-02) ; 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室资助项目(10501-138)
) , 女, 山东菏泽人, 硕士, 研究方向为土壤生物学。作者简介:高 瑞(1978—
3通讯作者:吕家珑, 教授, 博士生导师。
第5期 高 瑞等:长期施肥对 土肥力及作物产量的影响性施入, 尿素在冬小麦和玉米上各施用一次(225kg/hm 2) , 休闲处理除全年不种植作物以外, 田间管理与其它处理相同。
试验前供试土壤(即试前土壤) 的有机质、全氮、全磷、碱解氮和有效磷含量分别为14. 0g/kg 、0. 89g/kg 、0. 67g/kg 、54. 45mg/kg 和7. 5mg/kg ,p H 为7. 9, 属中等肥力水平。1. 2 供试土样
mm 或0. 25mm 筛备用。1. 3 测定内容及方法
65
土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷分别采
用重铬酸钾容量—外加热法、半微量凯氏法、酸溶—钼锑抗比色法、碱解扩散法、Olsen 法测定[8]。
2 结果与讨论
2. 1 长期施肥对土壤肥力的影响
供试土样采集于长期定位试验进行的第25年
(2002年10月, 冬小麦播种前) 。采样时先去除土壤表面未腐解的枯枝落叶及植物残体, 在各试验小区内分别用对角线法取5个样点的土壤混合样品, 采样深度为0～20cm , 经混匀风干处理后通过1
土壤中的主要养分状况是衡量土壤肥力水平的重要指标之一, 而且与作物产量有着密切的关系, 它们还可以充分反映长期培肥土壤的效果。经过25a 的施肥处理, 2) 表2 试验25a Table 2 Change of soil 低秸)
土壤养分
Soil nutrient
16. 0±0. 08b 1. 1±0. 15b 0. 78±0. 23b 55±0. 10b 14. 6±0. 08b
chemical fertilizer (fallow ) 16. 6±0. 25a 1. 2±0. 21b 0. 87±0. 06a 61±0. 16b 29. 3±0. 09a
+化肥
Low straw
+chemical fertilizer 17. 2±0. 14a 1. 1±0. 25b 0. 78±0. 32b 54±0. 05b 13. 1±0. 11b
中秸+化肥
Medium
straw +chemical fertilizer 18. 7±0. 04a 1. 4±0. 25a 0. 78±0. 13b 72±0. 04a 17. 4±0. 15b
高秸+化肥
High straw +chemical fertilizer
20. 1±0. 22a 1. 4±0. 17a 0. 82±0. 02a 86±0. 14a 17. 1±0. 27b
厩肥+化肥
Stall fertilizer +chemical fertilizer
22. 5±0. 37a 1. 5±0. 11a 1. 02±0. 19a 88±0. 04a 51. 2±0. 25a
有机质O. M. (g/全氮Total N (g/kg ) 全磷Total P (g/kg ) 碱解氮Available N
(mg/kg )
1±0. 17c 1. 0±0. 03c 0. 70±0. 14c 52±0. 21c 6. 8±0. 34c
速效磷Available P
(mg/kg )
注:在不同处理间进行差异显著性比较,
同行不同字母表示差异显著(P
Note :Different letters showed significant difference among different treatments (P
长期连续施肥后, 各处理土壤有机质含量均有
一定程度的增加(14. 29%～60. 71%) , 其中以有机—无机肥料配施处理的增加量较多, 这是因为有机肥本身含有一定数量的有机物质, 它的施入必定会增加土壤中有机质数量。但是, 不同种类的有机肥之间, 以及秸秆的不同用量之间并没有表现出显著性差异。同时, 单施化肥处理的有机质含量与无肥的差异达5%显著水平, 这是因为, 虽然单施化肥不能明显提高土壤中有机质含量, 但是它可以促进农作物根系的迅速生长, 从而提高根际有机物质的输入。
施肥使各处理土壤全氮含量也有一定程度的增加(23. 6%～68. 54%) , 不过无肥和化肥处理与试验前相比变化不明显, 而有机—无机肥料配施处理的增量达到了0. 61g/kg 。所以说, 在连续耕作的土壤中, 如果单独施用化肥, 虽然也能保证农作物的产量, 但是耕层土壤肥力的增加不明显, 供氮潜力明显不足, 而如果同时配以施用厩肥或者秸秆, 土壤中全
氮含量会有明显的上升, 这对于低产田的增肥有明显的效果。
从全磷含量可以看出, 各试验处理均有不同程
度的增加(16. 42%～52. 24%) , 同样也是以有机—无机肥料配施处理的增加量较多。这是因为有机—无机肥料配施处理有较多的农家肥施入, 提高了土壤中磷的含量, 更重要的是改善了土壤结构, 增强了土壤的保肥能力, 减少了随水流失的磷含量, 从而使其含量有了明显的提高, 增量达0. 3g/kg 左右。同时, 单施化肥处理的全磷含量也有增加, 这与吕家珑等长期单施化肥可保持土壤磷水平的结论一致[9]。
各处理土壤中碱解氮和速效磷含量的变化, 与有机质、全氮、全磷含量的变化趋势是一致的, 多年连续施肥同样使其有了一定程度的增加, 也是以有机—无机肥料配施处理的增加量较多, 其增加机制与全氮、全磷的增加机制大致相同。
由以上分析可知, 长期施肥(单施化肥、有机—无机肥料配施) 可以使土壤中主要养分含量得到显
干旱地区农业研究 第24卷66
著的提高, 其中有机—无机肥配合施用的效果更佳, 但是, 在不同的有机肥种类(秸秆和厩肥) 、不同的秸秆用量之间并没有表现出显著性差异。土壤养分含量的上述变化规律, 大体上与国内外长期肥料定位试验结果相吻合[10～11]。
2. 2 长期施肥对作物产量的影响
长期连续施肥可以改善土壤结构, 改良土壤基本理化性质, 使土壤中有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷等养分含量均有一定的增加, 从而提高了土壤肥力和生产力, 进而影响到作物产量。
表3 不同施肥处理的产量
Table 3 Corn yield under different fertilization treatments
总产量Total yield (104kg/hm 2)
处理
Treatment
较CK 增加
平均
Average 9. 14±1. 0319. 64±1. 5138. ±2. 108038. 98±1. 2638. 54±0. 18
Increase rate
(%)
0115326322
新复极差检验
Significance test 5%c b a a a
1%B A A A A A
重复Repetition
Ⅰ
Ⅱ
9. 0419. 0237. 9438. 550546
Ⅲ
10. 2221. 3740. 2038. 75
无肥No fertilizer (CK ) 化肥Chemical fertilizer 低秸+化肥Low straw +chemical fertilizer
中秸+化肥Medium straw +
chemical fertilizer
8. 1718. 5436. 0037. 2137. 42
高秸+化肥High straw +chemical fertilizer
厩肥+化肥Stall chemical 从各试验处理() 近三年(1999、2000、2001年) 来小麦和玉米的平均产量(表3) 可以看出:(1) 多年连续施肥, 无论是单施化肥, 还是有机肥与N 、P 化肥配施, 作物产量都极显著地高于不施肥的对照处理。(2) 单独施用N 、P 化肥时, 作物产量虽然比无肥对照有了极显著的增加(增加幅度为115%) , 但其极显著地低于有机肥和化肥配施的处理。(3) 有机肥与化肥配施时, 两种有机肥料(厩肥和秸秆) 的增产效果相当, 虽然都极显著地高于单施化肥处理, 但二者之间没有表现出显著性差异。(4) 在秸秆的不同用量上, 有随施用量增加而产量增加的趋势, 但也没有表现出显著性差异。由以上分析可知, 长期连续施肥能使作物产量得到显著性提高, 尤其是有机—无机肥料配合施用的增产效果更佳, 同时, 由分析结果可以看出, 作物产量的这种变化规律与土壤养分含量的变化规律大体上保持一致。
机碳源又改善了土壤物理性状, 可以更好地发挥肥料效益。长期施用, 可以使土壤维持较高的肥力水平, 提高增产的幅度。因为有机肥料不仅营养成分丰富, 适宜于作物的生长发育, 同时还可以改善土壤结构, 为土壤微生物创造良好的生长环境, 使土壤微生物数量大增, 而且有机肥料本身所含有的微生物在施入土壤后也会迅速繁殖, 增强土壤养分转化的能力, 释放出许多植物不能直接吸收利用的养分[12]。
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3 小 结
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—无机肥料配合施用, 都可以显著提高土壤肥力, 增
加作物产量。说明施肥可以明显增加土壤中微生物数量, 加强土壤生物化学强度[4], 加快土壤有效养分转化速率, 使土壤肥力得到提高, 从而促进作物生长, 提高作物产量。
2) 有机肥与化肥的合理配合施用, 既补充了有
第5期 高 瑞等:
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E ffect of long term fertilization on fertility of Lou soil and crop yield
G AO Rui 1,2, L U Jia 2Long 2, ZHAN G Su 2xia 2
(1. Depart ment of Garden Engineering , Heze U niversity , Heze , S handong 274000, ;
2. College of Resource and Environmental Science , Northwest A &F U niversity , Yangling , S , China )
Abstract :Based on the continuous fertilization for soil in cen 2tral Shannxi , this paper analyzed the difference of in showed that long -term fertilization increased soil O. M. , total N , P and corn yield evidently. Ap 2plying inorganic fertilizer or organic manure could raise soil nutrient capacity and supply it to soil and raise crop yield , in which the effect of inorganic fertilizer manure was most remarkable.
K eyw ords term fertilization ; soil fertility ; yield
(上接第58页)
E ffect of inoculating highly effective Sinorhizobium meliloti on
productivity of gramineous grass/alfalfa mixtures
ZEN G Zhao 2hai 1,2, HU Yue 2gao 1, CHEN Wen 2xin 2, SU I Xin 2hua 2, CHEN Dan 2ming 2
(1. PERC , College of A gronomy and Biotechnology , China A gricultural U niversity , Beijing 100094, China ; 2. College of Biology/Key L aboratory of A gro 2Microbial Resource and A pplication of M OA , China A gricultural U niversity , Beijing 100094, China )
Abstract :Highly effective Sinorhizobium meliloti was inoculated to alfalfa (Medicago sativa L. ) which was planted with tall fescue (F. arundi nacea Schreb ) , smooth bromegrass (B rom us i nerm is L eyss. ) and rye 2grass (L. m ultif lorum L am. ) to establish gramineous grass/alfalfa mixtures. Compared with the control (uninoculating treatment ) , in alfalfa/tall fescue mixture , the biomass yield of alfalfa was increased by 17%, that of tall fescue was increased by 15. 1%, and the total yield was increased by 16. 3%; in alfalfa/smooth bromegrass mixture , the biomass yield of alfalfa was increased by 14. 0%, that of smooth bromegrass was in 2creased by 51. 0%, and the total yield was increased by 20. 5%; in alfalfa/ryegrass mixture , the biomass yield of alfalfa was incraesed by 7. 6%, that of ryegrass was increased by 4. 8%, and the total biomass yield was in 2creased by 6. 8%.The results indicated that inoculating highly effective Sinorhizobium meliloti could increase the L ER (Land equivalent ratio ) and the CR (Competitive ratio ) of grass crops.
K eyw ords :highly effective Sinorhizobium meliloti ; alfalfa ; mixed planting ; gramineous grass