宁南山区新修梯田不同培肥方式效果研究

岳自慧，刘 平，张煜明，王 文

(宁夏回族自治区水利科学研究院，宁夏 银川 750021)

宁南山区新修梯田不同培肥方式效果研究

岳自慧，刘 平，张煜明，王 文

(宁夏回族自治区水利科学研究院，宁夏 银川 750021)

新修梯田；土壤培肥；效果；宁南山区

针对宁南山区新修水平梯田建设初期土壤肥力下降、作物产量不稳等问题，通过布设田间小区试验，研究了不同培肥方式对宁南山区新修水平梯田土壤肥力、作物生长状况和产量的影响情况。结果表明：施肥有利于增加土壤养分，采用复合肥和农家肥、酵素菌肥、腐植酸肥等有机肥相结合的方式培肥效果显著，尤以复合肥配施农家肥效果最好，而单施复合肥的处理与不施肥处理相比，根系质量、植株生物量和马铃薯产量增加均不显著。

土壤是农业生产的基础，土壤肥力状况对农业生产及农作物产量的高低起着决定性的作用。水平梯田既是宁南山区一项有效保持水土的措施，又是当地稳定和提高作物产量的基本农田形式，修建水平梯田可有效地提高雨水利用效率、增加土壤蓄水量，从而减少水土流失，改善生态环境[1]。但由于新修梯田建设初期土壤肥力下降严重，致使作物产量也严重下降[2]。本研究针对宁南山区新修水平梯田建设初期土壤肥力下降、作物产量不稳等问题，通过布设田间小区试验，研究不同培肥方式对宁南山区新修水平梯田土壤肥力、作物生长和产量的影响情况，为提升宁南山区土壤质量提供技术支撑。

1 项目区概况

李台项目区位于宁夏彭阳县北部交岔乡境内，距离彭阳县城西北35 km,属茹河流域二级支沟。项目区在大地构造上处于祁连山地槽东翼和鄂尔多斯台地西缘之间的过渡地带，海拔1 601～1 941 m，相对高差340 m，沟壑密度2.5 km/km2。项目区内土壤主要为黄绵土，土质疏松。气候类型属半干旱大陆性季风气候，春季干旱多风、夏季干燥炎热，流域日照充足，温差较大，雨热同季，四季分明。多年平均气温为6.5 ℃，≥10 ℃积温为2 550.8 ℃，无霜期140 d，多年平均降水量为420 mm。

2 试验方法

2.1 试验设计与材料

试验采用单因素随机区组设计，小区面积30 m2，试验地为2012年秋季修筑的梯田，肥底条件一致,试验共设5种处理方式。①CK:不施肥；②T1：单施化学复合肥；③T2：复合肥+农家肥(施用量为37 500 kg/hm2，折合到小区施用量为112.5 kg)；④T3：复合肥+酵素菌肥(施用量为3 000 kg/hm2，折合到小区施用量为9.0 kg，其各成分质量百分比为：有机质≥30%，有效活菌数≥0.2亿个/g)；⑤T4：复合肥+腐植酸肥料(腐植酸肥料选择黄腐酸钾，施用量为1 500 kg/hm2，折合到小区施用量为4.5 kg，其各成分含量为：黄腐酸≥16%、有机质≥30%、N+P2O5+K2O≥4%)。以上处理复合肥施用量均为600 kg/hm2，折合到小区施用量为1.8 kg。

播前结合整地将各处理肥料一次性均匀施于小区地表，旋耕深翻20 cm，使其与土壤充分混匀。试验作物种类为马铃薯，4月底播种，供试品种为庄薯3号，穴播，行距70 cm、株距50 cm，每个小区种5行，其他田间管理按常规进行。

2.2 测定内容

(1)土壤养分的测定。土壤养分测定指标主要有土壤有机质、全氮、土壤水解氮、全磷、速效磷、速效钾等。土壤有机质测定采用重铬酸钾容量法(外加热法)，全氮的测定采用半微量开氏法[3-4]，土壤水解氮的测定采用碱解扩散法，土壤全磷的测定采用HClO4-H2SO4钼锑抗比色法，土壤速效磷的测定采用0.5 mol/L的NaHCO3浸提钼锑钪比色法，土壤速效钾的测定采用NH4OAc浸提火焰光度法[5]。

(2)植物生长指标的测定。分别在马铃薯现蕾期、开花期和薯块膨大期选取生长一致的植株和根系测定其植株生物量和根系质量。

(3)产量的测定。收获时期各小区分商品薯和非商品薯分别称量，单打单收称取实际产量。

试验数据用Excel软件和DPS数据统计分析软件处理。

3 不同培肥方式的影响结果与分析

3.1 对土壤肥力的影响

不同培肥方式对土壤肥力的影响结果详见表1。各培肥处理均有利于增加土壤养分，提高土壤全氮、全磷、水解氮、有效磷、速效钾和有机质的含量，单施复合肥处理T1的培肥效果不如复合肥和有机肥结合的其他培肥处理，在各施肥处理中，T2和T4处理培肥效果较好。T2处理土壤全氮、速效钾和有机质提高较为显著，与CK相比分别增加了69.64%、45.86%、67.24%，与其他各处理的差异均达显著水平(P<0.05)。T4处理土壤全磷、水解氮和有效磷提高较显著，与CK相比分别增加了18.46%、45.82%、115.14%，水解氮和有效磷与T2处理差异不显著，与其他处理的差异达显著水平(P<0.05)，全磷与其他各处理差异均达显著水平(P<0.05)。

表1 马铃薯收获期不同培肥方式下的土壤肥力

3.2 对马铃薯生长状况的影响

3.2.1 现蕾期

不同培肥方式下马铃薯现蕾期根系质量和植株生物量的统计分析结果如图1所示。可以看出，各培肥处理均不同程度增加了马铃薯现蕾期的根系质量和植株生物量，各施肥处理的根系质量和植株生物量均高于CK， T3处理根系质量达到最大，T4处理植株生物量达到最大。通过分析计算，与CK相比，T1、T2、T3、T4根系质量依次增加了24.38%、62.60%、79.19%、57.36%，植株生物量依次增加了135.79%、225.47%、179.78%、315.33%，与CK差异显著(P<0.05)，但各处理之间差异不显著。

3.2.2 开花期

不同培肥方式下马铃薯开花期的根系质量和植株生物量及各自的统计分析结果如图2。

由图2 可以看出，各培肥处理马铃薯开花期的根系质量和植株生物量显著高于CK，施肥处理间差异不显著。马铃薯开花期根系质量和植株生物量均为T4处理达到最大，其次为T2处理。与CK相比，T1、T2、T3、T4根系质量依次增加了70.0%、110.53%、87.37%、168.42%，植株生物量依次增加了117.28%、154.32%、84.69%、170.37%。

3.2.3 薯块膨大期

马铃薯盛花期到茎叶衰老为止的时期称为薯块膨大期，该时期是决定马铃薯产量的关键时期。不同培肥方式下马铃薯薯块膨大期的根系质量和植株生物量及各自的统计分析结果如图3所示。

图1 不同培肥方式对马铃薯现蕾期根系质量和植株生物量的影响

图2 不同培肥方式对马铃薯开花期根系质量和植株生物量的影响

可以看出，马铃薯进入盛花期后的根系质量和植株生物量增长迅速，采用复合肥和有机肥相结合的方式可以显著提高马铃薯根系质量和植株生物量，薯块膨大期根系质量和植株生物量均表现为T2>T3>T4>T1>CK, 尤以T2处理增加最为显著，根系质量达到2 186.67 g、植株生物量达到2 880.0 g，较CK分别增加了115.79%、134.72%。单施复合肥处理(T1)的根系质量和植株生物量增加不显著，土壤培肥效果一般。

图3 不同培肥方式对马铃薯薯块膨大期根系质量和植株生物量的影响

3.3 对马铃薯产量的影响

不同培肥方式对马铃薯产量的影响结果详见表2。可以看出：复合肥配施有机肥能够显著提高马铃薯产量， 三个配施有机肥的处理(T2、T3、T4)之间差异不显著，其中复合肥配施农家肥(T2)产量最高，达到了36 826.05 kg/hm2,与CK相比，增加了109.28%。单施复合肥处理(T1)马铃薯产量为24 554.10 kg/hm2，低于复合肥配施有机肥各处理(T2、T3、T4)，与CK相比增加了39.54%。

表2 不同培肥方式下马铃薯产量

4 结论与建议

(1)各施肥处理均有利于增加土壤养分，提高土壤全氮、全磷、水解氮、有效磷、速效钾和有机质的含量。在各施肥处理中，复合肥配施农家肥对提高新修梯田土壤肥力效果最好，其次是复合肥配施腐植酸肥，单施复合肥的培肥效果不如复合肥和有机肥结合的培肥处理。

(2)各施肥处理均不同程度增加了马铃薯现蕾期、开花期和薯块膨大期的根系质量和植株生物量，各施肥处理的根系质量和植株生物量均高于无施肥处理，采用复合肥和农家肥、酵素菌肥、腐植酸肥等有机肥相结合的培肥方式效果显著，而单施复合肥的处理与无施肥处理相比，根系质量和植株生物量增加不显著，土壤培肥效果一般。

(3)复合肥配施有机肥能够显著提高新修梯田马铃薯产量，其中复合肥配施农家肥产量最高，较无施肥处理增加了109.28%，单施复合肥处理马铃薯产量较无施肥处理增加了39.54%，但低于复合肥配施有机肥的其他处理。

(4)宁南山区梯田修建后，由于土壤改良和培肥配套措施跟不上，致使修建后次年梯田耕种利用率较低，严重影响了当地粮食产量。建议政府有关部门在梯田建设时，重视梯田修建后的培肥与改良，有效解决梯田修建初期土壤含水量降低、土壤肥力衰退、次年耕种利用率低等问题。

[1] 岳自慧，刘永军，刘平，等.宁夏南部山区新修水平梯田耕地质量提升技术研究[J].环境与可持续发展,2014,39(3):156-157.

[2] 岳自慧，刘平，刘学军，等.宁南山区新修水平梯田土壤快速培肥技术调查研究[J].中国水土保持,2015(2):25-27.

[3] 南京农业大学.土壤农化分析[M].2版.北京：农业出版社，1986：40-64.

[4] 布伦纳 J M.土壤氮素分析法[M].曹亚澄，译.北京：农业出版社,1981:208-230.

[5] 刘克礼,高聚林,任珂，等.旱作马铃薯氮素的吸收、积累和分配规律[J].中国马铃薯,2003,17(6):321-325.

(责任编辑 王 琦)

宁夏自然科学基金项目(NZ13223)

S157

A

1000-0941(2015)09-0052-03

岳自慧(1983—)，女，宁夏中卫市人，工程师，硕士，主要从事水土保持和新修梯田土壤培肥研究。

2015-04-02