甘肃省土壤有机质提升技术模式对土壤耕层养分影响初探

崔增团，郭世乾，赵 凡

(1.甘肃省耕地质量建设管理总站， 甘肃 兰州 730020；2.甘肃省榆中县农业技术推广中心， 甘肃 榆中 730100)

甘肃省土壤有机质提升技术模式对土壤耕层养分影响初探

崔增团1，郭世乾1，赵 凡2

(1.甘肃省耕地质量建设管理总站， 甘肃 兰州 730020；2.甘肃省榆中县农业技术推广中心， 甘肃 榆中 730100)

对甘肃省11个地区的75个对比试验点实施土壤有机质提升技术模式前后的土壤有机质进行差异显著性假设测验及土壤样本频数分布变化特点分析，研究表明：秸秆及绿肥还田后与还田前比较，土壤有机质平均增加0.569 g·kg-1,增加4.43%，11个地区土壤有机质含量在秸秆或绿肥还田后与还田前的差异显著性假设测验中，10个地区达到显著水平。全省各试验点秸秆与绿肥还田的作物产量较对照增产率在-1.74%～15.4%之间，平均为5.2%。有机质与全氮，有效磷、CEC和全磷有稳定的正相关关系，伴随着有机质的提高，土壤有效磷、全磷和CEC有同步提高的趋势。全省各点秸秆及绿肥还田后与还田前土壤有机质及对照的土壤有机质含量频数分布呈偏态的正态分布，其峰偏向较大数值，说明有机质提升措施实施后，秸秆及绿肥还田的土壤有机质增加的样点较对照田多且集中度高。结果表明，秸秆及绿肥还田等措施增加土壤有机质及耕层养分含量，提高土壤肥力的效果明显。

有机质；秸秆还田 ；土壤肥力因子；差异显著性假设测验

我国自2005年在全国开始联合实施测土配方施肥资金补贴项目。在实施这一项目的过程中发现，大部分农田土壤有机质严重偏低！土壤有机肥投入不足,加上化肥的大量施用及部分地区的粗放经营与管理,导致耕地土壤中有机质含量减少,土壤板结,土壤肥力日趋下降[1]，土地得不到休养生息，农业生态系统恶化，严重制约了我国粮食产量的进一步提高并已威胁到我国农业的发展。但另一方面，随着作物优质高产品种的不断推广和复种指数的提高,对土壤肥力水平也提出了更高的要求。针对这些情况，2006年开始实施有机质提升试点补贴项目及耕地质量保护与提升行动，全面加强耕地质量建设与保护工作。2010年甘肃省成为实施土壤有机质提升补贴资金项目省，甘肃省农业用地率较低，并且土壤养分含量低，土地瘠薄，耕地中低产田数量大，占总耕地的80%以上，高于全国10个百分点；耕地土壤有机质含量低于20 g·kg-1的面积占82.5%[2]，说明土壤有机质还比较缺,主要原因是在长期的耕种过程中，重用轻养 ，作物从土壤中携出的养分量呈现逐年增加，而以农家肥、绿肥、秸秆还田等形式归还的养分循环不容乐观，有机肥投入严重不足。耕地质量逐年下降。但是，甘肃省可供利用的有机肥资源并不缺乏，有机肥资源总量13 405.3 万t，而施用量5 846.43万t，利用率仅为43.6%，其中秸秆还田利用率总体上是16.5%，处于较低利用水平[1]。可见开发和充分利用有机养分资源，解决耕地养分匮乏，特别是平衡养分，提升土壤有机质有着现实的基础和重要的意义。而有机质在改善土壤结构、保持水分、防止土壤侵蚀和退化、保持和提供植物养分及土壤肥力中发挥着重要的作用，是土壤的重要组成成分[3-6]。左右着土壤肥力水平，也是土壤质量、肥力、可持续利用的重要衡量与评价指标之一[7-8]。在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面均起着极其重要的作用[7]。所以说有机质有不可替代的功能。对于大多数耕种土壤来说，培肥的中心环节就是保持和提高土壤有机质。为此，针对全省耕地质量现状，依托农业部有机质提升试点补贴和耕地质量保护与提升项目，在甘肃全省实施了秸秆还田、种植绿肥等地力培肥综合性有机质提升模式，同时设计了不同模式与传统常规耕作模式的对比试验示范，研究全省不同生态类型区土壤有机质及土壤养分指标动态变化情况及全省的总体特点。汇集的全省各点结果数据集可视其为代表相应总体的较大样本，代表甘肃省及类似条件下的相应总体，对这样一个较大样本的特点的分析研究对有机质提升项目进一步实施和效果评价具有一定的借鉴意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

自然地理生态条件。甘肃省地处中国中西部，南北地形狭长，地处黄土高原、内蒙古高原和青藏高原的交汇处、西秦岭山地边缘。地貌特征复杂，山地、高原、平川、河谷、沙漠、戈壁，类型齐全，交错分布。全省大体分为陇南山地、陇东黄土高原、中部干旱山区、甘南高原、河西走廊、祁连山地等6大农业片区。从东南到西北包括了北亚热带，湿润区到高寒区、干旱区的各种气候类型，年平均气温在0℃～14℃之间，年日照时数2 487.5 h。地域差异性大，跨度大[9]。试验点分布于甘肃全境，分别在甘肃省有地域代表性的11个市、县，共75个试验点。

1.2 试验设计

为了探索不同类型生态地区开展有机质提升的有效技术模式，验证不同有机质提升技术模式对土壤有机质的影响，试验根据不同生态类型区种植作物及耕作制度等特点，在能代表当地主要土壤类型、主要种植作物主栽区域，分别设置A1、A2及CK(对照)三种处理模式，每个试验点按当地作物种植情况选择A1或A2与CK(对照)两个处理，三次重复。

A1：农作物秸秆还田模式。在当季作物收获后，对作物根茬和秸秆通过机械粉碎并添加发酵菌剂后翻耕，使之与土壤充分混合以加速秸秆发酵腐熟矿化速度。

A2：绿肥种植模式。结合试验区常规的轮作方式和作物布局，种植绿肥。采用①套种技术(麦田套种绿肥，麦肥共生，秋后三个月长草，生产一茬秋绿肥，形成麦、绿肥轮茬)。②复种技术(麦收后复种绿肥作物)。③间种技术(在玉米行间间作、套种绿肥，分期割青或收籽)。④混种技术(在机械化作业为主体的条件下，小麦与绿肥籽混合播种，深浅均匀，利于扎根保苗)。

CK：(对照)无秸秆或绿肥还田。

同一试验点不同模式处理与CK(对照)在同一地块，对照田和处理田随机排列。除秸秆或绿肥还田模式与对照不同外，其余两者地力条件、种植作物及其他耕作管理措施均相应一致，农作物秸秆还田模式对照田(CK)的作物秸秆移出耕地。绿肥种植模式的对照田无绿肥种植。还田秸秆或绿肥为当季种植作物秸秆。

统计数据整理分类：数据按对比样本分为B1、B2 、B3。

B1：有机质提升项目实施前的土壤有机质含量背景值。

B2：各试验点对照的有机质含量结果。

B3：实施有机质提升技术模式(秸秆还田及种植绿肥还田处理)后的土壤有机质含量。

2010年项目实施时在已确定的试验地取土样，以测定土壤背景值。2011年作物收获后按试验设计实施秸秆还田及种植绿肥还田。2012年作物收获后分别在试验地取土样检测不同处理与对照地土壤养分的相关项目。初步选择1年期限的原因，是由于进入土壤有机物质在第1个月到第3或第5个月分解最快，以后逐渐变慢，一年后趋于稳定[9]。

1.3 测定内容与方法

1.3.1 土壤样品采集 2010年项目实施时在甘肃省的75个示范试验点的地块取0～20 cm耕层土壤样品分析容重、有机质、全氮、有效磷、全磷、速效钾、缓效钾、全钾、pH值、CEC值。每区“S”形选取点采样，取5～7个点，混合均匀后风干，依次过1 mm、0.25 mm筛，按“四分法”缩分，每个混和土样最后保留1 kg左右带回室内风干、磨碎、过筛备用。项目实施前的基础背景土壤样本为B1，秸秆与绿肥还田处理土壤样本为B3，对照田(CK)土壤样本为B2。

1.3.2 土壤样品检验测定 测定土壤有机质(K2Cr2O7外加热法)，活性有机碳(KMnO4氧化法)，全氮(半微量开氏法)，全磷(NaOH熔融-钼锑抗比色法)，全钾(NaOH熔融-火焰光度法)，碱解氮(碱解扩散法)，速效磷(Olsen法)，速效钾(NH4OAc浸提-火焰光度法)，阳离子交换量CEC(乙酸钠浸提-火焰光度法)，等土壤化学、生物学指标。另于2012年10月作物收获后用环刀采集0～10 cm、0～20 cm土壤样品测定土壤容重[8]。

1.3.3 数据统计方法 数据分析采用成对数据假设测验[10]。以各地区选择的具有代表性的每个试验点的处理与土壤背景值为成对数据，每个地区的试验点的有机质提升项目实施前的土壤养分结果和有机质提升项目实施后的土壤化验结果组成成对样本，按成对数据进行假设测验，确定其间的差异显著性，以判定这些指标的变化程度。由于同一配对内两个供试单位条件接近，而不同配对间的条件差异又可通过同一配对的差数予以消除，因而可以控制试验误差，具有较高的精确度。相关及回归分析采用Microsoft Excel软件和DPS系统进行统计分析。

2 结果与讨论

2.1 不同地区试验点秸秆及绿肥还田对土壤有机质的影响的差异显著性分析

不同地区实施土壤有机质提升技术模式后(B3)及对照(B2)的土壤有机质含量平均值与实施土壤有机质提升技术模式前的土壤有机质含量基准背景值(B1)进行比较(表1)，各地区试验点B2与B1相比增幅在-3.483%～3.468%之间，增幅不明显，天水、庆阳、金昌三地下降0.23%～3.48%，其他地区增加0.07%～4.91%。B3与B2相比增幅在0～9.72%之间，说明实施土壤有机质提升技术模式后的处理土壤有机质含量也较对照增加。B3与B1相比较增幅最高，在0.3%～13.73%之间。有机质平均增加0.02～1.9 g·kg-1。对各个地区试验点(B3)与(B1)进行成对样本假设测验的结果来看，11个地区中除兰州地区的差异未达显著水平外，其他地区均达显著水平。实施土壤有机质提升技术模式后(B3)与实施前土壤有机质含量背景值(B1)相比增幅明显。增幅以陇南市最高，各地增幅差异较大，这与各地间气候、土壤、耕作等因素差异大有关。秸秆在土壤中腐殖化及有机质的矿化与环境气候、土壤条件有密切关系。本省东南端的陇南地区，包括陇南山地北部湿润、半湿润暖温带和南部湿润北亚热带，自然植被茂密，降水及气温均高于全省其他地区，高温高湿相配合，土壤微生物活动旺盛，还田的作物秸秆腐殖化速度快，有机质增加率高于其他地区。天水地区虽与陇南相邻，但自然植被覆盖度很低，降水量低于陇南地区，还田的作物秸秆在土壤中腐殖化程度低于陇南地区。位于陇东黄土高原的庆阳、平凉两地区气候干旱自然植被稀疏，加之土壤结构性不良，不利于作物秸秆在土壤中腐殖化，土壤有机质含量较低。兰州、定西地区位于黄土高原西部，是甘肃干旱地区所在，降水量比陇东黄土高原还少，农田基本都为旱作，土壤中秸秆腐殖化较慢。白银市试验地为灌溉地，土壤水分较中部干旱区的耕地有保障，利于秸秆的腐化分解[11]。河西三地区绿洲农业土壤肥沃，地形平坦，施肥量相对较多，以种植绿肥还田为主，农田灌溉使土壤有水分保障，还田作物秸秆在土壤中腐殖化程度较高。但位于河西地区的金昌市土壤有机质大面积处于较缺和中等状况，而且较缺面积在扩大[12]。张掖武威地区高于酒泉地区，这一点与1993年的土壤普查结果相近[9]。全省各个试验点所在地由于水热条件等气候类型差异较大，还田秸秆在土壤中腐殖化及有机质增加的程度差别较大。但总体都呈增加的趋势，且与还田前的土壤背景值比较其有机质增幅除兰州试验点外，均达到显著水平。这说明在气候复杂性和特殊性明显的甘肃省不同地区实施秸秆及绿肥还田对提升土壤有机质的作用是肯定的。

表1 实施土壤有机质提升技术模式前后土壤有机质差异显著性分析结果

注：B1：有机质提升项目实施前的土壤有机质含量背景值。B2：各试验点对照的有机质含量结果。B3：实施有机质提升技术模式(秸秆还田及种植绿肥还田处理)后的土壤有机质含量。下同。

Note: B1: Background values of soil organic matter content before the implementation of SOM enhancing project. B2: Soil organic matter content in the control in each test site. B3: Soil organic matter content after the implementation of SOM enhancing technology (straw and green manure returning). The same below.

注：图中数据点上的误差线表示B2、B3与B1相比有机质增加百分率，不同箭头方向表示增减方向。

Note: The error bars and different arrow directions indicate the increase or decrease percentage of B2 and B3 compared with B1.

图1 11个生态区域的土壤有机质含量

Fig.1 The content of soil organic matter in 11 ecological regions

2.2 土壤有机质与各养分指标的相关性分析

对全省不同地区及汇总的土壤养分数据集进行有机质与各养分指标间的相关分析，探讨通过土壤有机质提升技术措施的实施，土壤有机质的变化对其他土壤养分的影响。从不同地区土壤有机质与各养分之间的相关系数来看(表2)，与土壤有机质相关显著的养分指标有容重、全氮、有效磷、速效钾、pH、CEC。各地表现不一，白银市、武威市有机质与pH呈负相关关系。 对全省全部样点汇总的大样本资料计算得来的相关系数结果显示，有机质与全氮，有效磷、CEC和全磷正相关关系显著。伴随着有机质的提高，土壤全氮、有效磷、全磷和CEC有同步提高的趋势，这与以往的研究结果相近[13]。有机质是土壤全氮的主要载体，土壤有机氮占土壤全氮的95%以上，二者之间具有很高的相关性[14]。土壤氮素含量的区域分布与土壤有机质的区域分布有很大一致性[9]。土壤有机质与有效磷、全磷同步提高正相关的原因主要是还田秸秆含有大量的P2O5，通过秸秆还田归还土壤有关[1]，由于磷肥一般施在根际附近，一般传统耕作对照处理在作物收获后几乎将所有秸秆和根茬移出土壤，这样就使一部分有效磷随作物秸秆和根茬的移出而流失。而秸秆还田使得根茬随还田措施归还于土壤，增加土壤有效磷，同时土壤有机质含量增加，不仅能增加有机磷，而且能减少磷的固定，提高土壤磷的有效性[13]。有机质与速效钾相关显著，这与玉米秸秆含有的大量钾素通过秸秆还田归还土壤有关。土壤钾主要通过秸秆输出，但秸秆作为有效资源，可以经过还田循环利用。土壤阳离子交换量(CEC)与有机质也呈显著正相关，(CEC)与土壤有机质及黏粒含量等有关，有机质含量高，CEC随之升高[15]。杨世琦等研究黄土高原生态系统演替进程中土壤有机质和pH值变化规律发现土壤中有机质增加,pH值减小[16]。闫洪亮等研究秸秆深还田2 a后能够显著提高东北半干旱区土壤有机质含量，降低土壤pH值[17]。这与本研究的结果一致。

表2 不同地区土壤有机质与各养分指标的相关系数矩阵

注(Note)：P<0.05，**P<0.01。

2.3 秸秆及还田绿肥有机物量对土壤有机质的影响

各地区试验还田秸秆及绿肥为当季种植作物的全量秸秆，还田时测定秸秆的总量、干重与水分含量。有机质与还田秸秆干重、鲜重、秸秆水分含量、秸秆有机物量的相关系数分别为-0.13、0.09、0.27*、-0.19，有机质与还田秸秆干重、鲜重、秸秆有机物量相关不显著，这有可能与当年还田的秸秆总量超出了土壤腐化分解的能力，土壤仅能腐化分解部分秸秆有关。土壤有机质与秸秆的含水量相关达显著水平，这说明含水量高的秸秆腐熟分解比含水量低的秸秆容易，腐解速度快，更有利于增加土壤有机质。因为，秸秆腐解时土壤微生物、土壤酶类需要一定水分条件，秸秆含有一定的水分更利于其在土壤中腐解，即较新鲜的秸秆还田效果好于干秸秆。据马玉琳 、王永鹏研究[18-19],一般每公顷秸秆粉碎翻压还田不超过4 500 kg，最多不超过7 500 kg (干重),秸秆含水量为60%～80%，还田效果较好，对玉米的生长发育及其产量没有不利影响。否则，会影响秸秆在土壤中的分解速度及作物产量。这与本文的结果相近。据崔增团，孙大鹏等[20]研究，甘肃省几个监测点的土壤有机质的增加与秸秆还田有关。大部分农田SOM含量与有机质输入呈线性相关[21]。在华北地区，还田7 500 kg·hm-2玉米秸秆, 或配合施用化肥，土壤有机碳有盈余，而秸秆未还田耕作层土壤有机质则会亏损，亏损有机质约占原有机质的0.98%～1.39%[22]。赵凡等[13]对连续7年玉米秸秆还田保护性耕作跟踪研究，秸秆还田可以持续提高土壤有机质，土壤有机质增加3.9 g·kg-1，增幅23.4%，年均增加3.9%, 增幅明显,同时提高土壤耕层氮、磷、钾含量。据宫亮等[23]研究，玉米秸秆直接还田的施入量应为当年生产量的30%～50%。施入过多的玉米秸秆土壤有机质的增长率降低。从本研究中甘肃省各点还田秸秆量与有机质相关不显著来看，虽然秸秆还田是增加土壤有机质含量、提高耕地质量和发展生态农牧业的有效措施,但是不能忽视,如果还田数量过大、粉碎程度不够、翻压质量不好和土壤含水量不足等,秸秆就不能充分腐解,继而会影响作物播种的质量、出苗及苗期生长[24]。所以，各地区最适宜的秸秆还田量还有待进一步研究。

2.4 有机质提升技术措施对作物产量的影响

全省各地区秸秆与绿肥还田的作物产量较对照增产率在-1.74%～15.4%之间，平均为5.2%。95%置信区间4.45%～5.96%，变异系数0.6304，标准差0.0328。由表3、图2可以看出， 11个地区的秸秆与绿肥还田的作物产量均较对照增产3.09%～8.58%。粮食单产水平与耕地土壤有机质水平密切相关，作物产量是土壤肥力状况间接的综合表现，作物产量的高低在一定程度上反映了土壤肥力的高低。因此，作物产量常被作为验证土壤肥力评价结果准确性的依据[15，25]。秸秆及绿肥还田提高了土壤有机质含量，利于长期养分的涵养和提高土壤的潜在养分供给能力，具有良好的土壤效应，生物效应和农田效应[15，25]。据赵凡等[13]在榆中县连续7年秸秆还田耕地研究的结果表明，土壤有机质增加3.902 g·kg-1，增幅23.365%，年均增加3.894%，增幅明显。增产率随还田年限呈有极限值的逆模型曲线变化。作物增产率在2.63%～6.08%。据王应等研究[26]，玉米秸秆还田具有显著的增产增收节支效果,据多点试验观察与统计分析,玉米秸秆还田3年的地块可比未还田的对照每公顷平均增产玉米525 kg,增产率7.2%；还田6年比未还田的对照增产720 kg,增产率10%；还田9年比未还田对照公顷增产1 215 kg,增产率16.5%。孟凡乔的研究结果表明,高产条件下土壤有机质与作物产量之间存在显著正相关关系[21]。作物产量与土壤有机质之间的显著关系表明,即使在外部化肥投入水平较高、灌溉水平较好、土壤理化性状较好的农田,土壤有机质仍然是控制土地生产力的重要条件之一。

近年来，我国100多个5年以上的定位试验研究表明，秸秆还田与不还田比较，平均增产率为12.8%[26]。从大量资料数据来看秸秆还田由于改善了土壤的理化性状，增加了有机质和各种养分含量，在各种作物上均表现出增产效益。大多数研究都表明秸秆及绿肥还田能提高作物产量[9]，但由于不同作物对养分的吸收、携带量不同,不同的种植方式对土壤有机质含量的影响不同[14，27]。毋庸置疑,土壤有机质对作物生长所具有的直接作用和间接作用是客观存在的,但其作用会因为不同地域、不同土壤管理方式及不同的气候条件而有所不同。

表3 不同地区土壤有机质提升技术实施前后对作物产量的影响/(kg·667m-2)

2.5 不同模式土壤样本有机质含量的频数分布分析

为了探讨甘肃全省土壤有机质在有机质提升措施实施前后，土壤有机质总体分布变化的特点，对两个样本进行频数分布对比分析。

从图3～图6及表4可以看出，3种样本分布呈偏态的正态分布。3种样本的土壤有机质偏度系数均为负值，偏度为负,则表示与标准正态分布相比,其峰偏向较大数值。峰度为正,则表示与标准正态分布相比,其分布相对尖锐,数据大多集中于平均数附近，形成高窄尖峭峰。偏度系数绝对值：B3>B2(CK)>B1，峰度系数：B3>B1>B2(CK)，B2(CK)数据分布与B3和B2相比，峰度变小，峰态变得较为平坦宽阔，偏度较B3和B1偏左，峰偏向虽然为负，但峰位置的数值较B3和B1明显变小。

注：为了便于作图比较，图中果树的产量为实际产量的1/10。Note: In order to facilitate the comparison, the yield of fruit trees in the figure is 1/10 of real yield.

图2 不同地区土壤有机质提升技术实施前后作物产量的变化

Fig.2 Contrast of crop yield before and after the implementation of SOM enhancing technology in different regions

图3 秸秆及绿肥还田前样本有机质频次数分布图

Fig.3 The sample frequency distribution of organic matter before straw and green manure returning

表4 土壤有机质含量数据分布的基本特征参数

图4 秸秆及绿肥还田后样本有机质频次数分布图

Fig.4 The sample frequency distribution of organic matter after straw and green manure returning

图5 对照田样本有机质含量频次数分布图

Fig.5 The sample frequency distribution of organic matter in the control field

图6 三种样本有机质含量箱线图

Fig.6 The boxplot of organic matter content in three types of samples

这与箱线图(图6)的结果一致。土壤有机质的含量多少决定于其年生成量和年矿化量的相对大小，当两者相等时有机质含量将保持不变，当大于矿化量时有机质将逐渐增加， 反之将逐渐降低[28]。对照田土壤样本有机质分布峰态的变化较大原因可能是由于秸秆及绿肥还田前的基础土壤有机质通过矿化分解被栽培作物吸收后， 未能得到及时补充， 生成量小于矿化量， 使得作物收获后土壤中有机质含量总体下降所致。而秸秆及绿肥还田的土壤， 虽然同样也有矿化分解与作物吸收消耗， 但由于还田秸秆及绿肥的腐解补充， 生成量大于矿化量， 使得各点土壤有机质总体上下降不明显， 平均值还略有增加， 样本分布峰态偏向较大值且较大值较集中， 峰态高窄尖峭。B2(CK)对照田样本有机质分布峰态变得较为平坦宽阔， 峰位置的数值较B3和B1明显变小。

3 结 论

1) 在甘肃省不同地区实施土壤有机质提升技术模式后与实施土壤有机质提升技术模式前的土壤有机质含量基准背景值相比较，增幅在0.30%～13.73%之间。有机质平均增加0.02～1.9 g·kg-1。对各个地区试验点成对样本假设测验的结果来看，11个地区中除兰州地区外，其他地区均达显著水平。说明秸秆、绿肥还田可以稳定的增加土壤有机质，这与其他人的研究结果一致。

不同地区及全省土壤有机质与其他土壤肥力因子的相关性与以往的研究结果基本相近，土壤全氮、全磷、有效磷、CEC与有机质呈正相关，与pH值呈负相关。

2) 从本研究中甘肃省各点还田秸秆量与有机质相关不显著来看，虽然秸秆还田增加土壤有机质含量，但是不能忽视还田的有机物量并非越多越好，如果还田数量过大、粉碎程度不够、翻压质量不好和土壤含水量不足等,秸秆就不能充分腐解,继而会影响提升土壤有机质的效果。从本研究及他人的研究结果来看，一般每公顷秸秆粉碎翻压还田不超过4 500 kg，最多不超过7 500 kg(干重),秸秆含水量为60%～80%即较新鲜的秸秆还田效果较好，对玉米的生长发育及其产量没有不利影响。

3) 全省11个地区的秸秆与绿肥还田的作物产量较对照增产率在-1.74%～15.4%之间，平均为5.2%。粮食单产水平与耕地土壤有机质水平密切相关，秸秆及绿肥还田提高了土壤有机质含量，利于长期养分的涵养和提高土壤的潜在养分供给能力，提高了作物的产量，而作物产量的提高,反过来又可以增加土壤根系有机物质的分泌,增加土壤作物残茬和根的有机质输入和通过秸秆还田归还到土壤的有机物质数量，从而提高土壤有机质的含量[13]，形成可持续的良性循环。

4) 通过对甘肃全省土壤有机质在有机质提升措施实施前后的样本进行总体频数分布分析，对比分布变化的特点，可知实施土壤有机质提升技术措施后全省土壤样本有机质分布峰态偏向较大值且较大值较集中，峰态高窄尖峭。说明样本中土壤有机质含量值较大的观察值增加，B2(CK)对照田样本有机质分布峰态变得较为平坦宽阔，峰位置的数值较B3和B1明显变小。

5) 作为本研究区域的甘肃省地域差异性大，跨度大，气候特点具有一定的代表性，在全省较大范围的取样其样本来源具有大样本(极差较大，样本量大)特点。因此，进一步的试验研究有待增加对比试验点和土壤肥力指标。以便得到更加全面的研究结果。

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Influences of technology patterns of enhancing soil organic matter on soil nutrients in Gansu Province

CUI Zeng-tuan1, GUO Shi-qian1, ZHAO Fan2

(1.CultivatedLandQualityandConstructionManagementStationofGansu,Lanzhou,Gansu730020,China;2.Agri-techExtensionCenterofYuzhongCounty，Yuzhong，Gansu730100，China)

With the data from 75 comparison test sites in 11 regions in Gansu Province, the significant difference hypothesis test and frequency distribution characteristics of soil samples were conducted to evaluate the changes of soil nutrients before and after the implementation of soil organic matter (SOM) enhancing technology. The results showed that the soil organic matter after straw and green manure returning was increased by 0.569 g·kg-1in average, and the increase rate was 4.43%. Among the 11 regions, 10 reached significant level in the significant difference hypothesis test of soil organic matter content before and after straw or manure returning. Compared with control, the crop yield under straw and manure returning was increased by -1.74% to 15.4%, or 5.2% in average. There was a stable positive correlation between organic matter and total nitrogen, available phosphorus, CEC as well as total phosphorus, thus soil available phosphorus, total phosphorus and CEC tended to increase along with the increase of soil organic matter. The content of soil organic matter in all the comparison test sites showed a partial state of normal distribution, and the peak was partial to high value, so there were more soil samples with increased organic matter under the treatment of straw and green manure returning compared with that under control. Therefore, the measure of straw and green manure returning could increase the content of organic matter and nutrients in plough layer, and improve soil fertility obviously.

organic matter; straw returning; soil fertility; significant difference hypothesis test

1000-7601(2017)02-0134-09

10.7606/j.issn.1000-7601.2017.02.21

2015-10-15基金项目：甘财农〔2010〕208号

崔增团(1963—),男，陕西华阴人，推广研究员，主要从事农业节水和土壤肥料技术的应用推广和研究。

赵 凡(1963—)，男，甘肃榆中人，高级农艺师，主要从事土壤肥料及旱作农业研究。E-mail:bmszhaofan@163.com。

S158.3

A