不同肥料配施对新增耕地土体养分含量的影响

闫波

摘要：为快速培肥新增耕地土体，提高新增耕地土壤养分水平，保障作物生长发育和粮食生产，通过在有机重构土体上施用不同肥料，组成肥效试验，探究不同肥料配比对土体养分含量及水稻产量的影响。结果表明，施用商品有机肥土体有机质含量增加量最大，pH最低，更利于水稻生长；尿素+过磷酸钙+氯化钾+商品有机肥配施土体硝铵态氮含量最高，有利于速效氮的培肥，对新增耕地的培肥效果最佳；施用氯化钾处理土体速效钾含量高于施用硫酸钾处理。

关键词：养分；培肥；有机质；速效钾；硝态氮；铵态氮

中图分类号：S282 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）17-0042-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.17.010 開放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： In the purpose of rapidly increasing soil nutrient concentration and rapid fertilization of newly-increased cultivated land. And ensure crop growth and food production. Different fertilizers were put into soil to form a fertilizer test and the effect on soil nutrient concentration were analyzed. The result showed that： soil organic mater increasing was the highest and pH was lowest with commercial organic fertilizer input. It is better for rice growth. Soil nitrate nitrogen and ammonium nitrogen was the highest with urea+superphosphate+muriate+commercial organic fertilizer input. It is good for increasing available N concentration. The urea+superphosphate+muriate+commercial organic fertilizer treatment was the best for new arable land fertilizer. Available potassium was higher in muriate input treatment than in potassium sulphate treatment.

Key words： nutrient；fertility；organic mater；available potassium；nitrate nitrogen；ammonium nitrogen

耕地是人民赖以生存的物质基础。但是随着社会经济的发展，中国可用耕地资源日益萎缩，在人均耕地资源不足的国情下，耕地的减少和社会经济的发展对耕地资源的需求矛盾日益突出。耕地资源的减少严重威胁着中国的粮食安全，必须坚守1.2亿hm2耕地红线。在可持续发展的决策基础上，中国创造性的提出了耕地“占补平衡”原则，“占多少，补多少”，切实保障耕地资源的可持续性，有效地权衡了经济发展和耕地的可持续。

毁地容易养地难。原有耕地经历了几十年甚至几百年的耕作，土壤在轮作及施肥灌溉等管理下变得较为肥沃，土体结构在长期的耕作下逐渐演变，土体上层团粒结构增加、下层逐渐紧实，形成上层适宜作物根系生长、下层保水保肥的优良机构，土壤动物、微生物种类丰富，有利于促进当地传统粮食作物的生长。而新增耕地与原有耕地相比，存在着肥力低、生物种类匮乏、结构不良等缺点，其中肥力水平低这一不足严重制约着农业的发展。根据国土资源部数据，2011—2015年中国耕地面积分别减少40.68万、40.20万、35.47万、38.80万、30.17万hm2，通过土地整治、农业结构调整等增加耕地面积分别达27.73万、32.18万、35.96万、28.07万、24.23万hm2。如果新增耕地肥力水平得不到保障，在大量原有耕地减少和新增耕地不足的情况下，粮食生产水平会大打折扣，依然会威胁中国粮食安全。

pH是影响作物生长的重要指标之一。pH对作物生长的影响主要分为直接影响和间接影响两部分。间接影响主要通过改变土体物理、化学性质及生物学过程实现的。有研究表明，pH过低会使土壤团聚体遭到破坏，使其稳定性降低，表现为有机质淋失量增加、土壤侵蚀加剧[1]。pH过高，土壤易板结，结构性变差，通气、透水能力降低，不利于耕作和植物根系发育[2]。pH过高或过低都会影响土壤养分的有效性，从而导致作物营养元素失调，影响生长发育[3]。另外，pH还会通过影响微生物生长发育及新陈代谢来间接影响土壤养分的转化，从而影响作物生长。pH对植物的直接影响主要表现为影响植物外观形态、抑制植物种子萌发等方面[4-6]。

有机质是土壤的重要组成部分，是土壤碳、氮营养元素的供应源之一，同时也是土壤钙、镁、磷、硫尿素重要来源。有机质是土壤团聚体的胶结剂，与土壤团聚体呈极显著正相关[7]，有机质含量丰富的土壤团粒结构良好，土壤疏松，适宜耕作。研究表明，有机质含量丰富的土壤水分含量较高，保水性良好[8]。有机质含量可作为评价土体养分状况的重要指标，其丰缺状况代表着土体养分的高低。

氮是影响植物生长的关键营养元素，也是氨基酸、蛋白质的重要组分，参与植物体内的光合作用、生殖分裂等过程。氮素水平的高低决定着植物的生长优劣、产量高低。

为确保新增耕地质量，提升新增耕地粮食生产水平，本研究拟在以土体有机重构技术构建的新增耕地上，通过施用不同的肥料组合，探索高效的土体培肥方式，对土壤pH、有机质和其他理化性质进行分析，为短时间内提高新增耕地肥力水平，保障粮食生产提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点

盆栽试验于2017年5—10月在陕西省渭南市富平县褚塬村中试基地日光温室中进行。温室采用钢架玻璃全透明式结构，长32 m，宽9.6 m，面积307.2 m2，内置全自动监控系统监控温室内温度、湿度、土温等参数，采用遮阳网及湿帘控制温度。

1.2 试验方法

盆栽试验采用高50 cm、直径30 cm的塑料桶，下部填充10 cm沙土，中部为5 cm容重为1.7 g/cm3黄土构建的人造犁底层，上部为25 cm容重为1.4 g/cm3的黄土耕作层。每盆种植水稻3穴，每穴种4株，根据秧苗大小保持1～5 cm水面（以不淹苗为准）。试验材料基本理化性质见表1。

试验共设置8个处理（表2），每个处理重复3次。50%的氮肥、100%的磷肥与70%的钾肥作为基肥施用，30%的氮肥与30%的钾肥作为蘖肥施用，20%的氮肥、100%的硅肥和100%的硼肥作为粒肥施用。各处理保持灌溉量一致。

1.3 测试项目及方法

样品采集：于水稻成熟后采集0～20 cm土壤样品，每个盆栽内采集3钻，组成混合土样，保留新鲜样品用于测定硝铵态氮，其余土壤样品风干，磨细过筛后备用。

检测指标及方法：pH采用雷磁PHS-3C型pH计测定，有机质采用重铬酸钾外加热法测定，硝铵态氮采用流动分析仪测定，有效磷采用钼锑抗比色法测定，速效钾采用火焰光度计法测定。

1.4 数据分析

数据采用Excel软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 不同肥料配施对新增耕地土体pH的影响

适宜水稻生长的pH范围为6.0～8.5，试验用土pH本底值为8.05。由表3可知，种植水稻后，土体pH均有不同程度的增加，均大于8.5（8.5是适宜水稻生长的pH最大限值），pH偏碱性，可能会导致土壤黏性增加，土壤板结，进而影响作物生长。因此，施肥处理应降低土体pH以避免pH过高影响作物生长。8个处理中处理4（尿素+过磷酸钙+氯化钾+商品有机肥）土体pH最低，表明施用商品有机肥有利于减缓土体pH的增加。

2.2 不同肥料配施对新增耕地土体有机质、速效氮含量的影响

由表3可知，8个处理中处理4有机质含量最高，为17.57 g/kg，表明施用商品有机肥可以快速提高土体有机质含量，有利于快速培肥。

处理4尿素+过磷酸钙+氯化钾+商品有机肥配施有利于土体速效氮的增加。铵态氮和硝态氮是能被作物直接吸收利用的养分，其含量的高低可以用来评价土体氮素营养水平。由表3可知，处理4铵态氮含量最高，硝态氮含量略低，但硝铵态氮总量为8个处理中最高，表明尿素+过磷酸钙+氯化钾+商品有机肥配施有利于土体速效氮的增加。

2.3 不同肥料配施对新增耕地土体有效磷、速效钾含量的影响

由表3可知，8个处理的有效磷含量均处于较低水平，不利于土体有效磷的供应，应采取措施增加土体有效磷含量。

施用氯化钾+羊粪有利于土体速效钾含量的快速增加。速效钾是能被作物直接吸收利用的养分，可以用速效钾作为评价土体养分水平的指标。8个处理速效钾含量均处于较高水平，其中处理7（包膜尿素+过磷酸钙+氯化钾+羊粪）速效钾含量最高，处理3（尿素+过磷酸钙+氯化钾+羊粪）速效钾含量次之，表明施用氯化钾+羊粪有利于土体速效钾含量的增加。施用氯化钾处理土体，速效钾含量均高于施用硫酸钾处理，建议施用钾肥时选用氯化钾。

2.4 不同肥料配施对新增耕地水稻产量的影响

施用有机肥或硅硼肥对水稻具有一定的增产作用。由表3可知，水稻产量处理7最高，处理8次之，处理4排第三，表明施用有机肥或硅硼肥对水稻具有一定的增产作用。8个处理水稻产量差异较小，表明现有施肥处理在短时间内对水稻的产量影响不大，因此更应关注肥料选择对土体养分的影响，以达到快速培肥土体的目的。

3 结论

本研究以快速培肥新增耕地为目的，在以土体有机重构技术构建的土体上种植水稻，在肥料定量的基础上，选用不同的肥料组成处理，探究施肥处理对土体养分及水稻产量的影响，以期筛选出快速培肥土体的肥料配方。得出以下结论：施用商品有机肥可以快速提高土体有机质的含量，有利于减缓土体pH的增加；尿素+过磷酸钙+氯化钾+商品有机肥配施可以提高土体硝态氮、铵态氮含量，氮素培肥效果最佳；施用氯化钾+羊粪处理土体速效钾含量最高，施用氯化钾处理土体速效钾含量高于施用硫酸钾处理；施用硅、硼肥处理对水稻具有一定的增产作用。

参考文献：

[1] 許中坚，刘广深，喻佳栋，等.模拟酸雨对红壤结构体及其胶结物影响的实验研究[J].水土保持学报，2002，16（3）：9-11.

[2] 唐 琨，朱伟文，周文新，等.土壤pH对植物生长发育影响的研究进展[J].作物研究，2013，27（2）：207-212.

[3] 赵 静，沈 向，李 欣.梨园土壤pH值与其有效养分相关性分析[J].北方园艺，2009（11）：5-8.

[4] 王京元，阎俊琪，陈 霞，等.土壤pH对盆栽大豆幼苗的影响[J].江西农业学报，2012，24（2）：96-97.

[5] 王海云，姜远茂，彭福田，等.胶东苹果园土壤有效养分状况及与产量关系研究[J].山东农业大学学报（自然科学版），2008，9（1）：31-38.

[6] SIDDIQUE M，SIDDIQUE M T，ALI S，et al. Macronutrient assessment in apple growing region of Punjab[J].Soil & Environment，2009，28（2）：184-192.

[7] 薄国栋，张继光，申国明，等.秸秆还田对植烟土壤有机质及团聚体特征的影响[J].中国烟草科学，2014，35（3）：12-17.

[8] 刘效东，乔玉娜，周国逸.土壤有机质对土壤水分保持及其有效性的控制作用[J].植物生态学报，2011，35（12）：1209-1218.