有机类肥料部分替代化肥条件下新垦红壤团聚体变化特征及其与土壤养分供应的关系

张 勇，徐 智，邓亚琴，王瑞雪，高丽芳，王宇蕴

(云南农业大学资源与环境学院，云南 昆明 650201)

【研究意义】土壤结构的基础是土壤团聚体，而稳定的团聚体对土壤的通气、透水和养分的供应起到直接作用[1]。红壤具有质地粘重、无良好团粒结构、通透性差等特点，势必会导致土壤团聚体构成的比例失调、结构不稳定[2]，进而加剧土壤养分流失，严重影响农作物的生长发育。这与土壤团聚体粒级大小有关，因为粒径大小会影响土壤的孔隙度，而有机质对不同粒径土壤颗粒粘结为土壤团聚体的整个过程具有促进作用[3]。有机碳是影响土壤团聚体形成的关键因素，它对维持土壤团聚体的稳定，提高土壤质量方面具有重大意义。但红壤中有机质和养分含量较低，且土壤黏粒和氧化铁、铝等含量较高，这增加了对红壤资源利用的难度，极大地阻碍了中国农业的生产与发展。化肥以快速增加土壤速效养分的形式促进作物的生长发育，而中国是化肥用量大国，过量施用化肥不利于土壤的团聚作用，也会加大环境风险[4]。【前人研究进展】大量研究表明，配施有机肥对改良土壤结构、保证土壤养分供应等方面具有突出作用[5-7]。在长期施用化肥与增施生物有机肥对比试验中，配施生物有机肥可明显提高土壤养分含量[8]，改善土壤理化性质[9]。而且，长期施用有机肥能够增加土壤水稳性团聚体含量，提高团聚体稳定率等[10]。因此，通过配施有机肥，不仅是提高土壤稳定性、适当减少化肥投入的重要手段，为科学合理利用酸性红壤资源开辟一条途径，还是当今农业绿色发展的本质要求。【本研究切入点】目前大量研究关注合理的有机无机配施或不同有机-无机配施克服土壤障碍因子，促进作物增产，但针对云南本土利用有机类肥料部分替代化肥对新开垦的红壤的培肥改良报道较少。【拟解决的关键问题】通过研究有机类肥料部分替代化肥对新垦红壤团聚体结构与稳定性的影响，分析新垦红壤团聚体的变化特征，揭示土壤养分与团聚体变化之间的关系，为新垦红壤的培肥改良提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点设在云南省昆明市寻甸县云南农业大学现代农业教育科研基地内。供试作物为意大利生菜。供试土壤为新开垦生土地的红壤(质地粘重、土壤速效养分供应不足、有机质含量偏低)，其基本理化性质为pH 6.04，容重1.55 g/cm3；有机质14.02 g/kg，碱解氮64.22 mg/kg，速效钾82.77 mg/kg，有效磷17.53 mg/kg。供试肥料为常规化肥(尿素、过磷酸钙和硫酸钾)和有机类肥料(精制有机肥、生物有机肥由江苏某公司提供)。其中精制有机肥含有机质60.3%、全氮(N)4.2%、全磷(P2O5)3.3%、全钾(K2O)0.67%；生物有机肥含有机质58.0%、全氮(N)2.5%、全磷(P2O5)3.25%、全钾(K2O)1.8%，所含微生物为多粘类芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)，有效活菌数 ≥ 0.2 × 108/g。

1.2 试验设计

将供试有机肥和生物有机肥对照陆地生菜35 d的生长期进行培养，测得有机肥和生物有机肥中有机氮的矿化率分别为26%和43%，即：供试有机肥和生物有机肥中每1 kg有机氮相当于0.26 ～0.46 kg无机氮。

基于有机肥和生物有机肥等有机类肥料中氮矿化量，等量替代20%化肥氮原则，设置5个处理：处理A(CK)，不施肥；处理B(CF)，常规化肥；处理C(BiO + 80%NPK)，生物有机肥3000 kg/hm2+80%化肥；处理D(OF + 80%NPK)，精制有机肥3000 kg/hm2+80%化肥；处理E(COB + 80%NPK)，生物有机肥1500 kg/hm2+精制有机肥1500 kg/hm2+80%化肥。每个处理设3次重复，小区种植面积15 m2(3 m×5 m)，种植密度为26 cm×30 cm。

每茬生菜移栽前，精制有机肥、生物有机肥及磷钾肥作为基肥均一次性施入，磷肥(P2O5)总量为75 kg/hm2，钾肥(K2O)总量为150 kg/hm2。氮肥(N)总量为187.5 kg/hm2(包括有机类肥料里的氮肥量与化肥氮)，基肥施入N 62.5 kg/hm2，其余氮肥作为追肥(分2次追肥，每次追肥N 62.5 kg/hm2)，其中有机替代的各处理基肥中的氮约有37.5 kg来源于有机类肥料，25 kg来源于化学肥料。

1.3 样品采集

用土钻在0～20 cm土层取样，按“S”形取10个点位的土样，混合后土样用“四分法”选取2 kg左右，然后用无菌塑料袋封存，自然风干后过筛进行测定。土壤团聚体采集原状土壤，并在采集和运输过程中尽量减少对土样的扰动及破坏。

加快推进征信体系建设，加强部门信息互通共享、信用披露和信用分类评级等工作，健全信用信息查询和应用制度，加快推进信用信息有序规范开放，建立守信联合激励和失信联合惩戒制度；鼓励各类社会资本发起设立新型征信机构，培育发展信用服务市场；规范发展信用评级市场，建立和扶持一批企业信用评级机构；规范发展适应金融改革发展需要的会计、审计、法律、资产评估、资信评级等中介体系；加快农村金融信用市创建步伐，力争如期完成创建工作；加强金融生态环境建设，实现金融生态环境测评结果在全省增比进位，力争排名全省前三。

1.4 测定指标与方法

田间试验时间为2018年4月至2019年12月，为期2年，每年种植生菜3茬，于生菜种植第3茬、第6茬后测定土壤样品。土壤有机碳采用重铬酸钾外加热法进行测定。土壤碱解氮、有效磷和速效钾的测定方法参见文献[11]。团聚体采用湿筛法进行测定。利用土壤团聚体破坏率(PAD)、平均重量直径(MWD)、大于0.25 mm团聚体含量(%)来表征土壤团聚体稳定性，分别按下列方法进行计算[12-13]:

化肥能增加团聚体中有机碳含量，提高了>0.25 mm粒径团聚体的百分含量(图1)。

评价土壤团聚体的稳定性，对于了解土壤物理性状和土壤肥料状况具有重要意义。如表1所示，第1年与第2年中配施有机肥处理较常规施肥处理平均重量直径(MWD)提高了19.0%～26.1%、47.1%～66.0%(P<0.05)；而团聚体破坏率(PAD)降低了12.2%～21.3%、19.5%～25.9%(P<0.05)。在配施有机肥处理中，第2年较第1年团聚体破坏率(PAD)降低了11.7%～23.4%，平均重量直径提高了47.1%～69.2%。虽然配施有机肥处理之间无显著差异，但生物有机肥处理的PAD依旧呈下降趋势，WMD呈上升趋势。因此，有机类肥料部分替代化肥能逐渐提高新垦红壤的团聚体稳定性。

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平均重量直径(MWD)= 一定粒级团聚体的重量百分比×该粒级的平均直径，所有所测粒级的上述乘积之和。

1.5 数据处理与分析

如表2所示，土壤养分与水稳性团聚体的相关关系结果表明，土壤有机质与团聚体呈极显著正相关，有机肥的施入增加了团聚体有机碳含量(图2)，提高了团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率(图3)，增加大于0.25 mm粒径团聚体含量(图1)，进而提升团聚体结构；也会降低团聚体破坏率(PAD)，增加平均重量直径(WMD)，进而提高土壤团聚体的稳定性(表1)。此外，团聚体与碱解氮、有效磷和速效钾呈极显著或显著的正相关，随着土壤团聚体结构与稳定性的增强，土壤速效养分能够得到足够的供应。

根据Morisky-Green(MG)[3]标准设计慢性荨麻疹患者治疗依从性调查问卷,主要内容包括以下四个方面①在过去的三个月内,是否有按照医嘱进行规律服药;②在过去的三个月中是否有自行更改服药剂量的行为;③当病情改善时是否自行停药;④ 当不在家时,是否曾经停药。每个问题按照总是、有时、偶尔、从不分别赋予1到4分,将四个问题的得分相加既为总分,规定总分≥12分者为依从性较好。

2 结果与分析

2.1 有机类肥料部分替代化肥对新垦红壤水稳性团聚体结构的影响

土壤有机碳对土壤团聚体的形成具有重要作用。如图2所示，与A处理相比，施肥处理显著提高了不同粒径土壤有机碳含量。在>0.5 mm粒径中，有机替代处理的有机碳含量均高于B处理，主要增加了0.5～1、1～2和2～5 mm粒径中团聚体中有机碳含量，增幅分别为28.39%～61.85%、17.13%～47.06%、20.21%～55.04%。虽然各粒径中C、D、E处理间无显著差异，但是处理C的有机碳含量仍然表现出上升趋势。有机类肥料部分替代

除了管理会计自身意识薄弱的问题之外，还存在管理会计人员整体素质较低的问题。管理会计作为一个综合性较强的职务，其对知识的要求也较高。不仅要求管理会计人员对会计的业务流程熟悉，更要具备充分的管理经验。许多时候管理会计并不需要亲自进行会计的业务工作，一个优秀的大型企业往往有基层的会计人员进行会计工作，而管理会计更重要的职责则是对基层的会计人员的管理以及与上层的汇报交接。但目前由于我国管理会计人员整体素质偏低，不仅管理意识薄弱，并且缺乏相应的知识。除此之外，还有部分管理会计道德素质存在问题，因此出现了在工作中不负责任、弄虚作假的情况，导致企业的发展受到影响。

2.2 有机类肥料部分替代化肥对新垦红壤团聚体稳定性的影响

团聚体破坏率(PAD)=(大于0.25 mm风干团聚体-大于0.25 mm水稳性团聚体)/大于0.25 mm风干团聚体 × 100%;

2.3 有机类肥料部分替代化肥对不同粒径红壤团聚体有机碳分布和贡献率的影响

团聚体是维持土壤结构和提高肥力的基础，二者相辅相成。<0.25 mm粒径的水稳性团聚体的质量百分比含量最大，>5 mm粒径的水稳性团聚体的质量百分比含量最小(图1-a)。与处理B相比，配施有机肥处理显著增加了>0.25 mm粒径的土壤水稳性团聚体质量百分比含量，其中0.25～0.5、0.5～1和>5 mm粒径的水稳性团聚体质量百分比含量处理C分别提高了11.71%、47.82%和72.9%，处理D分别提高了6.3%、26.5%和38.7%，处理E分别提高了8.5%、36.28%、88.66%，但处理C、处理D、处理E间差异不显著。图1-b的水稳性团聚体质量百分比含量变化趋势与图1-a相似，配施有机肥处理较处理B主要增加了1～2、2～5和>5 mm粒径的土壤水稳性团聚体百分含量。有机类肥料部分替代化肥能逐渐改善新垦红壤的团聚结构。

表1 有机类肥料部分替代化肥下新垦红壤的稳定性变化

某粒级团聚体碳对全土碳 / 氮的贡献率=(该级团聚体的含量 × 该级团聚体中碳)/ 全土碳总量× 100%;

如图3所示，>0.25 mm粒径的有机碳贡献率所占比率为57.26%～68.21%，其中0.25～0.5、0.5～1 mm粒径所占比例较大。所有粒径贡献率综合中，与处理A相比，处理B无明显差异；有机碳贡献率处理C、处理D、处理E比处理B分别增加了11.04、5.25、10.37个百分点，说明生物有机肥处理对于维持水稳性团聚体的稳定性(表1)，提高团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率，促进土壤总有机碳的积累具有重要作用。

2.4 土壤养分与水稳性团聚体的相关性分析

采用Microsoft Excel 2010软件对数据进行分析、处理和作图，运用SPSS 21软件对数据进行LSD多重比较，P<0.05表示差异显著。

3 讨 论

3.1 对土壤团聚体有机碳与贡献率的影响

土壤有机碳对改善团聚体结构具有直接作用，且良好的团聚体对于保证养分供应方面起着关键性的作用[14]。已有研究表明，合理配施有机肥不仅利于土壤有机碳的积累，而且会增加大团聚体数量[15]。高会议等[16]研究结果表明，土壤有机碳含量与团聚体粒径呈显著正相关。本研究结果表明，在0.5～2 mm粒径中，土壤团聚体中有机碳含量随粒径的增加呈现上升趋势，前人也有相似的研究结果。俞巧刚等[17]研究结果表明，有机物料还田处理较常规施肥处理提高了大团聚体中有机碳含量。本研究中5种处理对不同粒径下有机碳含量的影响不同，与常规施肥处理相比，配施有机肥处理能明显增加大于0.25 mm粒径的有机碳含量，并以生物有机肥处理最为明显。这可能是因为有机肥的施入向土壤中直接补充大量活性有机物质，提高了土壤微生物活性，快速降解土壤中有机养分，增加团聚体中有机碳含量，同时增加土壤团聚体内部土粒间的黏结力度，增加土壤大团聚体有机碳分布[18]，改良了团聚体的结构。而配施有机肥处理的土壤有机碳含量无显著差异，但处理C依旧有上升趋势，除了有机质外，还可能是该处理中微生物起到了促进作用。此外，有机肥在影响土壤团聚体中有机碳含量的同时，各粒级团聚体中有机碳对土壤有机碳的贡献率也受到施肥处理的影响[19]。毛霞丽等[20]研究结果表明，长期有机无机配施显著提高了各粒级中团聚体有机碳的含量，增加大团聚体中有机碳的贡献率。本研究结果表明，0.25～1 mm粒径的团聚体有机碳对土壤有机碳贡献率最大，有机类肥料部分化肥有利于促进土壤总有机碳的积累。

3.2 对土壤团聚体结构与稳定性的影响

土壤团聚体是维持团聚体稳定性、提升土壤肥力、结构和功能的关键[21]。已有研究表明，合理配施有机肥明显增加土壤有机质含量，同时也能够促进土壤团聚体的形成[22]。杨等鸿[23]研究结果表明，配施有机肥可明显提高大于0.25 mm的水稳性团聚体含量，改善土壤结构。本研究表明，配施有机肥处理较常规施肥处理增加大于0.25 mm粒径的水稳性团聚体百分比含量，显著降低小于0.25 mm粒径的水稳性团聚体百分比含量。本研究表明，土壤团聚体的平均重量直径与团聚体破坏率是表征水稳性团聚体稳定性的重要指标，并且彼此之间呈极显著的负相关关系[24]。杜立宇等[25]研究结果表明，有机肥的施入会显著提高土壤水稳性团聚体含量和团聚体平均重量直径。Deng等[7]研究结果也表明，有机肥的配施能够增加土壤水稳性团聚体平均重量直径，增强团聚体稳定性，减少土壤结构的退化。本研究结果表明，与常规施肥处理相比，配施有机肥处理显著提高团聚体平均重量直径，显著降低团聚体破坏率，并以生物有机肥处理最为明显。而且相关性分析也表明，土壤团聚体与土壤养分呈正相关，这可能是由于有机肥可以补充土壤中的有机养分，尤其生物有机肥的施入，增强土壤微生物活性，影响植物根系的生理进程，而植物根系分泌物和微生物代谢物以及有机质又促进团聚体稳定性的提高，保证土壤养分的供应。

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4 结 论

(1)通过2年的有机替代，就常规施肥而言，有机类肥料部分替代化肥(尤其是生物有机肥)可明显增加大于0.25 mm团聚体有机碳含量，提高团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率和平均重量直径(MWD)，降低团聚体破坏率(PAD)。

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(2)有机类肥料部分替代化肥主要通过增加土壤有机碳含量来提高团聚体稳定性，改良土壤团聚结构，保证土壤养分的供应。