有机肥料对衢州市不同类型土壤肥力的影响效果

尹献远，张 鑫，徐 霄，方 慧

（衢州市美丽乡村建设中心，浙江衢州 324003）

衢州市位于浙江省西部，处于亚热带季风气候区，光热资源丰富，雨量充沛，境内土壤类型复杂多样，是发展农业生产的优越地区。近年来，随着社会经济的发展，衢州市农业生产取得了长足进步，但也存在部分土壤肥力下降、结构变差等问题。有机肥料作为一种绿色环保的土壤调理剂，被广泛应用于农业生产，合理施用有机肥料，可以有效改善土壤理化性质，提高肥力。

衢州市光照充足，雨热同季，是典型的农业气候区。全市年平均气温为17.5 ℃，不低于10 ℃活动积温为5 213 ℃，无霜期平均为240 d，年平均降水量为1 636 mm，春夏两季降水集中[1]。根据2020 年发布的第三次全国国土调查成果，衢州市可用于农业建设的土地类型主要包括耕地105 012.03 hm2，园地84 489.71 hm2，茶园8 328.25 hm2，草地4 180.63 hm2[2]。

根据第二次全国土壤普查结果，衢州市可供农业发展的主要土壤类型可概括为黑色石灰土、紫色土、红壤和黄壤四大类型。1）黑色石灰土主要分布在石灰岩低丘和石灰岩地带，成土母质以石灰岩风化体的残、坡积物为主；2）紫色土主要分布在衢江和金衢盆地，该类土壤母质主要是紫红色砂岩、页岩的风化物，土体呈紫红色，主要土种有红紫砂土、灰紫土、酸紫砂土等；3）红壤主要分布在低山丘陵的片麻岩等变质岩风化残坡上，质地较轻，土壤黏性大，酸性明显，有机质含量普遍低于黄壤；4）黄壤主要分布在丘陵岗地，主要土种有泥砂黄壤和砂泥黄壤，泥砂黄壤砂粒含量大，肥力较低，砂泥黄壤黏粒含量大，肥力较高[3]。

1 材料与方法

1.1 有机肥料的种类选取

研究选取了绿肥还田、农作物秸秆、畜禽粪便和饼肥等4 种类型的有机肥料。1）绿肥还田指在田间种植一些绿色植物，然后翻耕到土壤中的农业措施，常用绿肥作物有蚕豆、苜蓿、油菜、黑麦等。绿肥具有改良土壤理化性质、提供养分的多重功能，该试验选择蚕豆作为绿肥材料[4]。2）农作物秸秆。农作物秸秆是指农作物收获后的茎、叶、壳、芯等除粒实部分外的植物体残余物，经粉碎还田可提高土壤肥力。该试验选择水稻秸秆作为试验材料。3）畜禽粪便是畜牧业生产过程中产生的动物排泄物，氮、磷、钾等养分丰富。选择常见的猪粪作为试验材料。4）饼肥。油料作物经压榨取油后剩余的饼粕，含有丰富营养成分，经粉碎可制成有机肥料施用于土壤。选择当地常见的油菜饼肥作为试验材料。

1.2 有机肥料的理化特性

为了解各有机肥料的理化特性，对所选取的蚕豆、稻草、猪粪、饼肥等有机肥进行了营养成分分析和理化指标测试（见表1）。综合来看，研究选用的样本中，猪粪氮、磷含量高，pH 值偏碱性；蚕豆氮、磷、钾含量均高，但有机质含量低；稻草秸秆有机质含量丰富，但营养元素含量较低；油菜饼肥氮、磷、钾含量丰富。

1.3 主要土壤肥力指标测试

1.3.1 样地选择与布设

研究选择衢州市4 种主要土壤类型红壤、黄壤、紫色土和石灰土进行样地设置。红壤和黄壤样地位于郊区丘陵地带，海拔分别在120 m 和330 m 处；紫色土样地位于衢江中游河谷平原，海拔56 m；石灰土样地位于石灰岩低丘陵，海拔98 m。所有样地土层均较深厚，深度在30 cm 以上，地形相对平坦，坡度小于3°，无外来污染物侵入，具有代表性。根据试验设计，每种土壤类型设置1 个对照和4 个有机肥处理，每个处理设置3 个重复，则共设置样方数量为60 个。60 个样方按随机区组设计布置，样方面积为（5 m×5 m）25 m2。样方间设0.5 m 的保护行，保证各处理独立不受干扰。

1.3.2 施肥处理

试验共选取4 种常用有机肥料，包括1 种绿肥类蚕豆肥、1 种水稻秸秆肥、1 种动物粪便类有机肥（猪粪肥）和1 种油菜饼肥。所有肥料经过7 d 约60 ℃的氧化杀菌和自然阴干，使水分含量在20%以下，然后使用磨粉机粉碎过5 mm 筛孔，存入密封塑料桶中保存。60 个样方对应有机肥处理区按常规用量4 400 kg·hm-2施用，采用小锄均匀撒播于0～20 cm土层后与土壤混匀，控制区不施任何肥料，全部处理重复3 次。于每年试验开始前14 d 标准化施用有机肥料，同时使用环锄法随机5 点取对照土壤样品，混合后带回实验室制成土壤测试样品，去除杂质后烘干至恒重，用土壤粉碎机磨细过40 目筛，密封保存待测定。

1.3.3 定期测定指标

为全面评估不同有机肥料对不同类型土壤肥力特性的影响，研究选取了土壤pH 值、有机质含量、全氮含量、速效磷含量和速效钾含量5 项常规理化指标进行定期监测。1）测定土壤pH 值采用精密数显pH计（PHS-3C），每次称取10 g 风干土样置于150 mL烧杯中，加入25 mL 去离子水，搅拌30 min 后静置1 h，然后直接插入电极测定pH 值，每个处理重复3 次取平均数；2）测定有机质含量采用重铬酸钾容量法，每次称取0.5 g 土样（精确至0.1 mg），在试管中加入0.4 mol·L-1重铬酸钾溶液10 mL 和浓硫酸20 mL，振荡反应30 min 后，加入200 mL 水稀释，用0.2 mol·L-1硫酸亚铁溶液滴定至土样失色，计算有机质含量；3）测定全氮含量采用凯氏定氮法，每次称取0.1 g土样，加入10 mL 浓硫酸和0.5 g 活性硫酸铜，振荡消化后蒸馏收集氨水，0.01 mol·L-1盐酸溶液滴定，计算全氮含量；4）测定速效磷采用0.5 mol·L-1碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法，取5 mL 提取液在试管中加标准试剂振荡发色，880 nm 波长处测光度，计算速效磷含量；5）测定速效钾含量采用1 mol·L-1氢氧化铵提取-火焰光度法，取提取液加入发射溶液，在766.5 nm 波长处测发射值，经标准曲线计算速效钾含量。所有处理重复3 次取平均值，并与标准土对比验证结果可靠性。

2 结果与分析

对试验获得的土壤pH 值、有机质含量、全氮含量、速效磷含量和速效钾含量等数据进行统计，结果见表2～5。土壤作为植物生长的载体，其理化性质直接影响土壤肥力和作物产量。研究通过设置红壤、黄壤、紫色土和石灰土4 种主要土壤类型样地，系统研究其对4 种常见有机肥料（蚕豆肥、水稻秸秆肥、猪粪肥、油菜饼肥）处理的反应特性。研究结果表明，不同类型土壤对有机肥料的反应存在明显差异。红壤和黄壤属于酸性土，原始pH 值偏低，施用有机肥后pH 值升高明显；而石灰土和紫色土起始pH 值接近中性偏碱性，pH 值变化相对较小，说明酸性土壤对抗酸化肥料的改良反应更加敏感。红壤和黄壤原有机质含量低，施肥后提高幅度较大，增效显著；石灰土和紫色土原有机质含量较高，提高效果则较弱。营养元素方面也存在类似规律，红壤和黄壤速效磷含量、速效钾含量原值较低，施肥后均显著提高；而石灰土和紫色土原速效磷含量、速效钾含量相对充足，施肥后提高幅度有限。

表2 不同有机肥料处理对衢州市红壤肥力指标的检测数据

表3 不同有机肥料处理对衢州市黄壤肥力指标的检测数据

表4 不同有机肥料处理对衢州市紫色土肥力指标的检测数据

表5 不同有机肥料处理对衢州市石灰土肥力指标的检测数据

3 结论与讨论

有机肥料能够通过调节土壤酸碱度，增加土壤有机质含量，提供营养元素，改良土壤物理性质及改善土壤生物环境等多重综合机制全面提升不同类型土壤的肥力。试验结果显示，猪粪肥可将酸性红壤和黄壤的pH 值分别从5.21 和5.40 提高到5.28 和5.46，提供更适宜作物生长的酸碱性条件；猪粪肥等动物粪便肥料含有丰富的磷、钾等营养元素，能在矿化过程中释放植物可利用的速效养分。与此同时，改良土壤物理性质，增加土壤孔隙率，提高土壤保水保肥能力，富含微生物的有机肥可刺激土壤微生物量急剧增加，从而增强土壤酶活性，促进营养循环[5]。

针对衢州市不同类型土壤的特点，通过科学选用和合理施用有机肥料，可以有效提高当地土壤肥力，增加农作物产量。衢州市应充分利用当地丰富的有机肥料资源，建立科学的测试与评价体系，积极开发适合当地土壤的有机肥料配方和使用技术，发挥不同有机肥料的优势，针对性改善土壤肥力。合理利用有机肥料，对于改善衢州市土壤质量，促进农业可持续发展，实现农业增效、农民增收具有重要意义。