寧南山區(qū)新修梯田不同培肥方式效果研究

岳自慧，劉 平，張煜明，王 文

(寧夏回族自治區(qū)水利科學(xué)研究院，寧夏 銀川 750021)

寧南山區(qū)新修梯田不同培肥方式效果研究

岳自慧，劉 平，張煜明，王 文

(寧夏回族自治區(qū)水利科學(xué)研究院，寧夏 銀川 750021)

新修梯田；土壤培肥；效果；寧南山區(qū)

針對(duì)寧南山區(qū)新修水平梯田建設(shè)初期土壤肥力下降、作物產(chǎn)量不穩(wěn)等問題，通過布設(shè)田間小區(qū)試驗(yàn)，研究了不同培肥方式對(duì)寧南山區(qū)新修水平梯田土壤肥力、作物生長狀況和產(chǎn)量的影響情況。結(jié)果表明：施肥有利于增加土壤養(yǎng)分，采用復(fù)合肥和農(nóng)家肥、酵素菌肥、腐植酸肥等有機(jī)肥相結(jié)合的方式培肥效果顯著，尤以復(fù)合肥配施農(nóng)家肥效果最好，而單施復(fù)合肥的處理與不施肥處理相比，根系質(zhì)量、植株生物量和馬鈴薯產(chǎn)量增加均不顯著。

土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，土壤肥力狀況對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)作物產(chǎn)量的高低起著決定性的作用。水平梯田既是寧南山區(qū)一項(xiàng)有效保持水土的措施，又是當(dāng)?shù)胤€(wěn)定和提高作物產(chǎn)量的基本農(nóng)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，從而減少水土流失，改善生態(tài)環(huán)境[1]。但由于新修梯田建設(shè)初期土壤肥力下降嚴(yán)重，致使作物產(chǎn)量也嚴(yán)重下降[2]。本研究針對(duì)寧南山區(qū)新修水平梯田建設(shè)初期土壤肥力下降、作物產(chǎn)量不穩(wěn)等問題，通過布設(shè)田間小區(qū)試驗(yàn)，研究不同培肥方式對(duì)寧南山區(qū)新修水平梯田土壤肥力、作物生長和產(chǎn)量的影響情況，為提升寧南山區(qū)土壤質(zhì)量提供技術(shù)支撐。

1 項(xiàng)目區(qū)概況

李臺(tái)項(xiàng)目區(qū)位于寧夏彭陽縣北部交岔鄉(xiāng)境內(nèi)，距離彭陽縣城西北35 km,屬茹河流域二級(jí)支溝。項(xiàng)目區(qū)在大地構(gòu)造上處于祁連山地槽東翼和鄂爾多斯臺(tái)地西緣之間的過渡地帶，海拔1 601～1 941 m，相對(duì)高差340 m，溝壑密度2.5 km/km2。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)土壤主要為黃綿土，土質(zhì)疏松。氣候類型屬半干旱大陸性季風(fēng)氣候，春季干旱多風(fēng)、夏季干燥炎熱，流域日照充足，溫差較大，雨熱同季，四季分明。多年平均氣溫為6.5 ℃，≥10 ℃積溫為2 550.8 ℃，無霜期140 d，多年平均降水量為420 mm。

2 試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與材料

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積30 m2，試驗(yàn)地為2012年秋季修筑的梯田，肥底條件一致,試驗(yàn)共設(shè)5種處理方式。①CK:不施肥；②T1：單施化學(xué)復(fù)合肥；③T2：復(fù)合肥+農(nóng)家肥(施用量為37 500 kg/hm2，折合到小區(qū)施用量為112.5 kg)；④T3：復(fù)合肥+酵素菌肥(施用量為3 000 kg/hm2，折合到小區(qū)施用量為9.0 kg，其各成分質(zhì)量百分比為：有機(jī)質(zhì)≥30%，有效活菌數(shù)≥0.2億個(gè)/g)；⑤T4：復(fù)合肥+腐植酸肥料(腐植酸肥料選擇黃腐酸鉀，施用量為1 500 kg/hm2，折合到小區(qū)施用量為4.5 kg，其各成分含量為：黃腐酸≥16%、有機(jī)質(zhì)≥30%、N+P2O5+K2O≥4%)。以上處理復(fù)合肥施用量均為600 kg/hm2，折合到小區(qū)施用量為1.8 kg。

播前結(jié)合整地將各處理肥料一次性均勻施于小區(qū)地表，旋耕深翻20 cm，使其與土壤充分混勻。試驗(yàn)作物種類為馬鈴薯，4月底播種，供試品種為莊薯3號(hào)，穴播，行距70 cm、株距50 cm，每個(gè)小區(qū)種5行，其他田間管理按常規(guī)進(jìn)行。

2.2 測定內(nèi)容

(1)土壤養(yǎng)分的測定。土壤養(yǎng)分測定指標(biāo)主要有土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、土壤水解氮、全磷、速效磷、速效鉀等。土壤有機(jī)質(zhì)測定采用重鉻酸鉀容量法(外加熱法)，全氮的測定采用半微量開氏法[3-4]，土壤水解氮的測定采用堿解擴(kuò)散法，土壤全磷的測定采用HClO4-H2SO4鉬銻抗比色法，土壤速效磷的測定采用0.5 mol/L的NaHCO3浸提鉬銻鈧比色法，土壤速效鉀的測定采用NH4OAc浸提火焰光度法[5]。

(2)植物生長指標(biāo)的測定。分別在馬鈴薯現(xiàn)蕾期、開花期和薯塊膨大期選取生長一致的植株和根系測定其植株生物量和根系質(zhì)量。

(3)產(chǎn)量的測定。收獲時(shí)期各小區(qū)分商品薯和非商品薯分別稱量，單打單收稱取實(shí)際產(chǎn)量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel軟件和DPS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件處理。

3 不同培肥方式的影響結(jié)果與分析

3.1 對(duì)土壤肥力的影響

不同培肥方式對(duì)土壤肥力的影響結(jié)果詳見表1。各培肥處理均有利于增加土壤養(yǎng)分，提高土壤全氮、全磷、水解氮、有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)的含量，單施復(fù)合肥處理T1的培肥效果不如復(fù)合肥和有機(jī)肥結(jié)合的其他培肥處理，在各施肥處理中，T2和T4處理培肥效果較好。T2處理土壤全氮、速效鉀和有機(jī)質(zhì)提高較為顯著，與CK相比分別增加了69.64%、45.86%、67.24%，與其他各處理的差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)。T4處理土壤全磷、水解氮和有效磷提高較顯著，與CK相比分別增加了18.46%、45.82%、115.14%，水解氮和有效磷與T2處理差異不顯著，與其他處理的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，全磷與其他各處理差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)。

表1 馬鈴薯收獲期不同培肥方式下的土壤肥力

3.2 對(duì)馬鈴薯生長狀況的影響

3.2.1 現(xiàn)蕾期

不同培肥方式下馬鈴薯現(xiàn)蕾期根系質(zhì)量和植株生物量的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如圖1所示。可以看出，各培肥處理均不同程度增加了馬鈴薯現(xiàn)蕾期的根系質(zhì)量和植株生物量，各施肥處理的根系質(zhì)量和植株生物量均高于CK， T3處理根系質(zhì)量達(dá)到最大，T4處理植株生物量達(dá)到最大。通過分析計(jì)算，與CK相比，T1、T2、T3、T4根系質(zhì)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%，與CK差異顯著(P<0.05)，但各處理之間差異不顯著。

3.2.2 開花期

不同培肥方式下馬鈴薯開花期的根系質(zhì)量和植株生物量及各自的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如圖2。

由圖2 可以看出，各培肥處理馬鈴薯開花期的根系質(zhì)量和植株生物量顯著高于CK，施肥處理間差異不顯著。馬鈴薯開花期根系質(zhì)量和植株生物量均為T4處理達(dá)到最大，其次為T2處理。與CK相比，T1、T2、T3、T4根系質(zhì)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 薯塊膨大期

馬鈴薯盛花期到莖葉衰老為止的時(shí)期稱為薯塊膨大期，該時(shí)期是決定馬鈴薯產(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期。不同培肥方式下馬鈴薯薯塊膨大期的根系質(zhì)量和植株生物量及各自的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如圖3所示。

圖1 不同培肥方式對(duì)馬鈴薯現(xiàn)蕾期根系質(zhì)量和植株生物量的影響

圖2 不同培肥方式對(duì)馬鈴薯開花期根系質(zhì)量和植株生物量的影響

可以看出，馬鈴薯進(jìn)入盛花期后的根系質(zhì)量和植株生物量增長迅速，采用復(fù)合肥和有機(jī)肥相結(jié)合的方式可以顯著提高馬鈴薯根系質(zhì)量和植株生物量，薯塊膨大期根系質(zhì)量和植株生物量均表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1>CK, 尤以T2處理增加最為顯著，根系質(zhì)量達(dá)到2 186.67 g、植株生物量達(dá)到2 880.0 g，較CK分別增加了115.79%、134.72%。單施復(fù)合肥處理(T1)的根系質(zhì)量和植株生物量增加不顯著，土壤培肥效果一般。

圖3 不同培肥方式對(duì)馬鈴薯薯塊膨大期根系質(zhì)量和植株生物量的影響

3.3 對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

不同培肥方式對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響結(jié)果詳見表2?？梢钥闯觯簭?fù)合肥配施有機(jī)肥能夠顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量， 三個(gè)配施有機(jī)肥的處理(T2、T3、T4)之間差異不顯著，其中復(fù)合肥配施農(nóng)家肥(T2)產(chǎn)量最高，達(dá)到了36 826.05 kg/hm2,與CK相比，增加了109.28%。單施復(fù)合肥處理(T1)馬鈴薯產(chǎn)量為24 554.10 kg/hm2，低于復(fù)合肥配施有機(jī)肥各處理(T2、T3、T4)，與CK相比增加了39.54%。

表2 不同培肥方式下馬鈴薯產(chǎn)量

4 結(jié)論與建議

(1)各施肥處理均有利于增加土壤養(yǎng)分，提高土壤全氮、全磷、水解氮、有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)的含量。在各施肥處理中，復(fù)合肥配施農(nóng)家肥對(duì)提高新修梯田土壤肥力效果最好，其次是復(fù)合肥配施腐植酸肥，單施復(fù)合肥的培肥效果不如復(fù)合肥和有機(jī)肥結(jié)合的培肥處理。

(2)各施肥處理均不同程度增加了馬鈴薯現(xiàn)蕾期、開花期和薯塊膨大期的根系質(zhì)量和植株生物量，各施肥處理的根系質(zhì)量和植株生物量均高于無施肥處理，采用復(fù)合肥和農(nóng)家肥、酵素菌肥、腐植酸肥等有機(jī)肥相結(jié)合的培肥方式效果顯著，而單施復(fù)合肥的處理與無施肥處理相比，根系質(zhì)量和植株生物量增加不顯著，土壤培肥效果一般。

(3)復(fù)合肥配施有機(jī)肥能夠顯著提高新修梯田馬鈴薯產(chǎn)量，其中復(fù)合肥配施農(nóng)家肥產(chǎn)量最高，較無施肥處理增加了109.28%，單施復(fù)合肥處理馬鈴薯產(chǎn)量較無施肥處理增加了39.54%，但低于復(fù)合肥配施有機(jī)肥的其他處理。

(4)寧南山區(qū)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種利用率較低，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)丶Z食產(chǎn)量。建議政府有關(guān)部門在梯田建設(shè)時(shí)，重視梯田修建后的培肥與改良，有效解決梯田修建初期土壤含水量降低、土壤肥力衰退、次年耕種利用率低等問題。

[1] 岳自慧，劉永軍，劉平，等.寧夏南部山區(qū)新修水平梯田耕地質(zhì)量提升技術(shù)研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2014,39(3):156-157.

[2] 岳自慧，劉平，劉學(xué)軍，等.寧南山區(qū)新修水平梯田土壤快速培肥技術(shù)調(diào)查研究[J].中國水土保持,2015(2):25-27.

[3] 南京農(nóng)業(yè)大學(xué).土壤農(nóng)化分析[M].2版.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986：40-64.

[4] 布倫納 J M.土壤氮素分析法[M].曹亞澄，譯.北京：農(nóng)業(yè)出版社,1981:208-230.

[5] 劉克禮,高聚林,任珂，等.旱作馬鈴薯氮素的吸收、積累和分配規(guī)律[J].中國馬鈴薯,2003,17(6):321-325.

(責(zé)任編輯 王 琦)

寧夏自然科學(xué)基金項(xiàng)目(NZ13223)

S157

A

1000-0941(2015)09-0052-03

岳自慧(1983—)，女，寧夏中衛(wèi)市人，工程師，碩士，主要從事水土保持和新修梯田土壤培肥研究。

2015-04-02