干旱風(fēng)沙區(qū)采煤擾動(dòng)耕地土壤改良方法研究

王藏姣　牟守國(guó)　趙華

摘要：采煤擾動(dòng)致使礦區(qū)耕地受損，土壤改良措施缺乏使耕地進(jìn)一步退化。為揭示有機(jī)肥、保水劑、綠肥及間作等土壤改良措施對(duì)采煤擾動(dòng)區(qū)耕地土壤理化性質(zhì)及土壤綜合肥力的改良效果，以大柳塔煤礦區(qū)內(nèi)受損耕地為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)有機(jī)肥梯度試驗(yàn)、保水劑改良試驗(yàn)、種植豆科綠肥試驗(yàn)及間作試驗(yàn)對(duì)土壤改良效果進(jìn)行分析。結(jié)果表明，有機(jī)肥處理中，133.33 kg/hm2有機(jī)肥處理能顯著改善NH4+-N、堿解氮和速效磷（P<0.05）；保水劑試驗(yàn)中，保水劑+有機(jī)肥可顯著改善速效鉀（P<0.05）；豆科綠肥試驗(yàn)中，紫花苜?？娠@著提高堿解氮含量（P<0.05）；間作處理中，玉米+大豆間作可顯著提高物理性黏粒含量（P<0.05）；施用有機(jī)肥及有機(jī)肥+保水劑對(duì)土壤綜合肥力有所改良。研究結(jié)果可為干旱風(fēng)沙區(qū)采煤擾動(dòng)耕地土壤改良提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：土壤培肥；土壤理化性質(zhì)；土壤綜合肥力；采煤塌陷地；耕地

中圖分類號(hào)： X752；S156文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）11-0201-06[HS）][HT9.SS]

煤炭是我國(guó)最主要一次性能源，消耗量大，約占一次性能源總量的74%，而其中96%為井工開(kāi)采[1]。井工開(kāi)采造成采空區(qū)上部頂板垮落，上覆巖層移動(dòng)與變形，進(jìn)而導(dǎo)致礦區(qū)范圍內(nèi)耕地耕層受損，土壤有機(jī)質(zhì)及土壤氮磷鉀含量降低[2]、土壤黏粒減少，耕地逐漸沙化[3]，最終導(dǎo)致耕地減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)。我國(guó)西部煤礦區(qū)內(nèi)受采煤擾動(dòng)影響的耕地面積大、恢復(fù)能力弱且所需時(shí)間長(zhǎng)[3-5]。礦區(qū)范圍內(nèi)耕地因開(kāi)采擾動(dòng)影響及不合理耕種使具備耕種條件的土地被拋荒，而有效土壤培肥方法的缺乏使耕地土壤理化性質(zhì)進(jìn)一步惡化[4，6]。

國(guó)內(nèi)外有關(guān)土壤改良方法的研究較多，大量研究表明，施用有機(jī)肥可有效改善土壤理化性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)[2，7]。針對(duì)干旱半干旱地區(qū)土壤水分短缺問(wèn)題，保水劑成為干旱半干旱地區(qū)耕地改良的重要手段之一。保水劑吸水能力可達(dá)自身質(zhì)量的數(shù)百倍之多，作為土壤改良劑具有改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤持水性能、保持土壤氮磷鉀元素、增進(jìn)作物抗旱能力、強(qiáng)化土壤酶活性等作用[2，8]。豆科綠肥作物作為土壤改良中低成本的生物工程，其突出的固氮能力，發(fā)達(dá)的根系生長(zhǎng)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)及土壤有機(jī)質(zhì)含量均具有改良作用，因此成為土壤改良中的重要手段之一[9-10]。土壤改良是人與自然綜合作用的結(jié)果，而間作模式為農(nóng)戶實(shí)際種植過(guò)程及研究者所熱衷，作為人類對(duì)耕地集約利用的典范，對(duì)土壤肥力具有一定調(diào)節(jié)作用。研究表明，不同的耕地管理模式不但能改良土壤物理、化學(xué)及生物等性質(zhì)，而且能提高土地利用率和作物產(chǎn)量[11-12]。然而，當(dāng)前對(duì)適合干旱半干旱風(fēng)沙脆弱區(qū)采煤擾動(dòng)耕地的土壤改良研究較少。

因此，為篩選出適合干旱半干旱采煤擾動(dòng)耕地土壤改良的有效措施，保持并提高礦區(qū)擾動(dòng)耕地土壤肥力，增加耕地?cái)?shù)量與改善耕地質(zhì)量，本研究以大柳塔煤礦黃土溝壑區(qū)生態(tài)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)示范基地為研究區(qū)，設(shè)計(jì)有機(jī)肥梯度培肥試驗(yàn)、保水劑土壤改良試驗(yàn)、種植綠肥試驗(yàn)及間作試驗(yàn)對(duì)礦區(qū)擾動(dòng)耕地土壤的培肥效果進(jìn)行研究。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

大柳塔煤礦是我國(guó)“十二五”規(guī)劃綱要中的重要能源基地，位于陜西省榆林市神木縣和內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗交界處，占地面積191.34 km2，礦區(qū)范圍內(nèi)耕地面積15 km2，占總用地面積的7.86%。研究區(qū)屬黃土高原與毛烏素沙地過(guò)渡帶，氣候?qū)侔敫珊怠肷衬母咴箨懶詺夂?，冬季?yán)寒，夏季炎熱，春季多風(fēng)，秋季涼爽，全年少雨，晝夜溫差大，無(wú)霜期短，多年平均氣溫8.6 ℃。降雨多集中在7—9月，約占全年降水量的3/4，多年平均降水量380 mm，多年平均蒸發(fā)量2 113 mm。日照資源豐富，能夠滿足小雜糧作物生長(zhǎng)對(duì)光照的需求。試驗(yàn)田位于大柳塔煤礦黃土溝壑區(qū)生態(tài)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)示范基地，包含大柳塔礦井3盤區(qū)12304和12305工作面的部分區(qū)域。平均海拔約1 200 m，地表坡度0°～8°，地塊受煤炭開(kāi)采活動(dòng)導(dǎo)致地表塌陷和地裂縫的影響。在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)耕地范圍內(nèi)產(chǎn)生的地裂縫進(jìn)行填補(bǔ)覆土，對(duì)土塊進(jìn)行推平。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案與研究方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

本研究將試驗(yàn)田耕地劃分為4個(gè)區(qū)域，分別標(biāo)記為A、B、C、D（圖1），其中A區(qū)為有機(jī)肥梯度試驗(yàn)田、B區(qū)為保水劑土壤改良試驗(yàn)田、C區(qū)為種植綠肥試驗(yàn)田和D區(qū)為間作試驗(yàn)田（表1）。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)。

米與馬鈴薯間作形式為2行玉米和1行馬鈴薯。[HT][FK）]

[FL（2K2]

1.2.2土樣采集

在作物收割當(dāng)季進(jìn)行土壤取樣，采樣時(shí)間為2013年10月，用“S”形取樣法，在采樣過(guò)程中避開(kāi)肥源，每樣點(diǎn)選取5個(gè)平行點(diǎn)，采集0～20 cm耕層土壤進(jìn)行混合，每樣品1 kg左右進(jìn)行裝袋、排氣、密封，并做好標(biāo)簽。

1.3測(cè)定項(xiàng)目和分析方法

1.3.1土壤理化性質(zhì)測(cè)定

本試驗(yàn)對(duì)pH值、有機(jī)質(zhì)含量、陽(yáng)離子交換量（CEC）、全磷，銨態(tài)氮（NH4+-N）、有效磷、速效鉀和堿解氮含量以及土壤物理性黏粒等8項(xiàng)進(jìn)行了測(cè)定。具體測(cè)定方法如下：（1）pH值：KCl浸提-酸度計(jì)法；（2） 有機(jī)質(zhì)：水合熱重鉻酸鉀氧化-比色法；（3） 陽(yáng)離子交換量：石灰性土壤陽(yáng)離子交換量；（4） 全磷：NaOH熔融-鉬銻抗比色法；（5） 銨態(tài)氮、有效磷和速效鉀：土壤養(yǎng)分智能速測(cè)儀測(cè)定；（6） 堿解氮：堿解擴(kuò)散法；（7） 顆粒組成：比重計(jì)法；其中土壤顆粒劃分根據(jù)卡慶斯基粒級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定，物理性黏粒<0.01 mm，物理性沙粒>0.01 mm。

1.3.2數(shù)據(jù)處理

樣點(diǎn)獨(dú)立基礎(chǔ)上，利用SAS及Excel對(duì)土壤樣點(diǎn)理化性質(zhì)進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)與方差齊性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布與方差齊性檢驗(yàn)后進(jìn)行方差分析與Duncans多重比較，否則用NPAR1 WAY過(guò)程進(jìn)行Kruskal-Wallis非參數(shù)檢驗(yàn)，并用Rank語(yǔ)句結(jié)合ANOVA過(guò)程對(duì)原始數(shù)據(jù)的秩次進(jìn)行Duncans多重比較。根據(jù)研究區(qū)缺磷、少氮和鉀有余特點(diǎn)，選取有機(jī)質(zhì)、全磷、堿解氮、速效磷和速效鉀等5項(xiàng)指標(biāo)作為土壤綜合肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)。利用相關(guān)系數(shù)法計(jì)算有機(jī)質(zhì)、全磷、堿解氮、速效磷和速效鉀指標(biāo)權(quán)重 （式1）[13]，再通過(guò)隸屬度函數(shù)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化（式2），等級(jí)劃分依據(jù)《全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（表2），土壤綜合肥力計(jì)算采用模糊綜合評(píng)價(jià) （式3）[14]。

2結(jié)果與分析

2.1有機(jī)肥梯度試驗(yàn)組

有機(jī)肥試驗(yàn)組（15、30、45 t/hm2）較對(duì)照組（CKA）有機(jī)質(zhì)和NH4+-N含量均表現(xiàn)為增加，且30 t/hm2有機(jī)肥處理試驗(yàn)組（A2）較其他2組試驗(yàn)處理（A1和A3）增幅最大，增幅分別為16.01%和107.72%，土壤pH值整體略有增加，變幅在10%之內(nèi)。15 t/hm2有機(jī)肥處理試驗(yàn)組（A1）較對(duì)照組（CKA），有機(jī)質(zhì)、NH4+-N、CEC、全磷和堿解氮含量增加，最大增幅為100%（全磷），土壤速效磷和速效鉀含量降低，降幅最大為69.93%（速效鉀）。30 t/hm2有機(jī)肥處理試驗(yàn)組（A2）較對(duì)照組（CKA）除土壤pH值略有降低外，其他養(yǎng)分含量（有機(jī)質(zhì)、NH4+-N、CEC、全磷、堿解氮、速效磷和速效鉀）均有所增加，且土壤NH4+-N、速效磷和速效鉀含量增幅較大，增幅分別達(dá)到107.72%、256.38%和132.18%。45 t/hm2有機(jī)肥處理試驗(yàn)組（A3）較對(duì)照組（CKA），有機(jī)質(zhì)、NH4+-N、速效磷和速效鉀含量均有所增加，其中速效磷含量增幅最大，為37.23%，土壤CEC、全磷和堿解氮含量降低，其中堿解氮降幅最大，為38.81%（圖2-a）。Duncans多因素方差分析結(jié)果顯示，30 t/hm2有機(jī)肥處理試驗(yàn)組（A2）中NH4+-N含量顯著高于45 t/hm2有機(jī)肥處理試驗(yàn)組（A3），堿解氮含量顯著高于45 t/hm2有機(jī)肥處理試驗(yàn)組（A3）和對(duì)照組（CKA）（P<0.05），速效磷含量顯著高于 15 t/hm2 處理試驗(yàn)組（A1）（P<0.05），在各處理間其他化學(xué)性質(zhì)（pH值、CEC、有機(jī)質(zhì)、全磷和速效鉀含量）無(wú)顯著差異（P>0.05）（表3）。土壤物理性黏粒亦無(wú)顯著差異（圖3-a），且黏粒與沙粒相對(duì)變化幅度在9%范圍內(nèi)。土壤綜合肥力水平由優(yōu)至劣依次為 30 t/hm2 有機(jī)肥處理、15 t/hm2 有機(jī)肥處理、45 t/hm2有機(jī)肥處理和對(duì)照組（圖4-a）。

2.2保水劑土壤改良試驗(yàn)組

保水劑土壤改良試驗(yàn)組結(jié)果顯示（圖2-b），相對(duì)于對(duì)照組（CKB），有機(jī)肥+保水劑處理（B1）、保水劑拌種處理（B2）與有機(jī)肥處理（B3）中土壤全磷和速效鉀含量有所增加，土壤pH值整體略有升高[HJ1.5mm]，CEC、NH4+-N含量有所降低。保水劑+有機(jī)肥處理試驗(yàn)組（B1）較對(duì)照組（CKB），有機(jī)質(zhì)、全磷、速效磷和速效鉀含量增加，其中速效鉀含量增幅最大，為271.03%，土壤中NH4-N、CEC和堿解氮含量降低，其中CEC降幅最大，為92.23%。保水劑拌種處理試驗(yàn)組（B2）較對(duì)照組（CKB），有機(jī)質(zhì)、全磷、堿解氮和速效鉀含量增加，其中速效鉀含量增幅最大，為35.52%，NH4+-N、CEC和速效磷含量減少，其中CEC降幅最大，為33.33%。15 t/hm[HJ]2 有機(jī)肥處理試驗(yàn)組（B3）較對(duì)照組（CKB），土壤全磷、速效磷和速效鉀含量增加，其中全磷含量增幅最大，為59.26%，有機(jī)質(zhì)、NH4+-N、CEC和堿解氮含量降低，CEC降幅最大，為8557%。Duncans多因素方差分析結(jié)果顯示，拌種+有機(jī)肥處理（B1）土壤速效鉀顯著高于其他3組試驗(yàn)處理（B2、B3和CKB）（P<0.05），處理間其他化學(xué)性質(zhì)（pH值、CEC、有機(jī)質(zhì)、NH4+-N、全磷、堿解氮和速效磷含量）

[FL（2K2]理（B2）>有機(jī)肥處理（B3）>對(duì)照組（CKB）>保水劑+有機(jī)肥處理（B1），但未達(dá)顯著性水平（P>0.05）（圖3-b），相對(duì)于對(duì)照組（CKB），變化幅度在4%范圍內(nèi)。土壤綜合肥力水平由優(yōu)到劣依次為保水劑+有機(jī)肥處理試驗(yàn)組（B1）、對(duì)照組（CKB）、有機(jī)肥處理試驗(yàn)組（B3）和保水劑處理試驗(yàn)組（B2）（圖4-b）。

2.3種植豆科綠肥試驗(yàn)組

[CM（24]種植豆科綠肥試驗(yàn)顯示，種植紫花苜蓿試驗(yàn)組（C1）土壤[CM）]

[FL（2K2]CEC、NH4+-N和堿解氮含量最高，較其他最低含量處理試驗(yàn)組分別高出69.45%（C2）、179.64%（C3）和95.58%（C3），但其速效磷和速效鉀含量較種植其他豆科綠肥含量低。種植草木樨處理試驗(yàn)組（C2）土壤速效磷含量最高，較含量最低試驗(yàn)處理組（C1）高出113.21%，但NH4+-N和全磷含量較種植其他豆科綠肥低。種植綠豆試驗(yàn)組（C3）土壤速效鉀含量最高，較最低試驗(yàn)組（C1）高出850.57%，土壤pH值、CEC、有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量較種植其他豆科綠肥低。種植大豆試驗(yàn)處理組（C4）土壤pH值、有機(jī)質(zhì)和全磷含量最高，分別高出最低值2.67%（C3）、18.12%（C3）和33.33%（C2）。通過(guò)對(duì)比可知，種植不同豆科作物在土壤CEC、NH4+-N、堿解氮、速效磷和速效鉀含量上差異性較大。Duncans多因素方差分析結(jié)果表明，種植紫花苜蓿處理試驗(yàn)組（C1）土壤中堿解氮含量顯著高于其他試驗(yàn)處理組（C2、C3和C4）（P<005），其他化學(xué)性質(zhì)（pH值、CEC、有機(jī)質(zhì)、NH4+-N、全磷、速效磷和速效鉀含量）均未達(dá)顯著性水平（P>0.05）（表3）。土壤顆粒方面，土壤物理性黏粒含量表現(xiàn)為：種植紫花苜蓿處理試驗(yàn)組（C1）>種植大豆處理試驗(yàn)組（C4）>種植草木樨處理試驗(yàn)組（C2）>種植綠豆處理試驗(yàn)組（C3），但各處理間無(wú)顯著性差異（P>0.05）（圖3-c）。土壤綜合肥力水平由優(yōu)到劣為種植大豆處理試驗(yàn)組（C4）、種植綠豆處理試驗(yàn)組（C3）、種植草木樨處理試驗(yàn)組（C2）和種植紫花苜蓿處理試驗(yàn)組（C1）（圖4-c）。

2.4間作處理試驗(yàn)組

玉米+大豆間作試驗(yàn)處理（D1）較單種玉米處理（D3）土壤中全磷、堿解氮和速效磷含量有所增加，速效磷含量增幅最大，為4400%，而有機(jī)質(zhì)、NH4+-N和速效鉀含量降低，速效鉀含量降幅最大，為35.91%。玉米+大豆間作試驗(yàn)處理（D1）較單種大豆處理（D4），有機(jī)質(zhì)、NH4+-N、全磷、堿解氮、速效磷和速效鉀含量增加且土壤pH值有所降低，其中速效磷增幅最大，為575.0%。玉米+馬鈴薯試驗(yàn)處理（D2）較單種玉米處理（D3），CEC、有機(jī)質(zhì)、NH4+-N、全磷和速效磷含量增加，最大增幅為1 890.0%（速效磷），但土壤pH值稍有增大，堿解氮和速效鉀含量降低，其中速效鉀含量降幅最大，為33.09%。玉米+馬鈴薯試驗(yàn)處理（D2）較單種馬鈴薯處理（D5），全磷、速效磷和速效鉀含量增加且pH值稍有降低，速效磷含量增幅最大，為237.29%，而CEC、有機(jī)質(zhì)、NH4-N 和堿解氮含量有所降低，其中CEC降幅最大，為50%。Duncans多因素方差分析結(jié)果顯示，間作對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)影響未達(dá)顯著性水平（P>005）（表3）。土壤顆粒方面，玉米+馬鈴薯間作試驗(yàn)處理（D2）土壤物理性黏粒含量顯著高于玉米+大豆處理試驗(yàn)組（D1）、單種玉米處理試驗(yàn)組（D3）、單種大豆處理試驗(yàn)組（D4）和單種馬鈴薯處理試驗(yàn)組（D5）（圖3-d）。土壤綜合肥力水平由優(yōu)到劣依次為單種玉米處理（D3）、玉米+大豆處理（D1）、單種馬鈴薯處理（D5）、玉米+大豆處理（D2）和單種大豆處理（D4）（圖4-d）。

3討論

有機(jī)肥是土壤有機(jī)質(zhì)的重要來(lái)源，施用有機(jī)肥，既能增加土壤養(yǎng)分，又能提高土壤綜合肥力。向受采煤擾動(dòng)影響耕地中施用有機(jī)肥后土壤有機(jī)質(zhì)含量得到改善，土壤養(yǎng)分含量增加，土壤綜合肥力整體得到改良，此研究與王曉娟等向旱地施有機(jī)肥可有效提高土壤中有機(jī)質(zhì)的研究結(jié)果[7]及梁堯等加入有機(jī)肥是提高土壤肥力的有效途徑的研究結(jié)果[15]相一致。這也表明施用有機(jī)肥可有效改善干旱半干旱區(qū)擾動(dòng)耕地的土壤有機(jī)質(zhì)及提高土壤綜合肥力。在有機(jī)肥施用量上，土壤理化性質(zhì)及土壤綜合肥力對(duì)有機(jī)肥施用量的響應(yīng)效果不一，有機(jī)肥梯度試驗(yàn)有助于確定最佳有機(jī)肥施用量，實(shí)現(xiàn)土壤培肥的最優(yōu)模式，試驗(yàn)中133.33 kg/hm2有機(jī)肥處理對(duì)土壤養(yǎng)分含量及土壤綜合肥力改良效果最佳，與王曉娟等研究的施用中量有機(jī)肥的土壤作物產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)效益最佳結(jié)果[16]有共同之處，但對(duì)各養(yǎng)分元素的改良并未隨有機(jī)肥用量的增加而增加，此研究結(jié)果與以往研究結(jié)果[7，15]不一致，有待進(jìn)一步研究。

保水劑作為近年來(lái)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的一種化學(xué)改良劑，其吸水能力可達(dá)自身質(zhì)量的數(shù)百倍之多[2，17-18]，對(duì)于缺水的干旱半干旱地區(qū)保持土壤養(yǎng)分和改善土壤結(jié)構(gòu)等具有較好的效果，但單施保水劑對(duì)土壤的改良效果不佳，而有機(jī)肥+保水劑處理可有效改善土壤化學(xué)性質(zhì)及土壤綜合肥力。在土壤化學(xué)元素保持方面，保水劑對(duì)土壤速效鉀含量的改善效果較好，此結(jié)論與李楊等研究的保水劑對(duì)土壤K具有較好的保持能力結(jié)果[19]一致。但研究結(jié)果顯示，向土壤中施加保水劑對(duì)土壤CEC的改良效果較差，此結(jié)果與劉瑞鳳等研究的保水劑可顯著提高土壤中CEC的結(jié)論[20]不一致，其原因?yàn)橥寥繡EC與土壤有機(jī)、無(wú)機(jī)和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合膠體對(duì)土壤中陽(yáng)離子的吸附量有關(guān)[14]，試驗(yàn)處理后，有機(jī)質(zhì)雖增加，但由于受采煤擾動(dòng)及侵蝕作用影響，使得決定土壤無(wú)機(jī)膠體含量的土壤黏粒含量降低，從而導(dǎo)致土壤CEC降低[19]。

豆科綠肥作物的根瘤菌可把土壤空氣中不能直接利用的氮?dú)夤潭ú⑥D(zhuǎn)化為可被作物吸收利用的氮素養(yǎng)分，豆科綠肥對(duì)土壤N改良效果較好，同時(shí)能平衡土壤中其他養(yǎng)分元素，通過(guò)向深層土壤中生長(zhǎng)根系，能改善土壤結(jié)構(gòu)且根系殘留能有效提高有機(jī)質(zhì)含量。試驗(yàn)結(jié)果表明，種植紫花苜蓿較其他豆科綠肥作物對(duì)增加土壤堿解氮效果明顯，但對(duì)土壤中速效鉀和速效磷含量的改良效果不佳，可作為干旱半干旱采煤擾動(dòng)耕地中固氮作物的首選，此結(jié)果與孫本華等研究的苜蓿作物可有效增加有機(jī)質(zhì)及土壤N含量，但不能提高土壤速效磷和速效鉀含量的研究結(jié)果[9]一致。同時(shí)通過(guò)種植紫花苜?？捎行岣咄寥牢锢硇责ち：?，對(duì)沙地土壤保土起到一定作用。

改變耕作制度、更換種植物種、調(diào)整耕作模式等是實(shí)現(xiàn)耕地生產(chǎn)力提高和永續(xù)利用的有效途徑[12]。本試驗(yàn)中玉米+大豆間作對(duì)土壤堿解氮含量改良效果明顯，且玉米+大豆間作較單種大豆土壤養(yǎng)分元素保持更有效，玉米+馬鈴薯間作對(duì)土壤磷素的改良效果較單種好，根據(jù)該地區(qū)土壤風(fēng)成學(xué)說(shuō)，原因?yàn)橥寥牢锢硇责ち＃?lt;0.01 mm）顯著使得土壤對(duì)養(yǎng)分的固定能力加強(qiáng)。玉米+大豆間作處理對(duì)土壤理化性質(zhì)及土壤綜合肥力的改良不如單種。雖然玉米+馬鈴薯間作可顯著提高土壤中部分化學(xué)成分和物理性黏粒，但土壤綜合肥力等級(jí)不如單種處理，此結(jié)果與張瑞等研究的干旱區(qū)土地間套作的土地利用方式較單種模式更能保持土壤肥力研究結(jié)果[10]不一致，其原因可能是本試驗(yàn)土壤肥料投入低，未投入化學(xué)肥料，而同等產(chǎn)量條件下間作處理對(duì)土壤的養(yǎng)分消耗更高。試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明，在采煤擾動(dòng)耕地上進(jìn)行間作需投入額外的肥料且不同間作類型對(duì)土壤的改良效果不一，需科學(xué)選取合適的間作方式。

以上研究結(jié)果與分析可為黃土溝壑采煤擾動(dòng)區(qū)耕地土壤改良提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。但仍存在以下不足：一是本研究?jī)H對(duì)培肥措施處理后土壤耕層土壤理化性質(zhì)及綜合肥力進(jìn)行綜合分析，在培肥過(guò)程中土壤理化性質(zhì)變化機(jī)理研究不足；二是由于1年培肥研究時(shí)間較短，缺乏長(zhǎng)期試驗(yàn)情況分析數(shù)據(jù)支撐，因此，研究結(jié)果無(wú)法對(duì)長(zhǎng)期土壤改良做出指導(dǎo)；三是采煤擾動(dòng)耕作區(qū)土壤空間變異性較大，不同改良方法間缺乏可比性。

4結(jié)論

有機(jī)肥是土壤改良中的重要肥源，對(duì)采煤塌陷耕地可通過(guò)施用有機(jī)肥提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤化學(xué)性質(zhì)，提高土壤綜合肥力。在有機(jī)肥用量上，30 t/hm2有機(jī)肥處理對(duì)土壤肥力的改良效果較好，與15 t/hm2有機(jī)肥處理及45 t/hm2有機(jī)肥處理相比，30 t/hm2有機(jī)肥處理能顯著增加土壤銨態(tài)氮、土壤堿解氮和土壤速效磷。保水劑+有機(jī)肥處理較單施保水劑處理和有機(jī)肥處理更能有效提高土壤綜合肥力，且對(duì)土壤速效鉀改良效果顯著，可用于受采煤影響耕地土壤綜合肥力的改良。豆科綠肥作物的根瘤菌可把土壤空氣中不能直接利用的氮?dú)夤潭ú⑥D(zhuǎn)化為可被作物吸收的氮素養(yǎng)分，但不同豆科綠肥的固氮能力及對(duì)土壤的影響效果不一。與種植草木樨、大豆和綠豆相比，紫花苜蓿對(duì)堿解氮的改良效果顯著，且一定程度上可改良土壤物理性黏粒含量，可作為受采煤塌陷影響耕地堿解氮改良和保土的首選植物。耕作管理制度一定程度上可提高采煤擾動(dòng)耕地生產(chǎn)力、提高土壤養(yǎng)分元素。玉米+大豆間作可顯著改善土壤物理性黏粒含量，可用于該地區(qū)耕地的土壤顆粒改良，而短期內(nèi)與間作種植方式相比，單種更能有效保持土壤肥力平衡。

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