強(qiáng)化還原處理對(duì)熱帶地區(qū)土壤碳氮含量及團(tuán)聚體的影響

曹明　柯用春　楊小鋒

摘要 為快速培肥熱帶地區(qū)土壤地力，設(shè)計(jì)4個(gè)處理：對(duì)照、淹水處理、淹水+覆膜處理、淹水+覆膜+紫花苜蓿處理（強(qiáng)化還原處理），研究淹水或添加有機(jī)物料對(duì)土壤碳氮含量及團(tuán)聚體的影響。結(jié)果表明，旱地淹水可改善土壤物理性質(zhì)，其中強(qiáng)化還原處理對(duì)改善土壤結(jié)構(gòu)效果最為顯著，強(qiáng)化還原處理顯著提高土壤全氮、全碳含量，提高了土壤肥力。綜合可知，淹水+覆膜+紫花苜蓿處理（強(qiáng)化還原處理）是改善土壤質(zhì)量的有效方法。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)化還原處理；有機(jī)物料；土壤碳氮含量；團(tuán)聚體；熱帶地區(qū)

中圖分類號(hào) S158 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）16-0161-02

海南南部地處熱帶，氣候常暖無(wú)冬，一年四季都可進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)復(fù)種指數(shù)較高，常常種植2茬，甚至3茬，種植時(shí)期達(dá)6個(gè)月以上。在實(shí)際耕作中，農(nóng)民重化肥，輕有機(jī)肥，因而造成土壤有機(jī)質(zhì)含量下降，團(tuán)聚體穩(wěn)定性降低，土壤質(zhì)量惡化，嚴(yán)重影響了冬季瓜菜種植的可持續(xù)發(fā)展。

土壤肥力的高低與土壤有機(jī)質(zhì)含量有密切的關(guān)系。施用有機(jī)肥、實(shí)施秸稈還田是提高土壤有機(jī)質(zhì)的重要措施[1]。洪春來(lái)等[2]研究發(fā)現(xiàn)秸稈全量還田2年后，土壤有機(jī)質(zhì)均有不同程度的增加。劉撰治等[3]、李煥珍等[4]研究發(fā)現(xiàn)玉米秸稈直接還田使土壤容重下降、孔隙度增加，增加土壤的通透性，改善了土壤的物理狀況。魏廷舉等[5]通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，秸稈還田3年，耕層容重降低，非毛管孔隙增加，>2 mm粒徑的團(tuán)粒增加，從而增強(qiáng)了土壤的通透性，提高了地溫，增強(qiáng)了有益生物活性等。Recous等[6]、Mary等[7]等研究表明，通過(guò)在土壤中添加新鮮有機(jī)物料（不淹水）改變土壤氧化還原條件，可以在一定程度上殺滅土壤中的致病微生物，改良土壤。季立聲等[8]研究表明，秸稈直接還田后土壤中酶的數(shù)量明顯增多，活性明顯增強(qiáng)。曾廣驥[9]研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田后0～20 cm耕層細(xì)菌數(shù)和真菌數(shù)均較對(duì)照顯著增加。葛 瀅等[10]研究表明，添加苜蓿和稻草有機(jī)物料（淹水）后，土壤中的Eh比對(duì)照組的下降更快、降幅更大，還原狀態(tài)更明顯。

在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)民常采用夏季種水稻或短時(shí)間淹水的方法改良土壤，前者費(fèi)時(shí)、費(fèi)工且大幅度降低經(jīng)濟(jì)收入，后者使土壤得不到根本修復(fù)。本試驗(yàn)重點(diǎn)探索大田不同淹水處理?xiàng)l件下添加有機(jī)物料對(duì)熱帶地區(qū)土壤物理、化學(xué)性質(zhì)的影響，以期為熱帶地區(qū)土壤快速培肥地力提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于海南省三亞市吉陽(yáng)鎮(zhèn)新村田洋進(jìn)行，試驗(yàn)地種植西瓜5年以上，西瓜枯萎病發(fā)病率高達(dá)70%以上。供試有機(jī)物料為紫花苜蓿。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理：分別為空白對(duì)照（不進(jìn)行任何處理）（CK）、淹水處理（處理1）、淹水+覆膜處理（處理2）、淹水+覆膜+7 500 kg/hm2紫花苜蓿處理（稱為強(qiáng)化還原處理，處理3）。紫花苜蓿與0～20 cm土層混合均勻。3次重復(fù)，小區(qū)面積約為36.7 m2，處理周期為20 d。

1.3 土壤樣品分析

土壤排水、自然落干后采集0～20 cm層土樣，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)5點(diǎn)采樣，混合后作為1個(gè)土壤樣品，每個(gè)處理重復(fù)3 次。樣品放在實(shí)驗(yàn)室陰干，用于測(cè)定土壤全碳、全氮。土壤全碳和全氮測(cè)定采用Vario EL III型元素分析儀測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用SPSS 17.0軟件和Excel 2012進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖，用Duncan氏新復(fù)極差法檢驗(yàn)差異顯著性，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 強(qiáng)化還原對(duì)土壤全氮、全碳含量的影響

由圖1可知，處理3土壤全氮含量為1.29g/kg，顯著高于其他處理（P<0.05），比CK高27.81%。而處理1、2土壤全氮含量與CK無(wú)顯著差異。由此表明，在本試驗(yàn)條件下，相對(duì)于CK，淹水處理（處理1）和淹水+覆膜處理（處理2）對(duì)土壤中全氮含量的影響不大，不能提高土壤肥力。而經(jīng)過(guò)強(qiáng)化還原處理（淹水+覆膜+7 500 kg/hm2紫花苜蓿處理）后，土壤全氮含量明顯提高，表明添加紫花苜蓿能提高土壤肥力具有相當(dāng)重要的作用。

土壤有機(jī)質(zhì)含量是衡量土壤肥力的一個(gè)重要指標(biāo)。由圖2可知，處理3土壤全碳含量為12.34 g/kg，顯著高于其他處理（P<0.05），比CK土壤全碳含量高2.96 g/kg，增幅達(dá)31.55%。而處理1、2土壤全碳含量與CK無(wú)顯著差異。由此表明，相對(duì)于CK，淹水處理（處理1）和淹水+覆膜處理（處理2）對(duì)土壤中全碳含量的影響不顯著。因此，只進(jìn)行淹水和覆膜處理不能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。而強(qiáng)化還原處理在土壤中添加了7 500 kg/hm2紫花苜蓿作為有機(jī)物料來(lái)源，有機(jī)物料分解后提高了土壤全碳含量，表明添加有機(jī)物質(zhì)對(duì)增加土壤有機(jī)質(zhì)含量效果顯著。

2.2 強(qiáng)化還原對(duì)土壤團(tuán)聚體的影響

由圖3可知，與CK相比，處理3土壤中粒徑>5 mm的大團(tuán)粒結(jié)構(gòu)比例顯著下降（P <0.01），粒徑<2mm的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)比例顯著增加（P<0.01），粒徑為2～5 mm等級(jí)的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)比例無(wú)顯著變化。處理1、2土壤中降低了粒徑>5 mm的大團(tuán)粒結(jié)構(gòu)比例，增加粒徑<2 mm的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)比例，但變化幅度小于處理3。由此表明，旱地淹水可改善土壤結(jié)構(gòu)，淹水加有機(jī)物料處理對(duì)改善土壤結(jié)構(gòu)效果最為顯著。

2.3 強(qiáng)化還原對(duì)土壤微團(tuán)聚體的影響

由圖4可知，各處理的土壤微團(tuán)聚體組分結(jié)構(gòu)相似，均表現(xiàn)為粒徑0.25～2.00 mm組分所占比例最大，粒徑 0.053～0.250 mm次之，而粒徑<0.053 mm組分與粒徑>2 mm組分所占比例相當(dāng)。不同處理對(duì)土壤微團(tuán)聚體同一組分比例影響不顯著。由此表明，經(jīng)過(guò)淹水處理（處理1）、淹水+覆膜處理（處理2）或淹水+覆膜+7 500 kg/hm2紫花苜蓿處理（處理3）均不能改變土壤中微團(tuán)聚體組分比例情況。endprint

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，淹水處理和淹水+覆膜處理對(duì)土壤中全氮、全碳含量的影響不大，不能提高土壤肥力。而經(jīng)過(guò)強(qiáng)化還原處理（淹水+覆膜+7 500 kg/hm2紫花苜蓿）后，土壤的全氮、全碳含量明顯提高，表明添加有機(jī)物質(zhì)對(duì)改善土壤肥力和增加土壤有機(jī)質(zhì)含量的效果顯著。旱地淹水處理可改善土壤物理結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化還原處理（淹水+覆膜+7 500 kg/hm2紫花苜蓿）對(duì)改善土壤結(jié)構(gòu)的效果最為顯著。但淹水處理、淹水+覆膜處理、淹水+覆膜+7 500 kg/hm2紫花苜蓿處理均不能改變土壤中微團(tuán)聚體組分比例情況。綜上可知，強(qiáng)化還原處理（淹水+覆膜+7 500 kg/hm2紫花苜蓿）是改善土壤質(zhì)量的有效方法，可用于熱帶地區(qū)問(wèn)題土壤的快速改良。

4 參考文獻(xiàn)

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