不同施肥方式下紅壤性質(zhì)的變化規(guī)律

李倩楠　張冬梅　許冠君　馮冬霞　馬運(yùn)通

摘 要： 【目的】為改良紅壤肥力，提高作物產(chǎn)量，探尋最利于作物生長(zhǎng)的施肥方式?！痉椒ā勘疚囊院掀铌?yáng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站為試驗(yàn)站點(diǎn)，采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的方法研究了20年不同施肥方式（不施肥、施用化學(xué)氮磷鉀肥、施用化學(xué)氮磷鉀+有機(jī)肥、施用有機(jī)肥）下紅壤pH、有機(jī)碳含量的變化規(guī)律。【結(jié)果】與不施肥相比，長(zhǎng)期單施化學(xué)氮磷鉀肥可導(dǎo)致紅壤明顯酸化，長(zhǎng)期單施有機(jī)肥和有機(jī)無(wú)機(jī)配施肥則可減緩紅壤酸化速度，其中單施有機(jī)肥的效果最好，可改善已酸化的紅壤。與不施肥相比，各施肥處理均提高了紅壤中有機(jī)碳含量，其中長(zhǎng)期單施有機(jī)肥處理增幅最大，有機(jī)無(wú)機(jī)配施肥處理次之?！窘Y(jié)論】減少化學(xué)氮磷鉀肥的施用，增施有機(jī)肥可減緩紅壤酸化，提高紅壤中有機(jī)碳含量。

關(guān)鍵詞： 紅壤；不同施肥；pH；有機(jī)碳

1 引言

紅壤是世界上分布最廣的土壤類型之一，占國(guó)土面積的22.7%，是我國(guó)糧食和經(jīng)濟(jì)作物的重要基地。但目前紅壤地區(qū)養(yǎng)分貧瘠化和酸化面積較多。這和降雨集中、高溫高濕等自然條件及多熟集約種植、過(guò)度開(kāi)發(fā)、特別是化肥的不合理施用等人為因素的影響密切相關(guān)[1-9]。

過(guò)量施用化肥不僅造成了能源和資源的浪費(fèi)，還會(huì)產(chǎn)生土壤板結(jié)、酸化等一系列問(wèn)題。因此，研究不同施肥方式對(duì)提高紅壤有機(jī)質(zhì)含量及減緩酸性的影響，為改良紅壤性質(zhì)及提高作物產(chǎn)量提供依據(jù)，具有重要意義。

蔡澤江[10]等通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，施用尿素氮能促進(jìn)紅壤（pH5.7）的硝化作用，加速土壤pH降低，施氮是影響紅壤酸化的主要因素之一。宋震震等研究表明，有機(jī)肥的有機(jī)質(zhì)含量高、養(yǎng)分全面、肥效長(zhǎng)，能改善土壤的理化性質(zhì)和微生物群落結(jié)構(gòu)，提高土壤酶活性，改良農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和提高產(chǎn)量[11]。前人的研究主要集中在施用化肥及有機(jī)肥配施對(duì)土壤酶活性、理化性質(zhì)等的影響上，而關(guān)于不同施肥模式紅壤pH、有機(jī)碳的變化特征的研究還較少，本研究通過(guò)對(duì)比探討不同施肥模式下紅壤pH、有機(jī)質(zhì)含量的變化，為尋求紅壤酸性減緩、有機(jī)質(zhì)增加、作物增產(chǎn)提供理論依據(jù)。

2.數(shù)據(jù)與方法

1991-2010年連續(xù)20年進(jìn)行定位試驗(yàn)，設(shè)耕作不施肥（CK）、施用化學(xué)氮磷鉀肥（NPK）、施用化學(xué)氮磷鉀+有機(jī)肥（NPKM）、施用有機(jī)肥（M）4種模式，其中不施肥（CK）為對(duì)照組。肥料用量為年施用純N 300kg/hm2、P2O5 120kg/hm2 、K2O 120 kg/hm2。氮肥為尿素，含N46%，磷肥為過(guò)磷酸鈣，含P2O512.5%，鉀肥為氯化鉀，含K2O 60%，有機(jī)肥料為豬糞，含N 16.7g/kg。試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)排列，二次重復(fù)，小區(qū)面積200m2。各小區(qū)之間用100cm深水泥埂隔開(kāi)，無(wú)灌溉設(shè)施，不灌水。

有機(jī)肥料不考慮P、K養(yǎng)分，NPKM處理中，有機(jī)N施用量占全N 70%；采用冬小麥-夏玉米一年兩熟輪作制，玉米期肥料施用量占全年施肥量的70%，小麥占施肥量30%，肥料在小麥、玉米播種前作基肥一次施用。

在每年的小麥?zhǔn)斋@后，采用多點(diǎn)混合法對(duì)監(jiān)測(cè)農(nóng)田小區(qū)0—20cm的耕層土壤進(jìn)行采集。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)風(fēng)干土樣，過(guò)2mm篩孔的部分用作土壤物理和化學(xué)性質(zhì)分析。

土壤pH的測(cè)定方法是采用1：2.5（土：水）浸提1 min，后用玻璃電極。有機(jī)碳（SOC）采用 K2Cr2O7容量法（180℃油?。?/p>

3 結(jié)果與分析

3.1長(zhǎng)期不同施肥方式紅壤pH變化特征分析

長(zhǎng)期不同方式施肥，紅壤pH存在顯著差異。經(jīng)過(guò)20年施肥與耕作，對(duì)照組的土壤pH保持穩(wěn)定水平；NPK 施肥條件下土壤的pH下降幅度最大，從5.7下降到4.38，年均下降0.066個(gè)單位，不僅與試驗(yàn)前相比呈顯著差異，而且與其他處理相比亦有顯著差異。這表明長(zhǎng)期施用化肥可導(dǎo)致紅壤顯著酸化；NPKM處理下土壤pH先升后降，與試驗(yàn)前相比下降了0.3個(gè)單位，下降幅度明顯低于NPK處理，而M處理的紅壤的pH則呈上升趨勢(shì)，與試驗(yàn)前相比上升了0.8個(gè)單位。這表明單施有機(jī)肥和有機(jī)無(wú)機(jī)配施條件下可減緩?fù)寥浪峄俣?，其中單施有機(jī)肥的效果更好，甚至可使已酸化的紅壤改善。

3.2長(zhǎng)期不同施肥方式紅壤SOC變化特征分析

長(zhǎng)期不同方式施肥紅壤SOC含量存在顯著差異。施肥20年后，各施肥處理SOC含量較對(duì)照組均顯著增加，其中M處理?xiàng)l件下最高，達(dá)14.74g/kg，比對(duì)照組的含量提高了71 %；其次是NPKM的處理，有機(jī)碳含量達(dá)到13.29g/kg，比對(duì)照組的含量提高了54%。NPK施肥條件下紅壤SOC較對(duì)照組增幅不明顯，提高了21%。與起始年份（1991年）SOC的含量（7.89 g/kg）相比，M、NPKM和NPK處理?xiàng)l件下SOC含量分別提高了87%、68%和32%，不施肥處理?xiàng)l件下則提高了9%。由此說(shuō)明長(zhǎng)期單施有機(jī)肥肥和無(wú)機(jī)有機(jī)配施肥均可顯著地提高紅壤SOC含量，其中長(zhǎng)期單施有機(jī)肥效果更好。

4 結(jié)論

（1） 對(duì)20年施肥與耕作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得知，長(zhǎng)期施用化肥可導(dǎo)致紅壤明顯酸化，而單施有機(jī)肥和有機(jī)無(wú)機(jī)配施肥可減緩?fù)寥浪峄渲袉问┯袡C(jī)肥效果最好，甚至可改善已酸化土壤至適宜狀態(tài)。

（2） 各施肥處理樣地有機(jī)碳的含量較對(duì)照組均顯著增加，其中單施有機(jī)肥處理效果最好，有機(jī)無(wú)機(jī)配施肥次之。

5 討論

以往研究證明，長(zhǎng)期化肥配施有機(jī)肥有助于減緩?fù)寥纏H下降，提高土壤肥力，長(zhǎng)期單一施用化肥加劇了土壤肥力下降與質(zhì)量劣化，化肥配施有機(jī)肥是減緩紅壤酸性提升土壤肥力和保持土壤健康的有效措施。這與本研究結(jié)果相一致，長(zhǎng)期施用有機(jī)肥能使土壤的pH穩(wěn)定在一個(gè)適合作物生長(zhǎng)的范圍內(nèi)。一般認(rèn)為施用有機(jī)肥為土壤提供了有機(jī)碳源增加了微生物活性，促進(jìn)了土壤有機(jī)碳和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，從而提高了土壤有機(jī)碳的固定量。另外，有機(jī)質(zhì)對(duì)速效養(yǎng)分的吸附可減少速效養(yǎng)分的流失，因此有機(jī)-無(wú)機(jī)肥配施既可保證足量的速效養(yǎng)分，又減少了養(yǎng)分流失，提高了肥料利用率。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃國(guó)勤，趙其國(guó)等.紅壤生態(tài)學(xué)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，34（18）：5173-5181.

[2] 胡月明，歐陽(yáng)村香等.我國(guó)紅壤資源農(nóng)業(yè)利用研究進(jìn)展[J].土壤與環(huán)境，1999，8（1）：53-57.

[3] 曾希柏，黃國(guó)勤等.中國(guó)南方紅壤生態(tài)系統(tǒng)面臨的問(wèn)題及對(duì)策[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，33（24）：7615-7622.

[4] 王正華.紅壤的改良和利用技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)實(shí)用技術(shù)，2003（5）：57-58.

[5] 馮兆濱，王萍，劉秀梅等.我國(guó)紅壤改良利用技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)2017，29（8）：57-61

[6] 寧川川，王建武，蔡昆爭(zhēng).有機(jī)肥對(duì)土壤肥力和土壤環(huán)境質(zhì)量的影響研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2016，25（1）：175-181.

[7] 田善義，王明偉，成艷紅等.化肥和有機(jī)肥長(zhǎng)期施用對(duì)紅壤酶活性的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2017，37（15）：4963-4972.

[8]國(guó)家環(huán)境保護(hù)部. 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（試行）. 中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-2012）， 2012-02-29.

[9] 徐仁扣.土壤酸化及其調(diào)控研究進(jìn)展[J].土壤，2015，47（2）：238-244.

[10] 蔡澤江.幾種施肥模式對(duì)土壤氮素形態(tài)轉(zhuǎn)化和pH的影響.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)[J].2012，45（14）：2881-2883.

[11] 宋震震，李絮花，李娟等.有機(jī)肥和化肥長(zhǎng)期施用對(duì)土壤活性有機(jī)氮組分及酶活性的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)2014，20（3）：525-533.