浙江油-稻輪作土壤肥力與作物產(chǎn)量特征

曹凱，王建紅，張賢，徐靜

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

油菜-水稻輪作(油-稻輪作)是浙江省主要的耕作制之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，浙江省油-稻輪作耕地面積有11.8萬(wàn)hm2，占全省耕地總面積的8.2%[1]。長(zhǎng)期以來(lái)，人們往往只注重單季作物的施肥管理對(duì)作物產(chǎn)量和土壤肥力的影響[2-5]，較少?gòu)母髦茖用嫜芯客寥婪柿Φ难莼卣骷芭喾始夹g(shù)需求。為此，本文對(duì)浙江省8個(gè)縣(市、區(qū))長(zhǎng)期典型油-稻輪作形成的24個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行土壤基礎(chǔ)肥力和油菜、水稻產(chǎn)量分析，旨在為油-稻輪作土壤定向培肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

通過(guò)前期調(diào)研，選擇浙江油-稻輪作面積較大的8個(gè)縣(市、區(qū))作為樣本區(qū)，以農(nóng)民長(zhǎng)期不同施肥管理習(xí)慣形成的油菜、水稻產(chǎn)量差異作為田塊不同肥力水平的代表，每個(gè)樣本區(qū)選取3個(gè)具有不同基礎(chǔ)肥力水平的田塊取樣點(diǎn)，8個(gè)樣本區(qū)共采集24個(gè)土壤樣本。2016年4月通過(guò)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)技推廣部門(mén)一起走訪(fǎng)采點(diǎn)，明確各取樣區(qū)分別代表低、中、高肥力水平田塊的土壤取樣點(diǎn)。其中，平湖、富陽(yáng)、建德、蘭溪、婺城5地的低、中肥力點(diǎn)是當(dāng)?shù)剞r(nóng)技推廣部門(mén)的土壤肥力定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)，定位監(jiān)測(cè)從2008年開(kāi)始，長(zhǎng)期采用不同的施肥管理模式生產(chǎn)油菜和水稻，低肥力點(diǎn)為不施肥對(duì)照區(qū)，中肥力點(diǎn)為常規(guī)施化肥區(qū)，不同肥力水平田塊的油菜、水稻產(chǎn)量差異明顯，且年度間產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定；5地的高肥力點(diǎn)是當(dāng)?shù)氐乃靖弋a(chǎn)示范區(qū)，示范區(qū)田塊除了施化肥外還長(zhǎng)期采取施用有機(jī)肥等措施提高土壤肥力，油菜和水稻產(chǎn)量明顯高于中肥力區(qū)。桐廬、衢江、仙居3地的低、中、高肥力點(diǎn)則完全依據(jù)農(nóng)民長(zhǎng)期不同施肥管理習(xí)慣自然形成的油菜和水稻低、中、高產(chǎn)區(qū)作為土壤取樣點(diǎn)。不同肥力區(qū)土壤取樣點(diǎn)的地理位置相近，以盡可能消除其他因素對(duì)作物產(chǎn)量的影響。

2016年10月各取樣點(diǎn)水稻收割后采集0～20 cm表層土測(cè)定土壤基礎(chǔ)肥力。各取樣點(diǎn)的地理位置與肥力特征描述如下：1PH-L，取樣地點(diǎn)位于平湖市(120°57′16.56″E，30°40′16.68″N)，肥力水平低；2PH-M，取樣地點(diǎn)位于平湖市(120°57′16.56″E，30°40′16.68″N)，肥力水平中；3PH-H，取樣地點(diǎn)位于平湖市(121°02′25.08″E，30°43′19.56″N)，肥力水平高；4FY-L，取樣地點(diǎn)位于富陽(yáng)區(qū)(120°05′40.74″E，30°03′54.66″N)，肥力水平低；5FY-M，取樣地點(diǎn)位于富陽(yáng)區(qū)(120°05′40.74″E，30°03′54.66″N)，肥力水平中；6FY-H，取樣地點(diǎn)位于富陽(yáng)區(qū)(120°05′40.74″E，30°03′54.66″N)，肥力水平高；7TL-L，取樣地點(diǎn)位于桐廬縣(119°24′21.06″E，29°54′21.24″N)，肥力水平低；8TL-M，取樣地點(diǎn)位于桐廬縣(119°24′13.68″E，29°54′19.80″N)，肥力水平中；9TL-H，取樣地點(diǎn)位于桐廬縣(119°24′03.24″E，29°54′07.02″N)，肥力水平高；10JD-L，取樣地點(diǎn)位于建德市(119°07′04.80″E，29°18′40.00″N)，肥力水平低；11JD-M，取樣地點(diǎn)位于建德市(119°07′04.80″E，29°18′40.00″N)，肥力水平中；12JD-H，取樣地點(diǎn)位于建德市(119°07′08.04″E，29°18′02.88″N)，肥力水平高；13LX-L，取樣地點(diǎn)位于蘭溪市(119°43′04.70″E，29°17′41.20″N)，肥力水平低；14LX-M，取樣地點(diǎn)位于蘭溪市(119°43′04.70″E，29°17′41.20″N)，肥力水平中；15LX-H，取樣地點(diǎn)位于蘭溪市(119°18′15.12″E，29°12′32.76″N)，肥力水平高；16WC-L，取樣地點(diǎn)位于婺城區(qū)(119°27′09.80″E，29°03′06.50″N)，肥力水平低；17WC-M，取樣地點(diǎn)位于婺城區(qū)(119°27′09.80″E，29°03′06.50″N)，肥力水平中；18WC-H，取樣地點(diǎn)位于婺城區(qū)(119°24′17.64″E，29°01′00.84″N)，肥力水平高；19QZ-L，取樣地點(diǎn)位于衢江區(qū)(119°01′21.72″E，29°3′19.08″N)，肥力水平低；20QZ-M，取樣地點(diǎn)位于衢江區(qū)(119°01′21.72″E，29°3′19.08″N)，肥力水平中；21QZ-H，取樣地點(diǎn)位于衢江區(qū)(119°01′21.72″E，29°3′19.08″N)，肥力水平高；22XJ-L，取樣地點(diǎn)位于仙居縣(120°52′03.72″E，28°52′04.80″N)，肥力水平低；23XJ-M，取樣地點(diǎn)位于仙居縣(120°51′55.08″E，28°52′03.72″N)，肥力水平中；24XJ-H，取樣地點(diǎn)位于仙居縣(120°51′52.61″E，28°51′57.09″N)，肥力水平高。

1.2 方法

土壤基礎(chǔ)肥力分析選取了pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀、陽(yáng)離子交換量(CEC)等9個(gè)指標(biāo)，分別依據(jù)NY/T 1377—2007、NY/T 1121.6—2006、LY/T 1228—2015、LY/T 1232—2015、LY/T 1234—2015、LY/T 1228—2015、LY/T 1232—2015、LY/T 1234—2015和LY/T 1243—1999中的方法進(jìn)行測(cè)定。土壤樣品由綠城農(nóng)科檢測(cè)有限公司測(cè)定。

各肥力定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)的油菜和水稻產(chǎn)量為多年平均產(chǎn)量，非定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)的油菜和水稻產(chǎn)量根據(jù)農(nóng)民常年產(chǎn)量估測(cè)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和DPS 9.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥力點(diǎn)的土壤基礎(chǔ)肥力特征

24個(gè)取樣點(diǎn)的土壤基礎(chǔ)肥力測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。浙江油-稻輪作土壤的pH值在4.6～6.2，酸性特征明顯。不同樣區(qū)土壤pH存在差異，多數(shù)情況下，同一樣區(qū)內(nèi)低肥力土壤的pH值略低于高肥力土壤，同一樣區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效鉀含量，及陽(yáng)離子交換量隨土壤肥力水平的增加而增加，而全磷、全鉀、有效磷含量在同一樣區(qū)不同基礎(chǔ)肥力的土壤上并沒(méi)有明顯的變化規(guī)律。

8個(gè)樣區(qū)土壤低、中、高肥力點(diǎn)的基礎(chǔ)肥力指標(biāo)平均值見(jiàn)表2。由表2可知，有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量隨肥力水平的提高而上升，不同肥力水平間存在顯著差異，土壤全氮、速效鉀含量及陽(yáng)離子交換量隨肥力水平增加有增加趨勢(shì)，且在低肥力與高肥力土壤間存在顯著差異。

2.2 不同肥力點(diǎn)的作物產(chǎn)量特征

24個(gè)取樣點(diǎn)的作物產(chǎn)量特征見(jiàn)表3。同一樣區(qū)，油菜產(chǎn)量和水稻產(chǎn)量都隨肥力水平的提高而增加。不同肥力水平的油菜產(chǎn)量在225～3 300 kg·hm-2，最高產(chǎn)量是最低產(chǎn)量的14.7倍；不同肥力水平的水稻產(chǎn)量在4500～13 650 kg·hm-2，最高產(chǎn)量是最低產(chǎn)量的3.0倍。

8個(gè)樣區(qū)不同肥力水平樣點(diǎn)油菜和水稻的平均產(chǎn)量見(jiàn)表4。低、中、高肥力水平的油菜和水稻平均產(chǎn)量都隨土壤肥力的增加而增加，并且不同肥力水平間作物產(chǎn)量差異顯著。油菜高肥力區(qū)的平均產(chǎn)量是低肥力區(qū)的3.1倍，水稻高肥力區(qū)的平均產(chǎn)量是低肥力區(qū)的1.9倍。

3 小結(jié)

對(duì)浙江8個(gè)縣(市、區(qū))24個(gè)典型油-稻輪作水田不同肥力水平田塊的土壤與作物產(chǎn)量進(jìn)行分析，結(jié)果表明，所調(diào)查田塊的土壤pH值均呈酸性。大多數(shù)情況下，同一樣區(qū)高肥力土壤的pH值略高于低肥力區(qū)。低肥力土壤與高肥力土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效鉀含量和陽(yáng)離子交換量含量存在顯著差異。土壤基礎(chǔ)肥力水平顯著影響油菜和水稻的產(chǎn)量，油菜、水稻高肥力區(qū)的平均產(chǎn)量分別是低肥力區(qū)的3.1倍和1.9倍，說(shuō)明土壤基礎(chǔ)肥力對(duì)油菜產(chǎn)量的影響要大于水稻。當(dāng)前，浙江油-稻輪作土壤培肥的關(guān)鍵是提高土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量，其次是全氮、速效鉀和陽(yáng)離子交換量。

表1 各取樣點(diǎn)的土壤基礎(chǔ)肥力情況

表2 不同肥力水平土壤樣點(diǎn)的基礎(chǔ)肥力指標(biāo)平均值

注：同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同字母的表示差異顯著(P<0.05)。表4同。

表3 各取樣點(diǎn)的油菜與水稻產(chǎn)量

表4 不同肥力水平樣點(diǎn)油菜和水稻產(chǎn)量的平均值 kg·hm-2