山地新增耕地土壤養(yǎng)分提升研究

程杰 ，孟婷婷

1.陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司；2.自然資源部退化及未利用土地整治工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3.陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司；4.陜西省土地整治工程技術(shù)研究中心

土地是人類立足之根本，隨著我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化的快速發(fā)展，土地供給與需求的矛盾極為尖銳[1]，為保證糧食安全，土地整治成為補(bǔ)充新增耕地的重要手段，但新增耕地的土壤多屬于母質(zhì)生土[2]，由于地質(zhì)板塊和成土母質(zhì)類型，導(dǎo)致新增耕地同時(shí)存在著養(yǎng)分欠缺和養(yǎng)分富足的問題[3]，如大量元素、中量元素欠缺，部分微量元素可能豐富[4]。

土壤養(yǎng)分提升與平衡協(xié)調(diào)性供給，要依靠多種技術(shù)，其中在養(yǎng)分投入形式不變情況下，主要是改善土壤養(yǎng)分的化學(xué)形態(tài)，就氮素而言，增加有機(jī)態(tài)氮是氮素提升、保存和協(xié)調(diào)供給的有效途徑[5]。在新增耕地或山地土壤中，有機(jī)態(tài)氮含量欠缺，除增加有機(jī)肥施入外，另一條行之有效的途徑是在新增耕地中先投入無機(jī)肥料，促進(jìn)土壤生物系統(tǒng)快速構(gòu)建，提升有機(jī)物的積累。在有機(jī)肥數(shù)量受限的背景下，利用無機(jī)物轉(zhuǎn)換促進(jìn)有機(jī)物增長(zhǎng)已成為土地工程中的新模式。因此，本研究設(shè)置了養(yǎng)分管理試驗(yàn)小區(qū)，探索使用不同肥料對(duì)土壤養(yǎng)分狀況的改善效應(yīng)，研究不同有機(jī)肥施用量對(duì)土壤質(zhì)量的影響，從而篩選最佳用量，實(shí)現(xiàn)土體營養(yǎng)保障。

一、材料與方法

（一）試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在陜西省寶雞市眉縣湯峪鎮(zhèn)上王村，該地（E107°39′-108°00′，N33°59′-34°19′）位于陜西省關(guān)中平原西部，南依秦嶺，北臨渭水，屬黃河中游川塬溝壑區(qū)，海拔高度在442-3767m之間。屬暖溫帶大陸性半濕潤氣候，年平均氣溫12.9℃，平均降水609.5mm，平均日照2015.2h，無霜期21d。每年3-5月，回暖較快，秋季受冷空氣影響，晝夜溫差較為明顯，是關(guān)中地區(qū)秋雨最多的區(qū)域之一。

（二）試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)小區(qū)共計(jì)6個(gè)，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)域面積為6m×5.5m，共占地面積為198m2。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，作物類型及培肥用量如表1所示。有機(jī)肥一次性施入，施肥采用人工定位施肥方式，基礎(chǔ)肥 力 為 N=150kg/hm2、P2O5=120kg/hm2和K2O=90kg/hm2；氮肥1/2作為基肥，1/2作為追肥，培肥材料均為一次性施入。（見表1）

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（三）采樣與分析

每個(gè)小區(qū)同時(shí)采0-10、10-20、20-30cm深度土樣，分別測(cè)定pH、電導(dǎo)率、有效磷、速效鉀、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有機(jī)質(zhì)、全氮含量。

二、結(jié)果與討論

（一）土壤有效磷含量對(duì)比分析

圖1所示為六個(gè)小區(qū)不同深度的有效磷含量對(duì)比圖，由圖可見除了B5小區(qū)其他各小區(qū)隨著深度增加，有效磷含量逐漸降低，尤其上層0～10cm有效磷含量明顯高于10cm以下，這可能是因?yàn)槭┓手蠼?jīng)歷降雨量較少，淋溶作用較小導(dǎo)致磷肥在上層儲(chǔ)存量較多。從0～10cm到10～20cm最大減小幅度為B6小區(qū)，減小241.12%，最小減小幅度為B3小區(qū)，減小幅度為29.72%，從10～20cm到20～30cm變化時(shí)，有效磷含量減小幅度最大為B2小區(qū)，減小幅度為27.25%。B1、B2、B3小區(qū)磷含量平均較B4、B5、B6高，可能是因?yàn)榍叭齻€(gè)小區(qū)施入有機(jī)肥較多導(dǎo)致。（見圖1）

圖1 不同深度有效磷含量

（二）土壤速效鉀含量對(duì)比分析

圖2所示為六個(gè)小區(qū)不同深度的速效鉀含量對(duì)比圖，各個(gè)小區(qū)不同深度速效鉀含量B1、B2均呈現(xiàn)隨深度增加，含量減小，B3、B4、B5、B6小區(qū)都出現(xiàn)層次不齊現(xiàn)象，并且B1、B2小區(qū)各深度速效鉀含量平均高于其他校區(qū)，這可能是因?yàn)锽1、B2小區(qū)土壤結(jié)構(gòu)及排水狀況較好所致。速效鉀含量隨著深度增加變化幅度不大。（見圖2）

圖2 不同深度速效鉀含量

（三）土壤有機(jī)質(zhì)、全氮對(duì)比分析

圖3為不同深度有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮含量，由圖可知，有機(jī)質(zhì)和全氮均表現(xiàn)為B1、B2、B3小區(qū)含量平均低于B4、B5、B6小區(qū)，但前三個(gè)小區(qū)施入有機(jī)肥均比后三個(gè)小區(qū)多，之所以出現(xiàn)這種趨勢(shì)是因?yàn)榍叭齻€(gè)小區(qū)所覆土壤本身有機(jī)質(zhì)及全氮含量高于后三個(gè)小區(qū)，后三個(gè)小區(qū)土壤據(jù)觀察明顯偏黏，顏色較暗，前三個(gè)小區(qū)土壤顏色較紅，結(jié)構(gòu)較好。有機(jī)質(zhì)和全氮含量隨著深度增加均呈現(xiàn)層次不齊無規(guī)律的變化。B1、B2、B3小區(qū)的硝態(tài)氮含量平均比B4、B5、B6小區(qū)高，B1、B2小區(qū)硝態(tài)氮含量隨著深度增加而減小。銨態(tài)氮含量前三個(gè)小區(qū)與后三個(gè)小區(qū)相對(duì)比沒有很大差別，隨著深度增加含量層次不齊變化。（見圖3）

圖3 不同深度有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮含量

三、結(jié)論

有效磷、速效鉀在B1、B2、B3小區(qū)平均含量較B4、B5、B6高，有機(jī)質(zhì)和全氮?jiǎng)t在B1、B2、B3小區(qū)的平均含量較B4、B5、B6低。B1、B2、B3小區(qū)的硝態(tài)氮含量平均比B4、B5、B6小區(qū)高。不同種植作物下，土壤各土層養(yǎng)分相差較大，種植草莓時(shí)，各土層有效磷和速效鉀含量較低，有機(jī)質(zhì)和全氮相對(duì)較高。