長期施肥對水稻田土壤養(yǎng)分含量的影響

周瓊，周穎杰，馬建芳

(寧波市奉化區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)總站,浙江 寧波 315500)

在長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，部分耕地土壤出現(xiàn)肥力下降、土壤養(yǎng)分不平衡和耕層變淺等不良現(xiàn)象[1]。研究長期施肥下，水稻田土壤各肥力指標(biāo)的變化，能實(shí)時(shí)監(jiān)測耕地地力情況，對調(diào)整當(dāng)下施肥措施、提高肥料利用率和提高耕地質(zhì)量有較大的指導(dǎo)意義[2]。寧波市奉化區(qū)在糧食主產(chǎn)區(qū)設(shè)立了3個(gè)耕地地力長期監(jiān)測點(diǎn)，主要用于觀察同一水稻田塊在相同種植制度下多年采用不同施肥模式對土壤肥力的影響和耕地地力的變化趨勢，篩選適合推廣應(yīng)用的地力培肥措施以指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)?，F(xiàn)將2015─2019年3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的有關(guān)結(jié)果總結(jié)如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料

3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位于寧波市奉化區(qū)，地理坐標(biāo)121°03′E～121°46′E、29°25′N～29°47′N。其中，莼湖鎮(zhèn)東謝村監(jiān)測點(diǎn)土壤屬洪積泥砂田，江口街道浦口王村和西塢街道下徐村土壤屬黃化青紫泥田。

各監(jiān)測點(diǎn)供試品種均為當(dāng)?shù)刂髟云贩N，其中，西塢街道下徐村為甬優(yōu)7872，江口街道浦口王村和莼湖鎮(zhèn)東謝村為甬優(yōu)12。種植制度為單季稻。所施肥料：尿素(含氮量46%)、碳酸氫銨(含氮量17%)、過磷酸鈣(含磷量16%)、氯化鉀(含鉀量60%)、甬慶豐(含氮量20%，含磷量8%，含鉀量12%)和商品有機(jī)肥(含氮量3%，含磷量2%，含鉀量1%)。

1.2 處理設(shè)計(jì)

按照《寧波市農(nóng)田質(zhì)量長期定位監(jiān)測點(diǎn)建設(shè)指導(dǎo)意見》建設(shè)要求，選擇3個(gè)有代表性的水稻種植區(qū)進(jìn)行不同施肥處理的肥料監(jiān)測試驗(yàn)，側(cè)重監(jiān)測施肥方式對地力的影響。在3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)內(nèi)各布設(shè)4個(gè)施肥處理：Ⅰ，不施肥；Ⅱ，常規(guī)施肥；Ⅲ，測土配方施肥純化肥；Ⅳ，測土配方施化肥+有機(jī)肥。小區(qū)面積66.7 m2，不設(shè)重復(fù)。除施肥不同外，各處理的其他管理措施均保持一致。

莼湖鎮(zhèn)東謝村監(jiān)測點(diǎn)：Ⅰ，不施肥；Ⅱ，每667 m2施基肥碳酸氫銨25 kg、過磷酸鈣25 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2尿素15 kg、氯化鉀15 kg，追肥3尿素20 kg、氯化鉀20 kg；Ⅲ，每667 m2施基肥甬慶豐25 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2甬慶豐15 kg，追肥3甬慶豐20 kg；Ⅳ，每667 m2施基肥甬慶豐25 kg、有機(jī)肥200 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2甬慶豐15 kg，追肥3甬慶豐20 kg。

江口街道浦口王村監(jiān)測點(diǎn)：Ⅰ，不施肥；Ⅱ，每667 m2施基肥碳酸氫銨25 kg、過磷酸鈣25 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2尿素25 kg、氯化鉀25 kg，追肥3尿素20 kg、氯化鉀20 kg；Ⅲ，每667 m2施基肥甬慶豐25 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2甬慶豐25 kg，追肥3甬慶豐20 kg；Ⅳ，每667 m2施基肥甬慶豐25 kg、有機(jī)肥200 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2甬慶豐25 kg，追肥3甬慶豐20 kg。

西塢街道下徐村監(jiān)測點(diǎn)：Ⅰ，不施肥；Ⅱ，每667 m2施基肥碳酸氫銨25 kg、過磷酸鈣25 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2尿素20 kg、氯化鉀20 kg，追肥3尿素10 kg、氯化鉀10 kg；Ⅲ，每667 m2施基肥甬慶豐25 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2甬慶豐20 kg，追肥3甬慶豐20 kg；Ⅳ，每667 m2施基肥甬慶豐25 kg、有機(jī)肥200 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2甬慶豐20 kg，追肥3甬慶豐20 kg。

1.3 肥力測定

試驗(yàn)開始前先采集基礎(chǔ)土樣，以后每年作物收獲后分小區(qū)進(jìn)行土樣采集，在每一小區(qū)按“S”形取樣法取耕層混合土樣，每個(gè)樣品由小區(qū)內(nèi)20個(gè)以上的取樣點(diǎn)采集的分樣充分混合而成，并用四分法縮分至1 kg，隨標(biāo)簽一起裝入樣品袋。所有土壤樣品進(jìn)行pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀等的測定，有機(jī)質(zhì)利用重鉻酸鉀氧化-容重法分析，全氮利用半微量開氏法分析，有效磷利用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法分析，速效鉀利用乙酸銨浸提-火焰原子吸收法分析[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 對土壤pH的影響

從表1可看出，監(jiān)測試驗(yàn)開始前，江口街道監(jiān)測點(diǎn)土壤pH高于莼湖鎮(zhèn)和西塢街道監(jiān)測點(diǎn)土壤，而后2個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的土壤pH相近。隨著監(jiān)測時(shí)間的延長，各處理的土壤pH基本都有不同幅度的增加，其中，試驗(yàn)前土壤pH最低的莼湖鎮(zhèn)監(jiān)測點(diǎn)5 a增幅最大，江口街道和西塢街道監(jiān)測點(diǎn)5 a增幅較小。從同一監(jiān)測點(diǎn)的不同施肥處理看，西塢街道和江口街道監(jiān)測點(diǎn)，處理Ⅰ、Ⅳ的土壤pH高于其他處理，莼湖鎮(zhèn)監(jiān)測點(diǎn)處理Ⅱ土壤pH增加最明顯。試驗(yàn)結(jié)果表明，施肥對初始pH較低的土壤影響最大。

表1 不同施肥處理對2015—2019年土壤pH的影響

從5 a平均值分析，雖然3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)不同處理間土壤pH存在差異，但施肥總體對土壤pH影響不明顯。

2.2 對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

從不同監(jiān)測點(diǎn)結(jié)果(表2)看，3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)土壤有機(jī)質(zhì)含量隨著監(jiān)測時(shí)間的延長變化趨勢不一，試驗(yàn)前土壤有機(jī)質(zhì)含量最低的莼湖鎮(zhèn)監(jiān)測點(diǎn)5 a增幅最大，而其他2個(gè)監(jiān)測點(diǎn)土壤有機(jī)質(zhì)含量5 a間有明顯下降。表明基礎(chǔ)有機(jī)質(zhì)含量較低的土壤有機(jī)質(zhì)容易提升，含量高的則易出現(xiàn)虧損、降低現(xiàn)象。莼湖鎮(zhèn)監(jiān)測點(diǎn)處理Ⅳ較其他處理土壤有機(jī)質(zhì)含量增加最明顯，為18.58%，表明無機(jī)肥和有機(jī)肥混合施用能較好地提升土壤有機(jī)質(zhì)含量。

表2 不同施肥處理對2015—2019年土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

由于不同年份土壤肥力指標(biāo)波動(dòng)較大，為了綜合評(píng)估不同施肥方式對土壤肥力的影響，對5 a試驗(yàn)結(jié)果的平均值進(jìn)行分析比較。從5 a平均值和圖1分析，與不施肥處理相比，莼湖鎮(zhèn)、西塢街道監(jiān)測點(diǎn)的處理Ⅳ土壤有機(jī)質(zhì)含量分別提高14.54%和23.49%，江口街道的處理Ⅲ土壤有機(jī)質(zhì)含量增加11.67%，結(jié)果表明，無機(jī)肥單獨(dú)或者無機(jī)肥與有機(jī)肥配合施用有利于保持較高的土壤有機(jī)質(zhì)水平。

圖1 3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)不同施肥處理土壤肥力指標(biāo)年均值相較于不施肥的增減幅

2.3 對土壤全氮含量的影響

從表3可看出，3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)土壤全氮含量隨著監(jiān)測時(shí)間的延長表現(xiàn)出不同程度的降低。試驗(yàn)前土壤全氮含量最高的江口街道監(jiān)測點(diǎn)的5 a降幅最明顯；西塢街道土壤全氮含量中等，降幅次之；莼湖鎮(zhèn)土壤初始全氮含量最低，其5 a降幅也最小。從同一監(jiān)測點(diǎn)的不同施肥處理看，不施肥處理土壤全氮含量5 a降幅比其他施肥處理降幅明顯，而莼湖鎮(zhèn)和西塢街道監(jiān)測點(diǎn)處理Ⅳ土壤全氮含量降幅較小。上述結(jié)果說明，基礎(chǔ)全氮含量較高的土壤較易出現(xiàn)虧損現(xiàn)象，不施肥處理土壤全氮消耗最快，而無機(jī)肥與有機(jī)肥結(jié)合施用可減緩?fù)寥廊钢А?/p>

表3 不同施肥處理對2015—2019年土壤全氮的影響

從5 a平均值和圖1分析，與不施肥處理相比，莼湖鎮(zhèn)處理Ⅱ土壤全氮含量降幅較大，為20.93%，江口街道處理Ⅲ土壤全氮含量增加了46.76%，而西塢街道處理Ⅲ土壤全氮呈下降趨勢。因此，3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的不同施肥方式土壤全氮含量波動(dòng)較大，整體呈現(xiàn)下降趨勢，表明植物生長消耗土壤大量氮，適當(dāng)調(diào)整施肥方式有利于改善土壤氮虧缺。

2.4 對土壤有效磷含量的影響

由表4看出，3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)土壤有效磷含量5 a的變化趨勢不一。3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)不施肥處理土壤有效磷含量5 a的降幅均比其他施肥處理明顯，其中，初始土壤有效磷含量最低的江口街道降幅最大。3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)處理Ⅳ土壤有效磷均明顯增加，其中，初始土壤有效磷含量中等的莼湖鎮(zhèn)增幅最大，為120.20%，初始土壤有效磷含量較高的西塢街道增幅則相對較低。莼湖鎮(zhèn)監(jiān)測點(diǎn)處理Ⅱ、Ⅲ土壤有效磷含量也有不同程度地提高，但江口街道和西塢街道這2個(gè)施肥處理的土壤有效磷均降低。試驗(yàn)結(jié)果表明，不施肥處理土壤有效磷被農(nóng)作物大量消耗，同時(shí)基礎(chǔ)有效磷較低的土壤不施肥條件下也最容易出現(xiàn)透支現(xiàn)象，而無機(jī)肥和有機(jī)肥結(jié)合施用能明顯提高土壤有效磷的含量，因此，無機(jī)肥和有機(jī)肥配合施用對提高土壤肥力具有重要的作用。

表4 不同施肥處理對2015—2019年土壤有效磷的影響

從5 a平均值和圖1分析，與不施肥處理相比，莼湖鎮(zhèn)、江口街道監(jiān)測點(diǎn)處理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ土壤有效磷含量分別增加了76.08%、74.64%、218.16%和40.79%、79.81%、113.28%，西塢街道處理Ⅱ、Ⅳ土壤有效磷含量分別提高了30.90%和83.93%。因此，3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的結(jié)果都表明，各種施肥方式不同程度地提高了土壤有效磷含量，其中，測土配方施化肥+有機(jī)肥處理土壤有效磷明顯高于其他施肥處理。

2.5 對土壤速效鉀、緩效鉀含量的影響

由表5可看出，3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)試驗(yàn)前土壤速效鉀含量相差較大，然而5 a間不同施肥處理均表現(xiàn)出大幅的降低趨勢，其降幅達(dá)56.57%或以上。3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)土壤緩效鉀含量隨著監(jiān)測試驗(yàn)的延長呈現(xiàn)出不一樣的增加幅度(表6)，其中：莼湖鎮(zhèn)監(jiān)測點(diǎn)2019年的處理Ⅳ試驗(yàn)后土壤緩效鉀比2016年提高268.69%；與2016年相比，江口街道和西塢街道2019年不施肥處理土壤緩效鉀含量明顯增加，且2個(gè)監(jiān)測點(diǎn)2019年測土配方施化肥處理的土壤緩效鉀含量也增加。結(jié)果表明，土壤速效鉀易被農(nóng)作物吸收利用，而所施用的鉀肥可能被土壤固定，因此，不利于植物吸收，應(yīng)適當(dāng)改善鉀肥施用方法，提高土壤鉀活性。

表5 不同施肥處理對2015—2019年土壤速效鉀的影響

表6 不同施肥處理對2015—2019年土壤緩效鉀的影響

從5 a平均值和圖1分析，與不施肥處理相比，莼湖鎮(zhèn)監(jiān)測點(diǎn)處理Ⅲ、Ⅳ土壤有效鉀含量分別增加了18.76%和24.13%；江口街道和西塢街道監(jiān)測點(diǎn)處理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別增加了15.02%、32.39%、32.69%和28.10%、23.53%、58.41%。施肥方式對土壤緩效鉀的影響要小于對速效鉀的影響。結(jié)果表明，施肥能不同程度地補(bǔ)充土壤有效鉀含量，且測土配方施化肥+有機(jī)肥的處理土壤有效鉀含量增加較明顯。

3 討論

朱日清等[4]對嘉興市3個(gè)省級(jí)監(jiān)測點(diǎn)長期施肥的研究表明，不施肥嚴(yán)重影響土壤養(yǎng)分含量和水稻產(chǎn)量，施肥能較好地提升單因子較低的土壤養(yǎng)分，施用商品有機(jī)肥和秸稈還田能有效提高土壤保肥能力。蔣毛庚等[5]對湖南水稻田土壤肥力長期監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，70%無機(jī)肥和30%有機(jī)肥的配合施用可有效提高作物產(chǎn)量和維持土壤養(yǎng)分含量。徐一蘭等[6]的長期定位試驗(yàn)結(jié)果表明，與化肥和無肥處理相比，60%和30%有機(jī)肥處理均能顯著增加土壤全氮、堿解氮、全磷、有效磷和速效鉀的含量。唐湘文等[7]的試驗(yàn)結(jié)果表明，施用有機(jī)肥可快速培肥土壤，明顯提升土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷等含量。本研究表明，不施肥掠奪性的生產(chǎn)嚴(yán)重影響土壤主要養(yǎng)分水平；與不施肥處理相比，長期不同施肥處理明顯提高了水稻田土壤的有機(jī)質(zhì)、有效磷和速效鉀含量，這一結(jié)果與前人的研究結(jié)果基本相似。此外，綜合養(yǎng)分水平較低的土壤，進(jìn)行測土配方施化肥+有機(jī)肥效果最佳，這與唐湘文等[7]的研究結(jié)果相似；土壤肥力中高水平的土壤可能因產(chǎn)出較高，易造成土壤養(yǎng)分虧缺或?qū)е率┓侍嵘亓Φ男Ч患?，因此，需注意日常培肥，施用測土配方化肥和商品有機(jī)肥對提高土壤保肥能力和潛在肥力具有重要作用。

4 小結(jié)

長期監(jiān)測結(jié)果表明，長期不同施肥處理土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷和速效鉀含量相較于不施肥處理均有明顯提升；對有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀綜合養(yǎng)分指標(biāo)低的土壤，針對土壤性狀配合施用無機(jī)肥和有機(jī)肥效果最佳；養(yǎng)分指標(biāo)中高水平的土壤可能產(chǎn)出較高，易造成土壤養(yǎng)分虧缺或?qū)е率┓侍嵘亓Φ男Ч患?，需要投入適當(dāng)?shù)姆柿霞右匝a(bǔ)充。施用測土配方化肥+有機(jī)肥處理對土壤有效磷提升效果明顯。結(jié)合農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境治理，防止掠奪式生產(chǎn)引起土壤地力水平持續(xù)降低, 正確引導(dǎo)農(nóng)戶通過科學(xué)測土配方結(jié)果進(jìn)行無機(jī)肥和有機(jī)肥的配合使用, 保障農(nóng)田綜合生產(chǎn)能力。