新推寬幅梯田培肥對(duì)苜蓿生長及產(chǎn)量的影響初探

摘 要：新推寬幅梯田是實(shí)現(xiàn)山區(qū)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措，但存在土壤肥力分布不均、肥力低下、出苗困難等問題，嚴(yán)重制約著新推寬幅梯田效益的快速發(fā)揮。為了快速提高新推寬幅梯田的土壤肥力，采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置0 t·667-1·m-2、0.5 t·667-1·m-2、1.0 t·667-1·m-2、1.5 t·667-1·m-2優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥為主處理，以自配微生物菌劑1+NPK、商用微生物菌劑2+NPK、NPK配施和不施肥為副處理，研究不同培肥措施對(duì)紫花苜蓿生長的影響。結(jié)果表明，在施用1.0 t·667-1·m-2或者1.5 t·667-1·m-2有機(jī)肥的情況下，配施微生物菌劑+NPK或者NPK均能顯著改善土壤質(zhì)量，促進(jìn)苜蓿生長，增加苜蓿產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：新推寬幅梯田; 快速培肥; 紫花苜蓿

中圖分類號(hào)：S541+.9 " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " 文章編號(hào)：1002-204X（2024）01-0012-05

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2024.01.005

Preliminary Study on the Effect of Fertilizer Cultivation on Alfalfa Growth and Yield in New Wide Terraced Field

An Tong1，2， Dong Liguo1，3，4，5*， Xu Hao1，3，4， Han Xinsheng1，3，4， Wang Yueling1，3，4，

Guo Yongzhong1，3，4， Wan Haixia1，3，4， An Yu1，3，4， Cai Jinjin6

（1.Institute of Forestry and Grassland Ecology， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002; 2.Agricultural Machinery Technology Promotion Station of the 5th Division of Xinjiang Production and Construction Corps， Shuanghe， Xinjiang 833408; 3.Ningxia Key Laboratory of Desertification Control and Soil and Water Conservation， Yinchuan， Ningxia 750002; 4.Ningxia Ecological Restoration and Multifunctional Forestry Research Center， Yinchuan， Ningxia 750002; 5.College of Forestry， Northwest Aamp;F University， Yangling， Shaanxi 712100; 6.Institute of Agricultural Resources and Environment， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002）

Abstract The uneven distribution of soil fertility and the low fertility of newly promoted wide terraces seriously restrict the rapid development of agricultural benefits. To rapidly improve the soil fertility of the newly promoted wide terraces， this study adopted a splitplot experimental design， set 0 t， 0.5 t， 1 t， 1.5 t "organic fertilizer as the main treatment， and self-prepared microbial agent 1+NPK， commercial microbial agent 2+NPK， NPK with and without fertilization as secondary treatment， the effects of different fertilization measures on the growth of alfalfa were studied， and the results showed that in the case of organic fertilizer 1 t or 1.5 t， the application of microbial agent + NPK or NPK could significantly improve soil quality， promote the growth of alfalfa. Increase alfalfa production.

Key words New wide terraced field; Rapid fertilization; Alfalfa

土壤是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，肥沃健康的土壤是糧食安全、生態(tài)安全、社會(huì)安全的重要保障。新推寬幅梯田是改變老舊梯田和坡耕地不便于機(jī)械化、集約化生產(chǎn)而進(jìn)行的新時(shí)期梯田升級(jí)改造的重要措施。關(guān)于培肥，在我國古代農(nóng)書中有很多記載?！稓飫僦畷分刑岢鲎魑锔N的根本原則及環(huán)節(jié)在于因時(shí)、因土制宜，要抓好肥水管理、早耕鋤和收獲期環(huán)節(jié)?！洱R民要術(shù)》中則對(duì)肥料的種類、培肥的方法和不同措施的培肥效果進(jìn)行了詳細(xì)敘述，并闡述了種植綠肥的方法，以及豆科作物同禾本科作物相互輪作的方法?！锻醯澽r(nóng)書》分析了施用肥料與培肥土壤、改良土壤的關(guān)系，指出對(duì)于常年利用的土地施肥是保持土壤肥力的必要措施。《沈氏農(nóng)書》強(qiáng)調(diào)養(yǎng)豬積肥是水稻施肥的主要來源，認(rèn)為追肥要根據(jù)水稻生長發(fā)育季節(jié)施用，而且要看苗施肥。施用商品有機(jī)肥會(huì)使土壤有機(jī)質(zhì)含量增加量最大[1]，現(xiàn)代培肥措施更是強(qiáng)調(diào)遵從自然規(guī)律，汲取傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)精華，結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)、信息化技術(shù)等多種智能監(jiān)測平臺(tái)，構(gòu)建良好的土壤結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱等多種因素，促進(jìn)土壤健康及土地的可持續(xù)生產(chǎn)。岳自慧等[2]的研究顯示，梯田修建初期土壤肥力與修建前相比有所降低，通過3～5 a的有效培肥，土壤肥力可逐步恢復(fù)，在梯田修建第5～7 a土壤肥力各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最高。但當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中培肥土壤需要快速見效。因此，有必要采用新推寬幅梯田快速培肥技術(shù)，滿足新時(shí)期高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的需求。

在黃土高原丘陵區(qū)修筑寬幅梯田，一方面可以起到攔蓄降水、減少水土流失、改善生態(tài)環(huán)境的作用;另一方面增加了農(nóng)民耕地面積，提高了經(jīng)濟(jì)效益，利于發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，促進(jìn)旱作農(nóng)業(yè)機(jī)械化、現(xiàn)代化發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村全面振興、產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了重要保障。紫花苜蓿屬于多年生豆科植物，素有“牧草之王”之稱[3]，具有生物固氮能力強(qiáng)、品質(zhì)優(yōu)良、飼草營養(yǎng)價(jià)值高、適口性好等特點(diǎn)，同時(shí)具有適宜在我國西北干旱區(qū)種植的良好適應(yīng)性、豐產(chǎn)性，現(xiàn)已成為西北干旱區(qū)種植牧草的首選草種。我國的紫花苜蓿栽種地主要分布在華北、東北及西北地區(qū)，其中：寧夏、陜西、新疆及內(nèi)蒙古地區(qū)的苜蓿種植面積約為14萬hm2 [4]。相關(guān)報(bào)道顯示，我國紫花苜蓿種植面積約占全球總面積的21%[5]，并呈現(xiàn)加快趨勢[6-7]。我國很多研究者針對(duì)新推寬幅梯田紫花苜蓿培肥的研究主要集中在N、P、K某種單一元素[8-9]、3種元素之間按比例配施[10-11]和多種微量元素對(duì)紫花苜蓿培肥[12-14]3個(gè)方面，對(duì)于在新推寬幅梯田中如何將有機(jī)肥、無機(jī)肥及微生物菌劑合理配施涉及較少。通過對(duì)新修梯田長期的施肥試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在新推寬幅梯田培肥過程中，有機(jī)肥發(fā)揮著其他肥料不可替代的作用。與此同時(shí)，發(fā)現(xiàn)所有培肥處理過程中土壤速效磷的含量非常低，磷元素具有增強(qiáng)作物抗病性和促熟作用，對(duì)于作物品質(zhì)提升非常重要，速效磷含量低嚴(yán)重影響了作物產(chǎn)量的提高。岳自慧等[15]的研究表明，新推寬幅梯田若是在第1次修建時(shí)動(dòng)土量比較大，則梯田土壤的理化性狀將會(huì)發(fā)生較大改變，會(huì)在梯田修建前2年出現(xiàn)土壤地力下降、作物減產(chǎn)等問題。隨著人們膳食結(jié)構(gòu)的變化，以及養(yǎng)殖業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)牧草的需求量增大，對(duì)苜蓿田的培肥技術(shù)，特別是苜蓿科學(xué)施肥技術(shù)越來越受到重視[16]。因此，在新推寬幅梯田作物培肥中尋找高效的培肥方式是該地區(qū)飼草種植生產(chǎn)所面臨的主要問題。為了快速提高新推寬幅梯田土壤肥力，使新推梯田快速變?yōu)榉€(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、高效的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，本文在寧夏南部山區(qū)新推梯田開展了不同培肥措施對(duì)紫花苜蓿生長的影響研究，以期為寧夏新推寬幅梯田快速熟化及效益發(fā)揮提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于寧夏彭陽縣東北部的孟塬鄉(xiāng)白陽莊村，地理位置在106°48' E、35°58' N，屬黃土高原中部丘陵溝壑區(qū)，海拔為1 286～2 416 m。試驗(yàn)地為典型的溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，多年平均降水量為433 mm，冬季寒冷干燥，晝夜溫差大，四季分明，年平均氣溫為7～8 ℃，無霜期為155 d左右。試驗(yàn)地土壤理化性質(zhì)：pH值為8.514，有機(jī)質(zhì)含量為5.938 g·kg-1，全磷含量為0.986 g·kg-1，全氮含量為0.435 g·kg-1，全鉀含量為6.61 g·kg-1，速效磷含量為4.106 mg·kg-1，速效鉀含量為178 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)苜蓿品種為甘農(nóng)4號(hào)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采取雙因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，A因素為有機(jī)肥（腐熟羊糞：pH值7.3、有機(jī)質(zhì)195.45 g·kg-1、全量氮10.373 g·kg-1、全量磷2.957 g·kg-1、全量鉀6.91 g·kg-1）主處理，設(shè)0 t·667-1·m-2、0.5 t·667-1·m-2、1.0 t·667-1·m-2、1.5 t·667-1·m-2共4個(gè)水平處理;B因素為副處理，分別為B1：自配微生物菌劑1（8 kg·667-1·m-2）+NPK，B2：商用微生物菌劑2（900 g·667-1·m-2）+NPK，B3：NPK配施（二銨（N18%、P2O5 46%）30 kg·667-1·m-2、硫酸鉀（K2O 50%）15 kg·667-1·m-2），B4：不施肥4個(gè)水平培肥處理，重復(fù)3次。自配微生物菌劑主要成分是苜蓿根瘤菌和巨大芽孢桿菌，商用生物菌劑為貝靈G1特級(jí)激抗菌劑。試驗(yàn)選取3條長度大于130 m、寬度大于10 m的新推梯田進(jìn)行，小區(qū)面積為84 m2，共設(shè)48個(gè)小區(qū)。播種方法為機(jī)械條播，播種深度為2 cm。2020年6月22日施入有機(jī)肥，6月23日翻地播種，2020年9月27日測產(chǎn)。在每一條梯田分別選擇優(yōu)化施肥措施（1.5 t·667-1·m-2有機(jī)肥+自配生物菌劑+NPK）和當(dāng)?shù)靥萏锝ㄔO(shè)所采用的培肥措施作為對(duì)照，重復(fù)3次，開展土壤養(yǎng)分指標(biāo)測試分析。

1.4 指標(biāo)測定

株高：在每個(gè)試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)選取30株苜蓿植株，用卷尺測量植株從地表至植株頂端的高度。

產(chǎn)量：在每個(gè)試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)選取3個(gè)1 m2區(qū)域，將地表植株齊地面刈割后立即稱量每個(gè)小區(qū)內(nèi)鮮草質(zhì)量。

土壤養(yǎng)分測定：參照鮑士旦的《土壤農(nóng)化分析》[17]進(jìn)行土壤養(yǎng)分指標(biāo)的測定。pH值：電位法;全氮：凱氏定N法;全磷：NaOH熔融，鉬銻抗比色法;全鉀：NaOH熔融，火焰光度法;堿解氮：堿解擴(kuò)散法;速效磷：0.5 M NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法;速效鉀：1 mol·L-1乙酸銨（CH3COONH4）浸提，火焰光度法;有機(jī)質(zhì)：重鉻酸鉀氧化滴定法。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS軟件進(jìn)行裂區(qū)試驗(yàn)分析，采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)的分析方法進(jìn)行最優(yōu)培肥措施和常規(guī)施肥措施土壤養(yǎng)分含量差異檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同培肥量處理對(duì)株高的影響

通過不同培肥量處理對(duì)株高的影響（圖1）分析得出，A因素處理和B因素處理對(duì)株高的影響均有顯著差異（Plt;0.05），但A×B互作效果不顯著（F=1.613，P=0.1685gt;0.05）。不同A因素處理株高間均呈顯著差異（Plt;0.05），A因素對(duì)于株高具有顯著影響，有機(jī)肥1.0 t·667-1·m-2和1.5 t·667-1·m-2處理顯著高于0 t·667-1·m-2和0.5 t·667-1·m-2處理，有機(jī)肥1.0 t·667-1·m-2和1.5 t·667-1·m-2處理間差異不顯著;隨著有機(jī)肥施用量的增加，株高呈增長趨勢，達(dá)到一定量后增長減緩。B1、B2和B3顯著大于B4處理。B1、B2、B3處理顯著增加了株高，增加微生物菌劑處理后同樣增加了株高，但差異不顯著。

2.2 不同培肥量處理對(duì)產(chǎn)量的影響

由圖2可知，A因素處理和B因素處理對(duì)產(chǎn)量的影響均有顯著差異（Plt;0.05），但A×B互作效果不顯著（F=0.499，P=0.86gt;0.05）。在產(chǎn)量方面，有機(jī)肥0 t·667-1·m-2和0.5 t·667-1·m-2處理間差異不顯著，有機(jī)肥1.5 t·667-1·m-2處理顯著高于其他處理;B1、B2、B3處理顯著高于B4處理。綜合考慮田塊間、田塊內(nèi)土壤肥力的極度不均勻性，較為合理的組合是在有機(jī)肥1.0 t·667-1·m-2和1.5 t·667-1·m-2水平處理下，配合不同微生物菌劑+NPK或NPK配施均能保證新推梯田第1年產(chǎn)量顯著增加。

2.3 最優(yōu)培肥措施和常規(guī)施肥措施對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

由表1可知，采用1.5 t·667-1·m-2有機(jī)肥+自配生物菌劑+NPK處理的優(yōu)化措施與梯田升級(jí)改造培肥措施相比，最優(yōu)培肥措施顯著提升了土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷和速效鉀含量（Plt;0.05），優(yōu)化處理措施能夠充分協(xié)調(diào)土壤中水、肥、氣、熱等環(huán)境因子，調(diào)節(jié)土壤結(jié)構(gòu)狀況，快速培肥梯田土壤，改善土壤質(zhì)量。

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

本研究通過試驗(yàn)初步得出，在施入適量有機(jī)肥的前提下，施用自配微生物菌劑1+NPK或商用微生物菌劑2+NPK或NPK配施，均能有效提高紫花苜蓿的鮮草產(chǎn)量，薛峰等[18]的研究結(jié)果也得出類似的結(jié)論。株高和產(chǎn)量是衡量草地植物生產(chǎn)性能的重要指標(biāo)，也反映植物光合作用產(chǎn)物積累量的大小。施用氮肥可以顯著提高梯田苜蓿第1年的產(chǎn)量[19]，因此，新推梯田中對(duì)NPK肥的投入是必不可少的。沈善敏[20]的研究結(jié)果顯示，若是在長期不施肥或肥力低下的土壤中施肥，肥料所發(fā)揮的肥效會(huì)比每年施肥的土壤更加顯著。這也進(jìn)一步證實(shí)了新推梯田施用NPK肥的重要性。本研究中微生物菌劑的顯著性不是很明顯，即微生物菌劑的效果沒有得到較好的體現(xiàn)，究其原因主要是新推寬幅梯田每條梯田間和梯田內(nèi)土壤分布空間異質(zhì)性強(qiáng)，導(dǎo)致微生物菌劑的效果差異不顯著;但從測量平均值角度觀察，微生物菌劑依然有一定的增產(chǎn)效果，這也需要后期在均一土壤上進(jìn)一步驗(yàn)證微生物菌劑的培肥效果。

本文結(jié)果顯示，施用有機(jī)肥1.0 "t·667-1·m-2或1.5 "t·667-1·m-2處理，不同微生物菌劑和NPK配合施用，能夠迅速提升新推寬幅梯田第1年的土壤養(yǎng)分含量。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，采用1.5 t·667-1·m-2有機(jī)肥+菌劑+NPK處理的優(yōu)化措施與當(dāng)?shù)厥褂贸Ｒ?guī)培肥措施相比，優(yōu)化措施處理可以有效提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效鉀和全磷含量，故本文采用的優(yōu)化處理措施能夠充分協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱等環(huán)境因子，快速培肥梯田土壤，提高紫花苜蓿的產(chǎn)量。于會(huì)麗等[21]的研究結(jié)果表明，300 kg·667-1·m-2處理的生物菌肥能有效提高土壤微生物活性、功能多樣性、微生物對(duì)碳源的利用強(qiáng)度及養(yǎng)分含量。汪茜等[22]的研究結(jié)果也顯示，在肥力水平不高的土壤中施用有機(jī)肥能夠提高紫花苜蓿的產(chǎn)量，若能合理配施NPK肥和有機(jī)肥，則肥效會(huì)更好。本文僅為1年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，只反映了第1年不同培肥措施對(duì)新推寬幅梯田紫花苜蓿生長及產(chǎn)量的生產(chǎn)性能的影響，培肥效果也受土壤水分、氣候、播種質(zhì)量等多因子的影響。因而本文研究出的結(jié)果還需進(jìn)一步跟進(jìn)觀測，系統(tǒng)考慮，綜合分析，尤其需要結(jié)合新推梯田土壤肥力的空間異質(zhì)性進(jìn)行系統(tǒng)分析，從而得出新推寬幅梯田快速培肥技術(shù)，持續(xù)提高土壤養(yǎng)分，增加新推寬幅梯田的經(jīng)濟(jì)效益，有效解決新推寬幅梯田第1年土壤肥力低、產(chǎn)量低等問題，促進(jìn)該地區(qū)新推寬幅梯田快速提高耕地質(zhì)量，提升生產(chǎn)性能，充分發(fā)揮“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略作用，促進(jìn)區(qū)域農(nóng)業(yè)、生態(tài)建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展。

3.2 結(jié)論

在寧南山區(qū)新推寬幅梯田種植苜蓿的過程中，施入1.0 t·667-1 ·m-2或1.5 t·667-1 ·m-2腐熟有機(jī)肥（高品質(zhì)有機(jī)肥）的情況下，配施微生物菌劑+NPK或者NPK能夠顯著改善新推梯田土壤質(zhì)量，提高苜蓿產(chǎn)量，是該區(qū)域梯田升級(jí)改造工程進(jìn)行快速培肥和提升梯田效益的快速可行方法。

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