長期不同施肥對北方旱地輪作土壤有機質和作物產量影響的抽樣調查

黃 婷，荀衛兵，張瑞福,3

（1.南京中醫藥大學 翰林學院，江蘇 泰州 225300；2.南京農業大學 資源與環境科學學院，江蘇 南京210095；3.中國農業科學院 農業資源與農業區劃研究所，北京100081）

長期不同施肥對北方旱地輪作土壤有機質和作物產量影響的抽樣調查

黃 婷1，荀衛兵2，張瑞福2,3

（1.南京中醫藥大學 翰林學院，江蘇 泰州 225300；2.南京農業大學 資源與環境科學學院，江蘇 南京210095；3.中國農業科學院 農業資源與農業區劃研究所，北京100081）

土壤耕地質量受到越來越多的關注。土壤有機質作為土壤質量的重要指標，其質量分數與不同施肥機制之間的聯系也越來越緊密。長期施用含氮化肥會導致土壤pH值下降，而配施有機肥能夠有效緩解土壤酸化、促進土壤有機質積累、增加作物產量。以安徽省阜陽市長期定位試驗為研究平臺，通過研究6種不同施肥模式（不施肥，單施化肥，有機肥＋化肥，化肥＋秸稈，有機肥＋化肥＋秸稈，有機無機復合肥）下土壤有機質質量分數的演變規律以及作物產量與土壤有機質之間的關系，提出能夠提高土壤有機質質量分數和增加作物產量的最優培肥措施。結果表明：北方旱地輪作土壤，以有機肥代替部分化肥，能在穩定甚至增加作物產量的同時促進土壤有機質積累。回歸分析結果表明：小麥Triticum aestivum季和玉米Zea mays季的作物產量與土壤有機質質量分數之間均呈正相關關系，相關系數分別為0.598 4（小麥季）和0.443 7（玉米季），且相關性分別達顯著（P＜0.05）和極顯著（P＜0.01）水平。圖3表4參31

土壤學；長期施肥；旱地輪作；土壤有機質；作物產量

土壤是人類賴以生存的物質基礎［1］。土壤肥力是土壤質量的核心，是眾多土壤肥力要素綜合作用的反映［2］。土壤有機質是土壤養分的重要來源，是決定土壤質量的基本指標之一，也是土地生產力的重要指標［3－7］。 長期肥力肥效定位試驗被認為是研究肥料對作物產量、土壤肥力和環境等影響的可靠方法，可以為研究不同培肥措施對生態環境、土壤肥力及作物產量的影響提供可靠的數據，是短期試驗所不可比擬的［8－9］。施肥是土壤肥力演變最直接的影響因子［10－13］，但是如果土壤有機質大量流失，即使大量施肥，土壤的持續生產力也會降低［14］。有機肥富含植物生長所需的各種必需元素及有機養分，能夠滿足作物不同生長期對各種養分的需求，可以改善土壤結構和理化性質。因此，增施有機肥，以有機肥替代部分化肥，減少化肥用量是解決這些問題的有效途徑。為此前人進行了許多研究，來揭示土壤培肥后土壤有機質含量的變化規律以及作物產量與土壤有機質含量的關系［15］。本研究以安徽省阜陽市砂姜黑土肥力肥效長期定位試驗基地為平臺，探討長期有機無機肥料配施對土壤有機質含量及作物產量的提升作用，為尋求培育作物穩產高產的土壤結構和環境，提高土壤耕地質量的途徑提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本研究選取砂姜黑土長期肥力肥效定位試驗基地，試驗點為安徽科技學院安徽阜陽臨泉農科所（32°55′N，E 115°06′E）。試驗為華北平原占主導的冬小麥Triticum aestivum和夏玉米Zea mays 1 a 2熟栽植模式，施肥澆水均按照華北平原傳統管理模式。

1.2 試驗設計

試驗根據 “不同有機肥種類＋有機肥不同施用量＋秸稈不同利用方式”，可歸類為 “對照組” “施化肥組” “有機肥＋化肥組” “化肥＋秸稈組” “有機肥＋化肥＋秸稈組”和 “有機無機復合肥組”，共17個處理。試驗點采用完全隨機區組設置（重復4次·處理－1），共68個小區。各個小區的大小為10 m×5 m，各小區間隔1 m，區組間間隔2 m，具體試驗處理見表1。所施化肥為尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀復合肥［m（46%氮肥）∶m（16%五氧化二磷）∶m（50%氧化鉀）＝1.0∶1.3∶0.4的比例配制成］，有機肥采用豬糞和牛糞，施肥量按當地常規用量計算，有機肥施用量按養分分析后的實際含量折算，所有肥料全部用作基肥。

試驗點小麥-玉米種植基本流程：收獲作物—粉碎秸稈—劃分小區—去除秸稈—撒秸稈伴侶（能加速秸稈降解的微生物菌劑）—犁地—分劃小區施肥—旋地—起壟—壓地—播種—壓地—起壟。試驗點在2010－2012年間每年10月播種小麥，翌年6月收獲小麥； 2011年－2013年間每年6月移栽玉米，當年10月收獲玉米。

1.3 試驗分析方法

土壤取樣方法：在各個處理小區的測定區內沿 “S”型或 “X”型路線設置采樣點；設置采樣點4～5個·小區－1，采樣點距離樣地邊界1 m以上，削去表層浮土，采集耕作層（0～20 cm）土壤，將各取樣點土樣混勻，過2 mm篩，裝袋保存；并貼上標簽，記錄采樣人、采樣地點、采樣時間以及采樣地區特征等相關采樣信息。每季作物收獲時測定作物產量，收獲后采集耕層土樣，測定其有機質質量分數（重鉻酸鉀容量法）。

1.4 數據處理

試驗數據統計分析和作圖使用R（2.15.3），SPSS 20.0和Excel 2010軟件進行。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤有機質的影響

為分析不同處理對土壤有機質的影響，尤其是加入有機肥后的影響，本研究把對照處理和氮磷鉀處理作為基礎對比處理組，通過比較其他15個處理與基礎對比組有機質的差異，來確定能提高有機質的最優處理。從表2可知：較對照處理和氮磷鉀處理，其余施肥處理都促進了土壤有機質的積累。其次，在2季作物下，有機質增長效果明顯的處理相同， 均為 T10， T11， T12和T13等4個處理。綜上表明：以有機肥代替部分化肥和秸稈還田處理有利于農田土壤有機質積累。單從有機質增長幅度看，減量50%的化肥處理普遍比減量30%的化肥處理好。

表1 試驗處理Table 1 Experimental treatments

表2 不同處理下平均有機質對照增長率Table 2 Average growth rate of organic matter content in different treatments

從圖1可知：2012年和2013年2季作物下大部分處理土壤有機質都有所增加，少量處理有所下降。2012年和2013年小麥季和玉米季中有機質在不同處理下累積增加量變化幾乎保持一致，其中有機質年累積量增加突出的處理均是T10，T11，T12和T13， 其中T12和T13處理對促進有機質增長的成效更加顯著。在對照處理和氮磷鉀處理下有機質累積量普遍處于下降趨勢，即使增加，增幅也比較低。在小麥季中，氮磷鉀處理和T14處理下2012年有機質累積量出現下降的趨勢，2013年對照處理下有機質累積量明顯減少，這可能是因為農業耕作促進土壤體有機質的礦化，從而造成土壤有機質減少［16］。有機無機復合肥處理T14，T15，T16和T17下2012年的有機質累積增長量普遍偏低，但2013年與其他處理相比累積量無顯著下降趨勢。在玉米季中，2012年氮磷鉀，T3和T4處理下有機質累積量有少量的下降趨勢。綜上所述，砂姜黑土上使用T10，T11，T12和T13等4種施肥機制尤其T12和T13處理最佳，即采用有機肥配施減量50%氮磷鉀化肥加上秸稈還田處理效果最明顯，能使有機質快速增加，從而增加土壤肥力。

為了觀察和探討對照處理和氮磷鉀處理下不同地域土壤有機質存在顯著差異的規律，把安徽阜陽和其他2個試驗點結果進行對比。從圖2可知：根據2011年到2013年對照處理和氮磷鉀處理土壤有機質的變化趨勢與變化大小可將不同處理有機質的消長規律大致劃分為3種類型。①上升型。對于山東德州試驗點，隨著年限的增長，對照處理和氮磷鉀處理土壤有機質均呈線性增長：y1＝1.04 x1＋16.91，R2＝0.882 3***；y2＝1.17x2＋17.01，R2＝0.913 1***。其中：y1，y2分別表示在對照處理和氮磷鉀處理下的有機質，x1，x2分別表示不同作物輪作的時間。②相對穩定型。對于安徽阜陽試驗點，隨著年限的增長，對照處理和氮磷鉀處理下土壤有機質基本保持穩定。特別是氮磷鉀處理下，有機質變化很小，變化為12.44～12.76 g·kg－1，最大相差僅0.32 g·kg－1。③下降型。對于河北曲周試驗點，和2011年相比，2012年對照處理和氮磷鉀處理下土壤有機質均有下降趨勢，但2013年又有回升。2.2 不同處理對作物產量的影響

圖1 不同處理下土壤有機質年增長量Figure 1 Annual increment of soil organic matter indifferent treatments

圖2 2011－2013年不施肥和單施化肥組有機質動態變化Figure 2 Dynamic changes of organic matter content in no fertilization and chemical fertilizer from 2011 to 2013

從表3可知：較對照處理，其他施肥處理下年平均產量均達到增產的效果，但不同施肥處理之間增產效果差異明顯。

對于小麥季產量而言，T8，T9，T10，T11，T12，T13這6個處理下相對于對照，作物產量明顯增加，分別比對照增加83.37%，86.14%，81.68%，83.84%，86.91%，82.34%，這可能是因為添加了適量的秸稈伴侶后導致還田的秸稈充分腐熟，釋放出的養分為作物的增產提供了較高的養分供應；對于玉米季，T10，T11，T12，T13這4個處理下增產顯著，這些處理分別屬于 “化肥＋秸稈”和 “有機肥＋化肥＋秸稈”組，說明秸稈還田處理在安徽阜陽試驗點有助于作物產量的增加，而且這些處理中，有機肥配施減量化肥加秸稈還田尤為顯著，也說明添加有機肥減少化肥施用利于提高作物產量。而令人意外的是，有機無機復合肥T14，T15，T16和T17處理沒有其他處理增產效果好。

2.3 土壤有機質和作物產量的關系

對試驗點數據進行回歸分析，得到作物產量與土壤有機質質量分數的關系是y1＝22.20 x1＋198.10，R2＝0.598 4**，t＝3.73**；y2＝26.33x2＋237.19，R2＝0.443 7**，t＝9.55***。其中：y1，y2，x1，x2分別是2011年到2013年小麥季、玉米季作物平均產量和平均土壤有機質，相關系數分別為0.598 4和0.443 7。從關系式和t檢驗結果中可以看出：作物產量和土壤有機質呈顯著（P＜0.05）和極顯著（P＜0.01）正相關，理論上土壤有機質比率上升1‰，小麥季作物平均產量增加333.00 kg·hm－2，玉米季作物平均產量增加394.95 kg·hm－2。從相關系數中可以看出：小麥季擬合的模型能解釋產量59.84%的變化，還有40.16%不能解釋；玉米季能解釋產量44.37%的變化，還有55.63%不能解釋。

從回歸方程中可以看出，在高產條件下，作物產量和土壤有機質質量分數呈正相關關系。這表明：即使在外部肥料投入水平較高、灌溉水平較好、土壤理化性質較好的農田，土壤有機質仍然是控制土地生產力和耕地質量的重要條件之一。另外，也說明有機質已成為土壤生產力的限制因子，有機質增加能顯著提高土壤生產力，所以在作物生產實踐中，必須配施有機肥，增加土壤有機質，減少化肥施用，降低土壤酸化程度，從而改變土壤結構和質量，才能提高土壤生產力。

表3 不同處理下平均作物產量對照增長率Table 3 Average growth rate of crop yield in different treatments

2.4 作物產量的可持續性指數

國內外對長期不同施肥條件下土壤生產力變化及可持續性作了大量研究［17－21］，認為可持續性指數（sustainable yield index,SYI）是衡量土壤系統能否可持續生產的一個重要參數，可持續性指數越高，土壤系統的可持續性越好［18－19］。可持續性指數可表示為ISYI＝（y－σn－1）/ymax， 其中， y為平均產量，σn－1為標準差，ymax為試驗點的最高產量。根據試驗點小麥-玉米季作物產量，可得不同處理下不同作物的可持續性指數（表4）。從表4中可以看出：試驗點長期不同施肥下作物產量可持續性有顯著差異。試驗點不同施肥處理之間，施肥處理下的可持續性指數值明顯高于對照處理，而且差異顯著，說明要達到長期作物穩產的效果，不施肥模式是不可取的。另外，T10，T11，T12和T13等4個處理下的可持續性指數值高于其他處理，且T10和T11處理的可持續性指數值高于T12和T13處理，不同作物之間結論一致。從而在高產性和產量可持續性方面，以上4個處理，尤其是前2個處理（豬糞3 t·hm－2＋70%化肥+秸稈全量還田和牛糞3 t·hm－2＋70%化肥＋秸稈全量還田）為最佳的施肥模式。

探討不同施肥模式下土壤有機質與作物的可持續性指數之間的關系，可說明土壤有機質提升對作物可持續性和穩產性的影響和作用。因此，我們對試驗點不同施肥制度和不同作物模式下的土壤有機質和作物的可持續性指數之間的關系進行多項式回歸，從而確定不同試驗點不同施肥機制下能使作物穩產的有機質的波動范圍。圖3A和圖3B分別是試驗點小麥季和玉米季平均有機質和對應作物平均產量的曲線擬合。對于小麥季來說，土壤有機質（g·kg－1）處于區間（14.15，16.02）時，小麥產量的可持續性指數在0.66以上，而且當有機質為15.09 g·kg－1時，可持續性指數達到最高為0.70。對于玉米季來說，土壤有機質（g·kg－1）處于區間（13.14，16.87）時，小麥產量的可持續性指數在0.80以上，而且當有機質為15.01 g·kg－1時，可持續性指數達到最高為0.87。

表4 不同施肥處理小麥和玉米的可持續性指數差異Table 4 Different SYI indexes of different fertilization treatments on wheat and maize

3 討論

3.1 有機肥與土壤有機質的相關關系

近年來，與不同施肥處理對土壤有機質積累的影響相關的研究有很多，普遍認為長期施用有機肥能持續提高土壤有機質的含量［22］。尹志榮等［23］的研究表明，有機肥處理下土壤有機質及速效養分較試驗前均有所提升，在土地質量改良的過程中有機肥和化學肥料混合施用可明顯增加作物產量和改善土壤肥力［24－25］。本研究中試驗點的數據分析結果表明，土壤有機質均表現出施肥處理顯著高于不施肥處理，不同培肥措施對土壤有機質積累的影響也有較大的差別，有機肥與化肥配施比單施化肥能顯著提高有機質質量分數。

除此之外，秸稈的加入也有利于有機質的積累。從試驗點來看， “有機肥＋化肥＋秸稈” 組處理下的有機質處于最高水平，其次是 “化肥＋秸稈”組、 “有機肥＋化肥”組和 “有機無機復合肥”組，說明秸稈還田對土壤有機質的積累起到一定積極的作用。吳其聰等［26］的研究也表明，秸稈還田及有機肥施用對有機質及其各組分均有提升作用，能促進有機質積累并提高其穩定性。

圖3 阜陽試驗點有機質質量分數與可持續性指數Figure 3 Organic matter content and sustainabty index

3.2 有機無機復合肥與作物產量的關系

有機無機復合肥對作物產量和質量的影響的相關研究也有很多，王昌全等［27］的研究表明，有機無機復合肥不僅能提高作物產量，同時能很好地改善農產品品質。李翠蘭等［28］研究認為，有機無機復合肥增加了玉米產量，提高了玉米品質。谷潔等［29］對有機無機復合肥進行冬小麥田間試驗結果表明，有機無機復合肥可以促進冬小麥分蘗，改善冬小麥產量結構，提高冬小麥產量。這與本研究結果有一定的差異。從表3來看，試驗點施不等量的有機無機復合肥并未在作物產量的提高方面有特別的優勢，除不施肥處理外，有機無機復合肥處理下有的產量甚至比施全量化肥下的產量都低。試驗點施用的有機無機復合肥是一種緩釋肥，增產見效慢。自20世紀80年代以來，人們主要使用化肥來維持和提高糧食生產和土壤肥力［30］，相對于有機無機復合肥，短時間內施用化肥能夠達到快速增產效果，但是從長遠來看，施用有機無機復合肥更有利于土壤健康發展［31］。

4 結論

不同施肥處理對作物產量和土壤有機質含量積累都有顯著的影響。定位試驗點數據結果表明： “有機肥＋化肥＋秸稈” 組處理下作物的產量和有機質積累增幅均最明顯。這也驗證了回歸分析的結果，土壤有機質積累和作物產量呈正相關。因此，在本試驗點條件下，不同形式添加有機肥（直接添加有機物料或者秸稈還田）減少化肥施用量的處理是最佳的施肥處理。有機肥化肥合理配施能夠穩定并持續性提高土壤耕地質量，更有利于作物的生長發育，提高作物產量。

5 致謝

感謝安徽科技學院汪建飛教授，中國農業科學院沈德龍教授，中國農業大學張俊伶教授等給本研究提供分析數據。

［1］ 朱永官，李剛，張甘霖，等．土壤安全：從地球關鍵帶到生態系統服務［J］．地理學報，2015，70（12）：1859-1869．ZHU Yongguan,LI Gang,ZHANG Ganlin,et al.Soil security:from earth’s critical zone to ecosystem services［J］.Acta Geogr Sin,2015,70（12）:1859-1869.

［2］ 張北贏，陳天林，王兵．長期施用化肥對土壤質量的影響［J］．中國農學通報，2010，26（11）：182-187．ZHANG Beiying,CHEN Tianlin,WANG Bing.Effects of long-term uses of chemical fertilizers on soil quality［J］. Chin Agric Sci Bull,2010,26（11）:182-187.

［3］ 宇萬太，姜子紹，周樺，等．不同施肥制度對作物產量及肥料貢獻率的影響［J］．中國生態農業學報，2007，15（6）：54-58．YU Wantai,JIANG Zishao,ZHOU Hua,et al.Crop yield and fertilizer contribution under different fertilization systems［J］.Chin J Eco-Agric,2007,15（6）:54-58.

［4］ LAL R.Enhancing crop yields in the developing countries through restoration of the soil organic carbon pool in agricultural lands［J］.Land Degr Dev,2006,17（2）:197-209.

［5］ KOMATSUZAKI M,OHTA H.Soil management practices for sustainable agro-ecosystems［J］.Sustain Sci,2007,2（1）:103-120.

［6］ ISMAIL I,BLEVINS R L,FRYE W W.Long-term no-tillage effects on soil properties and continuous corn yields［J］. Soil Sci Soc Am J,1994,58（1）:193-198.

［7］ JOHNSON J M F,REICOSKY D C,ALLMARAS R R,et al.Greenhouse gas contributions and mitigation potential of agriculture in the central USA［J］.Soil Till Res,2005,83（1）:73-94.

［8］ 趙秉強，張夫道．我國的長期肥料定位試驗研究［J］．植物營養與肥料學報，2002，8（增刊）：3-81．ZHAO Bingqiang,ZHANG Fudao.Long-term fertilizer experiments in China［J］.J Plant Nutr Fert Sci,2002,8（supp）: 3-81.

［9］ 沈善敏．長期土壤肥力試驗的科學價值［J］．植物營養與肥料學報，1995，1（1）：1-9．SHEN Shanmin.The scientific value of long-term soil fertility experiment［J］.Plant Nutr Fert Sci,1995,1（1）:1-9.

［10］ 邵云，王小潔，張緊緊，等．小麥-玉米輪作區耕作及培肥方式對麥田土壤養分和小麥產量的影響［J］．華北農學報，2013，28（3）：152-158．SHAO Yun,WANG Xiaojie,ZHANG Jinjin,et al.Effects of tillage and fertilizer on soil nutrient and wheat yield in wheat-corn rotation area［J］.Acta Agric Boreali Sin,2013,28（3）:152-158.

［11］ 聶軍，鄭圣先，楊曾平，等．長期施用化肥、豬糞和稻草對紅壤性水稻土物理性質的影響［J］．中國農業科學，2010，43（7）：1404-1413．NIE Jun,ZHENG Shengxian,YANG Zengping,et al.Effects of long-term application of chemical fertilizer,pig manure and rice straw on physical properties of a reddish paddy soil［J］.Sci Agric Sin,2010,43（7）:1404-1413.

［12］ 劉杏蘭，高宗，劉存壽，等．有機-無機肥配施的增產效應及對土壤肥力影響的定位研究［J］．土壤學報，1996，33（2）：138-147．LIU Xinglan,GAO Zong,LIU Cunshou,et al.Effect of combined application of organic manure and fertilizers on crop yield and soil fertility in a located experiment［J］.Acta Pedol Sin,1996,33（2）:138-147.

［13］ 王伯仁，徐明崗，文石林，等．長期施肥對紅壤旱地作物產量及肥料效益影響［J］．中國農學通報，2008，24（10）：322-326．WANG Boren,XU Minggang,WEN Shilin,et al.Effect of long-term fertilizer application on crop yield and fertilizer use efficiency in red soil［J］.Chin Agric Sci Bull,2008,24（10）:322-326.

［14］ PAN Genxing,SMITH P,PAN Weinan.The role of soil organic matter in maintaining the productivity and yield stability of cereals in China［J］.Agric Ecosyst Environ,2009,129（1/3）:344-348.

［15］ 王亞藝，蔡曉建，李松齡．有機肥與無機肥配施對作物產量和土壤養分含量的影響［J］．湖北農業科學，2015，54（8）：1813-1815．WANG Yayi,CAI Xiaojian,LI Songling.Effects of organic fertilizer with inorganic fertilizer on crop yield and soil nutrient content［J］.Hubei Agric Sci,2015,54（8）:1813-1815.

［16］ 張變華，靳東升．農業措施對復墾土壤有機質和生產力的影響［J］．現代農業科技，2014（6）：224-225．ZHANG Bianhua,JIN Dongsheng.Effects of agricultural measures on organic matter and land productivity of reclamation soil［J］.Modern Agric Sci Technol,2014（6）:224-225.

［17］ CHAUDHURY J,MANDAL U,SHARMA K L,et al.Assessing soil quality under long-term rice-based cropping system［J］.Commun Soil Sci Plant Anal,2005,36（9）:1141-1161.

［18］ MANNA M C,SWARUP A,WANJARI R H,et al.Long-term effect of fertilizer and manure application on soil organic carbon storage,soil quality and yield sustainability under sub-humid and semi-arid tropical India［J］.Field Crops Res,2005,93（2/3）:264-280.

［19］ CHAUHAN S K,CHAUHAN C P S,MINHAS P S.Effect of cyclic use and blending of alkali and good quality waters on soil properties,yield and quality of potato,sunflower and Sesbania［J］.Irrig Sci,2007,26（1）:81-89.

［20］ SHARMA K L,MANDAL U K,SRINIVAS K,et al.Long-term soil management effects on crop yields and soil quality in a dry land Alfisol［J］.Soil Till Res,2005,83（2）:246-259.

［21］ BHATTACHARYYA R,KUNDA S,PRAKASH V,et al.Sustainability under combined application of mineral and organic fertilizers in a rain fed soybean-wheat system of the Indian Himalayas［J］.Europ J Agron,2008,28（1）:33 -46.

［22］ 董春華，曾鬧華，高菊生，等．長期不同施肥模式下紅壤性稻田水稻產量及有機碳含量變化特征［J］．中國水稻科學，2014，28（2）：193-198．DONG Chunhua,ZENG Naohua,GAO Jusheng,et al.Effects of different fertilization models on rice yield and soil organic carbon content in a long period in red soil paddy field［J］.Chin J Rice Sci,2014,28（2）:193-198.

［23］ 尹志榮，黃建成，羅昀，等．稻作條件下不同有機肥對鹽堿原土的改良培肥效應［J］.水土保持，2015（3）：25 -29．YIN Zhirong,HUANG Jiancheng,LUO Yun,et al.The amelioration and fertilization effects of different organic manure on saline-alkali original soil under paddy cultivation conditions［J］.J Soil Water Conserv,2015（3）:25-29.

［24］ HAO Mingde,FAN Jun,WEI Xiaorong.Effect of fertilization on soil fertility and wheat yield of dry land in the Loeass Plateau［J］.Pedosphere,2005,15（2）,189-195.

［25］ MENG Lei,DING Weixin,CAI Zucong.Long-term application of organic manure and nitrogen fertilizer on N2O emissions,soil quality and crop production in a sandy loam soil［J］.Soil Biol Biochem,2005,37（11）:2037-2045.

［26］ 吳其聰，張叢志，張佳寶，等．不同施肥及秸稈還田對潮土有機質及其組分的影響［J］.土壤，2015,47（6）：1034-1039．WU Qicong,ZHANG Congzhi,ZHANG Jiabao,et al.Effects of different fertilization and straw returning on soil organic matter and its components in fluvo-aquic soil［J］.Soils,2015,47（6）:1034-1039.

［27］ 王昌全，李廷強，夏建國，等.有機無機復合肥對農產品產量和品質的影響［J］．四川農業大學學報，2001，19（3）：241-244．WANG Changquan，LI Tingqiang，XIA Jianguo，et al.Effects of organic-inorganic compound fertilizer on yield and quality of agricultural products［J］.J Sichuan Agric Univ,2001,19（3）:241-244.

［28］ 李翠蘭，李志洪，高強，等．有機無機復合肥及調節劑對玉米產量及磷素吸收的影響［J］．玉米科學，2010，18（5）：105-107．LI Cuilan,LI Zhihong,GAO Qiang,et al.Effects of regulating factors on maize P uptakes and its yield［J］.J Maize Sci,2010,18（5）:105-107.

［29］ 谷潔，高華，李鳴雷．有機無機復混肥對冬小麥產量及其水分利用效率的影響［J］．西北農林科技大學學報（自然科學版），2004，32（2）：65-68．GU Jie,GAO Hua,LI Minglei.Effect of organic-inorganic fertilizers on the yield and water use efficiency of winter wheat［J］.J Northwest Sci-Tech Univ Agric For Nat Sci Ed,2004,32（2）:65-68.

［30］ 李強，許明祥，齊治軍，等．長期施用化肥對黃土丘陵區坡地土壤物理性質的影響［J］．植物營養與肥料學報，2011，17（1）：103-109．LI Qiang,XU Mingxiang,QI Zhijun,et al.Effects of long-term chemical fertilization on soil physical properties of slope lands in the Loess Hilly Region［J］.Plant Nutr Fert Sci,2011,17（1）:103-109.

［31］ 馬俊永，李科江，曹彩云，等．有機-無機肥長期配施對潮土土壤肥力和作物產量的影響［J］．植物營養與肥料學報，2007，13（2）：236-241．MA Junyong,LI Kejiang,CAO Caiyun,et al.Effects of long-term located organic-inorganic fertilizer application on fluvo-aquic soil fertility and crop yield［J］.Plant Nutr Fert Sci,2007,13（2）:236-241.

Soil organic matter and crop yield with long-term fertilization schemes for an upland crop rotation in northern China

HUANG Ting1,XUN Weibing2,ZHANG Ruifu2,3
（1.Hanlin College,Nanjing University of Chinese Medicine,Taizhou 225300,Jiangsu,China;2.College of Resources and Environmental Sciences,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210091,Jiangsu,China;3.Institute of Agricultural Resources and Regional Planning,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China）

Soil organic matter （SOM）,an important soil quality indicator and a highlighted object of study in soil science,has shown a close relationship to fertilizer applications.Long-term chemical nitrogen（N）fertilization induced a decrease in soil pH,but the decrease could be overcome by organic fertilization which would mitigate soil acidification,promote SOM accumulation,and increase crop yields.The objective of this study was to show past and present SOM levels as well as relationships between crop yield and SOM.Six fertilization regimes（no fertilizers,chemical nitrogen-phosphorous-potassium（NPK）fertilizers,organic and chemical fertilizers,chemical fertilizers with returned straw,organic and chemical fertilizers with returned straw,and organic and inorganic compound fertilizers）from a long-term fertilization experiment with a wheat-maize rotation in Fuyang City,Anhui Province were applied and analyzed with a correlation analysis between crop yield and SOM.Results of the correlation analysis demonstrated a significant （P＜0.05）and positive correlation （r= 0.598 4）for the wheat season and a highly significant（P＜0.01）and positive correlation（r=0.443 7）for themaize season.Thus,a partial replacement of chemical fertilizer by organic manure could improve crop yields and SOM accumulation.［Ch,3 fig.4 tab.31 ref.］

soil science;long-term fertilization;upland crop rotation;soil organic matter;crop yield

S157.4；S714.8

A

2095-0756（2017）02-0253-08

10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.008

2016-04-03；

2016-06-06

江蘇省高等教育機構優勢學科建設和 “111”項目（B12009）

黃婷，助教，從事生物信息技術與方法等研究。E-mail：ht10veht10ve@sina.com。通信作者：荀衛兵，講師，博士，從事土壤微生物與生物肥料等研究。E-mail：weibingr01@sina.com