培肥措施對新修梯田土壤理化性質的影響

姜小鳳，郭天文，郭賢仕，柳燕蘭，董博，張平良

摘要：研究了新修梯田不同培肥措施對其土壤理化性質的影響。結果表明，有機肥與氮、磷、鉀肥配合施用是改善新修梯田土壤理化性質的重要農藝措施，可使挖方區耕層（0～10 cm）土壤有機質、全氮、全磷分別提高88.1%、90.7%、58.3%，同時使速效養分含量得到大幅度提高，并能有效的減小土壤容重，增加土壤孔隙度，改善土壤水分狀況。

關鍵詞：新修梯田；培肥措施；土壤養分；理化性質

中圖分類號：S147.2 文獻標志碼：A 文章編號：1001-1463（2017）11-0063-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2017.11.020

Effect of Fertilization Measures on the Soil Physical and Chemical Properties of Newly Terraces

JIANG Xiaofeng 1， 2， GUO Tianwen 2， 3， GUO Xianshi 1， LIU Yanlan 1， DONG Bo 1， ZHANG Pingliang 1

（1. Institute of Dryland Agriculture， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China； 2. Key Labortory of High Water use-efficiency in Arid Area of Gansu Province， Lanzhou Gansu 730070， China； 3. Key Laboratory of Northwest Drought-resistant Crop Farming and Cultivation， Ministry of Agriculture PeopleS Republic of China， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：Effects of Dingxi city in Gansu province in the newly built terraced different fertilizing their physical and chemical properties of the soil， Importance of agricultural development in the region. The result indicates that organic manure and nitrogen， phosphorus， and potassium combined application is an important agronomic measures to improve the new terracing soil physical and chemical properties. Topsoil can cut soil zone organic matter， total nitrogen， total phosphorus increased by 88.1%， 90.7%， 58.3%，while the available nutrient content has been greatly improved，and can effectively reduce soil bulk density，increase soil porosity，improve soil moisture conditions.

Key words：The new terracing；Fertility measures；Soil nutrients；Physical and chemical properties

旱坡地是甘肅省中部的主要低產田。旱坡地跑水、跑土、跑肥，生態環境脆弱，修整梯田是保持水土和提高土地生產力的一項重要的農藝措施[1 ]。修筑水平梯田需要挖土筑埂和整平田面（挖高填低），這樣在田面上就形成了兩個不同的部位，即挖方部位（ 內側） 和填方部位（外側）。新修梯田由于原耕作熟化土層大部分移至填土部位，造成生土裸露，使土壤理化性質發生了變化[2 ]，但存在著不一致性，即梯田的挖方和填方部位在水、肥、氣、熱等方面存在著很大差異[3 ]，對作物產量產生很大的影響。填土部位土壤物理性質好，養分含量高，作物產量高，但保墑能力差；挖方部位物理性質較差，底土非常黏重，養分貧乏，易造成作物的減產。同時機械擾動使土壤結構破壞，土壤肥力很低，不能充分發揮梯田的增產潛力[4 ]。土壤的理化性狀是影響土壤肥力的內在因素，也是綜合反映土壤質量的重要組成部 分[5 ]。為了迅速提高土壤肥力，使新修梯田變為穩產、高產、高效的基本農田，我們試驗研究了不同施肥方式對新修梯田土壤的培肥效果。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2013年3 — 9月在甘肅省定西市團結鎮萬家岔新修梯田進行。該區屬于中溫帶半干旱區，平均海拔1 970 m，年均太陽輻射5 898 MJ/m2，年日照時數2 500 h，年均氣溫 6.2 ℃，無霜期140 d。年均降水量415 mm，季節分布不均，多集中在7、8、9月，為典型的雨養農業區。試驗地原為旱坡地，水土流失嚴重，植被稀疏，土壤貧瘠，2012年3月采用大型機械推修為梯田。

1.2 試驗設計

試驗共設4個處理：CK不施肥種植（H）、單施化肥（A）、有機肥與化肥配施（B）、秸稈與化肥配施（C），小區面積42 m2（6 m×7 m），4次重復，隨機區組順序排列。試驗肥料及用量見表1，所有肥料均作為基肥在播種前一次性施入。試驗區指示作物為三棱豆，以收獲后采集的土樣為研究對象。2013年3月22日播種，8月28日收獲。其他管理同大田。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品采集 于2013年8月28日（收獲日）采用S型多點取樣法，在試驗地用土鉆在0～10 cm和10～20 cm土層取樣，剔除石塊、植物殘根等雜物，混合均勻后用四分法留1 kg左右，帶回實驗室風干研磨過篩，供測定用。

1.3.2 土壤養分測定 有機質用重鉻酸鉀容量法-外加熱法，全氮用開氏蒸餾法，全鉀用NaOH熔融法，全磷用HClO4-H2SO4法，速效磷用鉬銻抗比色法，速效鉀用火焰光度法[6 ]。

1.3.3 土壤容重、孔隙度和田間持水量測定 土壤容重采用環刀法[7 ]，取樣深度為0～10 cm，重復3次。

孔隙度=（1-容重/比重）×100 。田間持水量采用田間小區灌水法測定。

1.3.4 數據處理 采用SPASS17.0和Excel 2007進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 不同培肥措施對新修梯田土壤物理性狀的影響

由表2可以看出，在挖方區（0～10 cm），不同施肥處理對土壤容重的改善較小，處理B和處理C的土壤容重分別較CK降低4.2%、2.5%，而處理A土壤容重無變化。在填方區，處理A、處理B和處理C的土壤容重分別較CK降低7.4%、16.4%、13.1%，無論是挖方還是填方處理，處理B土壤的容重在兩個土層均達到各處理中的最小值。在相同處理下，因受切土影響，填方區容重總體上小于挖方區，土壤容重小，說明土壤比較疏松，孔隙多，通透性較好，潛在肥力較高[8 ]。

在挖方區（0～10 cm），處理B與處理C的土壤孔隙度分別較CK高2.87、2.32百分點，而處理A的土壤孔隙度較CK減小1.51百分點，說明單施化肥易造成挖方區通氣不良、土壤板結，不利于作物根系的呼吸作用及延伸。在填方區（0～10 cm），土壤孔隙度處理A=B > C > H，表明有機肥與無機配施有效的增加了土壤孔隙度。在挖方區和填方區，處理B土壤孔隙度變化范圍分別為56.17%～56.97%、53.44%～55.89%，均小于其他處理，表明有機肥與無機配施能使孔隙度在不同土壤層次間保持較小的差異。孔隙度越大，表明土壤有效水的貯存量越大，可供植物根系利用的有效水分的比例就越大[9 - 10 ]，同時，孔隙度在土層間較小的差異也利于作物根系的延伸及其對水分的吸收。

在相應處理中，除處理C以外，CK、處理A、處理B的田間持水量均為挖方區大于填方區，處理B的田間持水量在兩區之間均變化較小，能夠維持較為穩定的田間持水量，說明有機肥的施用可明顯改善新墾梯田填方區的水分狀況。受機械擾動的影響，填方區土壤的田間持水量較低，對填土部位采取鎮壓等保墑措施可增加田間持水量，從而減輕干旱程度。

2.2 不同培肥措施對新修梯田土壤全量養分的影響

從收獲后耕層土壤全量養分含量分析結果（表3）看出，總體來說，養分含量填方區大于挖方區，除全鉀外其他養分0～10 cm土層均大于10～20 cm 土層。在挖方區表層土壤（0～10 cm）上，有機質含量由大到小依次為處理B、處理C、處理A、CK，其中處理B（有機肥+化肥）、處理C（秸稈+化肥）分別較CK高88.1%、63.4%，而處理A（化肥）對有機質含量的影響不大；在填方區，處理A、處理B、處理C的有機質含量分別為18.85、17.47、15.24 g/kg，均高于挖方區相應處理的有機質含量，其10～20 cm 變化趨勢與0～10 cm一致，說明適當增加施肥量可以提高新墾梯田土壤有機質含量，特別是有機肥料的使用能夠加快挖方區生土的熟化。

從表3可以看出，土壤全氮含量在相應處理下0～10 cm土層高于10～20 cm土層。在填方區，處理A、處理B、處理C 0～10 cm土層的土壤全氮含量均顯著高于CK，且處理B最高，為1.25 g/kg，較CK高出了86.6%；在挖方區，處理B、處理C 0～10 cm土層的全氮含量均顯著高于處理A和CK，說明有機肥與無機配施和無機肥與秸稈配施改善土壤全氮含量的效果較化肥明顯。

土壤全磷是土壤磷素總體水平的體現，是土壤無機磷素和有機磷素的總和，能反映土壤磷庫大小和潛在的供磷能力[11 ]。挖方區和填方區0～10、10～20 cm 2個土層各處理的土壤全磷含量變化趨勢基本一致，其中0～10 cm土層填方區各處理均大于挖方區，填方區處理A、處理B、處理C分別較挖方區同處理高出33.3%、20.8%、61.5%，說明挖方區全磷含量普遍較低；0～10 cm土層全磷含量由大到小依次為處理B、處理A、處理C、CK，即通過增加施肥量尤其是增施有機肥可以提高挖方區土壤的全磷含量。

不同處理之間，無論是挖方區還是填方區，全鉀含量差異并不顯著，說明在新修梯田上施肥對耕層土壤全鉀含量影響不明顯。從不同土層可以看出，10～20 cm土層全鉀含量略高于0～10 cm土層，這可能跟作物根系從土壤中吸鉀深度、表層土壤干濕交替規律有關。

2.3 不同培肥措施對新修梯田土壤速效養分的影響

由表4可以看出，相同施肥處理下，0～10 cm土層填方區比挖方區速效磷、速效鉀增加了8.53～10.62 mg/kg、12.0～103.0 mg/kg。不同施肥處理在挖方區0～20 cm土層的速效磷、速效鉀含量表現出一致性，大小依次為處理B、處理C、處理A、CK，處理A的速效磷、速效鉀含量分別較CK高630.1%、44.8%，處理B的速效磷、速效鉀含量分別較CK高1 716.8%、297.7%，處理C的速效磷、速效鉀含量分別較CK高709.1%、90.8%，說明新修梯田挖方區耕層速效養分受肥料影響很大，特別是有機肥帶給土壤的較多；在填方區0～10 cm土層，處理B的速效磷、速效鉀含量均顯著高于其他處理。由此可以看出，有機肥與無機配施能顯著提高土壤耕層速效養分的含量，并且較其它施肥處理肥料效應更大，特別是0～10 cm土層表現更為突出。

3 小結與討論

研究表明，有機肥與無機配施可使新修梯田填方區土壤容重降低16.4%，并能有效增加土壤孔隙度，改善土壤水分狀況。在新修梯田上，表層土壤和填土部位的上下土層均擾動較大，對土壤結構影響較大，而挖方部位的下層土壤擾動小甚至無擾動，對土壤的物理結構改善作用小，這與劉緒軍 等[3 ]新修梯田土壤理化性質的研究結果一致。

有機肥與無機配施可使挖方區耕層（0～10 cm）土壤有機質、全氮、全磷分別提高88.1%、90.7%、58.3%，同時使速效養分含量得到大幅度提高，表明有機肥與無機配施對旱地新修梯田土壤改良有十分明顯的效果，是改善土壤養分狀況和提高農作物產量及經濟效益的重要農藝措施。

為確保梯田的早日增產和高產，建議修梯田時挖土部位在回填表土前進行深翻，并施入有機肥料，以改善物理結構，提高地溫和地力；對填土部位采取鎮壓等保墑措施，減小干旱程度；在播種時，要偏施肥料，重點在挖土部位多施肥。

參考文獻：

[1] 劉海福. 干旱地區提高新修梯田土地生產力的措施[J]. 甘肅科技，2006，22（1）：178-180.

[2] 陳炳東，王生錄，周廣業. 非腐解有機物對新修梯（條）田土壤的培肥效果[J]. 土壤通報，2001，32（6）：262-266.

[3] 劉緒軍，劉丙友，景國臣. 新修梯田對土壤理化性質及作物產量的影響[J]. 水土保持研究，2007，14（1）：276-280.

[4] 王栓全，張成娥，鄧西平. 陜北新修梯田馬鈴薯高產栽培技術研究[J]. 干旱地區農業研究，2000，18（1）：60-64.

[5] 王月玲，蔡進軍，張源潤，等. 半干旱退化山區不同生態恢復與重建措施下土壤理化性質的特征分析[J]. 水土保持研究，2007，14（1）：11-14.

[6] 鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 3版. 北京：中國農業出版社，2000：106-107.

[7] 魯如坤. 土壤農業化學分析方法[M]. 北京：中國農業科技出版社，2000：12-95.

[8] Compiling Committee of Yanchi Chronicle. Yanchi chronicle[M]. Yinchuan：Ningxia Peoples Press，2002： 48-50.

[9] 楊 寧，彭晚霞，鄒冬生，等. 貴州喀斯特土石山區水土保持生態經濟型植被恢復模式[J]. 中國人口·資源與環境，2011，21（1）：474-477.

[10] 王鵬程，肖文發，張守攻，等. 三峽庫區主要森林植被類型土壤滲透性能研究[J]. 水土保持學報，2007，21（6）：51-54.

[11]FRANCIS，D D，J S SCHEPERS，M F VIGIL. Post-anthesis nitrogen loss from corn[J]. Agron J. 1993，85：659-663.

（本文責編：陳 珩）