黃土高原黑壚土施肥的作物累積產量及土壤肥力貢獻*

俄勝哲 丁寧平 李利利 袁金華 車宗賢 周海燕 尚來貴

（1 甘肅省農業科學院土壤肥料與節水農業研究所，蘭州 730070）

（2 平涼市農業科學研究所，甘肅平涼 744000）

施肥是作物增產最關鍵、最活躍和最能調控的因素，也是作物高產和穩產最重要的措施之一。歐美國家化肥的作物產量貢獻率為35%～66%，而我國僅為35%～45%［1］。施肥的產量和肥力效應是指導科學施肥的關鍵，因此研究施肥的產量效應尤為重要。但肥料的增產效應易受氣候、土壤肥力和栽培措施等多種因素的影響。黃欠如等［2］研究結果顯示，各施肥處理產量效應受氣候的年成變化、季相變化及其交互作用的影響極顯著。馬強等［3］研究指出，降雨量顯著影響不同施肥處理的作物產量貢獻率，平水年玉米產量最高，肥料增產效果最佳，其次為豐水年，而旱、澇年份最低。同時，諸多長期定位試驗研究結果亦表明，與對照相比，施肥能顯著增加作物產量，但同一施肥處理不同年際間增產效應差異較大［1,4-5］。目前國內外有關施肥對作物產量的影響已有大量報道，但主要集中在施肥對當季作物或者作物平均產量的增產效應。化肥對作物產量的貢獻主要由化肥對當季作物的產量貢獻、化肥后效對作物產量的貢獻和當季作物由化肥增殖的農產品中轉化的有機肥養分對作物產量的貢獻3部分組成［6］，施肥的累積產量效應不僅包括肥料的當季作物產量貢獻，還包括肥料后效的增產效應，同時能消減環境因素等對施肥效果的影響，因此更能準確反映施肥的作物產量效應。

黃土高原地區包括陜西、甘肅、寧夏、青海、內蒙、山西、河南等7省（區）285個縣（區、旗），土地總面積62.37萬km2。長期以來，該區域農業生產以種植糧食作物為主，由于干旱少雨、水土流失及風沙危害，糧食產量低而不穩，經濟發展滯后，農民生活困難［7］。近年來，隨著社會經濟高速發展，黃土高原農業發展出現了兩方面的問題。一是部分區域農田水利等基礎設施完善，農戶大量施肥，作物高產穩產，但由于重視化肥投入，而忽視有機肥，土壤質量面臨嚴峻挑戰［8］，同時，由化肥所帶來的農田環境問題也日益增大［9］；二是部分區域水資源短缺以及土壤貧瘠依然是當地農業生產的主要限制因素。長期生產實踐證明，科學施肥是培肥土壤、提高糧食單產和實現農業可持續發展的關鍵措施［10］，施肥對糧食產量及土壤肥力質量的影響已成為政府和學者關注的焦點。雖然有關施肥對作物產量與土壤肥力的影響在黃土高原的研究報道較多［11-12］，但多集中在降雨量較豐富的陜西關中平原，而涉及作物累積產量及在相對干旱黑壚土區域的研究報道較少。本研究以1978年布置在黃土高原黑壚土上的長期定位試驗為基礎，研究施肥對作物累積產量和土壤肥力演變的影響與貢獻，以期為黃土高原黑壚土區的科學施肥、化肥減施、土壤培肥及土壤質量和作物產量預測等方面提供理論依據與技術支撐。

1 材料與方法

1. 1 試驗地概況

試驗地位于甘肅省平涼市涇川縣高平鎮（107°30′ E，35°16′ N），海拔1 150 m，年均氣溫8℃，大于等于10℃積溫2 800℃，持續期180 d，年均降水量540 mm，其中60% 集中在7—9月，年蒸發量1 380 mm，無霜期約170 d，干燥度0.39，光熱資源豐富，水熱同季，屬黃土高原半濕潤偏旱區。試驗地地勢平坦，土壤類型為旱地覆蓋黑壚土（CumulicHaplustoll，USDA 分類），土壤顆粒組成為砂粒（2～0.02 mm）231.4 g·kg-1、細砂粒（0.02～0.002 mm）432.1 g·kg-1、黏粒（小于0.002 mm）336.5 g·kg-1。試驗始于1978年，開始時耕層（0～20 cm）土壤理化性質為：有機質10.75 g·kg-1，pH 8.20，全氮（TN）0.95 g·kg-1，全磷（TP）0.57 g·kg-1，堿解氮（AN）65.9 mg·kg-1，有效磷（AP）6.77 mg·kg-1，速效鉀（AK）163.2 mg·kg-1。

1. 2 試驗設計

試驗共設6處理：（1）不施肥（CK）；（2）單施氮肥（N 90 kg·hm-2，N）；（3）氮磷配施（N 90 kg·hm-2+ P2O575 kg·hm-2，NP）；（4）秸稈加氮磷肥（S 3 750 kg·hm-2+ N 90 kg·hm-2+ 每2年施P2O575 kg·hm-2，SNP）；（5）農家肥（75 t·hm-2，M）；（6）農家肥加氮磷肥（M 75 t·hm-2+ N 90 kg·hm-2+ P2O575 kg·hm-2，MNP）。小區面積666.7 m2，隨機排列。氮肥用尿素，磷肥用過磷酸鈣或磷酸二氫銨。秸稈為前茬作物小麥或玉米的秸稈。農家肥為牛、馬廄肥。1979年農家肥有機質含量15 g·kg-1，氮磷鉀全量分別為N 1.7 g·kg-1、P 6.8 g·kg-1、K 28 g·kg-1。由于未連續測定農家肥養分含量，2012年對試驗地附近農戶的農家肥取樣分析（附近農戶的農家肥是試驗用肥的主要來源），其平均養分含量為有機質19 g·kg-1、N 1.6 g·kg-1、P 1.6 g·kg-1、K 15 g·kg-1。

1.3 栽培管理措施

磷肥、農家肥及秸稈播前全部基施，小麥的氮肥全作基肥播前施入，而玉米氮肥的60%做基肥，40%做追肥。1979—1993年試驗按2年春玉米～4年冬小麥輪作模式進行。1993—1998年冬小麥連作，1999年種植高粱，2000年種植大豆，2001—2015年試驗再次按2年春玉米～4年冬小麥輪作模式進行。玉米不覆膜穴播，密度每公頃5.25萬株，小麥機械條播，播量187.5 kg·hm-2。

1.4 樣品采集與測定

每年作物成熟期，按“S”型采樣路線，每小區5個樣點，每樣點采集40 m2的玉米植株（小麥采集20 m2），混合后進行考種和測產，同時每樣點采集0～20 cm 耕層土壤樣品，然后混合。2015年采集土壤樣品時，先將每小區劃分為3部分，視為3次重復，每部分按“S”型采樣路線，每部分5個樣點，采集0～20 cm 耕層土壤樣品，5樣點樣品混合成一個混合樣。混合樣風干、過篩后，用于土壤質地、全氮、全磷、有效磷、速效鉀和有機質等指標的分析測定。土壤質地用吸管法測定；土壤有機質用重鉻酸鉀容量法測定；土壤pH用蒸餾水浸提（1∶2.5），pH計測定；土壤全氮用凱氏定氮法測定；堿解氮用堿解擴散法測定；全磷和全鉀采用NaHCO3熔融后，分別用鉬銻抗比色法和火焰光度法測定；土壤有效磷用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用1 mol·L-1的醋酸氨浸提，火焰光度法測定［1,5,10］。

1.5 數據分析

為消除年際間降水量、溫度等因素差異而引起的產量波動，采用累積產量法研究不同施肥處理在具體時間段內對作物產量的貢獻。累積產量是指采用某種施肥處理后，在某一具體年限的作物產量總和。氮（N）、磷（P）、氮磷配施（NP）及秸稈還田（S）的累積產量貢獻量按以下公式計算：

圖表繪制采用Excel2007進行。應用SPSS 11.0軟件進行方差、多重比較（最小顯著差異（LSD）法）和皮爾森相關性分析（Pearson correlation coefficients），作物產量進行方差分析時，年份和不同施肥被看作試驗因素，選用兩因素模型進行方差分析［4］。

2 結 果

2.1 施肥對作物累積產量及穩定性的影響

在長達38 a的試驗期內，1999年種植高粱，2000年種植大豆，這兩種作物種植年份較少，且不是該區域主栽作物，因此，這2種作物的產量在文中未分析討論。由圖1可以看出，無論小麥還是玉米，不同施肥處理作物累積產量均存在明顯差異，而且種植年限越長，累積產量差異越大。小麥和玉米累積產量與其種植年限均呈顯著正相關，且決定系數R2≥0.95，因此，線性方程的斜率可較為準確地表征不同施肥處理作物的年均產量。由斜率可知CK、N、NP、SNP、M、MNP 6處理玉米的年均籽粒產量分別為3 491、4 359、6 899、7 329、7 024、8 392 kg·hm-2，小麥的分別為1 443、1 869、3 634、3 842、3 338、4 378 kg·hm-2。CK和N處理小麥的累積產量與種植年限間的關系雖可用線性模型高度擬合，但從圖1中不難發現，CK和N處理小麥籽粒累積產量的增速隨種植年限的增加而略有下降，表明CK和N處理隨試驗年限的延長，土壤養分逐漸消耗，小麥籽粒產量有逐漸降低趨勢。NP、SNP、M、MNP 4處理玉米和小麥的累積產量隨種植年限的增加而直線增加，表明這4種施肥處理并未引起土壤肥力水平降低，能維持穩定的土壤生產力水平。

以施肥處理和年份為自變量，作物產量為因變量，進行兩因素方差分析，結果表明，施肥和年份對作物產量有極顯著影響，CK、N、NP、SNP、M、MNP 6處理玉米和小麥的多年平均籽粒產量（表1）與由擬合方程所得的相應處理年均產量相近。NP、SNP、M和MNP處理多年平均玉米籽粒產量較對照（CK）均顯著增加，其增幅分別為92%、97%、93%和141%，而單施氮肥（N）增產效果不顯著。NP、SNP、M和MNP處理間玉米產量差異也未達到顯著水平。與玉米不同的是，所有施肥處理小麥籽粒產量較對照均顯著增加，N、NP、SNP、M和MNP 處理的平均小麥籽粒產量分別較對照（CK）增加36%、147%、164%、139%和214%，其增幅明顯大于玉米。不同處理間，MNP處理小麥籽粒產量最高，顯著高于其他處理，但NP、SNP、M處理間的差異不顯著（表1）。由此表明，僅施有機肥（M）及稈還田結合隔年施磷（SNP）可以獲得與NP處理相當的作物產量。施肥對年際間小麥產量的穩定性也有較大影響（表1），NP、SNP、M和MNP處理小麥產量的變異系數較對照明顯降低，但不同處理間玉米籽粒產量的變異系數差異不明顯，在23%～32%之間。

2.2 施肥對累積產量的貢獻

圖1 施肥對小麥和玉米累積產量的影響Fig.1 Effects of fertilization on accumulative yields of wheat and maize

表1 施肥對作物產量的影響Table 1 Effects of fertilization on crops yields

圖2 不同施肥處理小麥和玉米累積增產量Fig. 2 Contribution of fertilization to accumulative yield of wheat and maize relative to treatments

氮磷配施、秸稈還田和有機肥的玉米和小麥累積產量貢獻量均隨著種植年限的增加而增加，而且與種植年限間存在顯著正相關關系。由擬合方程得知，氮磷配施、秸稈還田玉米年均產量貢獻量分別為3 408、2 191 kg·hm-2，小麥的分別為429、206 kg·hm-2（圖2）。由M=∑1n(M-CK)計算所得有機肥處理的玉米、小麥年均產量貢獻量分別為3 533、1 896 kg·hm-2，而由M=(MNP-NP)計算所得有機肥的玉米、小麥年均產量貢獻量分別為1 492、744 kg·hm-2。M=(M-CK)所得的有機肥累積產量貢獻量明顯大于M=(MNP-NP)所得，由此表明，土壤肥力對有機肥的作物產量貢獻量有較大影響，低肥力土壤（CK處理）有機肥的增產效果明顯高于高肥力土壤（NP處理）。

單施氮肥的小麥和玉米累積產量貢獻量隨種植年限的增加先增加后降低，可用開口向下的二次曲線擬合，表明單施氮肥一定的年限后，玉米和小麥產量將會低于不施肥處理（CK），二次曲線的斜率也顯示，氮肥的年產量貢獻量隨種植年限的延長而逐漸降低，一定年限后將出現較對照減產。這可能是由于土壤磷素逐漸耗竭，土壤氮磷養分不平衡，嚴重限制了氮肥的作物產量效應所致（圖2）。與氮肥不同，磷肥的小麥和玉米累積產量貢獻量隨種植年份的增加而增加，可用開口向上的二次曲線擬合。二次曲線的斜率顯示，磷肥的年產量貢獻量隨種植年限增加而逐漸增加，這可能是由于長期施磷，土壤中的磷素累積而進一步增加作物產量所致，也可能是以P=(NP-N)計算P累積產量貢獻量，未能分離NP的交互作用及N處理產量逐漸降低所致。

2.3 施肥對土壤肥力的貢獻

2.3.1 施肥對土壤有機質和全氮的貢獻 由圖3可以看出，隨試驗年限延長，施有機肥及秸稈還田土壤有機質含量明顯增加，不施肥（CK）和僅施用化肥（N，NP）處理土壤有機質含量也有所增加。除CK和N處理，其余處理土壤有機質含量與試驗年限顯著正相關（yNP= 0.18x + 9.69，R2 = 0.71**；ySNP= 0.32x + 10.09，R2 = 0.92**；yM= 0.39x + 8.95，R2 = 0.84**；yMNP= 0.44x +8.86，R2 = 0.87**）。2015年CK、N、NP、SNP、M和MNP 土壤有機質含量分別為13.2、13.6、16.6、18.9、23.4和24.2 g·kg-1，分別較1978年增加22.8%、26.5%、54.4%、75.8%、114.0%和123.3%，年均增速分別為0.064、0.075、0.154、0.214、0.322和0.348 g·kg-1。2015年NP、SNP、M和MNP處理土壤有機質含量顯著高于對照（CK）和僅施氮肥（N）處理，其分別較對照增加25.7%、43.2%、74.2%和81.8%。M和MNP處理顯著高于NP和SNP處理，但CK與N、NP與SNP及M與MNP處理間差異不顯著（表2）。

圖3 施肥對土壤碳氮的貢獻Fig. 3 Contribution of fertilization to soil organic matter and N contents

土壤全氮含量變化趨勢與土壤有機質含量的變化趨勢略有差異，隨試驗年限延長，施有機肥和秸稈還田土壤全氮含量也明顯增加，但化肥無論單施還是配施，土壤全氮含量均無明顯變化（圖3）。CK、N、NP、SNP、M和MNP 6處理中僅有M和MNP處理土壤全氮含量與試驗年限顯著正相關（yM= 0.009x + 0.968，R2 = 0.62**；yMNP= 0.010x+ 0.983，R2 = 0.72**）。2015年CK、N、NP、SNP、M和MNP 處理土壤全氮含量分別為0.87、0.87、0.89、1.04、1.32、1.27 g·kg-1，僅SNP、M和MNP處理土壤全氮含量較對照（CK）顯著增加，分別較對照增加9.5%、36.8%和33.7%，而且M和MNP處理顯著高于SNP， N和NP處理與對照（CK）差異不顯著，M和MNP處理間差異也不顯著（表2），這進一步說明，長期施用化學氮肥對土壤全氮含量影響不顯著。

表2 施肥對0～20 cm耕作層土壤養分含量的影響Table 2 Effect of fertilization on soil nutrient contents in the 0～20 cm tillage layer in 2015

2.3.2 施肥對土壤有效磷和速效鉀的貢獻 CK和N處理長期不施磷，土壤有效磷（Olsen-P）含量隨試驗年限延長而逐漸降低，而NP、SNP、M和MNP處理每年均有磷輸入，土壤有效磷含量均隨試驗年限延長而逐漸增加（圖4），且與試驗年限顯著正相關（yN= -0.13x+6.78, R2 = 0.53**;yNP= 0.57x+4.70, R2 = 0.82**; ySNP= 0.28x+6.38,R2 = 0.69**; yM= 0.278x + 6.27, R2 = 0.88**; yMNP= 1.33x + 2.36, R2 = 0.94**）。2015年CK、N、NP、SNP、M和MNP的有效磷含量分別為3.2、5.0、26.7、13.6、12.4和39.2 mg·kg-1，與1978年初始值相比，CK和N處理降低了52.7%和26.1%，年均減少0.094 mg·kg-1和0.047 mg·kg-1，而NP、SNP、M和MNP處理較對照分別增加了394.4%、100.9%、83.2%和479.0%，年均增加0.52、0.18、0.15和0.85 mg·kg-1。2015年NP、SNP、M和MNP土壤有效磷含量顯著高于對照，分別較對照增加638%、325%、288%和1125%。MNP既施有機肥又施磷肥，年均土壤磷素投入量最大（153 kg·hm-2），土壤有效磷含量也顯著高于其他處理；其次為NP處理，NP處理（30 kg·hm-2）雖年均土壤磷素輸入量低于M處理（120 kg·hm-2），但有效磷含量高，因而，NP處理土壤有效磷含量也顯著高于M處理；SNP處理磷素輸入量低于NP處理，但因施用化學磷肥，土壤有效磷含量雖顯著低于NP處理，但與M處理差異不顯著（表2）。

與有效磷含量變化趨勢相似，隨試驗年限延長，長期無鉀輸入處理（CK、N、NP）土壤速效鉀含量逐漸降低，但僅CK處理與試驗年限顯著負相關（yCK= -1.20x + 162.44, R2 = 0.49**），秸稈還田（SNP）雖可緩解土壤速效鉀含量降低的趨勢，但不能完全消除（圖4）。施用有機肥（M和MNP）土壤速效鉀含量逐漸增加，而且與試驗年限顯著正相關（yM= 5.67x + 123.91, R2= 0.78**; yMNP= 5.61x + 124.43, R2 = 0.84**）。2015年CK、N、NP、SNP、M和MNP 6 處理土壤速效鉀含量分別為129、154、119、139、288和299 mg·kg-1，CK、N、NP和SNP處理土壤速效鉀含量分別較1978年試驗初始值降低21.0%、5.6%、27.1%和14.8%，年均減少0.90、0.24、1.16和0.64 mg·kg-1，而M和MNP處理較初始值增加76.6%和83.2%，年均增加3.28和3.57 mg·kg-1。MNP和M處理長期施用有機肥，土壤速效鉀含量最高，顯著高于其他處理，其次為SNP和N處理，而CK和NP處理土壤速效鉀含量最低（表2）。

圖4 施肥對土壤有效磷和速效鉀貢獻Fig. 4 Contribution of fertilization to contents of soil available P and K

3 討 論

3.1 作物累積產量及肥料的作物產量貢獻

作物產量的施肥響應是評價施肥措施是否科學的主要依據，但由于受氣候和品種等因素的影響，年際間作物產量通常有較大波動。為消除氣候、品種等所引起的產量波動，多采用滑動平均、相對產量等方法處理［13］。本研究發現，CK和N處理小麥累積產量隨試驗年限延長增速逐減，而其他處理則直線增加；N肥的小麥和玉米累積產量貢獻量隨種植年限的增加先增加后降低，而NP、秸稈和有機肥的累積產量貢獻量隨試驗年限線性增加，與累積產量變化趨勢相互印證；CK、N、NP、SNP、M、MNP 6處理玉米和小麥的多年平均籽粒產量與由擬合方程所得的相應處理年均產量相近，以上結果均表明采用累積產量法可在更長的時間尺度上消除年際間作物產量的波動，通過建立不同施肥處理種植年限與累積產量的數學關系，可準確確定不同施肥及肥料作物產量演變趨勢特征和貢獻量等參數。

NP肥的小麥和玉米年產量貢獻量分別為3 408和2 191 kg·hm-2，秸稈還田年均玉米和小麥產量貢獻分別為429和206 kg·hm-2，而氮肥、磷肥的玉米產量貢獻量與種植年限分別呈二次凹曲線和凸曲線關系，M和MNP處理有機肥的玉米年均產量貢獻為3 533、1 896 kg hm-2，小麥為1 492、744 kg·hm-2，表明肥料種類、土壤養分平衡狀況及肥力水平均影響著肥料的作物產量貢獻量。N處理土壤有效磷含量逐漸降低，逐漸限制氮肥的作物產量貢獻，直至氮肥的作物產量貢獻為負；長期施磷，土壤有效磷累積，磷肥的作物產量貢獻增加，同時，以NP-N計算磷肥的作物產量貢獻會因N處理作物產量遞減引起磷肥的作物產量貢獻量遞增；M處理與CK處理土壤肥力指標（有機質、全氮、有效磷和速效鉀）差異明顯大于MNP與NP處理，致使M處理有機肥作物產量貢獻明顯大于MNP處理，因此，在評價肥料的作物產量貢獻量時應充分考慮土壤養分平衡狀況及肥力水平。

由累積產量與試驗年限間的擬合方程得知，CK、N、NP、SNP、M和MNP 6處理玉米的年均籽粒產量分別為3 491、4 359、6 899、7 329、7 024、8 392 kg·hm-2，小麥的分別為1 443、1 869、3 634、3 842、3 338、4 378 kg·hm-2，這與布置在陜西長武長期定位試驗CK、N、NP、M和MNP處理的小麥平均產量基本一致［12］，雖然陜西武長期定位試驗施氮量高于本試驗。王位泰等［14］在黃土高原56個站點研究發現，多雨年小麥和玉米的平均產量分別為3 555和6 690 kg·hm-2，少雨年小麥和玉米的平均產量為2 955和2 580 kg·hm-2，多雨年小麥和玉米產量與本研究NP處理小麥和玉米產量相近，由此表明，本試驗NP處理的施肥量與區域常規施肥量（N 225、P2O5150 kg·hm-2）相比雖較低，但能滿足作物正常生長發育的需要。作物累積產量貢獻量與種植年限顯著正相關，同時NP處理土壤有機質、全氮和有效磷含量較試驗起始時其含量明顯增加，進一步證實NP處理的施肥量未引起土壤肥力水平下降。SNP、M和MNP處理小麥和玉米產量與NP處理相近或顯著高于NP處理，其原因是這3處理土壤有機質、全氮和速效鉀含量較NP處理明顯增加，雖SNP和M處理有效磷含量低于NP處理，但仍高于12 mg·kg-1，與土壤養分豐缺指標劃分標準［15］相比，含量水平中等，而且與試驗起始時相比明顯增加，能夠滿足作物需求。這些結果也表明，秸稈還田配合隔年施磷、施用有機肥及化肥與有機肥配施均是黃土高原黑壚土區比較適宜的土壤培肥技術，特別是秸稈還田配合隔年施磷，不但可降低磷肥施用量50%，還可解決作物秸稈的出路問題。

3.2 施肥對土壤肥力質量的貢獻

有機質是土壤肥力的基礎和土壤培肥的核心問題，一直受到廣泛關注。本研究發現，施用有機肥和秸稈還田顯著增加了土壤有機質含量，不施肥和僅施用化肥處理，土壤有機質含量也有所增加，其原因應是根茬還田所致，徐娜等［10］在陜西長武監測的結果與此相同。不同處理間土壤有機質增幅不同，可能與外源有機質輸入的數量、質量及根茬還田量不同有關，SNP處理累積有機質輸入量最大（149 200 kg·hm-2），而M和MNP處理累積有機碳輸入量分別為93 027 kg·hm-2和102 841 kg·hm-2，但因其較農家肥中的有機質更易礦化腐解，土壤固存率低，致使土壤有機質含量顯著低于M和MNP處理。陳磊等［11］在黃土高原中南部的旱塬上研究也發現，單施氮肥（N）、氮磷（NP）配施可顯著增加土壤有機質含量，有機肥與化肥配施土壤中的作物殘茬明顯增加，有機質含量增幅較化肥單施和配施效果顯著。李科江等［16］在河北省輕壤質底黏潮土上的研究同樣證實，長期不施肥，土壤有機質含量略有增加；而許詠梅等［17］在新疆烏魯木齊灰漠土上研究發現，長期不施肥、施用化肥土壤有機質含量明顯下降。不同區域長期施肥土壤有機質響應不一致可能與土壤類型、氣候條件及種植作物不同有關。

施用有機肥和秸稈還田增加了土壤全氮含量，但施用化肥對土壤全氮含量影響不明顯，這與楊旸等［18］研究結果一致。其主要原因可能是農田土壤中的化學氮素除部分在降雨和灌溉水的作用下直接流失外，主要是以可溶性和形式淋失至土壤下層或通過氨揮發途徑進入大氣［19］，而有機肥氮可區分為易分解和較難分解的兩大部分，前者在施用的當季即可分解釋出礦質氮，而后者的礦化較慢、持效時間較長，長期連續施用可產生累積效應［20］。王亞薩等［21］研究也證實，施用有機肥能顯著提高土壤全氮含量，并且有機肥施用量與土壤全氮提高幅度呈正相關。由此表明，氮肥與有機肥配施是增加土壤全氮含量、提升土壤供氮能力和氮肥利用效率的有效途徑。

4 結 論

采用累積產量可在更長的時間尺度上消除年際間作物產量的波動，通過建立種植年限與累積產量間的關系，可準確確定不同施肥處理作物平均產量、產量演變趨勢及肥料的作物產量貢獻量等參數。土壤肥力水平影響肥料的作物產量貢獻量，氮肥和磷肥的玉米產量貢獻量與種植年限分別呈二次凹函數和凸函數關系，M和MNP處理有機肥的玉米年均產量貢獻為3 533、1 896 kg·hm-2，小麥為1 492、744 kg·hm-2。秸稈還田年均玉米和小麥產量貢獻分別為429和206 kg·hm-2。黃土高原黑壚土區小麥/玉米輪作體系中，長期秸稈還田、施用有機肥及有機肥與化肥配施作物產量較常規施肥增加，同時也可提高土壤有機質和全氮含量，提升土壤肥力質量；適宜施肥量為N 90 kg·hm-2、P2O575 kg·hm-2，若秸稈還田，可隔年施磷。