肥料配施對土壤養(yǎng)分含量的影響

楊麗輝，張希子，韓建鑫

(1.遼寧千一測試評價科技發(fā)展有限公司沈陽分公司 遼寧沈陽 110000；2.遼寧千一測試評價科技發(fā)展有限公司 遼寧本溪 117004)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在偏施肥等不合理施肥現(xiàn)象，導(dǎo)致肥料浪費，土壤養(yǎng)分不均衡。化肥在提高土壤速效養(yǎng)分含量和土壤供肥容量方面作用顯著，但容易導(dǎo)致土壤酸化。英國洛桑試驗站的試驗表明，長期施用化肥，土壤有機碳和氮素含量提高甚微，磷、鉀含量提高顯著[1]。董魯浩等[2]研究表明，長期施用化肥處理的土壤中氮、磷、鉀養(yǎng)分比有機無機肥配施處理的表現(xiàn)出較低的水平。有機肥在改善養(yǎng)分庫容和提高土壤供肥容量方面作用明顯，但對土壤養(yǎng)分提高幅度較小。Suzuki等[3]和 Yamada[4]的研究表明，長期施有機肥處理的土壤中積累的有機質(zhì)的量已相當于每年有機肥施用量的10倍；姚源喜等[5]的研究表明，長期施用廄肥和堆肥有加速土壤中氮、磷、鉀的積累和提高有效養(yǎng)分含量的作用。長期單施化肥，作物產(chǎn)量呈報酬遞減規(guī)律且作物品質(zhì)下降；長期單施有機肥，作物品質(zhì)優(yōu)良，但產(chǎn)量只能維持在一定水平，很難高產(chǎn)。王芝壽等[6]研究表明，有機肥與無機肥配合施用，能提高土壤肥力和作物產(chǎn)量，改善和提高作物品質(zhì)。有關(guān)肥料配施對陰山北麓地區(qū)土壤養(yǎng)分含量影響的研究很少，本文旨在探明不同施肥處理對陰山北麓地區(qū)土壤養(yǎng)分含量的影響，以期為合理施肥，減少因不合理施肥造成的養(yǎng)分資源浪費，穩(wěn)定華北馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展等方面提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本概況

試驗地位于內(nèi)蒙古武川縣大豆鋪鄉(xiāng)，屬溫帶大陸性季風氣候，年日照時數(shù)2 959.5 h，年均氣溫2.4 ℃，高于10 ℃積溫1 955.2 ℃，年均降水量352.1 mm左右，年蒸發(fā)量2 068.0 mm，無霜期105 d左右。土壤類型為栗鈣土類，試驗前土壤基礎(chǔ)肥力見表1。

表1 試驗前土壤基礎(chǔ)肥力

1.2 供試材料

尿素，w(N)=46.4%，石家莊正元化肥有限公司；過磷酸鈣，w(P2O5)=16.0%，江蘇美樂肥料有限公司；硫酸鉀，w(K2O)=51.0%，國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司；羊糞肥，w(有機質(zhì))=31.4%，w(N)=0.6%，w(P2O5)=0.5%，w(K2O)=0.2%，內(nèi)蒙古烏蘭察布市綠翔農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料有限公司。供試種薯為克新一號一級原種。

1.3 試驗設(shè)計

試驗種植制度為馬鈴薯-不同施肥處理連作制。隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)7個處理，處理設(shè)計的施肥種類及用量見表2。每個處理4次重復(fù)，共計28個小區(qū)，小區(qū)面積5 m×6 m=30(m2)。播種密度3 500株/畝(1畝=667 m2，下同)，行距60 cm，株距33.3 cm。采用滴灌方式灌溉，田間管理常規(guī)進行。按小區(qū)稱量肥料作為基肥一次性施入，化肥混合后，用事先做好的量器量取，均勻施入播種溝(條施)，混土后點種，有機肥撒開后開溝播種。

1.4 測定指標及方法

播種前和收獲后分別采集0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土層土樣，多點采樣混合均勻。土壤pH和養(yǎng)分含量采用常規(guī)方法分析測定，即土壤pH的測定采用電位計法，有機質(zhì)的測定采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法，全氮的測定采用半微量凱氏定氮法，堿解氮的測定采用堿解擴散法，有效磷的測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀的測定采用乙酸銨浸提-火焰光度法[7]。

表2 處理設(shè)計的施肥種類及用量

1.5 數(shù)據(jù)處理

運用Microsoft Excel 2007軟件對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理并作圖，用DPSv7.05軟件進行隨機區(qū)組設(shè)計的方差分析及LSD0.05差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同肥料配施對土壤酸堿度的影響

不同肥料配施處理后的土壤pH測定結(jié)果見表3。

由表3可以看出：隨著土層加深，土壤pH逐漸增大，pH變化值卻隨土層增加而減小；各處理均是收獲后的土壤pH大于播種前的；各土層土壤pH變化值均為CK>M>NP≥NK≥PK≥NPK≥M+NPK。

表3 不同肥料配施處理后的土壤pH測定結(jié)果

方差分析結(jié)果表明：肥料連作對0～20 cm土層土壤pH的影響差異極顯著(F=12.00，大于F0.01=8.47)，各施肥處理的土壤pH變化值均小于CK處理的，其中M+NPK處理變化值最小，且與其他各處理間差異顯著，其次是NPK、PK處理的變化值，顯著小于M、CK處理的；肥料連作對20～40 cm土層土壤pH的影響差異顯著(F=6.21，大于F0.05=4.28)，各施肥處理的土壤pH變化值均小于CK處理的，其中M+NPK、NPK處理的顯著小于CK處理的，M+NPK處理的土壤pH變化值最小，與各處理差異顯著；肥料連作對40～60 cm土層土壤pH的影響差異顯著(F=28.14，大于F0.05=4.28)，各施肥處理的土壤pH變化值均顯著小于CK處理的，但各施肥處理間差異不顯著。

2.2 不同肥料配施對土壤有機質(zhì)含量的影響

不同肥料配施處理后土壤有機質(zhì)含量的測定結(jié)果見表4。

表4 不同肥料配施處理后土壤有機質(zhì)含量的測定結(jié)果 g/kg

由表4可以看出：隨著土層的加深，土壤中有機質(zhì)的含量逐漸減少，有機質(zhì)含量變化值也隨著土層的加深而變小；與CK相比，不同施肥處理均在一定程度上提高了土壤有機質(zhì)的含量，隨著肥料的平衡施入，有機質(zhì)提高幅度也在加大，各土層均呈現(xiàn)M+NPK>M>NPK>NP>NK>PK。

方差分析結(jié)果表明：肥料連作對0～20 cm土層土壤有機質(zhì)含量的影響差異極顯著(F=63.85，大于F0.01=8.47)，各施肥處理均可顯著提高0～20 cm土層土壤有機質(zhì)含量，而不施肥CK使土壤有機質(zhì)含量降低，其中M+NPK處理的土壤有機質(zhì)含量增加最多，與NP、NK、PK、CK間差異顯著；肥料連作對20～40 cm土層土壤有機質(zhì)含量的影響差異極顯著(F=17.83，大于F0.01=8.47)，各施肥處理均可顯著提高20～40 cm土層土壤有機質(zhì)含量，而CK處理使土壤有機質(zhì)含量降低，其中M+NPK處理的土壤有機質(zhì)含量增加最多，與NK、PK、CK間差異顯著；肥料連作對40～60 cm土層土壤有機質(zhì)含量的影響差異極顯著(F=26.44，大于F0.01=8.47)，各施肥處理均可顯著提高40～60 cm土層土壤有機質(zhì)含量，而CK處理使土壤有機質(zhì)含量降低，其中M+NPK處理的土壤有機質(zhì)含量增加最多，與NK、PK、CK間差異顯著，與NPK、NP、M處理間差異不顯著。

2.3 不同肥料配施對土壤全氮含量的影響

不同肥料配施處理后土壤全氮含量的測定結(jié)果見表5。

表5 不同肥料配施處理后土壤全氮含量的測定結(jié)果 g/kg

由表5可知：隨土層加深，土壤全氮含量減少，全氮含量的變化值也隨土層加深而減小；M+NPK、M、NPK、NP、NK各處理的土層土壤全氮含量收獲后比播種前有不同程度的增加，PK、CK處理的土壤全氮含量收獲后比播種前有所下降。

方差分析結(jié)果表明：肥料連作對0～20 cm土層土壤全氮含量的影響差異極顯著(F=138.07，大于F0.01=8.47)，除PK處理外，其他各施肥處理的土壤全氮含量的變化值極顯著大于CK處理的，其中M+NPK處理的土壤全氮含量的增加值最大，其次是NPK處理的，均與其他各處理間差異顯著；肥料連作對20～40 cm土層土壤全氮含量的影響差異極顯著(F=90.56，大于F0.01=8.47)，除PK處理外，其他各施肥處理的全氮含量的增加值均顯著大于CK處理的，其中M+NPK處理的土壤全氮含量的增加值最大，除與NPK處理間差異不顯著外，與其他各處理的差異均顯著；肥料連作對40～60 cm土層土壤全氮含量的影響差異極顯著(F=72.13，大于F0.01=8.47)，除PK處理外，其他各施肥處理的土壤全氮含量的增加值均顯著大于CK處理的，其中M+NPK處理的土壤全氮含量的增加值最大，其次是NPK處理的，均與其他各處理間差異顯著。

2.4 不同肥料配施對土壤堿解氮含量的影響

不同肥料配施處理后土壤堿解氮含量的測定結(jié)果(見表6)表明:堿解氮含量變化規(guī)律與全氮含量變化規(guī)律基本一致，這是因為土壤全氮與堿解氮間有密切的相關(guān)性；施用含氮的肥料能顯著提高土壤堿解氮含量，并隨著其他營養(yǎng)元素的施入，提高效果顯著；隨著土層的加深，土壤堿解氮含量逐漸減小，堿解氮含量的變化值隨土層的加深也減小；各處理對不同土層土壤堿解氮含量的影響由高到低依次為M+NPK、NPK、NK、NP、M、PK、CK處理，由此可見，肥料配施可提高土壤堿解氮的供應(yīng)能力。

方差分析結(jié)果表明：肥料連作對0～20 cm土層土壤堿解氮含量影響差異極顯著(F=691.83，大于F0.01=8.47)，除PK處理外，其他各施肥處理的土壤堿解氮含量增加值均極顯著大于CK處理的，其中M+NPK處理的土壤堿解氮含量增加值最大，其次是NPK處理的，均與其他各處理差異顯著；肥料連作對20～40 cm土層土壤堿解氮含量影響差異極顯著(F=400.03，大于F0.01=8.47)，除PK處理外，其他各施肥處理的土壤堿解氮含量增加值極顯著大于CK處理的，M+NPK處理的土壤堿解氮含量增加值最大，其次是NPK處理的，均與其他各處理差異顯著；肥料連作對40～60 cm土層土壤堿解氮含量影響差異極顯著(F=65.05，大于F0.01=8.47)，除PK處理外，其他各施肥處理的土壤堿解氮含量增加值極顯著大于CK處理的，M+NPK處理的土壤堿解氮含量增加值最大，其次是NPK處理的，均與NK處理差異不顯著，與其他各處理差異顯著。

表6 不同肥料配施處理后土壤堿解氮含量的測定結(jié)果 mg/kg

2.5 不同肥料配施對土壤有效磷含量的影響

不同肥料配施處理后土壤有效磷含量的測定結(jié)果見表7。

表7 不同肥料配施處理后土壤有效磷含量的測定結(jié)果 mg/kg

由表7可以看出：隨著土層的加深，土壤中的有效磷含量逐漸減少，有效磷含量的變化值也隨著土層的加深而減小；除NK、CK處理外，其余各處理土壤中有效磷含量均是收獲后比播種前增加；NK、CK處理土壤中有效磷含量收獲后比播種前降低，且降低值是NK>CK。

方差分析結(jié)果表明:肥料連作對0～20 cm土層土壤中有效磷含量的影響差異極顯著(F=2 005.79，大于F0.01=8.47)，除NK處理外，其他各施肥處理土壤中有效磷含量的增加值均顯著大于CK處理的，除NP與PK、NK與CK處理之間差異不顯著外，其他各處理間土壤中有效磷含量增加值的差異均達顯著水平；肥料連作對20～40 cm土層土壤中有效磷含量的影響差異極顯著(F=255.85，大于F0.01=8.47)，除NK處理外，其他各施肥處理土壤中有效磷含量的增加值顯著大于CK處理的，其中M+NPK處理土壤中有效磷含量的增加值最大，除與NPK處理間差異不顯著外，與其他各處理的差異均達顯著水平；肥料連作對40～60 cm土層土壤中有效磷含量的影響差異極顯著(F=17.35，大于F0.01=8.47)，除NK處理外，其他各施肥處理土壤中有效磷含量的增加值極顯著大于CK處理的，M+NPK處理土壤中有效磷含量的增加值最大，與NK、CK處理差異極顯著，與其他各處理間差異不顯著。

2.6 不同肥料配施對土壤速效鉀含量的影響

不同肥料配施處理后土壤中速效鉀含量的測定結(jié)果(見表8)表明：各處理土壤中速效鉀含量均隨土層的加深而減小，收獲后和播種前土壤中速效鉀含量的變化值也隨土層的加深而減小；各土層均呈現(xiàn)施用鉀肥的處理(NK、PK、NPK、M、M+NPK)土壤中速效鉀含量增加，其影響表現(xiàn)為M+NPK>NPK>PK>NK>M，不施鉀肥的處理(NP、CK)土壤中速效鉀含量收獲后小于播種前。

表8 不同肥料配施處理后土壤速效鉀含量的測定結(jié)果 mg/kg

方差分析結(jié)果表明：肥料連作對0～20 cm土層土壤速效鉀含量的影響差異極顯著(F=34.38，大于F0.01=8.47)，除NP處理外，其他各施肥處理土壤中速效鉀含量的增加值均顯著大于CK處理的，其中M+NPK處理的土壤速效鉀含量的增加值最大，除與NPK處理差異不顯著外，與其他各處理間差異均達顯著水平；肥料連作對20～40 cm土層土壤速效鉀含量的影響差異極顯著(F=238.14，大于F0.01=8.47)，除NP處理外，其他各施肥處理土壤中速效鉀含量的增加值顯著大于CK處理的，其中M+NPK處理土壤中速效鉀含量的增加值最大，除與NPK處理差異不顯著外，與其他各處理間的差異均達顯著水平；肥料連作對40～60 cm土層土壤中速效鉀含量的影響差異極顯著(F=61.19，大于F0.01=8.47)，除NP處理外，其他各施肥處理土壤中速效鉀含量的增加值極顯著大于CK處理的，其中M+NPK處理土壤中速效鉀的增加值最大，除與NPK處理的差異不顯著外，與其他各處理間的差異達顯著水平。

2.7 不同肥料配施對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

從不同肥料配施處理后馬鈴薯的產(chǎn)量(見表9)可以看出：肥料配施可以提高馬鈴薯的產(chǎn)量，其中M+NPK處理產(chǎn)量最高，達3.69 kg/m2，顯著高于CK處理的，比CK處理增產(chǎn)1.23 kg/m2，其次是NPK、M、NP處理，依次比CK處理的增產(chǎn)1.10、1.00、0.69 kg/m2；各施肥處理均可提高馬鈴薯的平均單薯質(zhì)量，除NK、PK處理外，其他各施肥處理與CK處理間的差異均達到顯著水平。

表9 不同肥料配施處理后馬鈴薯的產(chǎn)量

3 結(jié)語

各處理土壤的pH收獲后比播種前增大，與劉杏蘭等[8]的研究結(jié)果相似；施氮肥處理土壤全氮、堿解氮含量升高，與張夫道等[9]的研究結(jié)果相似；施磷肥處理土壤有效磷含量升高，與Mercik等[10]的研究結(jié)果相似；施鉀肥處理土壤速效鉀含量升高，與漆華[11]的研究結(jié)果相似；施肥使土壤有機質(zhì)含量升高，施有機肥處理增加更明顯；M+NPK處理對提高土壤有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀含量效果最顯著。不施氮肥處理，土壤全氮、堿解氮含量下降，且PK處理下降幅度大于CK的；不施磷肥處理，土壤有效磷含量下降，且NK處理下降幅度大于CK的；不施鉀肥處理，土壤速效鉀含量下降，且NP處理下降幅度大于CK的。這可能是由于作物在生長過程中從土壤中吸收養(yǎng)分，而沒有通過施肥方式向土壤中補充所吸收的養(yǎng)分，所以對應(yīng)的土壤養(yǎng)分含量下降；CK的產(chǎn)量最低，作物吸收養(yǎng)分最少，所以土壤養(yǎng)分減少得相對較少；只有CK土壤中有機質(zhì)含量下降，可能是因為施肥使作物生長旺盛，歸還到土壤中的養(yǎng)分相對較多，補充了作物生長過程中從土壤中吸收的養(yǎng)分。

作物種植面積有限，施肥是提高作物單位面積產(chǎn)量最有效的措施，但不合理施肥不僅對土壤、大氣、水體造成不利影響，而且導(dǎo)致肥料利用率降低，破壞農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本文對肥料配施條件下各施肥處理對種植馬鈴薯后土壤養(yǎng)分含量的影響進行了較為詳細的研究，以期為馬鈴薯生產(chǎn)中合理施肥方案的制定提供理論依據(jù)。