長期施肥對水稻田土壤養分含量的影響

周瓊，周穎杰，馬建芳

(寧波市奉化區農業技術服務總站,浙江 寧波 315500)

在長期的農業生產過程中，部分耕地土壤出現肥力下降、土壤養分不平衡和耕層變淺等不良現象[1]。研究長期施肥下，水稻田土壤各肥力指標的變化，能實時監測耕地地力情況，對調整當下施肥措施、提高肥料利用率和提高耕地質量有較大的指導意義[2]。寧波市奉化區在糧食主產區設立了3個耕地地力長期監測點，主要用于觀察同一水稻田塊在相同種植制度下多年采用不同施肥模式對土壤肥力的影響和耕地地力的變化趨勢，篩選適合推廣應用的地力培肥措施以指導實際生產。現將2015─2019年3個監測點的有關結果總結如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料

3個監測點位于寧波市奉化區，地理坐標121°03′E～121°46′E、29°25′N～29°47′N。其中，莼湖鎮東謝村監測點土壤屬洪積泥砂田，江口街道浦口王村和西塢街道下徐村土壤屬黃化青紫泥田。

各監測點供試品種均為當地主栽品種，其中，西塢街道下徐村為甬優7872，江口街道浦口王村和莼湖鎮東謝村為甬優12。種植制度為單季稻。所施肥料：尿素(含氮量46%)、碳酸氫銨(含氮量17%)、過磷酸鈣(含磷量16%)、氯化鉀(含鉀量60%)、甬慶豐(含氮量20%，含磷量8%，含鉀量12%)和商品有機肥(含氮量3%，含磷量2%，含鉀量1%)。

1.2 處理設計

按照《寧波市農田質量長期定位監測點建設指導意見》建設要求，選擇3個有代表性的水稻種植區進行不同施肥處理的肥料監測試驗，側重監測施肥方式對地力的影響。在3個監測點內各布設4個施肥處理：Ⅰ，不施肥；Ⅱ，常規施肥；Ⅲ，測土配方施肥純化肥；Ⅳ，測土配方施化肥+有機肥。小區面積66.7 m2，不設重復。除施肥不同外，各處理的其他管理措施均保持一致。

莼湖鎮東謝村監測點：Ⅰ，不施肥；Ⅱ，每667 m2施基肥碳酸氫銨25 kg、過磷酸鈣25 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2尿素15 kg、氯化鉀15 kg，追肥3尿素20 kg、氯化鉀20 kg；Ⅲ，每667 m2施基肥甬慶豐25 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2甬慶豐15 kg，追肥3甬慶豐20 kg；Ⅳ，每667 m2施基肥甬慶豐25 kg、有機肥200 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2甬慶豐15 kg，追肥3甬慶豐20 kg。

江口街道浦口王村監測點：Ⅰ，不施肥；Ⅱ，每667 m2施基肥碳酸氫銨25 kg、過磷酸鈣25 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2尿素25 kg、氯化鉀25 kg，追肥3尿素20 kg、氯化鉀20 kg；Ⅲ，每667 m2施基肥甬慶豐25 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2甬慶豐25 kg，追肥3甬慶豐20 kg；Ⅳ，每667 m2施基肥甬慶豐25 kg、有機肥200 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2甬慶豐25 kg，追肥3甬慶豐20 kg。

西塢街道下徐村監測點：Ⅰ，不施肥；Ⅱ，每667 m2施基肥碳酸氫銨25 kg、過磷酸鈣25 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2尿素20 kg、氯化鉀20 kg，追肥3尿素10 kg、氯化鉀10 kg；Ⅲ，每667 m2施基肥甬慶豐25 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2甬慶豐20 kg，追肥3甬慶豐20 kg；Ⅳ，每667 m2施基肥甬慶豐25 kg、有機肥200 kg，追肥1尿素7.5 kg，追肥2甬慶豐20 kg，追肥3甬慶豐20 kg。

1.3 肥力測定

試驗開始前先采集基礎土樣，以后每年作物收獲后分小區進行土樣采集，在每一小區按“S”形取樣法取耕層混合土樣，每個樣品由小區內20個以上的取樣點采集的分樣充分混合而成，并用四分法縮分至1 kg，隨標簽一起裝入樣品袋。所有土壤樣品進行pH、有機質、全氮、有效磷和速效鉀等的測定，有機質利用重鉻酸鉀氧化-容重法分析，全氮利用半微量開氏法分析，有效磷利用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法分析，速效鉀利用乙酸銨浸提-火焰原子吸收法分析[3]。

2 結果與分析

2.1 對土壤pH的影響

從表1可看出，監測試驗開始前，江口街道監測點土壤pH高于莼湖鎮和西塢街道監測點土壤，而后2個監測點的土壤pH相近。隨著監測時間的延長，各處理的土壤pH基本都有不同幅度的增加，其中，試驗前土壤pH最低的莼湖鎮監測點5 a增幅最大，江口街道和西塢街道監測點5 a增幅較小。從同一監測點的不同施肥處理看，西塢街道和江口街道監測點，處理Ⅰ、Ⅳ的土壤pH高于其他處理，莼湖鎮監測點處理Ⅱ土壤pH增加最明顯。試驗結果表明，施肥對初始pH較低的土壤影響最大。

表1 不同施肥處理對2015—2019年土壤pH的影響

從5 a平均值分析，雖然3個監測點不同處理間土壤pH存在差異，但施肥總體對土壤pH影響不明顯。

2.2 對土壤有機質含量的影響

從不同監測點結果(表2)看，3個監測點土壤有機質含量隨著監測時間的延長變化趨勢不一，試驗前土壤有機質含量最低的莼湖鎮監測點5 a增幅最大，而其他2個監測點土壤有機質含量5 a間有明顯下降。表明基礎有機質含量較低的土壤有機質容易提升，含量高的則易出現虧損、降低現象。莼湖鎮監測點處理Ⅳ較其他處理土壤有機質含量增加最明顯，為18.58%，表明無機肥和有機肥混合施用能較好地提升土壤有機質含量。

表2 不同施肥處理對2015—2019年土壤有機質含量的影響

由于不同年份土壤肥力指標波動較大，為了綜合評估不同施肥方式對土壤肥力的影響，對5 a試驗結果的平均值進行分析比較。從5 a平均值和圖1分析，與不施肥處理相比，莼湖鎮、西塢街道監測點的處理Ⅳ土壤有機質含量分別提高14.54%和23.49%，江口街道的處理Ⅲ土壤有機質含量增加11.67%，結果表明，無機肥單獨或者無機肥與有機肥配合施用有利于保持較高的土壤有機質水平。

圖1 3個監測點不同施肥處理土壤肥力指標年均值相較于不施肥的增減幅

2.3 對土壤全氮含量的影響

從表3可看出，3個監測點土壤全氮含量隨著監測時間的延長表現出不同程度的降低。試驗前土壤全氮含量最高的江口街道監測點的5 a降幅最明顯；西塢街道土壤全氮含量中等，降幅次之；莼湖鎮土壤初始全氮含量最低，其5 a降幅也最小。從同一監測點的不同施肥處理看，不施肥處理土壤全氮含量5 a降幅比其他施肥處理降幅明顯，而莼湖鎮和西塢街道監測點處理Ⅳ土壤全氮含量降幅較小。上述結果說明，基礎全氮含量較高的土壤較易出現虧損現象，不施肥處理土壤全氮消耗最快，而無機肥與有機肥結合施用可減緩土壤全氮透支。

表3 不同施肥處理對2015—2019年土壤全氮的影響

從5 a平均值和圖1分析，與不施肥處理相比，莼湖鎮處理Ⅱ土壤全氮含量降幅較大，為20.93%，江口街道處理Ⅲ土壤全氮含量增加了46.76%，而西塢街道處理Ⅲ土壤全氮呈下降趨勢。因此，3個監測點的不同施肥方式土壤全氮含量波動較大，整體呈現下降趨勢，表明植物生長消耗土壤大量氮，適當調整施肥方式有利于改善土壤氮虧缺。

2.4 對土壤有效磷含量的影響

由表4看出，3個監測點土壤有效磷含量5 a的變化趨勢不一。3個監測點不施肥處理土壤有效磷含量5 a的降幅均比其他施肥處理明顯，其中，初始土壤有效磷含量最低的江口街道降幅最大。3個監測點處理Ⅳ土壤有效磷均明顯增加，其中，初始土壤有效磷含量中等的莼湖鎮增幅最大，為120.20%，初始土壤有效磷含量較高的西塢街道增幅則相對較低。莼湖鎮監測點處理Ⅱ、Ⅲ土壤有效磷含量也有不同程度地提高，但江口街道和西塢街道這2個施肥處理的土壤有效磷均降低。試驗結果表明，不施肥處理土壤有效磷被農作物大量消耗，同時基礎有效磷較低的土壤不施肥條件下也最容易出現透支現象，而無機肥和有機肥結合施用能明顯提高土壤有效磷的含量，因此，無機肥和有機肥配合施用對提高土壤肥力具有重要的作用。

表4 不同施肥處理對2015—2019年土壤有效磷的影響

從5 a平均值和圖1分析，與不施肥處理相比，莼湖鎮、江口街道監測點處理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ土壤有效磷含量分別增加了76.08%、74.64%、218.16%和40.79%、79.81%、113.28%，西塢街道處理Ⅱ、Ⅳ土壤有效磷含量分別提高了30.90%和83.93%。因此，3個監測點的結果都表明，各種施肥方式不同程度地提高了土壤有效磷含量，其中，測土配方施化肥+有機肥處理土壤有效磷明顯高于其他施肥處理。

2.5 對土壤速效鉀、緩效鉀含量的影響

由表5可看出，3個監測點試驗前土壤速效鉀含量相差較大，然而5 a間不同施肥處理均表現出大幅的降低趨勢，其降幅達56.57%或以上。3個監測點土壤緩效鉀含量隨著監測試驗的延長呈現出不一樣的增加幅度(表6)，其中：莼湖鎮監測點2019年的處理Ⅳ試驗后土壤緩效鉀比2016年提高268.69%；與2016年相比，江口街道和西塢街道2019年不施肥處理土壤緩效鉀含量明顯增加，且2個監測點2019年測土配方施化肥處理的土壤緩效鉀含量也增加。結果表明，土壤速效鉀易被農作物吸收利用，而所施用的鉀肥可能被土壤固定，因此，不利于植物吸收，應適當改善鉀肥施用方法，提高土壤鉀活性。

表5 不同施肥處理對2015—2019年土壤速效鉀的影響

表6 不同施肥處理對2015—2019年土壤緩效鉀的影響

從5 a平均值和圖1分析，與不施肥處理相比，莼湖鎮監測點處理Ⅲ、Ⅳ土壤有效鉀含量分別增加了18.76%和24.13%；江口街道和西塢街道監測點處理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別增加了15.02%、32.39%、32.69%和28.10%、23.53%、58.41%。施肥方式對土壤緩效鉀的影響要小于對速效鉀的影響。結果表明，施肥能不同程度地補充土壤有效鉀含量，且測土配方施化肥+有機肥的處理土壤有效鉀含量增加較明顯。

3 討論

朱日清等[4]對嘉興市3個省級監測點長期施肥的研究表明，不施肥嚴重影響土壤養分含量和水稻產量，施肥能較好地提升單因子較低的土壤養分，施用商品有機肥和秸稈還田能有效提高土壤保肥能力。蔣毛庚等[5]對湖南水稻田土壤肥力長期監測發現，70%無機肥和30%有機肥的配合施用可有效提高作物產量和維持土壤養分含量。徐一蘭等[6]的長期定位試驗結果表明，與化肥和無肥處理相比，60%和30%有機肥處理均能顯著增加土壤全氮、堿解氮、全磷、有效磷和速效鉀的含量。唐湘文等[7]的試驗結果表明，施用有機肥可快速培肥土壤，明顯提升土壤有機質、全氮和全磷等含量。本研究表明，不施肥掠奪性的生產嚴重影響土壤主要養分水平；與不施肥處理相比，長期不同施肥處理明顯提高了水稻田土壤的有機質、有效磷和速效鉀含量，這一結果與前人的研究結果基本相似。此外，綜合養分水平較低的土壤，進行測土配方施化肥+有機肥效果最佳，這與唐湘文等[7]的研究結果相似；土壤肥力中高水平的土壤可能因產出較高，易造成土壤養分虧缺或導致施肥提升地力的效果不佳，因此，需注意日常培肥，施用測土配方化肥和商品有機肥對提高土壤保肥能力和潛在肥力具有重要作用。

4 小結

長期監測結果表明，長期不同施肥處理土壤有機質、有效磷和速效鉀含量相較于不施肥處理均有明顯提升；對有機質、全氮、有效磷和速效鉀綜合養分指標低的土壤，針對土壤性狀配合施用無機肥和有機肥效果最佳；養分指標中高水平的土壤可能產出較高，易造成土壤養分虧缺或導致施肥提升地力的效果不佳，需要投入適當的肥料加以補充。施用測土配方化肥+有機肥處理對土壤有效磷提升效果明顯。結合農業生態環境治理，防止掠奪式生產引起土壤地力水平持續降低, 正確引導農戶通過科學測土配方結果進行無機肥和有機肥的配合使用, 保障農田綜合生產能力。