不同施肥處理對(duì)褐土及其微團(tuán)聚體肥力性狀的影響研究.pdf

1、研究長(zhǎng)期不同施肥制度下，土壤肥力變化規(guī)律對(duì)指導(dǎo)合理施肥，科學(xué)調(diào)控土壤肥力具有重要意義。本文采取長(zhǎng)期田間定位試驗(yàn)與室內(nèi)化驗(yàn)分析相結(jié)合的方法，對(duì)小麥-玉米輪作，不同施肥制度下褐土全土及其不同粒級(jí)微團(tuán)聚體中有機(jī)質(zhì)、氮素、磷素、鉀素肥力及酶活性變化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。主要研究結(jié)果如下： 1．冀東地區(qū)高肥力褐土的養(yǎng)分貯備及轉(zhuǎn)化潛力較低，長(zhǎng)期不施肥種植制度下，土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力迅速降低，基礎(chǔ)地力嚴(yán)重衰竭。采用有機(jī)肥(物)料配施NPK化肥具有

2、顯著的增產(chǎn)作用，是本區(qū)培肥增產(chǎn)的最有效途徑。 2．有機(jī)肥(物)料配施化肥，可明顯改善土壤水分及物理性質(zhì)和微團(tuán)聚體組成，提高土壤團(tuán)聚度，增強(qiáng)土壤調(diào)節(jié)水、肥、氣、熱的能力。 3．不同施肥制度對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的含量、存在形態(tài)及其性質(zhì)有重要影響。無(wú)論全土還是不同粒級(jí)微團(tuán)聚體，長(zhǎng)期不施肥使全土及各粒級(jí)有機(jī)碳、游離輕組和結(jié)合態(tài)有機(jī)碳含量降低，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合性狀變劣，結(jié)合態(tài)有機(jī)碳中的松/緊下降，腐殖質(zhì)組成中則表現(xiàn)為可浸提腐殖酸碳、HAC和F

3、AC均減少，HAC/FAC下降，HA趨于老化，同時(shí)使易氧化有機(jī)碳大量減少，Kos上升，土壤對(duì)養(yǎng)分的調(diào)控能力下降。長(zhǎng)期單施NPK化肥處理有相同的趨勢(shì)。長(zhǎng)期施用增量NPK化肥處理由于較高的根茬還田量而可保持平衡。有機(jī)肥(物)料配施化肥處理則可使上述指標(biāo)向相反的方向發(fā)展，提高土壤肥力水平。 4．土壤有機(jī)碳及其各組分含量及儲(chǔ)量均隨微團(tuán)聚體粒級(jí)減小而增加，<10μm微團(tuán)聚體是有機(jī)碳的主要富集場(chǎng)所。各粒級(jí)有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合度及結(jié)合態(tài)有機(jī)碳松/緊、

4、HAC/FAC均隨粒級(jí)減小而增加，Kos值則隨粒級(jí)減小而下降。有機(jī)肥(物)料配施化肥對(duì)各粒級(jí)有機(jī)碳及其組分含量和性質(zhì)的改善表現(xiàn)在大粒級(jí)特別是10～50μm粒級(jí)效果最明顯，在增強(qiáng)小粒級(jí)微團(tuán)聚體調(diào)控能力的同時(shí)，對(duì)大粒級(jí)微團(tuán)聚體供養(yǎng)能力進(jìn)行活化和改善，從而使土壤肥力水平提高。 5．土壤全氮、堿解氮含量及儲(chǔ)量均隨粒級(jí)減小而增加。不施肥使土壤及各粒級(jí)全氮、堿解氮含量和儲(chǔ)量下降，全土全氮和堿解氮的損失主要由10～50μm粒級(jí)提供。單施常量N

5、PK化肥全氮變化趨勢(shì)與不施肥處理相同；增量NPK化肥處理全氮略有盈余，主要進(jìn)入<10μm粒級(jí)；施用化肥均使土壤堿解氮含量有所提高，主要補(bǔ)充<10μm粒級(jí)。有機(jī)肥(物)料配施常量NPK化肥，土壤及各粒級(jí)全氮、堿解氮含量和儲(chǔ)量均增加，新增全氮和堿解氮主要進(jìn)入大粒級(jí)特別是10～50μm粒級(jí)，大粒級(jí)全氮和堿解氮貢獻(xiàn)率相應(yīng)上升，不同有機(jī)肥(物)料間以豬圈肥效果較好。 6．供試土壤有機(jī)氮各組分含量表現(xiàn)為酸不溶氮>氨基酸氮>未知態(tài)氮>銨態(tài)氮>

6、氨基糖氮。不施肥使土壤酸解性總氮和氨基酸氮、銨態(tài)氮及氨基糖氮含量下降，其中氨基酸氮和銨態(tài)氮對(duì)作物營(yíng)養(yǎng)的貢獻(xiàn)最大。單施常量NPK化肥氨基酸氮和氨基糖氮含量有下降趨勢(shì)，銨態(tài)氮含量上升；增量NPK化肥主要提高銨態(tài)氮含量；化肥氮主要進(jìn)入土壤銨態(tài)氮和氨基酸態(tài)氮庫(kù)。有機(jī)肥(物)料配施化肥可有效提高土壤氨基酸氮、銨態(tài)氮和氨基糖氮含量，降低酸不溶性氮含量，有機(jī)肥料氮主要進(jìn)入土壤氨基酸氮庫(kù)。 7．土壤有機(jī)態(tài)N含量及儲(chǔ)量、酸解性總N占全氮比例均隨粒

7、級(jí)減小而增加。不施肥主要消耗各粒級(jí)氨基酸氮，有機(jī)氮損失主要由10～50μm粒級(jí)提供。單施常量NPK化肥各粒級(jí)有機(jī)態(tài)氮的變化趨勢(shì)表現(xiàn)為<10μm粒級(jí)中銨態(tài)氮含量和儲(chǔ)量增加，而各粒級(jí)氨基酸態(tài)氮、氨基糖態(tài)氮?jiǎng)t處于消耗狀態(tài)。增量NPK化肥處理主要增加<10μm粒級(jí)銨態(tài)氮含量和儲(chǔ)量。各有機(jī)肥(物)料配施化肥處理可有效提高各粒級(jí)，特別是大粒級(jí)氨基酸態(tài)氮、銨態(tài)氮和氨基糖態(tài)氮含量，使全土及各粒級(jí)酸解性總氮含量提高，各粒級(jí)儲(chǔ)量增加，大粒級(jí)貢獻(xiàn)率提高，土壤

8、供氮能力增強(qiáng)。 8．不同粒級(jí)微團(tuán)聚體中全磷、有效磷含量和儲(chǔ)量均隨粒級(jí)減小而增加，不同粒級(jí)磷素有效性存在差異。不施肥全磷消耗以無(wú)機(jī)磷為主，且主要由10～50μm粒級(jí)提供，有效磷損失量則以<10μm粒級(jí)較高。施肥可有效提高土壤及各粒級(jí)全磷含量和儲(chǔ)量，單施化肥主要補(bǔ)充土壤無(wú)機(jī)磷庫(kù)。有機(jī)肥(物)料配施化肥可使其積累態(tài)磷量的25％左右進(jìn)入有機(jī)磷庫(kù)。各施肥處理新增全磷和有效磷主要進(jìn)入<10μm粒級(jí)，但對(duì)大粒級(jí)的補(bǔ)充比例有機(jī)肥(物)料配施化肥

9、處理較高。 9．有機(jī)磷及其組分含量和儲(chǔ)量均表現(xiàn)為隨粒級(jí)減小而增加。中活性有機(jī)磷占有機(jī)磷的比例隨粒級(jí)減小而增加，中穩(wěn)性有機(jī)磷則相反。不同施肥處理主要影響土壤及各粒級(jí)活性和中活性有機(jī)磷含量。不施肥主要消耗中活性有機(jī)磷，由<10μm粒級(jí)提供；施用化肥、特別是高量化肥，對(duì)有機(jī)磷含量提高有一定的貢獻(xiàn)；有機(jī)肥(物)料配施化肥則可明顯增加活性和中活性有機(jī)磷組分含量及其占總有機(jī)磷的比例。各施肥處理有機(jī)磷積累主要分配至中活性有機(jī)磷，進(jìn)入10～50

10、μm粒級(jí)比例較大。對(duì)有機(jī)磷的貢獻(xiàn)豬圈肥好于秸稈還田。 10．供試土壤無(wú)機(jī)磷組成為0-P>Ca-P>Fe-P>Al-P。不施肥使Ca<,2>-P和Fe-P含量下降最多，其無(wú)機(jī)磷的消耗量主要分配至Fe-P；各施肥處理Al-P和Fe-P含量盈余率最大，單施化肥積累態(tài)無(wú)機(jī)磷主要分配至0-P和Fe-P：有機(jī)肥(物)料配施化肥則主要分配至Fe-P和Al-P，向Ca-P的分配從單施化肥的以Ca<,10>-P為主轉(zhuǎn)向以Ca<,8>-P和Ca<,

11、2>-P為主。與單施化肥處理比較，有機(jī)肥(物)料配施化肥使Ca<,2>-P、 Ca<,8>-P、Al-P和Fe-P占無(wú)機(jī)磷的比例增加，Ca<,10>P和0-P則下降，無(wú)機(jī)磷有效性提高。 11．無(wú)機(jī)磷組分在各粒級(jí)的含量和儲(chǔ)量分布因種類而異。不施肥處理有效性較高的無(wú)機(jī)磷組分大粒級(jí)特別是10～50μm粒級(jí)含量和儲(chǔ)量下降較多，是磷素供應(yīng)主體。各施肥處理對(duì)無(wú)機(jī)磷庫(kù)的補(bǔ)充，Ca<,2>-P和Ca<,8>-P大粒級(jí)含量和儲(chǔ)量增加明顯，Al-P

12、和Fe-P則以小粒級(jí)增加更多。 12．土壤對(duì)磷的吸附量和吸持量隨粒級(jí)減小而增加，解吸率則相反，解吸量以10～50μm粒級(jí)最大。不施肥使土壤及其各粒級(jí)微團(tuán)聚體對(duì)磷的吸附量和吸持量增加，解吸量和解吸率下降；單施常量NPK化肥有同樣的趨勢(shì)；有機(jī)肥(物)料配施化肥則使土壤及其各粒級(jí)微團(tuán)聚體對(duì)磷的吸附量和吸持量減少，解吸量和解吸率上升，施用有機(jī)肥(物)料有利于改善小粒級(jí)微團(tuán)聚體的供磷能力。 13．微團(tuán)聚體中速效鉀和緩效鉀含量及儲(chǔ)量

13、均隨粒級(jí)減小而增加。不施肥使土壤及各粒級(jí)速效鉀和緩效鉀含量均出現(xiàn)下降，并降低二者大粒級(jí)儲(chǔ)量，而小粒級(jí)儲(chǔ)量及其貢獻(xiàn)率增加；有機(jī)肥(物)料配施化肥使土壤及各粒級(jí)速效鉀和緩效鉀含量提高，其效果以10～50μm粒級(jí)更為顯著，并使該粒級(jí)二種形態(tài)鉀素儲(chǔ)量及其貢獻(xiàn)率升高，施用化肥則主要提高小粒級(jí)鉀素含量和儲(chǔ)量。 14．長(zhǎng)期不同施肥制度下，與單施化肥處理比較，有機(jī)肥(物)料配施化肥可明顯提高土壤和微團(tuán)聚體中土壤酶活性，促進(jìn)土壤內(nèi)部生物化學(xué)作用的