施肥、覆膜和耕作方式對(duì)半干旱黃土高原地區(qū)作物產(chǎn)量和土壤質(zhì)量的影響.pdf

1、近幾年，雙壟溝全膜覆蓋技術(shù)因其在半干旱區(qū)玉米種植中突出的增產(chǎn)效果，而被大面積推廣。梯田因其本身對(duì)降雨顯著的截留入滲作用而被選為雙壟溝覆膜技術(shù)的主要推廣對(duì)象。修筑梯田自然也就成了當(dāng)前旱區(qū)農(nóng)民一項(xiàng)非常重要的工作。雙壟溝覆膜玉米的種植需要投入較大的資金和人力，并且加劇對(duì)土壤養(yǎng)分和土壤深層水分的消耗。所以為了探索新造梯田快速肥田的途徑和解決雙壟溝玉米投入多、深層耗水以及對(duì)土壤養(yǎng)分的過(guò)度消耗問(wèn)題，我們進(jìn)行以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。(1)2002年5月，一個(gè)坡

2、耕田被改為梯田，然后休閑。2003年8月，四個(gè)施肥處理被確立：1)MNP:農(nóng)家肥、氮肥和磷肥的配合施用；2)NP：只施用氮肥和磷肥；3)M：只施用農(nóng)家肥；4)CK(對(duì)照)：不施用任何肥料。作物按照豌豆-春小麥-馬鈴薯的輪作順序進(jìn)行種植。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)間從2006年4月到2007年9月共計(jì)2年，以雙壟溝技術(shù)體系為依托共設(shè)有三個(gè)處理：1)CK：播種時(shí)覆膜，每年收獲時(shí)用手把殘留的塑料膜移走，也就是傳統(tǒng)的雙壟溝栽培技術(shù)；2)T1：播種前一個(gè)月覆膜

3、，每年收獲時(shí)用手把塑料膜移走；3)T2：播種時(shí)覆膜，第一年收后不揭膜，留著下一年繼續(xù)使用(T2).種植作物為玉米。
　　 在新造梯田整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，MNP播種前在0-100cm土層的平均含水量比NP高26.9mm，M比CK高12.8mm；有機(jī)肥的投入主要增加了土壤0-40cm土層的含水量。和對(duì)照相比，施肥加劇了作物對(duì)土壤100-200cm土層含水量的利用。MNP、M、CK和NP5個(gè)非生長(zhǎng)季降雨貯存量的總和分別為291.8mm、26

4、9.7mm、217.9mm和207.7mm。實(shí)驗(yàn)期間，MNP處理作物產(chǎn)量和水分利用效率顯著高于其他處理，其豌豆和春小麥的最高產(chǎn)量可以達(dá)到當(dāng)?shù)爻墒焯萏锂a(chǎn)量的70％，而馬鈴薯的產(chǎn)量可以達(dá)到90％。新造梯田中，有機(jī)肥的施用迅速提高了土壤碳氮的含量，單獨(dú)施用化肥或不施肥無(wú)助于土壤碳氮的提高。MNP處理優(yōu)化了土壤C/N和C/P比(C/N增加，C/P下降)，而NP處理使土壤的C/N比逐漸遠(yuǎn)離平衡點(diǎn)。MNP處理提高了土壤中速效養(yǎng)分的含量，從第三年開始

5、其礦物氮和速效磷的含量顯著高于其他處理。速效磷與礦物氮和N/P比(礦物氮/土壤全磷)在P＜0.0001水平上成顯著正相關(guān)關(guān)系。而作物產(chǎn)量與土壤礦物氮成顯著正相關(guān)關(guān)系。所以提高新造梯田土壤礦物氮的含量對(duì)新造梯田生產(chǎn)力的形成是個(gè)非常關(guān)鍵的因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，只施用化肥短時(shí)間內(nèi)作物產(chǎn)量還可以，但潛力有限，因而為了達(dá)到保水、肥田和持續(xù)高產(chǎn)的目的，應(yīng)鼓勵(lì)農(nóng)民對(duì)新造梯田進(jìn)行有機(jī)和無(wú)機(jī)肥的配合施用。
　　 在雙壟溝覆膜的試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，和CK

6、相比T1提高了2006年和2007年播種時(shí)土壤(0-60cm土層)含水量和地溫(10cm)；T2則提高了2007年播種時(shí)土壤含水量和地溫。經(jīng)過(guò)兩個(gè)生長(zhǎng)季后，和各處理和實(shí)驗(yàn)初始值相比，CK和T1顯著增加了0-80cm土層的含水量，而T2顯著增加了0-120cm土層的含水量；在140-200cm土層范圍內(nèi)，CK和T1的含水量顯著的下降了，而T2的含水量沒有顯著變化。在非生長(zhǎng)季(2006年9月末到2007年4月末)T2、T1和CK在0-200

7、cm土層的降雨貯存量分別為59.7mm、34.0mm和18.2mm；T2在100-200cm土層的降雨貯存量比T1和CK分別高18.2mm和34.0mm。在2年的試驗(yàn)中，T2和CK的產(chǎn)量和水分利用效率沒有顯著差異。T2、T1和CK兩年的產(chǎn)出投入比的平均值分別為：1.67∶1、1.40∶1和1.32∶1。2007年9月份收獲時(shí)土壤有機(jī)碳和全氮的含量和2006年3月份的初始值相比，T1和CK都下降了，但是T2有機(jī)碳和全氮的含量略有增加。20

8、07年播種時(shí)，T2和T1速效磷含量顯著高于CK，而收獲時(shí)T2速效磷的含量顯著高于T1和CK。2007年收獲時(shí)所有處理速效磷、土壤微生物碳和微生物氮的含量和2006年種前相比都顯著增加了，而輕組有機(jī)碳和礦物氮的含量顯著降低了。2007年一年的數(shù)據(jù)顯示，土壤微生物碳與輕組有機(jī)碳和礦物氮之間成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與速效磷成正相關(guān)關(guān)系。和T1和CK相比，T2栽培方式有利于保持土壤水分，減少投入，增加了土壤有機(jī)碳和全氮含量，并且顯著提高了土壤速效磷