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【關(guān)鍵詞】土樣采集檢測(cè);有機(jī)質(zhì)分析;增施有機(jī)肥;配方施肥
北鎮(zhèn)市有耕地近141萬畝,其中玉米85萬畝、水稻22萬畝、高粱4萬畝、花生7萬畝、大豆5萬畝,其余為保護(hù)地蔬菜面積。北鎮(zhèn)是國家商品糧生產(chǎn)基地縣,平均糧食單產(chǎn)510公斤左右,為了提高糧食產(chǎn)量,實(shí)施好測(cè)土配方施肥項(xiàng)目,從06年起至今共采集12250個(gè)土樣,進(jìn)行了土壤有機(jī)質(zhì)含量等項(xiàng)目檢測(cè)分析,提出了提高土壤肥力,增加糧食產(chǎn)量的施肥措施。
1.有機(jī)質(zhì)分析方法及變化狀況
根據(jù)全市草甸土、棕壤土、沼澤土、風(fēng)沙土、水稻土、鹽堿土分布狀況和生產(chǎn)實(shí)際情況,于2006年至2009年對(duì)全市18個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)96%以上村的耕地,每百畝采集一個(gè)代表土樣,采用人工鉆取土壤、多點(diǎn)混合。具體方法是:按S型均勻采15個(gè)樣相混合,去掉雜質(zhì),然后用四分法取留0.5公斤,風(fēng)干后經(jīng)過磨篩處理,再由土肥站按常規(guī)化驗(yàn)方法檢測(cè)有機(jī)質(zhì)等項(xiàng)目。
有機(jī)質(zhì)檢測(cè)方法,采用電熱板加熱重鉻酸鉀氧化容量法測(cè)定,其具體步驟是在加熱條件下,用定量的重鉻酸鉀—硫酸溶液氧化土壤中的有機(jī)碳,剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴試,并以二氧化硅為添加物作成劑空白標(biāo)定,根據(jù)氧化前后氧化劑質(zhì)量差值,計(jì)算出有機(jī)碳量,再乘以系數(shù)1.724,即為土壤有機(jī)質(zhì)含量。按照這種檢測(cè)方法對(duì)所有的土樣進(jìn)行了有機(jī)質(zhì)檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果同80年做了對(duì)比,并發(fā)生了一定的變化。見表1
表1 土壤有機(jī)質(zhì)含量狀況變化情況
表2 北鎮(zhèn)市土壤有機(jī)質(zhì)含量狀況對(duì)比表
從表2看出,經(jīng)過二十多年的耕作,土壤有機(jī)質(zhì)總的來說是上升趨勢(shì),上升幅度最大的是“缺”級(jí)別,全市有機(jī)質(zhì)含量低于0.6%的只有幾千畝。其次是較豐的級(jí)別上升的幅度也較大,比1980年上升7.95個(gè)百分點(diǎn),占總耕地面積的8.26%,有機(jī)質(zhì)中等含量的比例比較大,占總面積的一半。
2.耕地土壤有機(jī)質(zhì)上升的原因
一是增施了有機(jī)肥料,畜牧業(yè)的快速發(fā)展,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了大量優(yōu)質(zhì)肥源。近幾年糧食價(jià)格穩(wěn)張,經(jīng)濟(jì)效益可觀,廣大農(nóng)民堆積漚肥的積極性提高,在增施有機(jī)肥的同時(shí)相應(yīng)減少了化肥的施用量,降低了生產(chǎn)成本,達(dá)到節(jié)本增效的目的。耕地增施有機(jī)肥料,能夠改良土壤,培肥地力,改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì);二是多年來大力推廣了根茬粉碎還田技術(shù),全市96%的根茬都做到了根茬粉碎還田。個(gè)別鄉(xiāng)鎮(zhèn)實(shí)施了玉米秸桿直接還田,水稻高留茬耕翻還田措施,使土壤有機(jī)質(zhì)增長幅度較大。三是對(duì)耕地施肥實(shí)行“配餐”制,進(jìn)行測(cè)土配方施肥技術(shù)指導(dǎo),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)本增收、提質(zhì)增效、減少污染。四是大力推廣了商品有機(jī)肥的使用,利用畜禽糞便、動(dòng)植物殘?bào)w及富含有機(jī)質(zhì)的副產(chǎn)品等有機(jī)廢棄物資源為主要原料,經(jīng)發(fā)酵腐熟后制成的產(chǎn)品,氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)及水分含量指標(biāo)經(jīng)符合性檢測(cè),達(dá)到《有機(jī)肥料》農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY525-2002),重金屬、有害病菌和蟲卵等必須達(dá)到無害化要求。確定合理的有機(jī)肥施用量,應(yīng)用測(cè)土配方施肥成果,在確定糧食作物目標(biāo)產(chǎn)量和需肥總量的基礎(chǔ)上,確定有機(jī)肥與化肥使用量。在施用有機(jī)肥的基礎(chǔ)上,對(duì)實(shí)現(xiàn)作物目標(biāo)產(chǎn)量時(shí)需肥量不足部分通過施用化肥進(jìn)行調(diào)節(jié)。原則上推薦玉米每畝基施商品有機(jī)肥200公斤,推薦花生每畝基施商品有機(jī)肥100公斤。
3.土壤有機(jī)質(zhì)與產(chǎn)量的關(guān)系
土壤有機(jī)質(zhì)的含量是土壤肥力的重要標(biāo)志之一,有機(jī)質(zhì)高地力就肥沃,產(chǎn)量就高。在正常情況下,土壤有機(jī)質(zhì)含量與作物產(chǎn)量成正相關(guān),有機(jī)質(zhì)含量越高,糧食產(chǎn)量越高。2007年在有機(jī)質(zhì)含量高中低等級(jí)地塊做了產(chǎn)量試驗(yàn),就說明了這個(gè)道理。見表3
表3 有機(jī)質(zhì)高中低產(chǎn)量試驗(yàn)
從表3看出,在施肥水平、作物品種一致,管理相同的情況下,有機(jī)質(zhì)含量高的地塊產(chǎn)量相對(duì)也高,反之,有機(jī)質(zhì)含量低的地塊產(chǎn)量也低。新立一分場(chǎng)試驗(yàn)點(diǎn)有機(jī)質(zhì)含量檢測(cè)值2.3%,其產(chǎn)量比有機(jī)質(zhì)0.7%的高217公斤,比有機(jī)質(zhì)含量1.2%的高74公斤。通過有機(jī)質(zhì)的試驗(yàn),建議農(nóng)民在土壤有機(jī)質(zhì)較豐的狀況下,要適量降低氮、磷、鉀的施用量,土壤有機(jī)質(zhì)較缺的地塊要在增施有機(jī)肥的前提下合理施用無機(jī)肥。并根據(jù)土壤檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果和土肥技術(shù)部門提供的施肥建議卡,結(jié)合自己的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),實(shí)施配方施肥,且使用配方肥料。此外,土壤有機(jī)質(zhì)提升工作要常抓不懈,促進(jìn)糧食產(chǎn)量不斷提高,增加效益。
1調(diào)節(jié)土壤的環(huán)境條件
影響微生物活動(dòng)的因素均影響礦化過程和腐殖化過程。因此,除了有機(jī)殘?bào)w本身的化學(xué)組成外,控制影響微生物活動(dòng)的土壤溫度、濕度、通氣狀況和土壤酸堿反應(yīng)等因素,也可以達(dá)到調(diào)節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)礦化和積累的目的。當(dāng)土壤水分過多時(shí),土壤有機(jī)質(zhì)分解較慢,可以通過挖溝排水等措施來改善土壤的通透性,促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解。要使土壤有機(jī)質(zhì)分解既不太快,也不太慢,以適應(yīng)作物生長發(fā)育的需要。要控制土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化進(jìn)程、方向和速度,注意處理好養(yǎng)分釋放和腐殖質(zhì)積累的關(guān)系,做到合理利用有機(jī)物來培肥土壤,保持地力常新。
2增施有機(jī)肥料
堆肥和漚肥是有效利用高碳氮比有機(jī)物料的方法。作物莖稈經(jīng)堆漚后肥效既穩(wěn)又長,并有利于保護(hù)環(huán)境、減少污染。廄肥是土壤有機(jī)質(zhì)的良好來源,如連續(xù)幾年施用,可顯著提高有機(jī)質(zhì)含量。餅肥、人畜糞肥、河湖泥等也都是良好的有機(jī)肥。
3種植綠肥
種植綠肥在我國歷史悠久。綠肥是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有機(jī)肥料的重要來源,其分解快,腐殖質(zhì)的形成也較快。在長江中下游及其以南地區(qū)發(fā)展面積較大,北方地區(qū)對(duì)綠肥的種植也很重視。在糧食作物中播種綠肥,培肥土壤,效果較好。栽培綠肥的主要品種有苕子、苜蓿、綠豆、田菁等。苜蓿可在春、夏、秋三季播種,一般667m2用種1~1.5kg,在盛花期壓青。綠豆、田菁3―6月均可播種,一般667m2用種3-5kg,在初花期壓青。苕子一般于9月上旬播種,用作春季作物的基肥,也可在3―4月播種,作追肥用,667m2播種量為3~5kg,第二年4月下旬現(xiàn)蕾即可壓青。
4秸稈還田
我國秸稈資源豐富,進(jìn)行秸稈還田不僅能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,而且可以減少資源的浪費(fèi),減少農(nóng)業(yè)廢棄物對(duì)環(huán)境的污染,是經(jīng)濟(jì)有效的培肥土壤的途徑。目前,我國北方正大力提倡以小麥高茬為主要措施的秸稈還田技術(shù)。小麥?zhǔn)崭顣r(shí),留20-30cm高的麥稈,經(jīng)一個(gè)雨季的風(fēng)吹日曬雨淋,到秋季小麥再播種時(shí),已變成半分解狀態(tài),成為上好的有機(jī)肥料。秸稈還田簡單易行,省力省工,但在還田時(shí),應(yīng)加施化學(xué)氮肥,避免微生物與作物爭氮。
關(guān)鍵詞:土壤;有機(jī)質(zhì);有效途徑
中圖分類號(hào):S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1 土壤有機(jī)質(zhì)的作用
土壤中的有機(jī)質(zhì),對(duì)于改善土壤的物性狀,增加透氣性都有很大的作用,作物在呼吸時(shí)能更加通暢,有效的快速吸收有機(jī)質(zhì)中的養(yǎng)分,同時(shí)把養(yǎng)分供給到植株的莖葉、果實(shí)上去。有機(jī)質(zhì)的含量越多,養(yǎng)分就越充足,而且對(duì)于土壤的物性狀改善作用就越大,疏松土壤,保水保肥,減少流失,大大提充肥效。所以,土壤中的一些微生物體死亡后殘留體形成有機(jī)質(zhì),對(duì)土壤的影響是很明顯的,在作物的生長階段,要盡可能多的使用有機(jī)肥料,滿足植株的生長需要。
1.1 提供作物生長需要的養(yǎng)分
有機(jī)質(zhì)含有植物生長發(fā)育所需要的各種營養(yǎng)元素,為土壤微生物、土壤動(dòng)物活動(dòng)提供養(yǎng)分和能量。土壤有機(jī)質(zhì)中的氮素占全氮的90%~98%,磷素占全磷的20%~50%,還含有K、Ca、Mg等營養(yǎng)元素。
1.2 增強(qiáng)土壤的保水保肥能力和緩沖性
土壤有機(jī)質(zhì)屬于有機(jī)膠體,比礦質(zhì)膠體大20~30倍,具有強(qiáng)大的吸附能力,能吸附大量的養(yǎng)分和水分,增強(qiáng)土壤保肥能力。土壤有機(jī)質(zhì)可以提高土壤對(duì)酸堿緩沖能力。
1.3 改善土壤物理性質(zhì)
有機(jī)質(zhì)中的腐殖質(zhì)促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成,使土壤透水性、蓄水性、通氣性及根系生長環(huán)境有良好改善;改善土壤有效持水量;改善土壤熱量狀況,顏色深,吸熱多。
1.4 促進(jìn)微生物的生命活動(dòng)
土壤有機(jī)質(zhì)能為微生物生活提供能量和養(yǎng)分,同時(shí)又能調(diào)節(jié)土壤水、氣熱及酸堿狀況。
1.5 促進(jìn)植物的生理活性
加強(qiáng)作物呼吸作用,增加膜的透性,提高其對(duì)養(yǎng)分的吸收,增強(qiáng)根系的發(fā)育。
2 土壤有機(jī)質(zhì)嚴(yán)重缺失
近年來由于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量施用化肥,很少施或不施用有機(jī)肥,導(dǎo)致農(nóng)田土壤養(yǎng)分非均衡化嚴(yán)重,土壤板結(jié),土壤生物性狀退化,土壤酸化、潛育化、鹽漬化增加,防旱排澇能力差,耕地土壤基礎(chǔ)地力不斷下降,土壤出現(xiàn)了“亞健康”。致使農(nóng)作物品質(zhì)下降,瓜不甜、果不脆、米不香;大量秸稈、畜禽糞便等有機(jī)肥肥源被丟棄、浪費(fèi)造成環(huán)境污染。以東北黑土區(qū)為例,土壤有機(jī)質(zhì)已由開墾時(shí)的8%~10%,下降到2%~3%。我國目前的土壤資源現(xiàn)狀迫切需要通過人為措施來補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì),以確保農(nóng)業(yè)種植水平和提高農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)。
3 提升土壤有機(jī)質(zhì)的有效途徑
3.1 增施有機(jī)肥
有機(jī)肥一般就是指農(nóng)家肥,可以通過畜禽糞便,以及一些植物的莖稈經(jīng)過堆肥、漚制而成,因其漚制腐熟的過程要經(jīng)過微生物的發(fā)酵,所以肥料中會(huì)富含有機(jī)質(zhì),對(duì)土壤的物理性狀改良、保水保墑、改善土壤的結(jié)構(gòu)等都有很好的作用,而且肥效時(shí)間長,能為作物創(chuàng)造良好的土壤條件和豐富的營養(yǎng)供應(yīng),是一種十分理想的肥料。
3.2 提倡秸稈還田免耕技術(shù)
采用秸稈還田免耕播種不滅茬,不清理秸稈,全覆蓋播種,秸稈全部還田,增加了土壤有機(jī)質(zhì),每年有機(jī)質(zhì)含量提高0.07%。秸稈直接還田比施用等量的漚肥效果更好,既能有效地利用有機(jī)肥資源,又能改善土壤結(jié)構(gòu),增強(qiáng)土壤保肥供肥性能。目前,龍江縣大力提倡玉米秸稈還田技術(shù),機(jī)收的玉米秸稈,已經(jīng)被粉碎,經(jīng)過風(fēng)吹日曬雨淋,已變成半分解狀態(tài),成為上好的有機(jī)肥料。秸稈還田簡單易行,省力省工,但在還田時(shí),就應(yīng)加施化學(xué)氮肥,避免微生物與作物爭氮。通過秸稈還田技術(shù)的應(yīng)用,可以節(jié)約化肥投入,降低生產(chǎn)成本,增加農(nóng)民收入。通過秸稈腐熟還田利用,逐步穩(wěn)定化肥用量,優(yōu)化施肥結(jié)構(gòu),提高化肥的利用率,還能減少水土流失,減輕了洪澇災(zāi)害,有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
3.3 糧肥輪作、間作,用地養(yǎng)地相結(jié)合
輪作、間作制度,對(duì)于種植結(jié)構(gòu)有很好的調(diào)節(jié)作用,能科學(xué)合理的利用土壤中的有機(jī)質(zhì)含量,而且對(duì)于土壤中的有機(jī)質(zhì)的品質(zhì)改善也有很好的作用,科學(xué)合理的輪作、間作能把用地和養(yǎng)地很好的結(jié)合起來,邊用邊養(yǎng),使土壤的肥力有效的補(bǔ)充,維持一個(gè)均衡的水平,而且還能改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì),對(duì)于高效優(yōu)質(zhì)、綠色有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展有重要的作用,利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
3.4 因地制宜栽培綠肥
栽培綠肥可為土壤提供豐富的有機(jī)質(zhì)和氮素,改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境及土壤的理化性狀,促進(jìn)用地與養(yǎng)地相結(jié)合,減少連作障礙及下茬化肥用量,提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。
3.5 推廣測(cè)土配方施肥
測(cè)土配方施肥是在合理施用有機(jī)肥的基礎(chǔ)上,提出氮、磷、鉀及中、微量元素的施用數(shù)量、施肥時(shí)期和施肥方法。有針對(duì)性地補(bǔ)充作物所需的營養(yǎng)元素,作物缺什么元素補(bǔ)什么元素,需多少補(bǔ)多少,實(shí)現(xiàn)各種養(yǎng)分平衡供應(yīng),滿足作物的需要?,F(xiàn)在越來越多農(nóng)民自己開始認(rèn)識(shí)到盲目施肥的危害性,測(cè)土配方施肥會(huì)給他們帶來很多好處,對(duì)開展此項(xiàng)工作越來越積極。如縣農(nóng)技中心工作人員在野外取土采樣調(diào)查中,當(dāng)農(nóng)民知道取土樣化驗(yàn)結(jié)果出來后要把化驗(yàn)結(jié)果反饋給他們時(shí),很多人爭著要求在他們田里取土。測(cè)土配方施肥原則:
3.5.1 有機(jī)無機(jī)相結(jié)合的原則
實(shí)行測(cè)土配方施肥必須增施有機(jī)肥,從而增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤物理狀況,提高土壤保水保肥的能力,增強(qiáng)微生物活性。
3.5.2 用地和養(yǎng)地相結(jié)合的原則
耕地是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的養(yǎng)分循環(huán)系統(tǒng),客觀上要求實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分輸出和輸入平衡。為此,必須堅(jiān)持用養(yǎng)結(jié)合,形成物質(zhì)和能量的良性循環(huán),才能實(shí)現(xiàn)耕地資源的可持續(xù)利用。
3.5.3 大、中、微量元素配合的原則
關(guān)鍵詞 耕地土壤;養(yǎng)分狀況;調(diào)查;變化分析;施肥建議;江蘇姜堰
中圖分類號(hào) S158.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2013)09-0240-02
1980年全國第二次土壤普查查明了姜堰市土壤的養(yǎng)分含量、類型、數(shù)量及分布情況,近30年來,土壤養(yǎng)分狀況隨著種植模式、耕作措施、施肥水平等不同而發(fā)生變化。為探明全市土壤現(xiàn)有狀況,筆者結(jié)合2006年實(shí)施的農(nóng)業(yè)測(cè)土配方施肥項(xiàng)目,應(yīng)用現(xiàn)代科技手段開展全市耕地土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀調(diào)查,為測(cè)土配方施肥成果的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。
1 土壤養(yǎng)分狀況調(diào)查與測(cè)定方法
土樣采集于2006年秋收前后進(jìn)行。耕地質(zhì)量調(diào)查采樣點(diǎn)的確定按照《農(nóng)業(yè)部測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》,采用國土部門提供的土地利用現(xiàn)狀圖與第二次土壤普查時(shí)的土壤類型圖疊加形成的圖斑,以鎮(zhèn)、村行政區(qū)域?yàn)閱卧?,選擇代表田塊采樣,平均每10~20 hm2設(shè)定1個(gè)肥力調(diào)查采樣點(diǎn),采用GPS定位[1-3],對(duì)全市逾6萬hm2耕地采樣,分析了1 466個(gè)土壤樣品。
采集的土樣經(jīng)風(fēng)干,去除雜質(zhì),過20目和60目的土樣篩,用于分析土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷和速效鉀含量。有機(jī)質(zhì)采用重鎘酸鉀容量法-外加熱法,全氮采用半微量開氏法,堿解氮采用蒸餾法,速效磷采用0.5 moL/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法,速效鉀采用浸提-火焰光度法測(cè)定[4-5]。
2 耕地土壤養(yǎng)分狀況
2.1 土壤養(yǎng)分狀況
本次耕地地力情況調(diào)查結(jié)果如表1所示,全市1 466個(gè)農(nóng)化樣點(diǎn)土壤有機(jī)質(zhì)平均含量18.19 g/kg,全氮平均含量為1.17 g/kg,有效磷平均含量為15 mg/kg,速效鉀平均含量為80 mg/kg,pH值為7.6。調(diào)查結(jié)果表明:25年來全市耕地有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀等主要肥力指標(biāo)有了較大幅度的提高,其中磷、鉀的幅度變化較大。
2.2 土壤養(yǎng)分統(tǒng)計(jì)特征
由表2可知,全市耕地土壤肥力指標(biāo)有了較大幅度的提高。其中有效磷、速效鉀的變異系數(shù)較大,變異系數(shù)分別達(dá)到38.07%、40.98%,有機(jī)質(zhì)、全氮的變異系數(shù)中等,分別為28.22%、16.22%,土壤pH值的變異系數(shù)最小,為6.44%。
與1982年第二次土壤普查相比,25年來土壤有機(jī)質(zhì)含量從13.59 g/kg提高到18.19 g/kg,全氮含量從0.83 g/kg提高到1.17 g/kg,有效磷含量從4.89 mg/kg提高到14.68 mg/kg,速效鉀含量從63 mg/kg提高到80 mg/kg。土壤養(yǎng)分普遍得到提高的原因,主要是姜堰市高砂土地區(qū)20世紀(jì)80年代中期開展平田整地,實(shí)施旱改水,以及大力推廣秸稈還田,實(shí)施以增施復(fù)混肥為主的增磷補(bǔ)鉀工程,提高土壤有機(jī)質(zhì)及磷、鉀含量,改善土壤結(jié)構(gòu),增強(qiáng)土壤的保肥、保水性能。
2.3 土壤養(yǎng)分豐缺情況
從土壤養(yǎng)分等級(jí)分布情況[6](表3)來看,大部分耕地土壤養(yǎng)分都在中等以上水平,5級(jí)地所占的比例明顯減少,其中土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷5級(jí)地所占的比例1%左右,比1982年減少了36.8、68.6個(gè)百分點(diǎn),有效鉀5級(jí)地只占為8.12%,全氮5級(jí)地占比較高達(dá)21.3%,說明姜堰市實(shí)施秸稈還田對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的提高有顯著的影響,實(shí)施增磷補(bǔ)鉀工程對(duì)土壤磷、鉀的提高有促進(jìn)作用,但仍有少量耕地土壤養(yǎng)分達(dá)不到高產(chǎn)要求,需要科學(xué)合理施用氮磷鉀肥料。
3 施肥建議
通過采集的土壤樣品分析與統(tǒng)計(jì)分析,25年來全市耕地有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀等主要肥力指標(biāo)有了較大提高,其中磷、鉀的增加幅度較為明顯,主要原因是姜堰市秸稈還田利用,及實(shí)施以施用復(fù)混肥為主的增磷補(bǔ)鉀工程的結(jié)果。但仍有部分耕地磷、鉀含量較低,生產(chǎn)上應(yīng)因地制宜,繼續(xù)施用磷、鉀,促進(jìn)耕地地力水平的保持和提高[7]。
4 參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:秸稈還田;溫室甜瓜;土壤改良
中圖分類號(hào):S156 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
唐山市蔬菜播種面積22萬hm2,其中設(shè)施蔬菜8.7萬hm2,占總播種面積的39.5%。隨著設(shè)施蔬菜種植年限不斷增加,由于重施化肥,氮、磷、鉀施用比例不合理,造成設(shè)施內(nèi)土壤養(yǎng)分失衡、板結(jié)、酸化,導(dǎo)致蔬菜產(chǎn)量增幅減緩,品質(zhì)下降。同時(shí),全市每年玉米秸稈資源總量220萬噸,玉米秸稈中含有豐富氮磷鉀等養(yǎng)分,并含大量有機(jī)質(zhì)和微量元素,秸稈腐熟還田既可改良土壤性質(zhì)、加速生土熟化、提高土壤肥力,又避免污染環(huán)境,實(shí)現(xiàn)玉米秸稈高效生態(tài)循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)節(jié)本增收。本研究通過在日光溫室甜瓜生產(chǎn)中進(jìn)行玉米秸桿腐熟還田試驗(yàn),明確秸稈還田對(duì)土壤的改良效果和增產(chǎn)作用,為玉米秸稈高效生態(tài)循環(huán)利用提供依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地基本情況
試驗(yàn)于2009~2011年在樂亭縣城關(guān)鎮(zhèn)肖圈村的日光溫室大棚進(jìn)行,溫室面積800m2。試驗(yàn)地土壤質(zhì)地為中壤質(zhì)潮土,耕層土壤有機(jī)質(zhì)22.1 g/kg,全氮1.52 g/kg,有效磷135.6 mg/kg,速效鉀154.0 mg/kg,容重1.36 g/cm3。前茬作物為西紅柿。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)設(shè)對(duì)照和試驗(yàn)兩個(gè)處理,每個(gè)處理重復(fù)3次,小區(qū)面積30 m2。試驗(yàn)處理于11月16日在種植行的位置上挖溝,溝深20cm,每公頃填加60000 kg秸稈于溝內(nèi),鋪勻踏實(shí),每公頃撒施磷酸二銨300kg、尿素150kg、硫酸鉀300kg做基肥。秸稈腐熟菌劑品種為“科瑞”有機(jī)物料腐熟菌劑,唐山金科瑞生物技術(shù)有限公司提供,每個(gè)棚用8kg菌劑,將菌劑與麥麩按1:10混均后,用水拌均堆悶4小時(shí)后撒施在秸稈,整平起壟,使秸稈上土層厚度保持20cm左右,覆膜,澆水濕透秸稈,3天后打孔。對(duì)照處理為常規(guī)施肥,每公頃施有機(jī)肥45000kg,化肥用量與試驗(yàn)處理相同。甜瓜品種為紅城二十,11月5日育苗, 12月8日定植,在一、二茬瓜的彭瓜期追施45%復(fù)混肥225 kg/hm2。
1.3 測(cè)試方法
在甜瓜定植前和收獲后在常規(guī)和試驗(yàn)處理測(cè)定土壤容重,采集土壤樣品,風(fēng)干過篩后分析土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量,考察土壤改良效果。
測(cè)產(chǎn)方法:從開始采收到收獲結(jié)束分別記錄多次重量并匯總,最后折實(shí)產(chǎn)量
2 結(jié)果與分析
2.1 對(duì)土壤容重的影響
施用有機(jī)肥和玉米秸稈腐熟還田,土壤容重均有所減少。表1數(shù)據(jù)顯示,對(duì)照處理土壤容重減少0.02g/cm3,秸稈腐熟還田處理土壤容重減少0.05g/cm3,秸稈腐熟還田處理比對(duì)照處理土壤容重多降低0.05g/cm3,說明秸稈腐熟還田比施用有機(jī)肥對(duì)土壤容重影響大。土壤容重減小,土壤通氣透水能力提高,有利于甜瓜生長。
2.2 對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)影響
玉米秸稈還田和施用有機(jī)肥均能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,秸稈腐熟還田效果更好。由表1可知,秸稈腐熟還田處理土壤有機(jī)質(zhì)含量增加1.70g/kg,比對(duì)照處理提高1.40g/kg。土壤有機(jī)質(zhì)含量增加有助于提高土壤保肥性,促進(jìn)良好土壤結(jié)構(gòu)的形成。因此,玉米秸稈腐熟還田對(duì)改良溫室土壤具有積極作用。
2.3 對(duì)土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分含量的影響
玉米秸稈腐熟還田對(duì)溫室土壤的氮、磷和鉀養(yǎng)分含量均有所提高,但對(duì)土壤速效鉀的效果更加明顯。表1數(shù)據(jù)顯示,對(duì)照處理土壤全氮、有效磷和速效鉀三項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)分別比試驗(yàn)前增加0.03g/kg、3.30mg/kg和5.00mg/kg;秸稈腐熟還田處理則分別比試驗(yàn)前增加0.09g/kg、4.40mg/kg和9.00mg/kg。秸稈腐熟還田處理與對(duì)照處理相比,土壤全氮、有效磷和速效鉀含量分別為0.06g/kg、1.10mg/kg和4.00mg/kg。
2.4 對(duì)產(chǎn)量的影響
秸稈腐熟還田能夠延長甜瓜采收期,提高甜瓜產(chǎn)量,且達(dá)到顯著水平。采收期調(diào)查,與對(duì)照比較,試驗(yàn)處理甜瓜采收期提前7天,最后一次采收延長13天。據(jù)調(diào)查,采收期提前可能與秸稈桿腐熟還田能夠提高低溫,促進(jìn)甜瓜秧苗早發(fā)育有關(guān)。
如表2所示,試驗(yàn)處理甜瓜平均產(chǎn)量59304.0 kg/hm2,增產(chǎn)率17.1%,增產(chǎn)效果顯著。
關(guān)鍵詞:全膜雙壟溝播玉米;施肥;土壤養(yǎng)分;動(dòng)態(tài)變化
隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,人們大量使用各種化肥以求獲得農(nóng)產(chǎn)品的高產(chǎn),滿足眾多人口的糧食需求。土壤養(yǎng)分是土壤中含有的植物生長發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質(zhì),是土壤肥力的重要指標(biāo)之一。土壤速效養(yǎng)分含量是評(píng)價(jià)土壤供肥能力的主要指標(biāo),體現(xiàn)著生態(tài)環(huán)境條件下土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化能力和人們的施肥與管理水平[1]。土壤氮素是影響作物生長最重要的限制因子之一[2],雋英華等[3]研究表明,施氮明顯提高耕層土壤堿解氮的含量,隨著生育期推進(jìn),表層土壤堿解氮和有效磷的含量呈先升高后降低的趨勢(shì)。土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和速效氮含量隨土壤深度的增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)[4-6]。地膜覆蓋可以提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的氮素利用效率,使作物獲得高產(chǎn)[7]。全膜雙壟溝播玉米技術(shù)是我國農(nóng)業(yè)科技人員對(duì)傳統(tǒng)地膜覆蓋栽培技術(shù)逐步改進(jìn)的最新成果,該技術(shù)集壟面集流、覆膜抑蒸、壟溝種植技術(shù)于一體,大幅度提高了土壤水分的利用效率和降水保蓄率,促進(jìn)了玉米對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收,增產(chǎn)幅度達(dá)30%以上,被視為旱作農(nóng)業(yè)的一項(xiàng)重大創(chuàng)新技術(shù)[8,9]。眾多學(xué)者對(duì)全膜雙壟溝播玉米增產(chǎn)機(jī)理進(jìn)行了廣泛深入的研究,并取得較多研究成果[10-14]。目前,對(duì)不同施肥處理及其他覆蓋方式下土壤養(yǎng)分含量動(dòng)態(tài)變化的研究已經(jīng)很多,但對(duì)全膜雙壟溝播種植模式下玉米土壤養(yǎng)分含量動(dòng)態(tài)變化的研究報(bào)道較少。因此,根據(jù)我國西北地區(qū)氣候特點(diǎn),以全膜雙壟溝播玉米田為研究對(duì)象,系統(tǒng)分析了不同氮磷施肥水平下全膜雙壟溝播玉米土壤養(yǎng)分的動(dòng)態(tài)變化特征,旨在充分了解全膜雙壟溝播種植模式下土壤養(yǎng)分的特性,為該地區(qū)進(jìn)一步改進(jìn)和完善全膜雙壟溝播玉米技術(shù),提高玉米產(chǎn)量,增加種植效益提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 試驗(yàn)區(qū)概況
試驗(yàn)于2011年3~10月在中國氣象局蘭州干旱氣象研究所定西干旱氣象與生態(tài)環(huán)境試驗(yàn)基地進(jìn)行,地理位置e 104°37′,n 35°35′。海拔1 896.7 m,屬中溫帶半干旱區(qū),大陸性季風(fēng)氣候。氣候特點(diǎn)為光能較多,雨熱同季,降水少蒸發(fā)率大,氣候干燥。年均氣溫6.4 ℃,≥10 ℃積溫 2 239.1 ℃,年均日照數(shù)2 500 h,年均太陽輻射591.89 kj/cm2,年均無霜期146 d,年均降水量386.0 mm,主要集中在5~10月,占年降水量的86.9%。2011年降水量低于該區(qū)年均降水量(表1),為干旱年份。土壤質(zhì)地為黃綿土,呈堿性(表2)。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2011年3月15日覆地膜,地膜寬為120 cm、厚0.008 mm,由蘭州綠園塑業(yè)有限公司生產(chǎn)。供試玉米品種承單20號(hào)。玉米播種密度為6.75×104 株/hm2。試驗(yàn)采用二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方法。設(shè)施純氮(n)、p2o5(p)2個(gè)因素。施肥梯度設(shè)置6個(gè)水平,ck不施np、np2 (n 120 kg/hm2,p 96 kg/hm2)、np3(n 150 kg/hm2,p 120 kg/hm2)、np4(n 180 kg/hm2,p 144 kg/hm2)、np5(n 210 kg/hm2,p 168 kg/hm2)、np6(n 240 kg/hm2,p 192 kg/hm2)。其中:氮肥為尿素(n 46%),磷肥為過磷酸鈣(p2o5 12%)。尿素60%作基肥施入,40%分別在拔節(jié)期和灌漿期追施;過磷酸鈣全部作基肥施入。每個(gè)處理3次重復(fù),共18個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。小區(qū)面積3.3 m×7 m,小區(qū)間分別留40 cm、60 cm寬走道。
1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法
1.3.1 土樣采集 試驗(yàn)樣品2011年3~10月采集,3月15日采集基礎(chǔ)土樣,之后于玉米苗期、拔節(jié)期、抽雄期、灌漿期和成熟期分別采集0~20和20~40 cm土層土樣,采樣按5點(diǎn)采樣法采集,然后把各土層的土樣分別混合均勻,剔除石礫和植物殘根等雜物,分別裝入自封
中帶回實(shí)驗(yàn)室,樣品風(fēng)干后過1 mm篩備測(cè)。
1.3.2 測(cè)定方法 土壤全氮用半微量凱氏法測(cè)定;土壤全磷采用h2so4(濃)-hclo4消煮,鉬銻抗顯色,分光光度法測(cè)定;有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定;堿解氮采用氫氧化鈉-硼酸堿解擴(kuò)散法測(cè)定;速效磷采用0.5 mol/l nahco3浸提比色法測(cè)定[15]。
1.4 數(shù)據(jù)處理
試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用excel軟件進(jìn)行整理,利用spss20.0軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)。
2 結(jié)果與分析
2.1 施肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的動(dòng)態(tài)變化的影響
整個(gè)生育期內(nèi)全膜雙壟溝播玉米2個(gè)土層各處理土壤有機(jī)質(zhì)含量的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)基本一致(表3),均是在苗期有機(jī)質(zhì)含量較高,隨著玉米生育期的進(jìn)行,拔節(jié)期和抽雄期2個(gè)土層各處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量逐漸下降,到灌漿期、成熟期2個(gè)土層各處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量得到回升,成熟期時(shí)各處理的有機(jī)質(zhì)含量較灌漿期時(shí)變化不大,但各處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量與苗期相比,均略有下降。苗期玉米靠自身的營養(yǎng)生長,很少吸收土壤養(yǎng)分,故各處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量均比較高,拔節(jié)期玉米營養(yǎng)生長迅速,抽雄期玉米由營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)變,均需要從土壤中吸取大量的養(yǎng)分,故這2個(gè)時(shí)期各處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量均較低。而玉米生長后期根系開始衰退,從土壤中吸取的養(yǎng)分逐漸減少,促使土壤有機(jī)質(zhì)不斷得到回升。全膜雙壟溝播玉米全生育期內(nèi)2個(gè)土層均是np5處理土壤有機(jī)質(zhì)含量最高,ck處理最低。其中,0~20 cm土層5個(gè)生育期np5處理土壤有機(jī)質(zhì)含量分別比ck處理提高了17.82%、19.12%、32.35%、19.23%和25.39%;20~40 cm土層5個(gè)生育期np5處理土壤有機(jī)質(zhì)含量分別比ck處 理提高了19.20%、32.20%、29.08%、36.01%和29.29%。土壤有機(jī)質(zhì)含量存在著明顯的垂直遞減的變化趨勢(shì),總體上5個(gè)生育時(shí)期0~20 cm土層各處理的有機(jī)質(zhì)含量比20~40 cm土層高出了0.01~3.42 g/kg。
2.2 施肥對(duì)土壤全氮含量動(dòng)態(tài)變化的影響
整個(gè)生育期內(nèi)全膜雙壟溝播玉米2個(gè)土層各處理土壤全氮含量的變化幅度相對(duì)較小,動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)基本一致,從苗期到拔節(jié)期之間2個(gè)土層各處理的土壤全氮含量均出現(xiàn)不同程度的增長,拔節(jié)期、抽雄期、灌漿期時(shí)2個(gè)土層各處理的土壤全氮量處在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的高峰時(shí)期,3個(gè)時(shí)期2個(gè)土層各處理的土壤全氮量均以抽雄期最高,而成熟期時(shí)2個(gè)土層各處理的土壤全氮含量與前面其他4個(gè)生育期相比出現(xiàn)了比較明顯的下降。苗期玉米植株較小,根系不發(fā)達(dá),對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收相對(duì)較小,而拔節(jié)期、抽雄期和灌漿期屬玉米的生長旺盛期,需要從土壤中吸取大量的養(yǎng)分來滿足生長,此時(shí)段由于地表溫度較高且覆蓋了地膜,促使地下水分不斷向地表集聚,使得土壤下層有效氮上移至表層,補(bǔ)充了表層土壤可被植株吸收的有效氮的含量。此時(shí)土壤全氮含量較高,很好的滿足了植株生長的養(yǎng)分需求。玉米前期從土壤吸取了大量的養(yǎng)分,成熟期土壤養(yǎng)分沒有從外界得到有效的補(bǔ)充、玉米根系的衰老也不利于深層土壤氮素向地表的集聚等原因?qū)е铝顺墒炱谌るp壟溝播玉米2個(gè)土層各處理土壤全氮含量出現(xiàn)了明顯下降。全膜雙壟溝播玉米全生育期2個(gè)土層均是np5處理土壤全氮含量最高,ck處理最低。說明適度的增施氮磷肥料能有效促進(jìn)土壤全氮的含量。其中,0~20 cm土層5個(gè)生育期np5處理土壤全氮含量分別比ck處理提高了21.98%、9.40%、15.25%、9.32%和25.32%;20~40 cm土層5個(gè)生育期np5處理土壤全氮含量分別比ck處理提高了15.47%、15.12%、21.98%,6.59%和23.61%。土壤全氮含量存在著明顯的垂直遞減的變化趨勢(shì),總體上5個(gè)生育時(shí)期0~20 cm土層各處理的全氮含量比20~40 cm土層高出了0.06~0.39 g/kg。
2.3 施肥對(duì)土壤全磷含量動(dòng)態(tài)變化的影響
土壤全磷是土壤磷素總體水平的體現(xiàn),是土壤無機(jī)磷素和有機(jī)磷素的總和,能反映土壤磷庫大小和潛在的供磷能力。全膜雙壟溝播玉米整個(gè)生育期2個(gè)土層各處理的土壤全磷含量變化幅度均相對(duì)較小,且變化趨勢(shì)基本一致(表5),從苗期到成熟期之間2個(gè)土層各處理的土壤全磷含量均逐漸降低,各處理的土壤全磷含量均為苗期最高,成熟期最低。其中,0~20 cm土層各處理土壤全磷含量成熟期分別比苗期降低了17.24%、14.44%、7.69%、10.31%、12.01%和18.37%;20~40 cm土層各處理土壤全磷含量成熟期分別比苗期降低了19.18%、20.51%、17.28%、11.11%、12.79%和15.19%。全膜雙壟溝播玉米全生育期內(nèi)兩個(gè)土層均是np5處理
土壤全磷含量最高,ck處理最低。其中0~20 cm土層5個(gè)生育期np5處理土壤全磷含量分別比ck處理提高了14.94%、20.73%、13.42%、14.29%和22.22%;20~40 cm土層5個(gè)生育期np5處理土壤全磷含量分別比ck處理提高了17.81%、15.94%、16.42%、28.33%和27.12%。土壤全磷含量存在著明顯的垂直遞減的變化趨勢(shì),總體上5個(gè)生育時(shí)期0~20 cm土層各處理的全磷含量比20~40 cm土層高出了0.11~0.18 g/kg。
2.4 施肥對(duì)土壤堿解氮含量動(dòng)態(tài)變化的影響
整個(gè)生育期內(nèi)全膜雙壟溝播玉米2個(gè)土層各處理的土壤堿解氮含量變化趨勢(shì)基本一致,且呈現(xiàn)出較強(qiáng)的規(guī)律性(表6),即整個(gè)生育期內(nèi)2個(gè)土層各處理的土壤堿解氮含量從苗期到拔節(jié)期迅速下降,而拔節(jié)期到抽雄期、抽雄期到灌漿期之間也呈下降趨勢(shì),但下降幅度要低于苗期至拔節(jié)期之間。灌漿期到成熟期時(shí)各處理的土壤堿解氮含量又出現(xiàn)略微的回升。苗期時(shí)玉米植株相對(duì)較小,根系也不發(fā)達(dá),植株從土壤中吸取的養(yǎng)分相對(duì)較少,從而有利于土層內(nèi)有效氮的集聚,而拔節(jié)期到抽雄期這一段時(shí)間是玉米營養(yǎng)生長和生殖生長并進(jìn)階段,從抽雄期到灌漿期是玉米的生殖生長階段,這些時(shí)期玉米的生長均需要消耗大量的養(yǎng)分,因此拔節(jié)期到灌漿期時(shí)2個(gè)土層各處理的土壤堿解氮含量較低符合玉米這兩個(gè)時(shí)期需肥量多、吸收速度快的營養(yǎng)特點(diǎn),全生育期內(nèi)全膜雙壟溝播玉米整個(gè)耕層內(nèi)各施肥處理土壤堿解氮含量均大于ck處理,表明氮肥施入有效地提高了土壤有效氮的含量。其中各施肥處理中以np5處理的效果尤為顯著。5個(gè)生育期全膜雙壟溝播玉米0~20 cm土層np5處理土壤堿解氮含量分別比ck處理提高了38.08%、50.05%、43.95%、59.34%、54.08%。20~40 cm土層np5處理土壤堿解氮含量分別比ck處理提高了49.49%、68.95%、33.37%、38.01%、51.26%。土壤堿解氮含量存在著明顯的垂直遞減的變化的趨勢(shì),總體上5個(gè)生育時(shí)期內(nèi)0~20 cm土層各處理的堿解氮含量比20~40 cm土層高出了4.90~10.42 mg/kg。
2.5 施肥對(duì)土壤速效磷含量動(dòng)態(tài)變化的影響
整個(gè)耕層內(nèi)全膜雙壟溝播玉米各施肥處理的土壤速效磷含量從苗期到拔節(jié)期逐漸升高,各處理在拔節(jié)期時(shí)土壤速效磷含量均達(dá)到最大值,抽雄期時(shí)各處理
的土壤速效磷含量與拔節(jié)期時(shí)相比略有下降,之后灌漿期和成熟期逐漸下降,且成熟期時(shí)各處理的土壤速效磷含量最低(表7)。苗期之后土壤磷素存在明顯的活化作用。一方面,可能是隨著溫度的升高,有機(jī)磷礦化和無機(jī)磷轉(zhuǎn)化加強(qiáng)而導(dǎo)致土壤磷素表現(xiàn)出明顯的溫度效應(yīng)[16];另一方面,玉米植株的不斷生長,玉米根系不斷發(fā)達(dá)延伸,植物根系分泌物以及土壤里的微生物等對(duì)土壤磷素的活化作用也有重要影響。玉米中前期的生長消耗了大量磷素,成熟期玉米根系逐漸老化,溫度也不斷下降,導(dǎo)致了各處理的土壤速效磷出現(xiàn)了明顯下降。在整個(gè)生育時(shí)期內(nèi),兩個(gè)土層全膜雙壟溝播玉米均以np5處理的土壤速效磷含量最高,ck處理最低。np5處理土壤速效磷含量與其他處理之間差異顯著。其他處理土壤速效磷含量與ck處理相比均有不同程度的提高,說明使用磷肥能迅速有效地在土壤中建立起有效的磷庫,滿足植株生長對(duì)磷素的需求。5個(gè)生育期內(nèi)0~20 cm土層np5處理土壤速效磷含量分別比ck處理提高了21.88%、21.58%、20.74%、27.84%、23.93%。20~40 cm土層np5處理土壤速效磷含量分別比ck處理提高了21.87%、32.99%、23.41%、23.19%、28.86%。土壤堿解氮含量存在著明顯的垂直遞減的變化趨勢(shì),總體上5個(gè)生育時(shí)期0~20 cm土層各處理的堿解氮含量比20~40 cm土層高出了大約3.66~8.22 mg/kg。 3 討論與結(jié)論
已有研究表明土壤水分和地溫對(duì)土壤養(yǎng)分有重要影響[17],而全膜雙壟溝播種植方式增加了土壤含水量,提高了土壤溫度,改變了土壤微環(huán)境,因此全膜雙壟溝播種植模式必然對(duì)土壤養(yǎng)分產(chǎn)生重要影響。舒英杰等[18]研究發(fā)現(xiàn),地膜覆蓋可以顯著提高土壤中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效磷含量,而本研究結(jié)果表明,施肥在一定程度上改變了全膜雙壟溝播玉米土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮和速效磷含量,不同玉米生長時(shí)期變化不盡相同。在玉米生長前期,有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量均呈現(xiàn)快速降低趨勢(shì),其中有機(jī)質(zhì)含量在抽雄期達(dá)到最低值,堿解氮含量在灌漿期達(dá)到最低值。由于覆蓋了地膜,以及地溫的不斷升高,土壤微生物活性提高,土壤有機(jī)質(zhì)不斷被分解、礦化,而玉米生育前期植株生長旺盛,需肥量大,對(duì)土壤速
效養(yǎng)分的消耗量大,導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量消耗大于積累。而成熟期時(shí),有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量又略有回升,這是玉米葉片逐漸枯黃,根系逐漸衰老,代謝功能和養(yǎng)分吸收能力降低的結(jié)果[19]。此次試驗(yàn)玉米全生育期內(nèi)各處理土壤全氮含量從苗期到抽雄期不斷升高,之后略有下降。而全磷含量則是從苗期到成熟期呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)??傮w上整個(gè)生育時(shí)期土壤全氮、全磷含量變化幅度相對(duì)較小,由于土壤全氮和全磷代表了整個(gè)土壤的氮源和碳源,所以很難通過一季作物的施肥就能取得巨大的變化。整個(gè)生育時(shí)期,土壤速效磷含量呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì),在拔節(jié)期達(dá)到最大值,成熟期時(shí)含量最低。隨著溫度的升高,有機(jī)磷礦化和無機(jī)磷轉(zhuǎn)化加強(qiáng),從而使得土壤速效磷含量不斷升高。但玉米植株相對(duì)較大,從土壤中吸收的養(yǎng)分多,最終使得土壤速效磷的積累大于消耗,導(dǎo)致土壤速效磷的下降[16,20]。土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷均在玉米生長旺盛的時(shí)期出現(xiàn)明顯下降,這與玉米需肥規(guī)律相一致,很好的滿足了植株生長對(duì)土壤養(yǎng)分的需求,為玉米最后的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。
本研究結(jié)果表明,在整個(gè)生育期內(nèi),各施肥處理的土壤養(yǎng)分含量均大于不施肥處理,這與程?hào)|娟等[21]的研究結(jié)果相一致。研究結(jié)果表明,0~20 cm土層各處理的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮和速效磷含量均高于20~40 cm土層。證實(shí)了土壤養(yǎng)分存在著隨土壤深度的增加而垂直遞減的規(guī)律。
此次研究結(jié)果表明,全膜雙壟溝播玉米種植密度確定為6.75×104株/hm2時(shí),np5處理土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮和速效磷含量的動(dòng)態(tài)變化最有利于玉米生長,說明在西北干旱半干旱地區(qū),全膜雙壟溝播玉米的最佳施肥量為純n 210 kg/hm2和p2o5 168 kg/hm2,可在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用。
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關(guān)鍵詞 耕地土壤;堿解氮;有機(jī)質(zhì);速效磷;速效鉀;兵團(tuán)農(nóng)十三師
中圖分類號(hào) S158.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2013)14-0220-02
農(nóng)十三師地處東經(jīng)92°36′~96°30′,北緯41°48′~44°37′,南北寬270 km,東西長297 km,控制總面積約為99.87萬hm2,占哈密地區(qū)總面積的7%。東與甘肅省酒泉地區(qū)毗連,西鄰素有“火洲”之稱的吐魯番地區(qū)的鄯善縣和木壘哈薩克自治縣,南跨戈壁與巴音郭楞蒙古自治州相接,北部和東北部與蒙古國交界。
農(nóng)十三師耕地土壤受開墾時(shí)間、土壤質(zhì)地、成土母質(zhì)、耕作水平、施肥方式等因素的影響,造成該區(qū)土壤養(yǎng)分含量豐缺不一,差異較大。近年來,由于化肥施用量增加過快,相應(yīng)的平衡施肥方法滯后,給我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來一系列的問題。土壤養(yǎng)分的豐缺直接或間接地影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境。為此,研究人員借助國家測(cè)土配方施肥項(xiàng)目,于2012年對(duì)農(nóng)十三師的8個(gè)項(xiàng)目團(tuán)場(chǎng)進(jìn)行了比較全面的調(diào)查,并進(jìn)行了土壤樣品的采集與測(cè)定分析。
1 材料與方法
1.1 土壤樣品采集與制備
2012年9—10月在十三師8個(gè)團(tuán)場(chǎng)按照0~20 cm的采樣深度共采集土樣383個(gè),每個(gè)代表土樣由5~8個(gè)樣點(diǎn)按“S”形布點(diǎn)采樣混合而成。土樣風(fēng)干后過尼龍篩(2 mm孔徑),裝入牛皮紙袋內(nèi)保存?zhèn)溆肹1-3]。
1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法
土壤中有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀的含量分別采用油浴加熱重鉻酸鉀容量法、堿解擴(kuò)散法、碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法、乙酸銨浸提—火焰光度計(jì)法測(cè)定[4-6]。
1.3 土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)方法
土壤養(yǎng)分豐缺情況分析參照《十三師土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)》(表1)進(jìn)行。
2 結(jié)果與分析
2.1 土壤有機(jī)質(zhì)
測(cè)定結(jié)果表明,十三師土壤有機(jī)質(zhì)含量總體上處于中等偏低水平,且各團(tuán)場(chǎng)之間存在一定的差距。土壤有機(jī)質(zhì)含量變化范圍為1.2~50.6 g/kg,平均為17.3g/kg,處于極低水平的占8.6%,處于低水平的占13.6%,中等水平的占43.9%,高水平的占33.9%(表2)。
2.2 土壤堿解氮
測(cè)定結(jié)果表明,十三師土壤堿解氮含量總體上處于中等水平。堿解氮含量平均為92.05 mg/kg,變化范圍為9.64~949.00 mg/kg,個(gè)體差異及其明顯;處于極低水平的占23.7%,低水平的占24%,中等水平的占26.1%,高水平的占26.14%(表2)。
2.3 土壤有效磷
測(cè)定結(jié)果表明,土壤有效磷含量總體上處于中等偏低水平,平均值為15.85 mg/kg,變化范圍在0.85~80.60 mg/kg,處于極低水平的占27.4%,處于低水平的占32.1%,中等水平的占21.72%,高水平的占18.8%(表2)。
2.4 土壤速效鉀
測(cè)定結(jié)果表明,土壤速效鉀含量總體上處于高水平,土壤速效鉀含量平均為232.93 mg/kg,范圍在33~853 mg/kg,處于極低水平的占16.4%,低水平的占14.4%,中等水平的占19.6%,高水平的占49.6%(表2)。
3 結(jié)論與討論
十三師耕地土壤有機(jī)質(zhì)大多數(shù)團(tuán)場(chǎng)處于中等偏低水平,而堿解氮和速效磷的含量各團(tuán)場(chǎng)之間的養(yǎng)分差距很明顯,而即使在同一個(gè)團(tuán)場(chǎng),因農(nóng)戶的種植方式、施肥狀況,也會(huì)導(dǎo)致耕地之間養(yǎng)分的差距顯著。有的田塊土壤養(yǎng)分比較貧乏,亟需增加肥料來維持作物的正常生長,而有的田塊中的養(yǎng)分已經(jīng)達(dá)到極高水平,再通過增加養(yǎng)分來加大對(duì)土壤的投入,會(huì)產(chǎn)生負(fù)效益[7-8]。因此,針對(duì)目前十三師土壤的養(yǎng)分狀況,進(jìn)一步提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì),促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,建議采取以下措施:一是培肥地力,大力推廣秸稈腐熟還田技術(shù),增施農(nóng)家肥或商品有機(jī)肥,增加土壤有機(jī)質(zhì),改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤的保水、保肥能力。二是根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況以及作物需肥規(guī)律調(diào)整氮、磷、鉀的配方,調(diào)整肥料品種結(jié)構(gòu),精準(zhǔn)施肥。三是做到“三個(gè)結(jié)合”,培肥土壤。即有機(jī)肥與無機(jī)肥相結(jié)合,大量元素與微量元素相結(jié)合,用地與養(yǎng)地相結(jié)合。以提高肥料的利用率,減少肥料損失,提高土壤對(duì)肥料的吸附能力,使土壤向用養(yǎng)良性方向轉(zhuǎn)化,采用綜合培肥措施保護(hù)好耕地這一不可再生的寶貴資源。
4 參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:水稻;商品有機(jī)肥;應(yīng)用效果
中圖分類號(hào) S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2017)06-0105-02
傳統(tǒng)的商品有機(jī)肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),施用商品有機(jī)肥能提升土壤肥力,增加作物產(chǎn)量[1-2]。近些年來,農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移、積肥難、難積肥等現(xiàn)象的出現(xiàn)導(dǎo)致田間有機(jī)肥投入不足,對(duì)化肥的依賴越來越重。而長期單一使用化肥會(huì)造成土壤板結(jié),使土壤酸堿度及土壤中微生物生態(tài)平衡遭到破壞。商品有機(jī)肥的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了有機(jī)肥和無機(jī)肥的合理搭配使用,對(duì)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田質(zhì)量提升土壤培肥項(xiàng)目具有重要意義。
1 材料與方法
1.1 供試土壤 試驗(yàn)安排在柯橋區(qū)福全鎮(zhèn)興聯(lián)村,該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候南方濕潤水網(wǎng)平原區(qū),海拔7m,常年平均氣溫17.9℃,日照時(shí)數(shù)1 394.0h,降雨量1 853.9mm,相對(duì)濕度75%,無霜期281d。試驗(yàn)地土壤為青紫泥田,系柯橋區(qū)代表性水稻土種之一,試驗(yàn)示范區(qū)大田地勢(shì)平坦,水旱無憂,灌排方便,地力均勻。土壤基本理化性狀為:pH6.9,有機(jī)質(zhì)31.7g/kg,有效磷6.05mg/kg,速效鉀80mg/kg,肥力中等。
1.2 供試品種 紹粳18,單季常規(guī)晚粳稻品種,紹興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院育成,是柯橋區(qū)規(guī)模性栽種品種。2015年6月12日直播,9月18日左右齊穗,11月20日左右成熟。
1.3 供試肥料 氮肥:尿素(N46%);磷肥:鈣鎂磷肥(P2O512%);鉀肥:氯化鉀(K2O60%);有機(jī)肥(N+P2O5+K2O>5.0%,有機(jī)質(zhì)>45%)。
1.4 試驗(yàn)方法 小區(qū)試驗(yàn)設(shè)空白、純化肥、純化肥+有機(jī)肥3個(gè)處理,每處理重復(fù)3次,隨機(jī)區(qū)組排列,小區(qū)面積24m2(6m×4m),小區(qū)間用小田埂隔開,所有小田埂用塑料薄膜包裹,田埂寬度30cm,高度35cm,單獨(dú)排灌。各處理施肥如下:(1)空白處理:不施任何肥料。(2)純化肥肥處理:第1次基肥,施尿素112.5kg/hm2,鈣鎂磷肥350kg/hm2,氯化鉀56.25kg/hm2;第2次追肥,6月28日,施尿素112.5kg/hm2;第3次追肥,7月15日,施尿素120kg/hm2;第4次追肥,8月3日,施尿素60kg/hm2,氯化鉀56.25kg/hm2。(3)純化肥+有機(jī)肥處理。第1次基肥,施尿素112.5kg/hm2,鈣鎂磷肥350kg/hm2,氯化鉀56.25kg/hm2,有機(jī)肥3000kg/hm2;第2次追肥,6月28日,施尿素112.5kg/hm2;第3次追肥,7月15日,施尿素120kg/hm2;第4次追肥,8月3日,施尿素60kg/hm2,氯化鉀56.25kg/hm2。主要病蟲草害防治均為:除草劑6月14日、6月25日共2次;7月24日、8月7日、8月26日、10月3日防治縱卷葉螟3次,二化螟2次,稻飛虱3次,紋枯病2次。其他栽培管理等一致。
1.5 數(shù)據(jù)采集與分析 試驗(yàn)前取0~20cm耕層基礎(chǔ)土樣,用常規(guī)方法測(cè)定pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀。試驗(yàn)區(qū)在收獲前3d各小區(qū)隨機(jī)取3個(gè)0.25O(0.5m×0.5m),考察株高、穗長、有效穗數(shù)、總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、千粒重。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同施肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響 由表1可以看出,與純化肥相比,施用有機(jī)肥均能提高水稻的理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量。其中試驗(yàn)理論產(chǎn)量提高411kg/hm2,實(shí)際產(chǎn)量提高423kg/hm2。
2.2 不同施肥處理對(duì)水稻生物學(xué)性狀的影響 從表2可以看出,純化肥+有機(jī)肥施肥處理區(qū)對(duì)于有效穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)、千粒重上表現(xiàn)出一定的提高效果。
2.3 不同施肥處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響 從表3可以看出,小區(qū)試驗(yàn)中純化肥處理的土壤有機(jī)質(zhì)比空白增加0.7g/kg,提升2.24%;純化肥+有機(jī)肥處理的土壤有機(jī)質(zhì)比空白增加1.2g/kg,提升3.85%。表明施用商品有機(jī)肥能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。
3 結(jié)論
本試驗(yàn)條件下,施用商品有機(jī)肥能促進(jìn)水稻分蘗,增加有效穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)、千粒重,相對(duì)純化肥區(qū)增產(chǎn)423kg/hm2,增產(chǎn)5.32%,水稻增產(chǎn)效果較好,且對(duì)于土壤有機(jī)質(zhì)的提升有一定的效果。但因試驗(yàn)開展年限有限,其增產(chǎn)機(jī)理還需進(jìn)一步開展試驗(yàn)獲取。
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對(duì)于玉米秸和稻秸,多采用粉碎翻壓還田,也采用玉米秸稈高溫堆漚還田和稻秸留高茬15cm機(jī)械旋埋;根據(jù)本人多年的基層經(jīng)驗(yàn),金安區(qū)主要的秸稈是稻秸、小麥秸、油菜秸、玉米秸、芝麻秸等,可采用高溫堆肥或機(jī)械粉碎翻壓還田等方式。
二、油菜、小麥秸稈快速堆腐還田技術(shù)
金安區(qū)午收油菜農(nóng)時(shí)緊,搶收搶栽勞動(dòng)強(qiáng)度大,農(nóng)民往往就地焚燒油菜秸稈,污染大氣,影響交通和造成秸稈資源嚴(yán)重浪費(fèi)。本人經(jīng)過幾年實(shí)踐和試驗(yàn),總結(jié)出油菜田頭快速堆腐還田新技術(shù)。該技術(shù)的操作方法是:
1.就地堆腐
油菜田間打曬后,秸稈采用田頭就地挖坑堆腐。一般堆坑挖深30至40厘米,長寬為3×2米,堆垛高2米左右;也可根據(jù)油菜秸稈量,加長堆坑。堆坑挖出的表層泥土用來做埂,下面再挖的泥土留作壓蓋農(nóng)膜。田頭堆腐不需挑運(yùn),可節(jié)省勞力和時(shí)間。
2.一次堆制
一次碼堆,再澆勻澆透拌有速腐菌劑的水,最后用0.8絲農(nóng)膜1至1.5公斤蓋好即可。每堆制1000公斤秸稈,加入“腐秸靈”或“速腐301”菌劑0.5至1公斤,尿素3至5公斤,水10至15擔(dān)。速腐劑分兩次拌入水中,前8至12桶水加入速腐劑的1/3,余下放入后2至3桶水。部分在稻場(chǎng)、路邊脫粒的油菜秸稈,也可就近利用有水空地或荒溝,挖坑堆腐。
3.快速腐熟
要使秸稈在20至25天完全腐熟,必須注意堆垛補(bǔ)水和密封增溫。堆制時(shí)應(yīng)在垛頂堆放松軟菜籽殼,防止硬稈戳破蓋膜。膜蓋好后四周用泥土壓實(shí),兩塊膜接口處可用膠帶粘牢,垛頂撒少量稻草或雜草并封泥。一般封堆7至10天,應(yīng)揭膜補(bǔ)澆5至7桶水,保證速腐劑生長的潮濕條件。
三、秸稈還田技術(shù)的效應(yīng)分析
1.土壤效應(yīng)
土壤有機(jī)質(zhì)和N素水平是土壤肥力和土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo),其含量較高,土壤是肥沃的好耕層,高性能、更耐用。秸稈還田現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)是最重要的作用,是提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和活化土壤N,P,K養(yǎng)分,提高土壤肥力。根據(jù)含有水分的玉米地里的秸稈有機(jī)物質(zhì)的測(cè)定,平均約為15%,速效鉀含量為2.28%,氮含量為0.61%,磷含量是0.27%和一些微量元素鎂、鈣、硅等也是農(nóng)作物生長所需。一根稻草一年后,返回的分解率可以達(dá)到80%-90%,土壤有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)大大增加,表層土壤速效N、P、K養(yǎng)分有了明顯的提高。根據(jù)該報(bào)告,黑龍江省蘭西縣,由于長期施用化肥,黑色土壤有機(jī)物質(zhì)含量的從6%降到現(xiàn)在的1.8%左右,且平均每年仍以0.1%的速度下降;854和855農(nóng)場(chǎng)的黑龍江省常年堅(jiān)持秸稈還田,其農(nóng)場(chǎng)土壤有機(jī)質(zhì)、N、P、K含量顯著增加,所以秸稈還田是提高土壤養(yǎng)分含量與作物產(chǎn)量的有效措施。
2.改土效應(yīng)
秸稈還田的主要作用是改善土壤結(jié)構(gòu)、補(bǔ)充土壤養(yǎng)分平衡,降低土壤容重,提高土壤耕層的有效方法。此技術(shù)主要提供更穩(wěn)定的腐殖質(zhì)物質(zhì),促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,增加土壤孔隙度,體積密度下降,土壤松散,水分和肥力的增加,土地溫度的上升,加速了土壤養(yǎng)分的循環(huán)。
3.微生物效應(yīng)
土壤微生物是重要的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組成部分、分解和凈化效果的土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤酶活性是基本的反應(yīng)之一,秸稈微生物還田顯著提高了土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶的活性,促進(jìn)土壤微生物的生長,增加有益的土壤微生物類群數(shù)量,加快有機(jī)物質(zhì)的分解,成分從細(xì)菌類型化為真菌型的轉(zhuǎn)型趨勢(shì),有利于微生物土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化積累豐富的土壤微生物。
4.經(jīng)濟(jì)效應(yīng)
在望城街道大崗頭村多年推廣秸稈還田技術(shù),通過跟蹤調(diào)查和對(duì)比分析,結(jié)果表明,水稻平均增產(chǎn)4%-9%,而且多表現(xiàn)為連續(xù)還田的產(chǎn)量逐年提高。秸稈具有明顯的抑制病害作用,對(duì)水稻和稻瘟病,過早老化性能也明顯的有顯著療效。作物生長、根系發(fā)達(dá),莖粗壯,作物產(chǎn)量顯著增收。因此,此技術(shù),以提高可再生利用的秸稈,回收的作物產(chǎn)量潛力和節(jié)約肥料投資成本是一種重要的方法。
5.環(huán)境效應(yīng)
現(xiàn)在很多農(nóng)業(yè)人員直接將秸稈焚燒,既浪費(fèi)了資源,同時(shí)秸稈燃燒所產(chǎn)生的廢氣也對(duì)空氣造成了很大的污染。那么如何將秸稈做到最有效的利用呢。古人說“落葉不是無情物,化作春泥更護(hù)花”。秸稈生于土壤,含有很多對(duì)土壤有用的成分。如果將秸稈粉碎,最后回歸土壤,可以很大程度的增加土壤養(yǎng)分,使土地長時(shí)間保持肥力,同時(shí),秸稈還田還可以有效的減少農(nóng)田因常年使用所形成的沉積,減少土壤鹽堿化現(xiàn)象,對(duì)土壤的長期有效使用起到至關(guān)重要的作用。
四、未來展望