小麦玉米带田土壤肥力变化及培肥

小麦/玉米带田土壤肥力变化及培肥 * Ⅱ.不同肥料对土壤养分含量变化的影响

张丽慧¹　金绍龄¹　李隆¹　索东让²　吴国菁²　马永泰²　孙宁科²

（1甘肃省农科院土肥所　甘肃兰州　730070；2张掖地区农科所　张掖　734000）

摘要：研究表明，单独施用无机肥料虽可保持带田高产，但只有与有机肥料配合时才能促进土壤有机质的积累；带田生产中氮肥损失率不低于42.1%～54.7%，说明改进施肥方法、提高氮肥利用率仍是带田合理施肥的关键；施用无机磷肥特别是与有机肥配合施用是提高土壤磷肥力的有效措施，可提高有机磷含量及其占总磷量的比例，提高无机磷中有效及缓效组分所占比例，降低难溶组分（Ca₁₀-P，O-P）的比例；带田耗钾强度高，必须注意钾肥的投入。

关键词：带田；土壤培肥；土壤养分

在前文^[1]中，作者主要是以产量变化为依据，分析了不同处理土壤肥力变化的方向、程度，并由此提出了带田土壤培肥途径的基本看法。本文将从土壤养分的变化上对上述结果作进一步分析。

1　材料及方法

试验条件及设计参见文献^[1]。

土壤测定:1991年播种前每小区5点取样，1994年收获后4点取样，深度均为0～20cm和20～40cm，然后按处理将3个重复分层合并，风干混匀，粉碎过筛。有机质含量用丘林法测定，全N开氏法，全P用酸溶钼锑抗比色法，碱解N用扩散法，速效P、K分别用0.5 mol/L NaHCO₃浸提、钼锑抗比色法和1 mol/L NH₄OAc浸提、火焰光度法测定。

植株的采样及测定:在成熟期随机取10株玉米，50株小麦，分籽粒及非籽粒两部分风干、粉碎、过筛。N用开氏法测定，P用三酸混合液消化、钼锑抗比色法测定，K用同一溶液消化、火焰光度法测定。

2　结果与分析

2.1　土壤养分平衡状况

注：本文发表于《西北农业大学学报》，1996，24（5）：55～60.

尽管土壤养分平衡是一个涉及范围很广的生态学问题^[2]，但根据施肥所投入的养分量及作物地上部携出的养分量仍可估计出土壤养分平衡的基本状况和施用不同肥料对这一过程的影响。表1表明，除无肥区和单施有机肥区的土壤N处于亏损状态（负平衡）外，其余各处理均有盈余（正平衡）。但必须指出，这里没有考虑氮的损失问题，其平衡仅是表面现象。同样，未施磷肥的各处理，土壤P均为负平衡，而施用磷肥者均为正平衡。土壤K的平衡与N、P完全不同，不管施钾与否一概为负平衡，也就是说土壤K一直处于消耗过程中，这在高产带田土壤培肥中是不能不加以考虑的问题。

2.2　不同处理对土壤养分变化的影响

本文的讨论仅限于耕层土壤（0～20 cm）

表1　带田养分平衡状况（1991—1994年）　kg/hm²

的养分变化情况。

2.2.1　有机质由表2可见，施无机肥和单施有机肥者，土壤的有机质含量都有所降低，降低最甚者为NPK处理，由试验前的20.8g/kg降为15.2g/kg，降低了26.9%，其余依次为CK＞NP＞N＞M。在有机无机肥结合的6个处理中，除M N PKSR处理外，其余处理土壤有机质含量均有不同程度地增加。M N PKS处理增加最多，由试验前的19.5g/kg增加到22.7g/kg，增加了16.4%。其余依次为M NPK、M N PKR＞MN＞MNP。说明单独施用无机肥料不利于土壤有机质的积累。单独施用有机肥料则因肥料本身有机质含量甚低，还不足以补偿4年内土壤有机质的分解消耗，因而也不能增加其含量。只有有机肥与无机肥结合施用才能使土壤有机质含量有所提高。

2.2.2　全N及碱解N

分析结果表明，不管任何处理，历经4年试验之后，土壤全N含量都有所降低，

表2　耕层（0～20cm）土壤养分含量的变化

其中以不施任何肥料的处理降低最甚，比试验前降低了26.2%。碱解N含量的变化趋势与全N基本相同。凡施氮肥者，土壤N的平衡均为正值，但土壤分析结果却与此相反。其原因:一是小麦/玉米带田对土壤N的消耗强度大，第2次分析是在带田收获后，土壤碱解N经过生长季的消耗尚未得到恢复的情况下进行的；二是在当地土壤气候条件下，氮肥的损失（包括渗漏及挥发）比较严重，估计高达42.1%～54.7%。说明改进氮肥施用方法，提高氮肥利用率仍是带田合理施肥需要研究的一个重要问题。

2.2.3　全P及速效P

比较试验前后的测定结果，全P及速效P含量的变化趋势完全一致。凡施磷肥者，土壤全P及速效P的含量均有所提高，提高的幅度分别为1.19%～15%和17.6%～117.6%，其中以有机肥配合无机肥施用者提高幅度较大（M N PKR速效P例外），分别为11.9%～15%和100.0%～117.6%。不施磷肥者（包括单独施用有机肥处理）则都有所降低。这种结果与土壤P平衡分析结果是一致的。表明本试验所施磷肥的数量足以保持和提高带田土壤P肥力，且施用磷肥特别是有机肥与磷肥配合施用是提高带田土壤P肥力的有效措施。

2.2.4　速效K

表2土壤测定结果表明，除M、MNPKS及MNPKSR（处理⑤，⑩，輥輯訛）3个处理的速效K含量有所增加外，其余处理与养分平衡计算结果基本一致。单施有机肥速效K之所以提高，是由于该处理产量一直很低，耗K很少，而有机肥却能向土壤补充一定数量的K所致。MNPKS和MNPKSR（处理⑩，輥輯訛）处理速效K含量的提高，则与秸秆还田有关，因为作物地上部所吸收的K大部分都存留在茎秆中。

2.3　土壤P组成的变化

2.3.1　有机P

由表3可见，不施肥料或者只施无机磷肥的处理，土壤有机P的分解过程超过积累过程，含量普遍下降；施用有机肥和有机无机肥配合施用的处理，土壤有机P的含量则有所提高，或者与试验前持平。从有机P占总P的比例来看，变化趋势与含量变化基本一致。

2.3.2　无机P

无机P是该试验地土壤P的主要组成部分，约占总P的80%。无机P含量的变化受无机磷肥的影响较大。不施无机磷肥的处理，如CK和N（处理①和②），在4年之后，土壤无机P含量均有所下降，施用无机P肥者（③N P，④NPK）则都有所增加。但有机肥与无机肥配合施用，大部分处理，土壤无机P含量都不如试验前高，这是由于这些处理产量高，加速了无机P向有机P的转化所致。这种转化的主要归宿是作物体，作物体的地上部分被收获后，根、残茬及落叶中的有机P依然保留在土壤中，结果土壤有机P含量增加，占总P的比例也有所提高，无机P含量相对减少，占总P的比例也相应下降（表3）。

表3　耕层（0～20cm）土壤有机P与无机P比例的变化

表4　耕层（0-20cm）土壤无机磷组成的变化　（mg/kg）

根据顾益初和蒋柏藩介绍的方法^[3]，对土壤无机P进行了分级测定（表4），结果表明，凡施用无机磷肥或施用有机肥料者，Ca₂-P含量明显增加，试验前为10～12mg/kg，4年后达14～26mg/kg；凡施用无机磷肥者，Ca₈-P含量明显增加，试验前为49～74mg/ kg，4年后为66～92mg/kg（表4）。由于含量增加，其在无机P中所占比例也相应提高。Ca₂-P的比例由试验前的1.55%～1.85%提高到2.66%～4.50%；Ca₈-P的比例由8.38%～11.46%提高到11.30%～15.22%。其他处理Ca₂-P及Ca₈-P的含量及比例则都有降低（表5）。Ca₁₀-P的含量及比例只是在有机肥与无机磷肥结合施用的情况下才有所降低，而在其余处理中均增高，说明有机肥在土壤无机P的活化过程中起了一定作用。Fe-P和A1-P的变化趋势完全一致；施用无机磷肥或无机磷肥加有机肥者，Fe-P和A l-P的含量及占无机P的比例均有增加，未施者（①CK，②N，③M，④MN）则都有减少。不管施肥与否，也不管施用什么肥料及肥料组合，闭蓄态P（即O-P）的含量及比例均有明显降低，其原因尚需进一步研究。

据研究^[4]，在石灰性土壤中，Ca₂-P型磷酸盐是最有效的，也是作物磷素营养的主要来源；Ca₈-P，A₁-P和Fe-P属缓效磷源；Ca₁₀-P及O-P只是潜在磷源。1994年的相关分析表明，无机P组分的这种有效性顺序在本试验中也得到清楚反映。如Ca₂-P、Ca₈-P、A l-P和Fe-P含量与土壤有效P含量的相关系数依次为0.9183，0.9484，0.8966和0.9402，都达到了极显著水平。O-P达显著水平（0.6906），Ca₁₀-P与有效P之间则为负的相关关系，相关系数为-0.8323，达极显著水平，由此可以看出，在带田种植中，无机磷肥与有机肥料配合或施用无机磷肥都有利于土壤磷肥力的培育；不施无机磷肥也不施有机肥，则不仅会大量消耗土壤有效P，而且会使总P量降低，危及土壤磷肥力的基础。

表5　耕层土壤无机P各组分占无机P的比例　（%）

3　结论

第一，虽然无机肥料是决定小麦/玉米带田产量的主要因素，但连续施用并不能保持和提高土壤有机质含量，只有无机肥料与有机肥料配合施用才可促进土壤有机质的积累。

第二，在无机肥料中，氮肥对带田产量有决定性作用，但年年施用氮肥，甚至施用氮肥加有机肥都未能使土壤氮素含量增加，主要原因是氮肥损失严重。说明改进氮肥施用方法，提高氮肥利用率仍是带田合理施肥面临的重要研究课题。

第三，施用无机磷肥，特别是无机磷肥加有机肥是提高土壤磷肥力的主要措施，可使土壤有机P含量增加，提高无机P中有效及缓效组分的比例，降低难溶组分的比例。

第四，在带田生产中必须重视钾肥的投入，以减缓土壤K的消耗速度。