水田土壤有机质累积规律研究Word文档格式.docx
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关键词:
土壤肥力长期试验;
稻田土壤;
土壤有机质;
施肥
StudyonChangesofSoilOrganicMatterinPaddySoilUnderLong-termExperiments
PANShi-juan1。
2,LIJu-mei2,WANGHui-sheng1
(1CollegeofAgronomy,NorthwestA&
FUniversityYangling,Shaanxi712100;
2InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,CAAS,Beijing100081)
AbstractFieldinvestigationandsoilsampleanalysismethodswereadoptedonthesixlong—termexperimentsinHubeiWuhanStation,ChongqingBeibeiStation,HunanWangchengStation,HunanQiyangStation,JiangxiNanchangStation,ZhejiangHangzhouStation,China.Theamountofsoilsoilorganicmatterwasincreasedhigherbyorganicfertilizerthanchemicalfertilizersignificantly,averagerateofsoilorganicincreasedwasdecreasedyearbyyear,andrateofsummationofsoilorganicmatteryearincreasedtototalamountoforganicfertilizerinputwasdecreasedyearbyyear.Amountofsoilorganicmatterincreaseislimitedbyonefertilizationmethod,andpeakvalueofsoilorganicmatterismorehigherbyorganicfertilizerthanchemicalfertilizersignificantly.Amountofsoilorganicmatterincreaseisnotonlyrelatedtoamountoforganicfertilizerbutalsocropyield.
Keywords:
long—termexperiments;
paddysoil;
organicmatter;
fertilization
土壤有机质是土壤的基本组成物质,影响着土壤理、化以及生物学性质,在土壤肥力中发挥着重要的作用[1,2],是高肥力土壤的重要指标,是土壤质量、土壤肥力、土壤可持续利用性的重要评价指标之一[3,4],土壤有机质提升目前是我国沃土工程研究热点课题。
同时,农田土壤中有机碳储量和特性不仅影响土壤系统质量和功能[5],而且是大气碳循环的重要因素之一,如何提高和管理土壤有机质不仅是土壤科学的重要研究内容,也是环境科学关注热点[6]。
许多研究资料都报道过不同气候带[7]、不同类型土壤[8]、不同耕作系统[9-11]、不同施肥管理下土壤有机质变化和趋势研究结果[12-14],但是土壤有机质提升对培肥方式、施肥种类及施肥量的响应程度,它们之间的量化关系一直不明确。
本文通过土壤肥力长期定位试验不同施肥处理试图研究土壤有机质对平衡施肥、非平衡施肥、施化肥、施有机肥的响应,试图揭示各种培肥方式下土壤有机质提升的特征,为农田培肥提供科学依据。
1材料与方法
1.1供试土壤
本文选用六个长期定位试验,分别设在湖北武汉、重庆北碚、湖南望城、湖南祁阳、江西南昌和浙江杭州,其土壤母质类型、轮作制度、土壤有机质与气候条件等列于表l。
表1各试验点基本情况
试验地点经纬度土壤母质轮作制度有机质日照时数年积温年降雨量
(g.kg-1)(h)(℃)(mm)
湖北武汉E114°
32′N30°
34′湖积物麦-稻27.4208051891300
重庆北碚E106°
26′N30°
26′泥岩风化坡积物麦-稻22.0126054661106
湖南望城E112°
36′N27°
58′第四纪红色粘土稻-稻34.1170054501350
湖南祁阳E111°
52′N26°
45′第四纪红土稻-稻19.8161056001255
江西南昌E115°
54′N28°
21′河流冲积物稻-稻25.6190054001600
浙江杭州E119°
39′N30°
26′浅海沉积物麦-稻-稻26.6195050001550
1.2试验设计
各试验点试验处理不尽相同列于表2,江西南昌有机无机肥处理分别为:
50F+50M、30F+70M、70F+30M,在表2中未列出。
施肥量列于表3,肥料种类:
除了重庆北碚处理NPK(Cl)M的氮和钾肥分别为NH4Cl和KCl外,其他个试验点肥料种类相同,氮肥为尿素,磷肥为过磷酸钙,钾肥是氯化钾。
表2各试验点长期试验处理
试验点CKNNPNKPKNPKMNPKM1.5NPKMNPKSNPMPKMNKMM+1.3NPK
湖北武汉√√√√√√
重庆北碚√√√√√√√√√√
湖南望城√√√√√√√
湖南祁阳√√√√√√√√
江西南昌√√√√
浙江杭州√√√√√√√√
注:
“√”表示有此处理。
表3各试验站水田土壤年施肥量
地点试验开始NP2O5K2O有机肥
(年份)(kghm-2)(kghm-2)(kghm-2)(kghm-2)
湖北武汉198115075150猪粪22500
重庆北碚1991300(285)150(120)150(120)厩肥22500和稻草7500
湖南望城1985330180(90)240猪粪7500(15000)和稻草5250
湖南祁阳1986300120120牛粪22500
江西南昌1983330120300紫云英和猪粪*
浙江杭州1990315158158猪厩肥22500
*表示:
50F+50M、30F+70M和70F+30M处理的有机肥施用量分别是21375kg∕hm2、41869kg∕hm2和7691kg∕hm2。
括号内数字表示变更后施肥量,重庆北碚处理括号内数字表示在1996年秋后至今的施肥量;
湖南望城处理括号内数字表示从1991年后至今,施磷量降低一半,猪粪增加为15000kg∕hm2,同时又增施石灰2025kg∕hm2。
1.3土样采集及统计分析
每年秋作物收获后,采集耕层土壤样品,土壤有机质测定采用外加热重铬酸钾一容量法[15],所有数据采用MicmsoftExcel软件和DPS进行统计分析[16]。
2结果与分析
2.1水旱轮作土壤有机质变化趋势
无论是湖北武汉还是重庆北碚,无肥处理土壤有机质含量都明显低于任何施肥处理的,(图1和2),随着试验时间延长,土壤有机质稍有下降趋势。
湖北武汉试验点起始有机质比较高,为27.4g/kg,有机质下降幅度比较大;
重庆北碚起始有机质相对较低,为22.0g/kg,有机质下降到20.6g/kg后就比较平稳了。
所不同的是,湖北武汉的N和NP处理的土壤有机质有下降趋势,但是比CK值高,且N处理的土壤有机质低于NP处理的;
而重庆北碚的NP处理土壤有机质有提升趋势。
两个试验点的NPK处理土壤有机质含量都有上升趋势,湖北武汉的土壤有机质上升速率高于重庆北碚的,平均每年分别上升0.15g/kg和0.13g/kg。
仅施有机肥M处理土壤有机质提升速率都比施化肥的高,重庆北碚的高于湖北武汉的,平均每年分别上升0.26g/kg和0.08g/kg。
湖北武汉的有机肥(猪粪)加化肥NPKM处理土壤有机质含量上升趋势与M处理的很接近,几乎没有差别,土壤有机质明显高于NPK处理的;
而重庆北碚的NPKM(厩肥)和NPK处理的土壤有机质含量上升趋势很接近,几乎没有差别,但是土壤有机质显著低于M(厩肥)处理的。
图1湖北武汉土壤有机质动态变化图2重庆北碚土壤有机质动态变化
2.2双季稻土壤有机质变化趋势
不同试验点双季稻土壤CK处理有机质变化趋势不一致,在江西南昌试验点呈现下降趋势,试验5年土壤有机质从25.6g/kg下降到20.3g/kg,接下来10年土壤有机质稳定在20.1-20.5g/kg之间(图5);
湖南望城(图4)和浙江杭州试验(图6)的CK处理土壤有机质都表现不同程度上升趋势,湖南望城和浙江杭州试验10年土壤有机质分别提升了3.5g/kg和1.3g/kg。
湖南望城、江西南昌和浙江杭州试验都表现出平衡施化肥处理土壤有机质提升比非平衡施肥处理快,即NPK处理土壤有机质高于N、NP处理的。
四个试验点施NPK处理土壤有机质都表现出有机质提升到最高点后略下降的抛物线趋势,望城、祁阳、杭州和南昌土壤有机质最高点分别为39.1g/kg、29.1g/kg、31.0g/kg和27.9g/kg。
有机肥和有机无机配合处理土壤有机质提升状况各试验点差异比较大。
祁阳试验点20年连续施用有机肥(图3),前10年土壤有机质直线提升,平均每年提升1.4g/kg,有机质最高值比NPK处理的高10g/kg,有机无机配合施肥的NPKM处理,土壤有机质变化趋势和数值与M处理的无显著差异,主要表现出有机肥提升有机质的作用,而化肥在配施中提升有机质作用不明显。
与祁阳试验所不同的是,杭州试验M处理土壤有机质提升效果低于NPK处理,而NPKM处理有机质略高于NPK处理,在此明显表现出施用化肥提升有机质的作用(图6)。
南昌试验点有机无机肥配合处理(图5),土壤有机质提升速率随有机肥比例提高
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