宁远县耕地地力变化状况与施肥效益的长期定位监测研究

2011-01-26蒋毛庚柏小勇胡萍翠陈志翠

湖南农业科学 2011年1期

蒋毛庚，柏小勇，胡萍翠，陈志翠

（宁远县农业局，湖南宁远 425600）

宁远县位于湖南省南部，四境皆山。主要地貌单元为低山、丘陵和岗地。全县辖17个乡镇，耕地面积40 773 hm2，是“九五”时期国家第一批商品粮基地县之一，也是国家柑桔优势产业“赣南—湘南—桂北”脐橙产业带区域。因此，研究和分析该区域土壤肥力状况及培肥对策，对加快食品工业化进程和农业产业化发展具有重要的战略意义。1999年以来，宁远县农业局开展了全县耕地土壤肥力监测、肥力试验及农户施肥长期调查工作，现将9 a的监测研究结果汇总如下。

1 调查内容与试验设计

1.1 调查内容

分低山、丘陵、岗地三个区域调查早晚稻肥料投入量、养分消耗量、耕地施入的有机氮占总氮量的百分数、年产量等情况。

1.2 试验设计

设7个处理，2次重复。各小区均长5.0 m，宽3.35 m，单排单灌。处理Ⅰ：氮磷肥区（NP），处理Ⅱ：30%有机肥区（根据作物生长所需肥料用量折算，30%M），处理Ⅲ：氮钾肥区（NK），处理Ⅳ：60%的有机肥区（根据作物生长所需肥料用量折算，60%M），处理Ⅴ：对照区（不施任何肥料，CK），处理Ⅵ：氮磷钾肥区（NPK），处理Ⅶ：农民习惯施肥区（当地农民习惯施肥量，CM）。

2 结果分析与讨论

2.1 耕地土壤平均养分含量的变化

从宁远县1999～2007年86个土种、50个养分监测点的总平均结果（表1）可见：1999～2007年土壤全量养分中，土壤全N和全P整体呈上升趋势，全K含量变化不大；土壤碱解氮增加31.0 mg/kg，速效磷增加了2.3 mg/kg，速效钾减少了1.3 mg/kg；1999年有机质平均含量为32.3 g/kg，2003年下降至27.7 g/kg，2007年恢复为31.3 mg/kg，9 a间下降了1.0 g/kg。

表1 长期定位养分监测点结果统计

土壤有机质不仅能持久地提供作物所需的多种矿质盐类，而且还具有改善土壤理化性状的能力，土壤有机质含量与土壤容重、质地、孔隙度、养分含量这些肥力指标都有一定的相关性。土壤有机碳含量增加，水稳性团聚体数量、土壤持水量及充气孔隙度都会随之明显提高。可见耕地土壤中的有机质含量变化，从很大程度上反映了土壤肥力变化趋势。为了探索有机质变化状况，我们对部分土种有机质含量监测原始数据进行了分析。1999～2007年，有机质含量呈上升趋势的有紫潮泥、浅黄泥、中性紫泥、酸紫泥、河潮泥等，有机质含量平均上升了5.1 g/kg，其面积占总监测面积的23.4%；有机质含量基本持平的有红黄泥和灰泥田，占总监测面积的32.9%；有机质呈下降趋势的有河沙泥、紫潮泥等土种，有机质含量共减少了4.7 g/kg，其代表面积占总监测面积的43.7%。

2.2 不同施肥处理对水稻产量的影响

2.2.1 长期不施肥对作物产量的影响研究表明，和其他施肥区相比，CK处理植株生长矮小，有效穗少，实粒数也少，产量不高。从表2可知，无肥区稻谷产量，早晚两季合计，9 a间平均仅7 873 kg/hm2，为其他6个处理平均年产量的64.3%，与正常施肥的30%M、60%M、NPK和CM处理相比，CK处理的产量仅占上述4处理平均产量的59.0%，而且，CK处理产量呈逐年下降趋势。通过方差分析，CK处理产量与其他处理产量差异达5%的显著水平。

2.2.2 长期偏施肥对作物产量的影响从表2中可知，长期偏施肥的NP处理平均年产量为10 056 kg/hm2，仅为30%M处理产量的73.9%，60%M处理产量的74.6%，NPK处理产量的77.2%，习惯施肥处理产量的75.7%。长期偏施肥的NK处理平均年产量为9 987 kg/hm2，是30%M处理产量的73.4%，60%M处理的74.1%，NPK处理产量的76.7%，CM处理产量的75.1%。从历年监测情况看，早稻缺磷比缺钾影响大，晚稻缺钾比缺磷影响大。

表2 长期定位试验各处理历年产量（kg/hm2）

2.2.3 有机肥与无机肥长期配施对作物产量的影响长期定位试验结果表明，有机肥与无机肥配合施用能保持作物稳产高产。由表2可知，NPK处理平均产量为13 020 kg/hm2，为30%M处理平均产量的95.6%，60%M处理平均产量的96.6%；有机肥与无机肥配施比例不同，作物产量也有一定差异。30%M处理比60%M处理平均增产133 kg/hm2，而且多数年份30%M比60%M处理增产，表明供试土壤条件下有机肥与无机肥配施比例以3∶7效果好。

2.3 不同施肥处理对土壤肥力的影响

2.3.1 不同施肥处理对土壤养分含量的影响从表3可以看出，长期不施任何肥料，土壤耕层有机质、全氮、有效钾含量下降，与原始土壤相比，分别下降了 2.1 g/kg、0.36 g/kg、3.7 mg/kg，而碱解氮、有效磷则分别上升了115、1.59 mg/kg，NPK化肥区由于多年不施有机肥，有机质下降了1.1 g/kg。而配施有机肥的2个处理土壤的各种养分含量都有明显的增加，特别是有机质、碱解氮、有效磷增加显著。

2.3.2 不同施肥处理对土壤容重和孔隙度的影响土壤容重和孔隙度是土壤重要的物理性状，合理地施肥能降低土壤容重，提高土壤孔隙度，改善土壤物理性能。据2007年冬季取土测定，30%M、60%M和CM 3个处理土壤容重都明显比原始土壤测定值要低，分别低0.13、0.18、0.07 g/cm3（表4），土壤孔隙度比原始土壤分别高6.3、14.0和3.9个百分点。NP、NK、无肥区处理的容重变化不大。

表3 长期定位试验各处理土壤耕层养分变化情况

表4 长期定位试验各处理土壤容重和孔隙度变化情况

2.4 长期定位监测施肥调查结果

肥力监测结果（表3）表明：（1）施有机N占总施N量30%的处理，能基本维持或提高土壤中有机质含量等肥力指标；无肥区和纯化肥处理区，土壤中有机质等肥力性状明显呈下降趋势。30%M、60%M有机（N）肥处理区土壤中有机质等肥力指标明显上升。为了使试验结果能够反馈出大面积肥力变化状况，分低山、丘陵和岗地三大类型进行了耕地投肥量调查（表5）。依据（表3）试验，分析表5调查结果可见：（1）施入有机（N）肥占总N肥量20%以下的面积为44.75 hm2，占被调查面积的53.3%，这部分耕地土壤有机质等肥力性状有逐年变劣的趋势。（2）有机（N）占20%～30%的面积有 17.75 hm2，占被调查面积的21.1%，这部分耕地面积的肥力水平处于持平状态。（3）施入有机（N）肥占总肥量30%以上的面积有21.5 hm2，占被调查总面积的25.6%，这部分耕地面积的肥力水平呈上升趋势。

3 监测成果应用

3.1 指导农民合理施肥

合理施肥是指作物通过施用肥料，能增产增收，还能有效地提高土壤肥力，尽可能减少施肥对环境的污染。9 a监测结果表明，年产量以30%M区最高，比习惯施肥高317 kg/hm2、节约成本301.5元/hm2，产投比最高。60%M区比30%M区处理节约成本41.7元/hm2，但减少稻谷133 kg/hm2，也不理想。因此，在全县的水稻生产上大面积推广30%有机肥处理方案。据统计，2008年推广面积达0.8万hm2，通过调查，农民反映该施肥方案可增产稻谷 450～600 kg/hm2。

表5 长期定位耕地施肥调查结果

3.2 指导农民秸秆还田

宁远农村青壮年外出务工较多，水稻种植区域施用有机肥明显下降，特别是晚稻不施有机肥。为了广辟晚稻有机肥的肥源，小区监测田中的2个有机肥处理，早稻均采用猪厩肥做基肥，晚稻采用稻草或其他秸秆还田覆盖方式。监测和试验结果证明，把早稻草做为晚稻有机肥源，同时，大力推广测土配方施肥技术、广种绿肥、多途径积制土杂肥、进一步深入普及秸秆还田，效果很好，它不仅减少了化肥用量，而且培肥了地力，经济效益、生态效益和社会效益都非常显著。同时为宁远县近几年大面积推广国家资金补助项目测土配方施肥技术和土壤有机质提升提供了大量的指导性数据。仅2009年全县共推广稻草等秸秆还田12万hm2，增产稻谷0.384万t。