长期氮磷化肥配施对不同种植体系土壤水分的影响

林莉娥

摘 要：长期定位试验具有时间的长期性和定位性等特点，信息量丰富，准确可靠，是全面了解农田生态系统的重要场所。长期定位试验能系统了解各因素的相互作用，为评估施肥对土壤肥力及生态环境的影响提供重要的研究基础，为了探明黄土高原长期不同种植体系对土壤水分的影响。本文分析了长期氮磷化肥配施对不同种植体系土壤水分的影响。

关键词：长期氮磷化肥配施；不同种植体系；土壤水分

硫是植物第四位重要的营养元素， 在植物生理及营养方面起着其它元素不可替代的作用。随着复种指数提高，农作物产量增加，含硫少的高浓度复合肥的大量施用， 以及有机肥的施用减少，硫的携出量增加、归还量减少， 导致土壤含硫量下降。土壤缺硫导致作物减产， 品质下降。施硫肥对多种作物具有增产效应， 改善品质和提高水分利用率等。但这些研究大多集中在短期施用硫肥的土壤及作物效应方面。

一、材料与方法

1.概况。试验区农业生产全部依赖天然降水， 属典型的旱作农业区。试验地土壤为粘化黑垆土， 母质是深厚的中壤质马兰黄土， 全剖面土质均匀疏松， 通透性好。耕层土壤有机质含量10 .5 g/kg ， 全氮0 .8 g/kg ， 速效氮37 mg/kg ， 全磷0 .659 g/kg ， 速效磷3 mg/kg ， 速效钾129 .3 mg/kg ，CaCO3 108 .4 mg/kg ， pH 8 .3。土壤肥力水平较低。试验地的地貌特征、土壤养分含量在黄土高原同类地区具有典型代表性。

2.实验设计。长期轮作培肥试验共36 个处理， 108 个小区， 小区面积66 .67m2 ， 3 次重复， 随机排列。本研究选取其中6 个处理：即， 处理1 ：小麦连作， 处理2 ：豌豆-小麦（2 a）+糜子轮作， 处理3 ：红豆草-小麦（2 a）轮作， 处理4 ：豌豆-小麦（2 a）+玉米轮作， 处理5 ：玉米-小麦（2 a）+糜子轮作， 处理6 ：小麦（2 a）+糜子-玉米轮作， 各处理施肥量（NP）相同， N 120 kg/（hm2·a）， P2 O5 60 kg/（hm2·a）。氮肥用尿素， 磷肥用过磷酸钙中含有硫酸钙（含硫12 %）。所有肥料在播种时一次性施入， 定期进行除草和松土， 田间管理同大田。

二、结果与分析

1.土壤中有效硫的分布。本试验中的硫肥是随磷肥施入土壤的， 施入的硫除部分被作物吸收利用外， 其余残留于土壤中。硫主要以SO2 -4 形态被作物吸收利用， SO2-4 带负电荷， 在土壤溶液中随水运动， 易于淋失。各处理耕层土壤（0 -20 cm）有效硫含量顺序为：小麦连作11 .24 mg/kg 、豌豆-小麦（2 a）+糜子轮作10 .08 mg/kg 、小麦（2 a）+糜子-玉米轮作9 .43 mg/kg 、玉米-小麦（2 a）+糜子轮作8 .45 mg/kg 、豌豆-小麦（2 a）+玉米轮作8 .11 mg/kg 、红豆草-小麦（2 a）轮作7 .84 mg/kg 。产生其结果的原因可能是不同作物对硫的吸收利用不同， 作物吸收使耕层土壤有效硫含量随着作物生育期的变化逐渐减少。残留于土壤中的有效硫， 部分可能被下季作物吸收利；部分可能被化学固定形成无机硫酸盐， 也可能被生物固定形成有机硫；还有一部分硫可能已经被淋溶至下层土壤。经过22 a 的连续施肥之后， 硫素随施肥进入土壤， 6 个种植体系土壤剖面均出现了有效硫不同程度的累积峰， 同时各种植体系剖面有效硫及其累积峰的剖面深度均存在差异。对比各种植体系剖面有效硫的分布可以发现， 各处理有效硫在土壤剖面上出现双累积峰。在60-80cm 土层出现有效硫的第一个累积峰。

2.不同种植体系土壤剖面含水量分布。水分是限制黄土高原农业发展的重要环境因子，作物播前土壤剩余含水量对作物生长发育有较大的影响。不同种植体系土壤剖面含水量变化较大。处理1土壤剖面含水量在0-40cm处增加，40-180cm处下降，尤其是在100-120cm土层处含水量急剧下降，在240cm以下土层含水量有所升高，但仍低于耕层含水量。处理2土壤含水量在0-100cm土层小幅增加，在120-180cm土层含水量下降且降幅较大，在200cm以下土层含水量呈波动变化，但仍低于耕层含水量。处理3土壤含水量在土壤剖面0-200cm土层处一直降低，尤其是在100-120cm土层处含水量下降幅度较大，在220cm以下土层含水量有所升高，但仍低于耕層含水量。处理4土壤含水量在土壤剖面0-100cm处呈下降趋势，0-80cm土层处呈小幅下降，80-100cm土层下降幅度较大，在100-140cm土层含水量上升，在140cm以下土层含水量又降低，但降幅较小。处理5土壤含水量在土壤剖面0-60cm土层呈小幅增加趋势，60-80cm土层处出现含水量下降的拐点且降幅较大，80-120cm土层含水量有所增加，在120-140cm处又出现含水量下降的拐点且降幅较大，在140cm以下土层含水量呈小幅波动变化。处理6土壤含水量在土壤剖面0-100cm处先小幅下降再小幅升高，然后呈较大幅度地下降，在100-120cm土层处含水量又较大幅度地升高，在120-160cm土层处含水量较大幅度地下降，在160cm以下土层含水量变化较小。不同种植体系土壤剖面含水量分布产生差异的原因主要是由于不同作物对水分的吸收利用不同以及种植方式不同引起。

三、讨论

土壤中硫的淋溶累积与迁移， 受土壤、气候、施肥以及种植作物等多种因素影响， 在许多情况下， 各种因素之间的相互作用只能在数10 年之后才被正确认识。施肥对促进黄土高原旱地粮食生产， 提高水分利用效率， 维持土地生产力做出重大贡献。硫在土壤剖面中的淋溶累积是一个长期动态变化过程， 硫在土壤剖面中的运移过程应与土壤水分运动结合起来做进一步研究，然而不合理施肥也会对土壤生态环境造成负面影响， 关于本区长期施肥造成硝态氮在土壤中累积已有系列研究。不同种植体系土壤水分在0-140cm 土层变化较大，0-40cm土层由于受降水以及大气因素影响较大，其次不同作物的光合作用、蒸腾作用不同，不同作物根系在土壤中的分布不同导致对水分的吸收利用不同。轮作中作物倒茬也会对土壤剖面水分分布造成影响。的消耗，水分入渗深度受限，故耕层含水量高于深层土壤含水量。休闲轮作有利于提高土壤对降水的保蓄，具有良好的蓄水保墒作用，但不同的轮作序列表现不同。本研究表明不同种植体系在土壤剖面不同土层的储水量不同，但在土壤剖面0-300cm土壤储水量表现为轮作体系均大于小麦连作体系。不同轮作顺序不仅使干物质量增加，而且也使产量有所增加，这是因为轮作改善了土壤理化性状，提高了土壤表层含水量及土壤贮水量，从而使作物产量及水分利用效率进一步提高。

同种植体系土壤含水量在土壤剖面上的分布不同，所有处理在土壤剖面140cm以下土层含水量均低于0-140cm土层含水量。不同种植体系土壤剖面含水量分布产生差异的原因主要是由于不同作物对水分的吸收利用不同以及种植方式不同引起。发现在施中、高量硫条件下， 土壤硫素均有不同程度盈余。施用硫肥具有明显的后效， 连续两年施用硫肥后， 可以隔年或隔季不施。有效硫在土壤剖面上产生累积， 表明长期硫的投入超过了作物的吸收利用量。

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