不同施肥处理对土壤结构稳定性的影响

摘要 为对比研究不同施肥处理对土壤有机质含量和土壤结构稳定性的影响，在陕西省富平基地温室大棚中设计盆栽试验进行对比培养，试验设置菌肥有机肥处理（BF）、有机肥处理（OF）、无公害施肥处理（NP）、常规施肥处理（CF）4个处理，利用湿筛法得到不同粒级的土壤水稳性团聚体，分析了有机质含量与平均重量直径（MWD）的关系。结果表明，菌肥有机肥处理和有机肥处理能在补充土壤有机质含量的同时，显著增加土壤团聚体水稳性，是改善土壤结构稳定性和实现土壤可持续发展的有效措施。

关键词 施肥处理；土壤团聚体；盆栽试验；土壤有机质；平均重量直径

中图分类号 S152.4；S153.6+2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）02-0193-02

土壤是地球上最为复杂的生物材料，对于其结构的研究，始终是土壤学领域的一个重要方向。土壤的团聚状况是评价土壤结构的重要指标。施用生物菌肥和有机肥是提高土壤有机质含量、促进土壤团聚体形成和改善土壤结构的重要措施。为此，本文以陕西省富平县土壤为研究对象，对比分析了不同的施肥处理对土壤有机质含量和土壤结构稳定性的影响，旨在为改善土壤肥力和团聚体结构、提高土壤有机碳稳定性提供理论依据[1-3]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土壤采自陕西省土地工程建设集团富平中试基地（109°11′N，34°42′E）。土壤质地类型为粉壤土（美国制），黏粒（<0.002 mm）含量为15.85%，粉粒（0.002～0.050 mm）含量为76.01%，砂粒（0.050～2.000 mm）含量为8.14%，pH值为8.02，有机质含量为7.38 g/kg，全氮含量为0.30 g/kg，速效钾含量为101.9 g/kg。供试作物为玉米（先玉335）。

1.2 试验方法

试验于2016年8—11月在富平中试基地日光温室大棚中进行。试验期间最高温度为37 ℃，最低温度为22 ℃，空气相对湿度为55%～75%。将过5 mm筛的土壤装入塑料桶中，桶高42 cm，上口直径48 cm，桶底直径36 cm，每盆土壤约重40 kg，试验共设置4个处理（表1），每个处理设计3个重复，温室玉米收获完成后，采集每盆0～20 cm的混合土样和原状土样。

1.3 测定方法

土壤有机碳采用重铬酸钾外加热法，土壤黏粒和粉粒含量采用吸管法测定，土壤pH值采用电位法（水土质量比为2.5∶1），土壤团聚体的分布状况和稳定性采用湿筛法。采用平均重量直径（MWD）来描述土壤团聚状况的稳定性，详细计算公式见有关参考资料[4-5]。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对土壤有机质含量和土壤容重的影响

在温室盆栽中，BF处理和OF处理较其他处理明显增加了土壤有机质含量（图1）。其中，BF处理和OF处理分别比CF处理增加了55.1%、33.6%，比NP处理增加了42.3%、22.7%。说明经过生物菌肥处理和有机肥处理，温室盆栽土壤有机质含量显著增加（P<0.05），且菌肥有机肥施肥方式对土壤有机质提高效果最明显。

BF处理和OF处理较其他处理明显降低了土壤容重。其中，BF处理和OF处理分别比CF处理减少了8.0%、5.8%，比NP处理减少了4.5%、3.0%（图2）。说明经过施用菌肥有机肥处理和有机肥处理的土壤紧实度均降低，且菌肥有机肥施肥处理对土壤结构的改善效果最好。

2.2 不同施肥处理对土壤水稳性团聚体MWD的影响

MWD可反映土壤团聚体团聚状况及大小分布状况，MWD值越高，团聚体的平均粒径团聚度越高，土壤结构性及稳定性越好[6]。通过计算得出BF处理、OF处理、NP处理、CF处理下的MWD值分别为450.3、390.9、323.6、300.5 μm，BF处理、OF处理下的MWD值显著大于NP处理和CF处理（P<0.05）。因此，菌肥有机肥施肥处理和有机施肥处理可明显增强土壤的团聚程度和抗侵蚀能力，改善土壤结构。

2.3 土壤有机质含量与团聚体MWD的相关分析

土壤有机质是影响土壤团聚结构的最重要因素之一，研究表明，土壤有机质与水稳性团聚体关系密切，有机物料的加入，是土壤有机质的重要来源，促进了团聚体的团聚与水稳性团聚体的稳定[7]。土壤有机质含量与MWD间成极显著正相关关系（GMD，R2=0.975 2，P<0.000 1）（图3），说明土壤有机质含量越高，土壤团聚体的MWD值越大，土壤团聚体的水稳性越强，土壤结构越稳定。同时说明增施生物菌肥和有机肥，能显著增加有机质的含量与团聚体的稳定性，是改善土壤结构和提高土壤抗蚀性的有效途径。

3 结论

以陕西省富平县的土壤为研究对象，研究不同的施肥处理对土壤土壤容重、有机质含量和土壤结构稳定性的影响，结果表明，施肥方式对土壤容重、有机质含量和团聚体稳定性都有显著影响；土壤有机质含量与MWD之间成显著正相关关系，说明有机质含量越高，土壤团聚体稳定性越强。因此，施用生物菌肥和有机肥在补充土壤有机质含量的同时，可显著降低土壤容重，增大水稳性团聚体的MWD值，改善土壤结构，提高土壤肥力，是改善土壤结构的有效途径。

4 参考文献

[1] YOUNG I M，CRAWFORD J W.Interactions and self-organization in the soil-microbe complex[J].Science，2004，304（5677）：1634-1637.

[2] 申思雨，刘哲，吕贻忠.不同种植方式对温室土壤微形态的影响[J].土壤，2016，48（2）：355-360.

[3] 高会议，郭胜利，刘文兆，等.不同施肥处理对黑垆土各粒级团聚体中有机碳含量分布的影响[J].土壤学报，2010，47（5）：931-938.

[4] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2008：24-65.

[5] 周虎，吕贻忠，杨志臣，等.保护性耕作對华北平原土壤团聚体特征的影响[J].中国农业科学，2007，40（9）：1973-1979.

[6] 侯晓娜，李慧，朱刘兵，等.生物炭与秸秆添加对砂姜黑土团聚体组成和有机碳分布的影响[J].中国农业科学，2015，48（4）：705-712.

[7] BRONICK C J，LAL R.Soil structure and management：a review[J].Geoderma，2005，124（1/2）：3-22.endprint