不同施肥对稻田土壤全氮储量的影响

孙 娟,谢丽红,钟文挺,何玉亭,李 浩,蔡梣仪,杨 杰,王 科,王 强

(成都市农业技术推广总站，四川 成都 610041)

土壤全氮不仅是衡量土壤肥力的重要指标，而且对全球氮循环都具有重要影响[1]。它的储量变化可以在一定程度上改变大气中N2O等温室气体浓度，而土壤氮储量的增加可缓解大气中N2O的浓度，从而减缓温室效应[2]。

施肥可以影响土壤氮储量[3]。施入土壤中的肥料种类、用量和施用方式等的不同，土壤氮储量均会变化。大量施肥试验表明，化肥的不科学施用，不仅使土壤容重增加、土壤板结酸化、土壤微生物多样性及生物活性降低，造成土壤肥力下降[4]，威胁土壤质量安全，还会通过影响土壤氮储量，作用于生态系统氮循环，影响全球气候变暖进程，而有机肥的施用，则能提高土壤氮储量[5]。

本文以农业绿色发展为理念，通过大田试验，研究化肥减量配施有机肥对稻田土壤全氮储量的影响，对其进行综合分析，探究化肥、有机肥的最佳配施量，以期为化肥减量技术的推广应用及当地农业生产提供一定理论依据和科学支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地块概况

试验地位于成都平原，属亚热带湿润季风气候区，土壤类型为灰棕潮大泥田，土层深厚，地力均一。试验前土壤基本性状见表1。

1.2 供试材料

供试水稻品种为：花香7号。

供试肥料为：商品有机肥(执行标准NY525-2012，有机质含量≥45%、养分含量≥5%)、氯钾型三元复合肥(15-15-15)、尿素(N:46%)、过磷酸钙(P2O5∶12%)、氯化钾(K2O∶60%)。

1.3 试验设计与处理

本试验共设6个处理：CK为空白不施肥，T1为常规施肥，T2为80%常规施肥，T3为80%常规施肥+商品有机肥1500kg/hm2，T4为80%常规施肥+商品有机肥3000kg/hm2，T5为80%常规施肥+商品有机肥4500kg/hm2；小区面积28m2(4m×7m)，重复3次，随机区组排列，小区之间垄埂覆膜，间隔50cm。于2017年5月至2017年10月进行。

表1 供试土壤基本性状

有机肥、磷肥均作基肥一次施用，钾肥分基肥、穗肥以5∶5比例等施，氮肥以6∶2∶2比例分别作基肥、分蘖肥、穗肥施用。水稻窝行距20cm×30cm，每窝2株苗。各处理的其他管理措施一致，按当地常规进行。各处理具体施肥见表2。

表2 肥料用量

1.4 研究方法

1.4.1 土壤采样方法 于水稻成熟期，按5点混合取样法采集各小区0～20cm土层土样，去除可见杂物，四分法保留1kg，自然风干后磨细，过0.25mm筛待测。在耕作层用环刀采样，用于容重测定。

1.4.2 检测项目与方法 检查项目：土壤容重、有机质、全氮。检测方法：土壤容重测定采用环刀法，土壤有机质采用K2CrO4外加热法进行测定，土壤全氮测定采用开氏定氮法。

1.4.3 计算公式 土壤全氮储量计算公式：

式中STN为特定深度的土壤全氮储量(t/hm2)；TNi为第i层土壤的全氮含量(g/kg)；Pi为第i层土壤容重(g/cm)；Ti为第i层土壤厚度(cm)；n为土壤层数。

1.4.4 数据处理与统计分析 采用spss17.0进行统计分析，图表制作采用Excel 2010。

2 结果分析

2.1 不同施肥对稻田土壤容重的影响

不同施肥处理土壤容重数据见表3，与空白相比，耕层土壤化肥减量20%及在此基础上配施有机肥各处理土壤容重均下降，而配施有机肥处理效果优于化肥单施处理，随着有机肥用量的增加，土壤容重呈降低趋势，且以化肥减量20%配施有机肥3000～4500kg/hm2较优，分别比CK降低4.0%，较T2降低2.5%，但各施肥处理间土壤容重差异不显著。

2.2 不同施肥对稻田土壤全氮、有机质含量的影响

从表3可以看出，施肥各处理土壤有机质及全氮含量均高于空白不施肥处理CK，且T4、T5处理土壤全氮和有机质含量较CK达到显著水平。

各处理土壤全氮含量排序为：T5>T4>T1>T2>T3>CK，T2处理土壤全氮含量比T1处理有所降低，但差异未达到显著水平。T4、T5处理土壤全氮含量分别比CK显著增加20.9%、23.0%，较T2增加11.1%、13.0%。施用有机肥各处理土壤有机质含量皆高于空白及单施化肥处理。其中，T3、T4、T5处理土壤有机质含量依次比T2处理增长2.4%、8.4%、8.8%，且T4、T5处理较T2差异显著。

表3 不同施肥处理水稻土壤全氮、有机质含量的影响

2.3 不同施肥对水稻土壤全氮储量的影响

图1 不同施肥对水稻土壤全氮储量的影响

通过耕层土壤容重及全氮含量(表3)带入公式估算出的耕层土壤全氮储量如图1所示。各施肥处理土壤全氮储量均高于空白处理。其中，T2处理同T1处理无明显差异，这表明本试验中化肥减量20%并不会引起土壤全氮储量显著降低；T4、T5处理土壤全氮储量较CK增加16.0%、19.2%，且T5较CK差异达到显著水平；同T2相比，T4、T5土壤全氮储量分别增加0.42t/hm2和0.58t/hm2，增长率为7.8%、10.8%。

图2 土壤全氮储量与有机质含量的相关性关系

施用有机肥各处理土壤全氮储量的变化趋势同土壤全氮及有机质含量变化趋势大体一致。耕层土壤全氮储量同有机质含量相关性分析(图2)表明，耕层土壤全氮储量变化(y)与有机质含量(x)可用线性方程y=0.2372x-1.2982来表示(r=0.753**，n=18)，这与前人的结论一致[6]，说明有机肥的施入，可以通过提高土壤有机质含量来影响土壤全氮储量。

3 讨论与小结

土壤容重能在一定程度上反映出土壤水分多少和土壤结构的稳定状态。有研究发现，施用有机肥，能使耕层土壤(0-20cm)容重降低[7]，本研究中，80%化肥配施有机肥3000-4500kg/hm2使土壤容重较80%化肥单施降低2.5%，这与魏猛等[8]研究结果相似。

土壤有机质是土壤的重要组成部分，对土壤肥力起着极其重要的作用。有研究表明，施肥可以通过土壤残茬和根的输入以及土壤微生物的数量和活性来影响土壤有机质含量[9]。本研究中，配施有机肥处理下稻田土壤有机质含量均高于化肥单施处理，且随着有机肥用量的增加，土壤有机质含量呈递增趋势，这和许多研究结果相符[10-11]。

土壤全氮及储量与作物营养、土壤管理和气候变化关系密切。本试验结果中，施用有机肥能提升稻田耕层(0～20cm)土壤全氮储量，且土壤全氮储量与土壤有机质含量呈极显著正相关，这与前人的研究结果一致[12]。80%化肥配施有机肥用量达到3000～4500kg/hm2时，稻田土壤全氮储量均高于80%化肥单施，这表明适量有机肥配施化肥对土壤全氮储量的影响大于单施化肥，这与陈鲜妮等[5]研究结果相符。这可能是因为有机肥中的难分解有机氮可影响土壤全氮储量[13]，并且有机肥的输入能在一定程度上加强土壤氮素物质吸附作用和固氮作用[14]，从而作用于土壤全氮储量。

本研究中，化肥减量20%基础上配施3000～4500kg/hm2有机肥与单施减量20%的化肥处理相比，能降低土壤容重，提高土壤有机质含量和全氮储量。