肥料配施对土壤养分含量的影响

杨丽辉，张希子，韩建鑫

(1.辽宁千一测试评价科技发展有限公司沈阳分公司 辽宁沈阳 110000；2.辽宁千一测试评价科技发展有限公司 辽宁本溪 117004)

农业生产中存在偏施肥等不合理施肥现象，导致肥料浪费，土壤养分不均衡。化肥在提高土壤速效养分含量和土壤供肥容量方面作用显著，但容易导致土壤酸化。英国洛桑试验站的试验表明，长期施用化肥，土壤有机碳和氮素含量提高甚微，磷、钾含量提高显著[1]。董鲁浩等[2]研究表明，长期施用化肥处理的土壤中氮、磷、钾养分比有机无机肥配施处理的表现出较低的水平。有机肥在改善养分库容和提高土壤供肥容量方面作用明显，但对土壤养分提高幅度较小。Suzuki等[3]和 Yamada[4]的研究表明，长期施有机肥处理的土壤中积累的有机质的量已相当于每年有机肥施用量的10倍；姚源喜等[5]的研究表明，长期施用厩肥和堆肥有加速土壤中氮、磷、钾的积累和提高有效养分含量的作用。长期单施化肥，作物产量呈报酬递减规律且作物品质下降；长期单施有机肥，作物品质优良，但产量只能维持在一定水平，很难高产。王芝寿等[6]研究表明，有机肥与无机肥配合施用，能提高土壤肥力和作物产量，改善和提高作物品质。有关肥料配施对阴山北麓地区土壤养分含量影响的研究很少，本文旨在探明不同施肥处理对阴山北麓地区土壤养分含量的影响，以期为合理施肥，减少因不合理施肥造成的养分资源浪费，稳定华北马铃薯主产区高产、稳产和促进农业的可持续发展等方面提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本概况

试验地位于内蒙古武川县大豆铺乡，属温带大陆性季风气候，年日照时数2 959.5 h，年均气温2.4 ℃，高于10 ℃积温1 955.2 ℃，年均降水量352.1 mm左右，年蒸发量2 068.0 mm，无霜期105 d左右。土壤类型为栗钙土类，试验前土壤基础肥力见表1。

表1 试验前土壤基础肥力

1.2 供试材料

尿素，w(N)=46.4%，石家庄正元化肥有限公司；过磷酸钙，w(P2O5)=16.0%，江苏美乐肥料有限公司；硫酸钾，w(K2O)=51.0%，国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司；羊粪肥，w(有机质)=31.4%，w(N)=0.6%，w(P2O5)=0.5%，w(K2O)=0.2%，内蒙古乌兰察布市绿翔农业生产资料有限公司。供试种薯为克新一号一级原种。

1.3 试验设计

试验种植制度为马铃薯-不同施肥处理连作制。随机区组设计，设7个处理，处理设计的施肥种类及用量见表2。每个处理4次重复，共计28个小区，小区面积5 m×6 m=30(m2)。播种密度3 500株/亩(1亩=667 m2，下同)，行距60 cm，株距33.3 cm。采用滴灌方式灌溉，田间管理常规进行。按小区称量肥料作为基肥一次性施入，化肥混合后，用事先做好的量器量取，均匀施入播种沟(条施)，混土后点种，有机肥撒开后开沟播种。

1.4 测定指标及方法

播种前和收获后分别采集0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层土样，多点采样混合均匀。土壤pH和养分含量采用常规方法分析测定，即土壤pH的测定采用电位计法，有机质的测定采用重铬酸钾容量法-外加热法，全氮的测定采用半微量凯氏定氮法，碱解氮的测定采用碱解扩散法，有效磷的测定采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法，速效钾的测定采用乙酸铵浸提-火焰光度法[7]。

表2 处理设计的施肥种类及用量

1.5 数据处理

运用Microsoft Excel 2007软件对数据进行预处理并作图，用DPSv7.05软件进行随机区组设计的方差分析及LSD0.05差异显著性检验。

2 结果与讨论

2.1 不同肥料配施对土壤酸碱度的影响

不同肥料配施处理后的土壤pH测定结果见表3。

由表3可以看出：随着土层加深，土壤pH逐渐增大，pH变化值却随土层增加而减小；各处理均是收获后的土壤pH大于播种前的；各土层土壤pH变化值均为CK>M>NP≥NK≥PK≥NPK≥M+NPK。

表3 不同肥料配施处理后的土壤pH测定结果

方差分析结果表明：肥料连作对0～20 cm土层土壤pH的影响差异极显著(F=12.00，大于F0.01=8.47)，各施肥处理的土壤pH变化值均小于CK处理的，其中M+NPK处理变化值最小，且与其他各处理间差异显著，其次是NPK、PK处理的变化值，显著小于M、CK处理的；肥料连作对20～40 cm土层土壤pH的影响差异显著(F=6.21，大于F0.05=4.28)，各施肥处理的土壤pH变化值均小于CK处理的，其中M+NPK、NPK处理的显著小于CK处理的，M+NPK处理的土壤pH变化值最小，与各处理差异显著；肥料连作对40～60 cm土层土壤pH的影响差异显著(F=28.14，大于F0.05=4.28)，各施肥处理的土壤pH变化值均显著小于CK处理的，但各施肥处理间差异不显著。

2.2 不同肥料配施对土壤有机质含量的影响

不同肥料配施处理后土壤有机质含量的测定结果见表4。

表4 不同肥料配施处理后土壤有机质含量的测定结果 g/kg

由表4可以看出：随着土层的加深，土壤中有机质的含量逐渐减少，有机质含量变化值也随着土层的加深而变小；与CK相比，不同施肥处理均在一定程度上提高了土壤有机质的含量，随着肥料的平衡施入，有机质提高幅度也在加大，各土层均呈现M+NPK>M>NPK>NP>NK>PK。

方差分析结果表明：肥料连作对0～20 cm土层土壤有机质含量的影响差异极显著(F=63.85，大于F0.01=8.47)，各施肥处理均可显著提高0～20 cm土层土壤有机质含量，而不施肥CK使土壤有机质含量降低，其中M+NPK处理的土壤有机质含量增加最多，与NP、NK、PK、CK间差异显著；肥料连作对20～40 cm土层土壤有机质含量的影响差异极显著(F=17.83，大于F0.01=8.47)，各施肥处理均可显著提高20～40 cm土层土壤有机质含量，而CK处理使土壤有机质含量降低，其中M+NPK处理的土壤有机质含量增加最多，与NK、PK、CK间差异显著；肥料连作对40～60 cm土层土壤有机质含量的影响差异极显著(F=26.44，大于F0.01=8.47)，各施肥处理均可显著提高40～60 cm土层土壤有机质含量，而CK处理使土壤有机质含量降低，其中M+NPK处理的土壤有机质含量增加最多，与NK、PK、CK间差异显著，与NPK、NP、M处理间差异不显著。

2.3 不同肥料配施对土壤全氮含量的影响

不同肥料配施处理后土壤全氮含量的测定结果见表5。

表5 不同肥料配施处理后土壤全氮含量的测定结果 g/kg

由表5可知：随土层加深，土壤全氮含量减少，全氮含量的变化值也随土层加深而减小；M+NPK、M、NPK、NP、NK各处理的土层土壤全氮含量收获后比播种前有不同程度的增加，PK、CK处理的土壤全氮含量收获后比播种前有所下降。

方差分析结果表明：肥料连作对0～20 cm土层土壤全氮含量的影响差异极显著(F=138.07，大于F0.01=8.47)，除PK处理外，其他各施肥处理的土壤全氮含量的变化值极显著大于CK处理的，其中M+NPK处理的土壤全氮含量的增加值最大，其次是NPK处理的，均与其他各处理间差异显著；肥料连作对20～40 cm土层土壤全氮含量的影响差异极显著(F=90.56，大于F0.01=8.47)，除PK处理外，其他各施肥处理的全氮含量的增加值均显著大于CK处理的，其中M+NPK处理的土壤全氮含量的增加值最大，除与NPK处理间差异不显著外，与其他各处理的差异均显著；肥料连作对40～60 cm土层土壤全氮含量的影响差异极显著(F=72.13，大于F0.01=8.47)，除PK处理外，其他各施肥处理的土壤全氮含量的增加值均显著大于CK处理的，其中M+NPK处理的土壤全氮含量的增加值最大，其次是NPK处理的，均与其他各处理间差异显著。

2.4 不同肥料配施对土壤碱解氮含量的影响

不同肥料配施处理后土壤碱解氮含量的测定结果(见表6)表明:碱解氮含量变化规律与全氮含量变化规律基本一致，这是因为土壤全氮与碱解氮间有密切的相关性；施用含氮的肥料能显著提高土壤碱解氮含量，并随着其他营养元素的施入，提高效果显著；随着土层的加深，土壤碱解氮含量逐渐减小，碱解氮含量的变化值随土层的加深也减小；各处理对不同土层土壤碱解氮含量的影响由高到低依次为M+NPK、NPK、NK、NP、M、PK、CK处理，由此可见，肥料配施可提高土壤碱解氮的供应能力。

方差分析结果表明：肥料连作对0～20 cm土层土壤碱解氮含量影响差异极显著(F=691.83，大于F0.01=8.47)，除PK处理外，其他各施肥处理的土壤碱解氮含量增加值均极显著大于CK处理的，其中M+NPK处理的土壤碱解氮含量增加值最大，其次是NPK处理的，均与其他各处理差异显著；肥料连作对20～40 cm土层土壤碱解氮含量影响差异极显著(F=400.03，大于F0.01=8.47)，除PK处理外，其他各施肥处理的土壤碱解氮含量增加值极显著大于CK处理的，M+NPK处理的土壤碱解氮含量增加值最大，其次是NPK处理的，均与其他各处理差异显著；肥料连作对40～60 cm土层土壤碱解氮含量影响差异极显著(F=65.05，大于F0.01=8.47)，除PK处理外，其他各施肥处理的土壤碱解氮含量增加值极显著大于CK处理的，M+NPK处理的土壤碱解氮含量增加值最大，其次是NPK处理的，均与NK处理差异不显著，与其他各处理差异显著。

表6 不同肥料配施处理后土壤碱解氮含量的测定结果 mg/kg

2.5 不同肥料配施对土壤有效磷含量的影响

不同肥料配施处理后土壤有效磷含量的测定结果见表7。

表7 不同肥料配施处理后土壤有效磷含量的测定结果 mg/kg

由表7可以看出：随着土层的加深，土壤中的有效磷含量逐渐减少，有效磷含量的变化值也随着土层的加深而减小；除NK、CK处理外，其余各处理土壤中有效磷含量均是收获后比播种前增加；NK、CK处理土壤中有效磷含量收获后比播种前降低，且降低值是NK>CK。

方差分析结果表明:肥料连作对0～20 cm土层土壤中有效磷含量的影响差异极显著(F=2 005.79，大于F0.01=8.47)，除NK处理外，其他各施肥处理土壤中有效磷含量的增加值均显著大于CK处理的，除NP与PK、NK与CK处理之间差异不显著外，其他各处理间土壤中有效磷含量增加值的差异均达显著水平；肥料连作对20～40 cm土层土壤中有效磷含量的影响差异极显著(F=255.85，大于F0.01=8.47)，除NK处理外，其他各施肥处理土壤中有效磷含量的增加值显著大于CK处理的，其中M+NPK处理土壤中有效磷含量的增加值最大，除与NPK处理间差异不显著外，与其他各处理的差异均达显著水平；肥料连作对40～60 cm土层土壤中有效磷含量的影响差异极显著(F=17.35，大于F0.01=8.47)，除NK处理外，其他各施肥处理土壤中有效磷含量的增加值极显著大于CK处理的，M+NPK处理土壤中有效磷含量的增加值最大，与NK、CK处理差异极显著，与其他各处理间差异不显著。

2.6 不同肥料配施对土壤速效钾含量的影响

不同肥料配施处理后土壤中速效钾含量的测定结果(见表8)表明：各处理土壤中速效钾含量均随土层的加深而减小，收获后和播种前土壤中速效钾含量的变化值也随土层的加深而减小；各土层均呈现施用钾肥的处理(NK、PK、NPK、M、M+NPK)土壤中速效钾含量增加，其影响表现为M+NPK>NPK>PK>NK>M，不施钾肥的处理(NP、CK)土壤中速效钾含量收获后小于播种前。

表8 不同肥料配施处理后土壤速效钾含量的测定结果 mg/kg

方差分析结果表明：肥料连作对0～20 cm土层土壤速效钾含量的影响差异极显著(F=34.38，大于F0.01=8.47)，除NP处理外，其他各施肥处理土壤中速效钾含量的增加值均显著大于CK处理的，其中M+NPK处理的土壤速效钾含量的增加值最大，除与NPK处理差异不显著外，与其他各处理间差异均达显著水平；肥料连作对20～40 cm土层土壤速效钾含量的影响差异极显著(F=238.14，大于F0.01=8.47)，除NP处理外，其他各施肥处理土壤中速效钾含量的增加值显著大于CK处理的，其中M+NPK处理土壤中速效钾含量的增加值最大，除与NPK处理差异不显著外，与其他各处理间的差异均达显著水平；肥料连作对40～60 cm土层土壤中速效钾含量的影响差异极显著(F=61.19，大于F0.01=8.47)，除NP处理外，其他各施肥处理土壤中速效钾含量的增加值极显著大于CK处理的，其中M+NPK处理土壤中速效钾的增加值最大，除与NPK处理的差异不显著外，与其他各处理间的差异达显著水平。

2.7 不同肥料配施对马铃薯产量的影响

从不同肥料配施处理后马铃薯的产量(见表9)可以看出：肥料配施可以提高马铃薯的产量，其中M+NPK处理产量最高，达3.69 kg/m2，显著高于CK处理的，比CK处理增产1.23 kg/m2，其次是NPK、M、NP处理，依次比CK处理的增产1.10、1.00、0.69 kg/m2；各施肥处理均可提高马铃薯的平均单薯质量，除NK、PK处理外，其他各施肥处理与CK处理间的差异均达到显著水平。

表9 不同肥料配施处理后马铃薯的产量

3 结语

各处理土壤的pH收获后比播种前增大，与刘杏兰等[8]的研究结果相似；施氮肥处理土壤全氮、碱解氮含量升高，与张夫道等[9]的研究结果相似；施磷肥处理土壤有效磷含量升高，与Mercik等[10]的研究结果相似；施钾肥处理土壤速效钾含量升高，与漆华[11]的研究结果相似；施肥使土壤有机质含量升高，施有机肥处理增加更明显；M+NPK处理对提高土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量效果最显著。不施氮肥处理，土壤全氮、碱解氮含量下降，且PK处理下降幅度大于CK的；不施磷肥处理，土壤有效磷含量下降，且NK处理下降幅度大于CK的；不施钾肥处理，土壤速效钾含量下降，且NP处理下降幅度大于CK的。这可能是由于作物在生长过程中从土壤中吸收养分，而没有通过施肥方式向土壤中补充所吸收的养分，所以对应的土壤养分含量下降；CK的产量最低，作物吸收养分最少，所以土壤养分减少得相对较少；只有CK土壤中有机质含量下降，可能是因为施肥使作物生长旺盛，归还到土壤中的养分相对较多，补充了作物生长过程中从土壤中吸收的养分。

作物种植面积有限，施肥是提高作物单位面积产量最有效的措施，但不合理施肥不仅对土壤、大气、水体造成不利影响，而且导致肥料利用率降低，破坏农业可持续发展。本文对肥料配施条件下各施肥处理对种植马铃薯后土壤养分含量的影响进行了较为详细的研究，以期为马铃薯生产中合理施肥方案的制定提供理论依据。