長(zhǎng)期翻壓紫云英對(duì)中低產(chǎn)水稻土的培肥效果,農(nóng)藝學(xué)論文

長(zhǎng)期翻壓紫云英對(duì)中低產(chǎn)水稻土的培肥效果,農(nóng)藝學(xué)論文中國(guó)南方是水稻的主產(chǎn)區(qū)，其水稻播種面積占全國(guó)水稻總播種面積的90%以上，但華而不實(shí)低產(chǎn)田占據(jù)相當(dāng)大的比例［1－2］。因而，提高我們國(guó)家南方中低產(chǎn)水稻田的供肥能力顯得尤其重要。紫云英是中國(guó)的主要綠肥作物，在培育土壤、改善環(huán)境、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)、減少化肥投入等方面發(fā)揮著重要作用［3－6］。隨著國(guó)家與社會(huì)對(duì)土壤質(zhì)量提升和生態(tài)環(huán)境保衛(wèi)的重視，綠肥得到了廣泛關(guān)注，也促進(jìn)了南方紫云英綠肥的恢復(fù)性種植，紫云英－水稻種植體系已逐步成為南方農(nóng)田尤其是中低產(chǎn)田重要的種植利用方式。土壤構(gòu)造是調(diào)控土壤物理、生物經(jīng)過(guò)和土壤有機(jī)質(zhì)分布的重要因素之一，土壤團(tuán)圓體是土壤構(gòu)造的基本單元［7］。土壤團(tuán)圓體在土壤中具有保證和協(xié)調(diào)土壤中的水肥氣熱、影響土壤酶的種類(lèi)和活性、維持和穩(wěn)定土壤疏松熟化層的作用［8］。土壤活性有機(jī)碳是土壤中有效性較高、易被土壤微生物分解利用、對(duì)植物養(yǎng)分供給最直接的有機(jī)碳。Dalal和Haynes以為土壤活性有機(jī)碳可作為土壤肥力和土壤質(zhì)量及持續(xù)性評(píng)價(jià)的有效參數(shù)，是土壤潛在生產(chǎn)力和土壤管理措施變化引起土壤有機(jī)質(zhì)變化的早期預(yù)警指示［9］。合理的農(nóng)業(yè)措施可促進(jìn)土壤團(tuán)圓體的構(gòu)成和增加土壤有機(jī)碳含量，進(jìn)而提高土壤的質(zhì)量和生產(chǎn)力［10－11］。為了探尋求索紫云英－水稻種植體系下土壤肥力的變化，筆者以連續(xù)5年種植翻壓紫云英的長(zhǎng)期定位單季稻試驗(yàn)田為平臺(tái)，研究了連續(xù)翻壓紫云英下耕層水稻土土壤構(gòu)造性能及有機(jī)碳含量的變化，旨在揭示長(zhǎng)期翻壓紫云英對(duì)中低產(chǎn)水稻土的培肥效果，為紅壤丘陵地區(qū)中低產(chǎn)田的持續(xù)培肥提供根據(jù)。1材料與方式方法1．1試驗(yàn)區(qū)大概情況試驗(yàn)地位于福州市閩侯縣白沙鎮(zhèn)溪頭村的土肥所野外觀測(cè)站(東經(jīng)1197、北緯2621)。該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，水、熱資源豐富，年平均降水量為1673．9mm。試驗(yàn)于2008年9月開(kāi)場(chǎng)，試驗(yàn)前耕層土壤pH4．93，有機(jī)質(zhì)22．6g/kg，堿解N138．0mg/kg，速效P26．2mg/kg，速效K43．7mg/kg。1．2試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理:不施肥(CK)、施用化肥、紫云英翻壓、紫云英翻壓+施用化肥。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)面積15m2，每個(gè)小區(qū)栽水稻300叢。施用化肥的處理施純氮135kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶0．4∶0．7;氮肥用尿素，磷肥用過(guò)磷酸鈣，鉀肥用氯化鉀。各處理(對(duì)照除外)的磷肥全部作基肥施用;氮、鉀肥基肥占60%，分蘗肥占40%。試驗(yàn)田作物輪作制度為紫云英－水稻。紫云英品種為閩紫7號(hào)，于每年9月中下旬套播閩紫7號(hào)于中稻田間，翌年4月初盛花期翻壓，年翻壓鮮草量為18000kg/hm2;同年7月初移栽中稻，品種為宜香優(yōu)2292，于10月初收獲。1．3測(cè)定項(xiàng)目和方式方法在水稻收割后，按S形多點(diǎn)分別采集土壤樣本以及0～20cm土壤混合樣，并在自然條件下風(fēng)干、備用;用平均值代表小區(qū)的各項(xiàng)測(cè)定值。采用CambardellaandElliot(1992)描繪敘述的方式方法測(cè)定土壤水穩(wěn)性顆粒團(tuán)圓體(53～2000m)。將20g風(fēng)干土樣放入三角瓶中，參加5g/L的六偏磷酸鈉100mL，用振蕩器以90r/min的轉(zhuǎn)速振蕩18h后，在土壤團(tuán)粒分析儀內(nèi)依次放入2000、250、53m的篩，使土壤依次過(guò)各分離篩，并用蒸餾水小心沖洗，保證各類(lèi)土壤顆粒全部通過(guò)篩子。保存在各類(lèi)篩上的土壤即相應(yīng)粒徑的顆粒態(tài)組分;將它們?cè)?0℃下烘干、稱(chēng)重，并測(cè)定有機(jī)碳含量。采用Lefroy和Blair提出的333mmol/L高錳酸鉀氧化劑法測(cè)定土壤活性有機(jī)碳(易氧化有機(jī)碳)含量，不能被333mmol/LKMnO4氧化的為非活性有機(jī)碳。詳細(xì)方式方法如下:稱(chēng)取過(guò)0．25mm篩的含15～30mg碳的風(fēng)干土樣，置于100mL的離心管中，參加333mmol/L高錳酸鉀氧化劑25mL，在25℃下振蕩1h，以2000r/min的轉(zhuǎn)速離心5min;取上清液，用去離子水按1∶250的比例稀釋?zhuān)缓髮⑾♂屢涸?65nm處比色，重復(fù)3次。根據(jù)KMnO4濃度的變化求出樣品中活性有機(jī)碳的含量(在氧化經(jīng)過(guò)中，1mmol/L高錳酸鉀氧化劑消耗0．7mmol/L或9mg碳)。用環(huán)刀法［12］測(cè)定土壤容重;利用重鉻酸鉀容量法－外加熱法［12］測(cè)定土壤總有機(jī)碳含量。土壤孔隙度通過(guò)下面公式計(jì)算得到:孔隙度(%)=(1－土壤容重/土壤密度)100［12］，式中土壤密度為2．65g/cm3。采用Excel2003及DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。2結(jié)果與分析2．1連續(xù)種植翻壓紫云英對(duì)土壤有機(jī)碳含量的影響2．1．1總有機(jī)碳含量及土壤肥力指標(biāo)5年連續(xù)種植翻壓紫云英能引起土壤總有機(jī)碳及各項(xiàng)土壤肥力指標(biāo)的變化。土壤有機(jī)碳含量取決于有機(jī)物輸入量與輸出量之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。將紫云英作為有機(jī)物質(zhì)翻壓入土，理論上可有效提高土壤的有機(jī)碳含量，促進(jìn)土壤肥力提升。從表1能夠看出:單獨(dú)翻壓紫云英處理的土壤總有機(jī)碳含量最高，與不施肥對(duì)照和單施化肥處理的總有機(jī)碳含量差異顯著;其次是紫云英+化肥處理。分析土壤肥力各項(xiàng)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，翻壓紫云英處理的堿解氮含量和全氮含量均最高，顯著高于不施肥對(duì)照及單施化肥處理的。這可能是由于紫云英是豆科固氮作物，能富集土壤中的氮肥。2．1．2土壤易氧化有機(jī)碳含量在土壤活性有機(jī)碳研究中，不同學(xué)者根據(jù)本身研究的需要和測(cè)定的方式方法采用不同的術(shù)語(yǔ)表征土壤活性有機(jī)碳，常用的術(shù)語(yǔ)有:有效碳、可溶性有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳、可礦化碳、微生物量碳等。土壤易氧化有機(jī)碳是土壤有機(jī)碳庫(kù)中易氧化、分解的有機(jī)碳，可用于指示土壤有機(jī)碳短暫的和微小的波動(dòng)。土壤活性有機(jī)碳比率能夠指示有機(jī)碳的活性強(qiáng)度，該值越大講明有機(jī)碳活度越高，其礦化潛力越大。由表2得知:翻壓紫云英處理的土壤易氧化有機(jī)碳含量最高，紫云英+化肥處理的次之，這兩個(gè)處理的土壤易氧化有機(jī)碳含量均顯著高于不施肥對(duì)照以及單施化肥處理的;而紫云英+化肥處理的土壤活性有機(jī)碳比例最高，達(dá)38．5%，這講明經(jīng)紫云英+化肥處理后有機(jī)碳的活度最高，有機(jī)碳礦化的潛力也最大。2．1．3土壤微生物量碳、氮含量土壤微生物量是土壤有機(jī)質(zhì)的活性部分，也是土壤中最活潑踴躍的因子，是活的土壤有機(jī)質(zhì)部分［13］。很多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)土壤微生物量與土壤肥力、土壤健康有特別嚴(yán)密的關(guān)系。由表3可知:施用化肥處理的土壤微生物量C、微生物量N的含量與不施肥對(duì)照相當(dāng);但與不施肥對(duì)照相比，紫云英+化肥處理、單獨(dú)紫云英翻壓處理的微生物量C、微生物量N含量卻顯著上升，尤其是紫云英+化肥處理。2．2連續(xù)種植翻壓紫云英對(duì)土壤構(gòu)造性能的影響2．2．1土壤水穩(wěn)性顆粒團(tuán)圓體農(nóng)學(xué)上通常以直徑在250～10000m的水穩(wěn)性顆粒團(tuán)圓體含量判別土壤構(gòu)造的優(yōu)劣，假如含量多則土壤構(gòu)造優(yōu)，少則劣［14］。有研究表示清楚，在一定粒徑范圍內(nèi)，水穩(wěn)性顆粒團(tuán)圓體的粒徑有隨土壤肥力提高而增大的趨勢(shì)。另外，土地利用方式會(huì)影響土壤表層團(tuán)圓體的組成、數(shù)量及質(zhì)量［15］。從表4可知:在不同施肥條件下，土壤中250～2000m顆粒所占比例均最高，53～250m顆粒的比例均次之，這兩種直徑顆粒占到了總顆粒的78．9%～84．7%;大于2000m的顆粒所占比例均最低。在4個(gè)處理中，以紫云英+化肥處理的大顆粒的比例相對(duì)較高。講明長(zhǎng)期種植翻壓紫云英有助于提高土壤中大顆粒團(tuán)圓體(250m)的比例。與不施肥對(duì)照相比，各施肥處理均提高了不同直徑土壤顆粒中碳組分的含量，平均含量提高了9．9%～16．1%。詳細(xì)而言:中長(zhǎng)期翻壓紫云英處理的土壤顆粒碳組分含量提升最多，各粒徑碳含量比不施肥對(duì)照提高了13．5%～18．5%，平均提高了16．4%，華而不實(shí)大于2000m顆粒以及250～2000m顆粒中碳組分含量提升最多，提升幅度均到達(dá)了18．5%;紫云英+化肥處理的各粒徑土壤碳組分含量提升較多，比對(duì)照平均提高了15．4%。2．2．2土壤容重及孔隙度容重是土壤的重要物理性質(zhì)，是衡量土壤緊實(shí)程度的一個(gè)指標(biāo)。在土壤質(zhì)地類(lèi)似的條件下，土壤容重可反映土壤的松緊程度，容重小，表示清楚土壤疏松多孔，構(gòu)造性良好;反之則表示清楚土壤緊實(shí)板硬，缺乏團(tuán)粒構(gòu)造。土壤容重的大小對(duì)土壤構(gòu)造性能、通氣性作物根系發(fā)育等均有不同程度的影響。對(duì)于作物的生長(zhǎng)發(fā)育來(lái)講，土壤過(guò)分緊實(shí)會(huì)阻礙作物的根系伸展;土壤過(guò)分疏松則會(huì)漏風(fēng)跑墑。一般含有機(jī)質(zhì)多而構(gòu)造好的農(nóng)田土壤容重宜在1．00～1．25g/cm3之間。由表4可知:與不施肥對(duì)照相比，施用化肥處理的土壤耕層容重上升了3．4%;翻壓紫云英處理的土壤容重下降最多，比對(duì)照下降了8．5%;紫云英+化肥處理的土壤容重變化較小，只比對(duì)照下降了3．4%。在4個(gè)處理中，以單獨(dú)翻壓紫云英處理的土壤孔隙度最大。3結(jié)論本研究結(jié)果表示清楚:與不施肥對(duì)照相比，紫云英翻壓和紫云英+化肥處理均能顯著地提高耕層土壤的有機(jī)碳含量、土壤易氧化有機(jī)碳含量，促進(jìn)土壤大顆粒團(tuán)圓體的構(gòu)成，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，進(jìn)而改善土壤構(gòu)造;紫云英+化肥處理的微生物量C、微生物量N含量均最高，土壤活性有機(jī)碳比例高達(dá)38．5%。以下為參考文獻(xiàn):［1］邢世和．福建林地資源評(píng)價(jià)［M］．北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006．［2］張琳，張鳳榮，姜廣輝，等．我們國(guó)家中低產(chǎn)田改造的糧食增產(chǎn)潛力與食物安全保障［J］．農(nóng)業(yè)當(dāng)代化研究，2006(1):22－24．［3］林新堅(jiān)，曹衛(wèi)東，吳一群，等．紫云英研究進(jìn)展［J］．草業(yè)科學(xué)，2018，28(1):135－140．［4］曹衛(wèi)東，黃鴻翔．關(guān)于我們國(guó)家恢復(fù)和發(fā)展綠肥若干問(wèn)題的考慮［J］．中國(guó)土壤與肥料，2018(4):1－3．［5］王伯誠(chéng)，賴(lài)小芳，陳銀龍，等．帶籽紫云英翻耕對(duì)水稻產(chǎn)量及稻田土壤性質(zhì)的影響［J］．南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2020，44(3):437－441．［6］朱貴平，張惠琴，吳增琪，等．紫云英和油菜不同時(shí)期翻壓對(duì)土壤培肥效果的影響［J］．