甘肅省土壤有機質提升技術模式對土壤耕層養分影響初探

崔增團，郭世乾，趙 凡

(1.甘肅省耕地質量建設管理總站， 甘肅 蘭州 730020；2.甘肅省榆中縣農業技術推廣中心， 甘肅 榆中 730100)

甘肅省土壤有機質提升技術模式對土壤耕層養分影響初探

崔增團1，郭世乾1，趙 凡2

(1.甘肅省耕地質量建設管理總站， 甘肅 蘭州 730020；2.甘肅省榆中縣農業技術推廣中心， 甘肅 榆中 730100)

對甘肅省11個地區的75個對比試驗點實施土壤有機質提升技術模式前后的土壤有機質進行差異顯著性假設測驗及土壤樣本頻數分布變化特點分析，研究表明：秸稈及綠肥還田后與還田前比較，土壤有機質平均增加0.569 g·kg-1,增加4.43%，11個地區土壤有機質含量在秸稈或綠肥還田后與還田前的差異顯著性假設測驗中，10個地區達到顯著水平。全省各試驗點秸稈與綠肥還田的作物產量較對照增產率在-1.74%～15.4%之間，平均為5.2%。有機質與全氮，有效磷、CEC和全磷有穩定的正相關關系，伴隨著有機質的提高，土壤有效磷、全磷和CEC有同步提高的趨勢。全省各點秸稈及綠肥還田后與還田前土壤有機質及對照的土壤有機質含量頻數分布呈偏態的正態分布，其峰偏向較大數值，說明有機質提升措施實施后，秸稈及綠肥還田的土壤有機質增加的樣點較對照田多且集中度高。結果表明，秸稈及綠肥還田等措施增加土壤有機質及耕層養分含量，提高土壤肥力的效果明顯。

有機質；秸稈還田 ；土壤肥力因子；差異顯著性假設測驗

我國自2005年在全國開始聯合實施測土配方施肥資金補貼項目。在實施這一項目的過程中發現，大部分農田土壤有機質嚴重偏低！土壤有機肥投入不足,加上化肥的大量施用及部分地區的粗放經營與管理,導致耕地土壤中有機質含量減少,土壤板結,土壤肥力日趨下降[1]，土地得不到休養生息，農業生態系統惡化，嚴重制約了我國糧食產量的進一步提高并已威脅到我國農業的發展。但另一方面，隨著作物優質高產品種的不斷推廣和復種指數的提高,對土壤肥力水平也提出了更高的要求。針對這些情況，2006年開始實施有機質提升試點補貼項目及耕地質量保護與提升行動，全面加強耕地質量建設與保護工作。2010年甘肅省成為實施土壤有機質提升補貼資金項目省，甘肅省農業用地率較低，并且土壤養分含量低，土地瘠薄，耕地中低產田數量大，占總耕地的80%以上，高于全國10個百分點；耕地土壤有機質含量低于20 g·kg-1的面積占82.5%[2]，說明土壤有機質還比較缺,主要原因是在長期的耕種過程中，重用輕養 ，作物從土壤中攜出的養分量呈現逐年增加，而以農家肥、綠肥、秸稈還田等形式歸還的養分循環不容樂觀，有機肥投入嚴重不足。耕地質量逐年下降。但是，甘肅省可供利用的有機肥資源并不缺乏，有機肥資源總量13 405.3 萬t，而施用量5 846.43萬t，利用率僅為43.6%，其中秸稈還田利用率總體上是16.5%，處于較低利用水平[1]。可見開發和充分利用有機養分資源，解決耕地養分匱乏，特別是平衡養分，提升土壤有機質有著現實的基礎和重要的意義。而有機質在改善土壤結構、保持水分、防止土壤侵蝕和退化、保持和提供植物養分及土壤肥力中發揮著重要的作用，是土壤的重要組成成分[3-6]。左右著土壤肥力水平，也是土壤質量、肥力、可持續利用的重要衡量與評價指標之一[7-8]。在土壤肥力、環境保護、農業可持續發展等方面均起著極其重要的作用[7]。所以說有機質有不可替代的功能。對于大多數耕種土壤來說，培肥的中心環節就是保持和提高土壤有機質。為此，針對全省耕地質量現狀，依托農業部有機質提升試點補貼和耕地質量保護與提升項目，在甘肅全省實施了秸稈還田、種植綠肥等地力培肥綜合性有機質提升模式，同時設計了不同模式與傳統常規耕作模式的對比試驗示范，研究全省不同生態類型區土壤有機質及土壤養分指標動態變化情況及全省的總體特點。匯集的全省各點結果數據集可視其為代表相應總體的較大樣本，代表甘肅省及類似條件下的相應總體，對這樣一個較大樣本的特點的分析研究對有機質提升項目進一步實施和效果評價具有一定的借鑒意義。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

自然地理生態條件。甘肅省地處中國中西部，南北地形狹長，地處黃土高原、內蒙古高原和青藏高原的交匯處、西秦嶺山地邊緣。地貌特征復雜，山地、高原、平川、河谷、沙漠、戈壁，類型齊全，交錯分布。全省大體分為隴南山地、隴東黃土高原、中部干旱山區、甘南高原、河西走廊、祁連山地等6大農業片區。從東南到西北包括了北亞熱帶，濕潤區到高寒區、干旱區的各種氣候類型，年平均氣溫在0℃～14℃之間，年日照時數2 487.5 h。地域差異性大，跨度大[9]。試驗點分布于甘肅全境，分別在甘肅省有地域代表性的11個市、縣，共75個試驗點。

1.2 試驗設計

為了探索不同類型生態地區開展有機質提升的有效技術模式，驗證不同有機質提升技術模式對土壤有機質的影響，試驗根據不同生態類型區種植作物及耕作制度等特點，在能代表當地主要土壤類型、主要種植作物主栽區域，分別設置A1、A2及CK(對照)三種處理模式，每個試驗點按當地作物種植情況選擇A1或A2與CK(對照)兩個處理，三次重復。

A1：農作物秸稈還田模式。在當季作物收獲后，對作物根茬和秸稈通過機械粉碎并添加發酵菌劑后翻耕，使之與土壤充分混合以加速秸稈發酵腐熟礦化速度。

A2：綠肥種植模式。結合試驗區常規的輪作方式和作物布局，種植綠肥。采用①套種技術(麥田套種綠肥，麥肥共生，秋后三個月長草，生產一茬秋綠肥，形成麥、綠肥輪茬)。②復種技術(麥收后復種綠肥作物)。③間種技術(在玉米行間間作、套種綠肥，分期割青或收籽)。④混種技術(在機械化作業為主體的條件下，小麥與綠肥籽混合播種，深淺均勻，利于扎根保苗)。

CK：(對照)無秸稈或綠肥還田。

同一試驗點不同模式處理與CK(對照)在同一地塊，對照田和處理田隨機排列。除秸稈或綠肥還田模式與對照不同外，其余兩者地力條件、種植作物及其他耕作管理措施均相應一致，農作物秸稈還田模式對照田(CK)的作物秸稈移出耕地。綠肥種植模式的對照田無綠肥種植。還田秸稈或綠肥為當季種植作物秸稈。

統計數據整理分類：數據按對比樣本分為B1、B2 、B3。

B1：有機質提升項目實施前的土壤有機質含量背景值。

B2：各試驗點對照的有機質含量結果。

B3：實施有機質提升技術模式(秸稈還田及種植綠肥還田處理)后的土壤有機質含量。

2010年項目實施時在已確定的試驗地取土樣，以測定土壤背景值。2011年作物收獲后按試驗設計實施秸稈還田及種植綠肥還田。2012年作物收獲后分別在試驗地取土樣檢測不同處理與對照地土壤養分的相關項目。初步選擇1年期限的原因，是由于進入土壤有機物質在第1個月到第3或第5個月分解最快，以后逐漸變慢，一年后趨于穩定[9]。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 土壤樣品采集 2010年項目實施時在甘肅省的75個示范試驗點的地塊取0～20 cm耕層土壤樣品分析容重、有機質、全氮、有效磷、全磷、速效鉀、緩效鉀、全鉀、pH值、CEC值。每區“S”形選取點采樣，取5～7個點，混合均勻后風干，依次過1 mm、0.25 mm篩，按“四分法”縮分，每個混和土樣最后保留1 kg左右帶回室內風干、磨碎、過篩備用。項目實施前的基礎背景土壤樣本為B1，秸稈與綠肥還田處理土壤樣本為B3，對照田(CK)土壤樣本為B2。

1.3.2 土壤樣品檢驗測定 測定土壤有機質(K2Cr2O7外加熱法)，活性有機碳(KMnO4氧化法)，全氮(半微量開氏法)，全磷(NaOH熔融-鉬銻抗比色法)，全鉀(NaOH熔融-火焰光度法)，堿解氮(堿解擴散法)，速效磷(Olsen法)，速效鉀(NH4OAc浸提-火焰光度法)，陽離子交換量CEC(乙酸鈉浸提-火焰光度法)，等土壤化學、生物學指標。另于2012年10月作物收獲后用環刀采集0～10 cm、0～20 cm土壤樣品測定土壤容重[8]。

1.3.3 數據統計方法 數據分析采用成對數據假設測驗[10]。以各地區選擇的具有代表性的每個試驗點的處理與土壤背景值為成對數據，每個地區的試驗點的有機質提升項目實施前的土壤養分結果和有機質提升項目實施后的土壤化驗結果組成成對樣本，按成對數據進行假設測驗，確定其間的差異顯著性，以判定這些指標的變化程度。由于同一配對內兩個供試單位條件接近，而不同配對間的條件差異又可通過同一配對的差數予以消除，因而可以控制試驗誤差，具有較高的精確度。相關及回歸分析采用Microsoft Excel軟件和DPS系統進行統計分析。

2 結果與討論

2.1 不同地區試驗點秸稈及綠肥還田對土壤有機質的影響的差異顯著性分析

不同地區實施土壤有機質提升技術模式后(B3)及對照(B2)的土壤有機質含量平均值與實施土壤有機質提升技術模式前的土壤有機質含量基準背景值(B1)進行比較(表1)，各地區試驗點B2與B1相比增幅在-3.483%～3.468%之間，增幅不明顯，天水、慶陽、金昌三地下降0.23%～3.48%，其他地區增加0.07%～4.91%。B3與B2相比增幅在0～9.72%之間，說明實施土壤有機質提升技術模式后的處理土壤有機質含量也較對照增加。B3與B1相比較增幅最高，在0.3%～13.73%之間。有機質平均增加0.02～1.9 g·kg-1。對各個地區試驗點(B3)與(B1)進行成對樣本假設測驗的結果來看，11個地區中除蘭州地區的差異未達顯著水平外，其他地區均達顯著水平。實施土壤有機質提升技術模式后(B3)與實施前土壤有機質含量背景值(B1)相比增幅明顯。增幅以隴南市最高，各地增幅差異較大，這與各地間氣候、土壤、耕作等因素差異大有關。秸稈在土壤中腐殖化及有機質的礦化與環境氣候、土壤條件有密切關系。本省東南端的隴南地區，包括隴南山地北部濕潤、半濕潤暖溫帶和南部濕潤北亞熱帶，自然植被茂密，降水及氣溫均高于全省其他地區，高溫高濕相配合，土壤微生物活動旺盛，還田的作物秸稈腐殖化速度快，有機質增加率高于其他地區。天水地區雖與隴南相鄰，但自然植被覆蓋度很低，降水量低于隴南地區，還田的作物秸稈在土壤中腐殖化程度低于隴南地區。位于隴東黃土高原的慶陽、平涼兩地區氣候干旱自然植被稀疏，加之土壤結構性不良，不利于作物秸稈在土壤中腐殖化，土壤有機質含量較低。蘭州、定西地區位于黃土高原西部，是甘肅干旱地區所在，降水量比隴東黃土高原還少，農田基本都為旱作，土壤中秸稈腐殖化較慢。白銀市試驗地為灌溉地，土壤水分較中部干旱區的耕地有保障，利于秸稈的腐化分解[11]。河西三地區綠洲農業土壤肥沃，地形平坦，施肥量相對較多，以種植綠肥還田為主，農田灌溉使土壤有水分保障，還田作物秸稈在土壤中腐殖化程度較高。但位于河西地區的金昌市土壤有機質大面積處于較缺和中等狀況，而且較缺面積在擴大[12]。張掖武威地區高于酒泉地區，這一點與1993年的土壤普查結果相近[9]。全省各個試驗點所在地由于水熱條件等氣候類型差異較大，還田秸稈在土壤中腐殖化及有機質增加的程度差別較大。但總體都呈增加的趨勢，且與還田前的土壤背景值比較其有機質增幅除蘭州試驗點外，均達到顯著水平。這說明在氣候復雜性和特殊性明顯的甘肅省不同地區實施秸稈及綠肥還田對提升土壤有機質的作用是肯定的。

表1 實施土壤有機質提升技術模式前后土壤有機質差異顯著性分析結果

注：B1：有機質提升項目實施前的土壤有機質含量背景值。B2：各試驗點對照的有機質含量結果。B3：實施有機質提升技術模式(秸稈還田及種植綠肥還田處理)后的土壤有機質含量。下同。

Note: B1: Background values of soil organic matter content before the implementation of SOM enhancing project. B2: Soil organic matter content in the control in each test site. B3: Soil organic matter content after the implementation of SOM enhancing technology (straw and green manure returning). The same below.

注：圖中數據點上的誤差線表示B2、B3與B1相比有機質增加百分率，不同箭頭方向表示增減方向。

Note: The error bars and different arrow directions indicate the increase or decrease percentage of B2 and B3 compared with B1.

圖1 11個生態區域的土壤有機質含量

Fig.1 The content of soil organic matter in 11 ecological regions

2.2 土壤有機質與各養分指標的相關性分析

對全省不同地區及匯總的土壤養分數據集進行有機質與各養分指標間的相關分析，探討通過土壤有機質提升技術措施的實施，土壤有機質的變化對其他土壤養分的影響。從不同地區土壤有機質與各養分之間的相關系數來看(表2)，與土壤有機質相關顯著的養分指標有容重、全氮、有效磷、速效鉀、pH、CEC。各地表現不一，白銀市、武威市有機質與pH呈負相關關系。 對全省全部樣點匯總的大樣本資料計算得來的相關系數結果顯示，有機質與全氮，有效磷、CEC和全磷正相關關系顯著。伴隨著有機質的提高，土壤全氮、有效磷、全磷和CEC有同步提高的趨勢，這與以往的研究結果相近[13]。有機質是土壤全氮的主要載體，土壤有機氮占土壤全氮的95%以上，二者之間具有很高的相關性[14]。土壤氮素含量的區域分布與土壤有機質的區域分布有很大一致性[9]。土壤有機質與有效磷、全磷同步提高正相關的原因主要是還田秸稈含有大量的P2O5，通過秸稈還田歸還土壤有關[1]，由于磷肥一般施在根際附近，一般傳統耕作對照處理在作物收獲后幾乎將所有秸稈和根茬移出土壤，這樣就使一部分有效磷隨作物秸稈和根茬的移出而流失。而秸稈還田使得根茬隨還田措施歸還于土壤，增加土壤有效磷，同時土壤有機質含量增加，不僅能增加有機磷，而且能減少磷的固定，提高土壤磷的有效性[13]。有機質與速效鉀相關顯著，這與玉米秸稈含有的大量鉀素通過秸稈還田歸還土壤有關。土壤鉀主要通過秸稈輸出，但秸稈作為有效資源，可以經過還田循環利用。土壤陽離子交換量(CEC)與有機質也呈顯著正相關，(CEC)與土壤有機質及黏粒含量等有關，有機質含量高，CEC隨之升高[15]。楊世琦等研究黃土高原生態系統演替進程中土壤有機質和pH值變化規律發現土壤中有機質增加,pH值減小[16]。閆洪亮等研究秸稈深還田2 a后能夠顯著提高東北半干旱區土壤有機質含量，降低土壤pH值[17]。這與本研究的結果一致。

表2 不同地區土壤有機質與各養分指標的相關系數矩陣

注(Note)：P<0.05，**P<0.01。

2.3 秸稈及還田綠肥有機物量對土壤有機質的影響

各地區試驗還田秸稈及綠肥為當季種植作物的全量秸稈，還田時測定秸稈的總量、干重與水分含量。有機質與還田秸稈干重、鮮重、秸稈水分含量、秸稈有機物量的相關系數分別為-0.13、0.09、0.27*、-0.19，有機質與還田秸稈干重、鮮重、秸稈有機物量相關不顯著，這有可能與當年還田的秸稈總量超出了土壤腐化分解的能力，土壤僅能腐化分解部分秸稈有關。土壤有機質與秸稈的含水量相關達顯著水平，這說明含水量高的秸稈腐熟分解比含水量低的秸稈容易，腐解速度快，更有利于增加土壤有機質。因為，秸稈腐解時土壤微生物、土壤酶類需要一定水分條件，秸稈含有一定的水分更利于其在土壤中腐解，即較新鮮的秸稈還田效果好于干秸稈。據馬玉琳 、王永鵬研究[18-19],一般每公頃秸稈粉碎翻壓還田不超過4 500 kg，最多不超過7 500 kg (干重),秸稈含水量為60%～80%，還田效果較好，對玉米的生長發育及其產量沒有不利影響。否則，會影響秸稈在土壤中的分解速度及作物產量。這與本文的結果相近。據崔增團，孫大鵬等[20]研究，甘肅省幾個監測點的土壤有機質的增加與秸稈還田有關。大部分農田SOM含量與有機質輸入呈線性相關[21]。在華北地區，還田7 500 kg·hm-2玉米秸稈, 或配合施用化肥，土壤有機碳有盈余，而秸稈未還田耕作層土壤有機質則會虧損，虧損有機質約占原有機質的0.98%～1.39%[22]。趙凡等[13]對連續7年玉米秸稈還田保護性耕作跟蹤研究，秸稈還田可以持續提高土壤有機質，土壤有機質增加3.9 g·kg-1，增幅23.4%，年均增加3.9%, 增幅明顯,同時提高土壤耕層氮、磷、鉀含量。據宮亮等[23]研究，玉米秸稈直接還田的施入量應為當年生產量的30%～50%。施入過多的玉米秸稈土壤有機質的增長率降低。從本研究中甘肅省各點還田秸稈量與有機質相關不顯著來看，雖然秸稈還田是增加土壤有機質含量、提高耕地質量和發展生態農牧業的有效措施,但是不能忽視,如果還田數量過大、粉碎程度不夠、翻壓質量不好和土壤含水量不足等,秸稈就不能充分腐解,繼而會影響作物播種的質量、出苗及苗期生長[24]。所以，各地區最適宜的秸稈還田量還有待進一步研究。

2.4 有機質提升技術措施對作物產量的影響

全省各地區秸稈與綠肥還田的作物產量較對照增產率在-1.74%～15.4%之間，平均為5.2%。95%置信區間4.45%～5.96%，變異系數0.6304，標準差0.0328。由表3、圖2可以看出， 11個地區的秸稈與綠肥還田的作物產量均較對照增產3.09%～8.58%。糧食單產水平與耕地土壤有機質水平密切相關，作物產量是土壤肥力狀況間接的綜合表現，作物產量的高低在一定程度上反映了土壤肥力的高低。因此，作物產量常被作為驗證土壤肥力評價結果準確性的依據[15，25]。秸稈及綠肥還田提高了土壤有機質含量，利于長期養分的涵養和提高土壤的潛在養分供給能力，具有良好的土壤效應，生物效應和農田效應[15，25]。據趙凡等[13]在榆中縣連續7年秸稈還田耕地研究的結果表明，土壤有機質增加3.902 g·kg-1，增幅23.365%，年均增加3.894%，增幅明顯。增產率隨還田年限呈有極限值的逆模型曲線變化。作物增產率在2.63%～6.08%。據王應等研究[26]，玉米秸稈還田具有顯著的增產增收節支效果,據多點試驗觀察與統計分析,玉米秸稈還田3年的地塊可比未還田的對照每公頃平均增產玉米525 kg,增產率7.2%；還田6年比未還田的對照增產720 kg,增產率10%；還田9年比未還田對照公頃增產1 215 kg,增產率16.5%。孟凡喬的研究結果表明,高產條件下土壤有機質與作物產量之間存在顯著正相關關系[21]。作物產量與土壤有機質之間的顯著關系表明,即使在外部化肥投入水平較高、灌溉水平較好、土壤理化性狀較好的農田,土壤有機質仍然是控制土地生產力的重要條件之一。

近年來，我國100多個5年以上的定位試驗研究表明，秸稈還田與不還田比較，平均增產率為12.8%[26]。從大量資料數據來看秸稈還田由于改善了土壤的理化性狀，增加了有機質和各種養分含量，在各種作物上均表現出增產效益。大多數研究都表明秸稈及綠肥還田能提高作物產量[9]，但由于不同作物對養分的吸收、攜帶量不同,不同的種植方式對土壤有機質含量的影響不同[14，27]。毋庸置疑,土壤有機質對作物生長所具有的直接作用和間接作用是客觀存在的,但其作用會因為不同地域、不同土壤管理方式及不同的氣候條件而有所不同。

表3 不同地區土壤有機質提升技術實施前后對作物產量的影響/(kg·667m-2)

2.5 不同模式土壤樣本有機質含量的頻數分布分析

為了探討甘肅全省土壤有機質在有機質提升措施實施前后，土壤有機質總體分布變化的特點，對兩個樣本進行頻數分布對比分析。

從圖3～圖6及表4可以看出，3種樣本分布呈偏態的正態分布。3種樣本的土壤有機質偏度系數均為負值，偏度為負,則表示與標準正態分布相比,其峰偏向較大數值。峰度為正,則表示與標準正態分布相比,其分布相對尖銳,數據大多集中于平均數附近，形成高窄尖峭峰。偏度系數絕對值：B3>B2(CK)>B1，峰度系數：B3>B1>B2(CK)，B2(CK)數據分布與B3和B2相比，峰度變小，峰態變得較為平坦寬闊，偏度較B3和B1偏左，峰偏向雖然為負，但峰位置的數值較B3和B1明顯變小。

注：為了便于作圖比較，圖中果樹的產量為實際產量的1/10。Note: In order to facilitate the comparison, the yield of fruit trees in the figure is 1/10 of real yield.

圖2 不同地區土壤有機質提升技術實施前后作物產量的變化

Fig.2 Contrast of crop yield before and after the implementation of SOM enhancing technology in different regions

圖3 秸稈及綠肥還田前樣本有機質頻次數分布圖

Fig.3 The sample frequency distribution of organic matter before straw and green manure returning

表4 土壤有機質含量數據分布的基本特征參數

圖4 秸稈及綠肥還田后樣本有機質頻次數分布圖

Fig.4 The sample frequency distribution of organic matter after straw and green manure returning

圖5 對照田樣本有機質含量頻次數分布圖

Fig.5 The sample frequency distribution of organic matter in the control field

圖6 三種樣本有機質含量箱線圖

Fig.6 The boxplot of organic matter content in three types of samples

這與箱線圖(圖6)的結果一致。土壤有機質的含量多少決定于其年生成量和年礦化量的相對大小，當兩者相等時有機質含量將保持不變，當大于礦化量時有機質將逐漸增加， 反之將逐漸降低[28]。對照田土壤樣本有機質分布峰態的變化較大原因可能是由于秸稈及綠肥還田前的基礎土壤有機質通過礦化分解被栽培作物吸收后， 未能得到及時補充， 生成量小于礦化量， 使得作物收獲后土壤中有機質含量總體下降所致。而秸稈及綠肥還田的土壤， 雖然同樣也有礦化分解與作物吸收消耗， 但由于還田秸稈及綠肥的腐解補充， 生成量大于礦化量， 使得各點土壤有機質總體上下降不明顯， 平均值還略有增加， 樣本分布峰態偏向較大值且較大值較集中， 峰態高窄尖峭。B2(CK)對照田樣本有機質分布峰態變得較為平坦寬闊， 峰位置的數值較B3和B1明顯變小。

3 結 論

1) 在甘肅省不同地區實施土壤有機質提升技術模式后與實施土壤有機質提升技術模式前的土壤有機質含量基準背景值相比較，增幅在0.30%～13.73%之間。有機質平均增加0.02～1.9 g·kg-1。對各個地區試驗點成對樣本假設測驗的結果來看，11個地區中除蘭州地區外，其他地區均達顯著水平。說明秸稈、綠肥還田可以穩定的增加土壤有機質，這與其他人的研究結果一致。

不同地區及全省土壤有機質與其他土壤肥力因子的相關性與以往的研究結果基本相近，土壤全氮、全磷、有效磷、CEC與有機質呈正相關，與pH值呈負相關。

2) 從本研究中甘肅省各點還田秸稈量與有機質相關不顯著來看，雖然秸稈還田增加土壤有機質含量，但是不能忽視還田的有機物量并非越多越好，如果還田數量過大、粉碎程度不夠、翻壓質量不好和土壤含水量不足等,秸稈就不能充分腐解,繼而會影響提升土壤有機質的效果。從本研究及他人的研究結果來看，一般每公頃秸稈粉碎翻壓還田不超過4 500 kg，最多不超過7 500 kg(干重),秸稈含水量為60%～80%即較新鮮的秸稈還田效果較好，對玉米的生長發育及其產量沒有不利影響。

3) 全省11個地區的秸稈與綠肥還田的作物產量較對照增產率在-1.74%～15.4%之間，平均為5.2%。糧食單產水平與耕地土壤有機質水平密切相關，秸稈及綠肥還田提高了土壤有機質含量，利于長期養分的涵養和提高土壤的潛在養分供給能力，提高了作物的產量，而作物產量的提高,反過來又可以增加土壤根系有機物質的分泌,增加土壤作物殘茬和根的有機質輸入和通過秸稈還田歸還到土壤的有機物質數量，從而提高土壤有機質的含量[13]，形成可持續的良性循環。

4) 通過對甘肅全省土壤有機質在有機質提升措施實施前后的樣本進行總體頻數分布分析，對比分布變化的特點，可知實施土壤有機質提升技術措施后全省土壤樣本有機質分布峰態偏向較大值且較大值較集中，峰態高窄尖峭。說明樣本中土壤有機質含量值較大的觀察值增加，B2(CK)對照田樣本有機質分布峰態變得較為平坦寬闊，峰位置的數值較B3和B1明顯變小。

5) 作為本研究區域的甘肅省地域差異性大，跨度大，氣候特點具有一定的代表性，在全省較大范圍的取樣其樣本來源具有大樣本(極差較大，樣本量大)特點。因此，進一步的試驗研究有待增加對比試驗點和土壤肥力指標。以便得到更加全面的研究結果。

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Influences of technology patterns of enhancing soil organic matter on soil nutrients in Gansu Province

CUI Zeng-tuan1, GUO Shi-qian1, ZHAO Fan2

(1.CultivatedLandQualityandConstructionManagementStationofGansu,Lanzhou,Gansu730020,China;2.Agri-techExtensionCenterofYuzhongCounty，Yuzhong，Gansu730100，China)

With the data from 75 comparison test sites in 11 regions in Gansu Province, the significant difference hypothesis test and frequency distribution characteristics of soil samples were conducted to evaluate the changes of soil nutrients before and after the implementation of soil organic matter (SOM) enhancing technology. The results showed that the soil organic matter after straw and green manure returning was increased by 0.569 g·kg-1in average, and the increase rate was 4.43%. Among the 11 regions, 10 reached significant level in the significant difference hypothesis test of soil organic matter content before and after straw or manure returning. Compared with control, the crop yield under straw and manure returning was increased by -1.74% to 15.4%, or 5.2% in average. There was a stable positive correlation between organic matter and total nitrogen, available phosphorus, CEC as well as total phosphorus, thus soil available phosphorus, total phosphorus and CEC tended to increase along with the increase of soil organic matter. The content of soil organic matter in all the comparison test sites showed a partial state of normal distribution, and the peak was partial to high value, so there were more soil samples with increased organic matter under the treatment of straw and green manure returning compared with that under control. Therefore, the measure of straw and green manure returning could increase the content of organic matter and nutrients in plough layer, and improve soil fertility obviously.

organic matter; straw returning; soil fertility; significant difference hypothesis test

1000-7601(2017)02-0134-09

10.7606/j.issn.1000-7601.2017.02.21

2015-10-15基金項目：甘財農〔2010〕208號

崔增團(1963—),男，陜西華陰人，推廣研究員，主要從事農業節水和土壤肥料技術的應用推廣和研究。

趙 凡(1963—)，男，甘肅榆中人，高級農藝師，主要從事土壤肥料及旱作農業研究。E-mail:bmszhaofan@163.com。

S158.3

A