不同施肥方式下紅壤性質的變化規律

李倩楠　張冬梅　許冠君　馮冬霞　馬運通

摘 要： 【目的】為改良紅壤肥力，提高作物產量，探尋最利于作物生長的施肥方式。【方法】本文以湖南祁陽農田生態系統國家野外科學觀測研究站為試驗站點，采用數據統計的方法研究了20年不同施肥方式（不施肥、施用化學氮磷鉀肥、施用化學氮磷鉀+有機肥、施用有機肥）下紅壤pH、有機碳含量的變化規律。【結果】與不施肥相比，長期單施化學氮磷鉀肥可導致紅壤明顯酸化，長期單施有機肥和有機無機配施肥則可減緩紅壤酸化速度，其中單施有機肥的效果最好，可改善已酸化的紅壤。與不施肥相比，各施肥處理均提高了紅壤中有機碳含量，其中長期單施有機肥處理增幅最大，有機無機配施肥處理次之。【結論】減少化學氮磷鉀肥的施用，增施有機肥可減緩紅壤酸化，提高紅壤中有機碳含量。

關鍵詞： 紅壤；不同施肥；pH；有機碳

1 引言

紅壤是世界上分布最廣的土壤類型之一，占國土面積的22.7%，是我國糧食和經濟作物的重要基地。但目前紅壤地區養分貧瘠化和酸化面積較多。這和降雨集中、高溫高濕等自然條件及多熟集約種植、過度開發、特別是化肥的不合理施用等人為因素的影響密切相關[1-9]。

過量施用化肥不僅造成了能源和資源的浪費，還會產生土壤板結、酸化等一系列問題。因此，研究不同施肥方式對提高紅壤有機質含量及減緩酸性的影響，為改良紅壤性質及提高作物產量提供依據，具有重要意義。

蔡澤江[10]等通過研究發現，施用尿素氮能促進紅壤（pH5.7）的硝化作用，加速土壤pH降低，施氮是影響紅壤酸化的主要因素之一。宋震震等研究表明，有機肥的有機質含量高、養分全面、肥效長，能改善土壤的理化性質和微生物群落結構，提高土壤酶活性，改良農產品的品質和提高產量[11]。前人的研究主要集中在施用化肥及有機肥配施對土壤酶活性、理化性質等的影響上，而關于不同施肥模式紅壤pH、有機碳的變化特征的研究還較少，本研究通過對比探討不同施肥模式下紅壤pH、有機質含量的變化，為尋求紅壤酸性減緩、有機質增加、作物增產提供理論依據。

2.數據與方法

1991-2010年連續20年進行定位試驗，設耕作不施肥（CK）、施用化學氮磷鉀肥（NPK）、施用化學氮磷鉀+有機肥（NPKM）、施用有機肥（M）4種模式，其中不施肥（CK）為對照組。肥料用量為年施用純N 300kg/hm2、P2O5 120kg/hm2 、K2O 120 kg/hm2。氮肥為尿素，含N46%，磷肥為過磷酸鈣，含P2O512.5%，鉀肥為氯化鉀，含K2O 60%，有機肥料為豬糞，含N 16.7g/kg。試驗區隨機排列，二次重復，小區面積200m2。各小區之間用100cm深水泥埂隔開，無灌溉設施，不灌水。

有機肥料不考慮P、K養分，NPKM處理中，有機N施用量占全N 70%；采用冬小麥-夏玉米一年兩熟輪作制，玉米期肥料施用量占全年施肥量的70%，小麥占施肥量30%，肥料在小麥、玉米播種前作基肥一次施用。

在每年的小麥收獲后，采用多點混合法對監測農田小區0—20cm的耕層土壤進行采集。實驗室內風干土樣，過2mm篩孔的部分用作土壤物理和化學性質分析。

土壤pH的測定方法是采用1：2.5（土：水）浸提1 min，后用玻璃電極。有機碳（SOC）采用 K2Cr2O7容量法（180℃油浴）。

3 結果與分析

3.1長期不同施肥方式紅壤pH變化特征分析

長期不同方式施肥，紅壤pH存在顯著差異。經過20年施肥與耕作，對照組的土壤pH保持穩定水平；NPK 施肥條件下土壤的pH下降幅度最大，從5.7下降到4.38，年均下降0.066個單位，不僅與試驗前相比呈顯著差異，而且與其他處理相比亦有顯著差異。這表明長期施用化肥可導致紅壤顯著酸化；NPKM處理下土壤pH先升后降，與試驗前相比下降了0.3個單位，下降幅度明顯低于NPK處理，而M處理的紅壤的pH則呈上升趨勢，與試驗前相比上升了0.8個單位。這表明單施有機肥和有機無機配施條件下可減緩土壤酸化速度，其中單施有機肥的效果更好，甚至可使已酸化的紅壤改善。

3.2長期不同施肥方式紅壤SOC變化特征分析

長期不同方式施肥紅壤SOC含量存在顯著差異。施肥20年后，各施肥處理SOC含量較對照組均顯著增加，其中M處理條件下最高，達14.74g/kg，比對照組的含量提高了71 %；其次是NPKM的處理，有機碳含量達到13.29g/kg，比對照組的含量提高了54%。NPK施肥條件下紅壤SOC較對照組增幅不明顯，提高了21%。與起始年份（1991年）SOC的含量（7.89 g/kg）相比，M、NPKM和NPK處理條件下SOC含量分別提高了87%、68%和32%，不施肥處理條件下則提高了9%。由此說明長期單施有機肥肥和無機有機配施肥均可顯著地提高紅壤SOC含量，其中長期單施有機肥效果更好。

4 結論

（1） 對20年施肥與耕作實驗數據的分析得知，長期施用化肥可導致紅壤明顯酸化，而單施有機肥和有機無機配施肥可減緩土壤酸化，其中單施有機肥效果最好，甚至可改善已酸化土壤至適宜狀態。

（2） 各施肥處理樣地有機碳的含量較對照組均顯著增加，其中單施有機肥處理效果最好，有機無機配施肥次之。

5 討論

以往研究證明，長期化肥配施有機肥有助于減緩土壤pH下降，提高土壤肥力，長期單一施用化肥加劇了土壤肥力下降與質量劣化，化肥配施有機肥是減緩紅壤酸性提升土壤肥力和保持土壤健康的有效措施。這與本研究結果相一致，長期施用有機肥能使土壤的pH穩定在一個適合作物生長的范圍內。一般認為施用有機肥為土壤提供了有機碳源增加了微生物活性，促進了土壤有機碳和養分的轉化，從而提高了土壤有機碳的固定量。另外，有機質對速效養分的吸附可減少速效養分的流失，因此有機-無機肥配施既可保證足量的速效養分，又減少了養分流失，提高了肥料利用率。

參考文獻

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