浙江油-稻輪作土壤肥力與作物產量特征

曹凱，王建紅，張賢，徐靜

(浙江省農業科學院 環境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

油菜-水稻輪作(油-稻輪作)是浙江省主要的耕作制之一。據統計，浙江省油-稻輪作耕地面積有11.8萬hm2，占全省耕地總面積的8.2%[1]。長期以來，人們往往只注重單季作物的施肥管理對作物產量和土壤肥力的影響[2-5]，較少從耕作制層面研究土壤肥力的演化特征及培肥技術需求。為此，本文對浙江省8個縣(市、區)長期典型油-稻輪作形成的24個樣點進行土壤基礎肥力和油菜、水稻產量分析，旨在為油-稻輪作土壤定向培肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

通過前期調研，選擇浙江油-稻輪作面積較大的8個縣(市、區)作為樣本區，以農民長期不同施肥管理習慣形成的油菜、水稻產量差異作為田塊不同肥力水平的代表，每個樣本區選取3個具有不同基礎肥力水平的田塊取樣點，8個樣本區共采集24個土壤樣本。2016年4月通過與當地農技推廣部門一起走訪采點，明確各取樣區分別代表低、中、高肥力水平田塊的土壤取樣點。其中，平湖、富陽、建德、蘭溪、婺城5地的低、中肥力點是當地農技推廣部門的土壤肥力定位監測點，定位監測從2008年開始，長期采用不同的施肥管理模式生產油菜和水稻，低肥力點為不施肥對照區，中肥力點為常規施化肥區，不同肥力水平田塊的油菜、水稻產量差異明顯，且年度間產量相對穩定；5地的高肥力點是當地的水稻高產示范區，示范區田塊除了施化肥外還長期采取施用有機肥等措施提高土壤肥力，油菜和水稻產量明顯高于中肥力區。桐廬、衢江、仙居3地的低、中、高肥力點則完全依據農民長期不同施肥管理習慣自然形成的油菜和水稻低、中、高產區作為土壤取樣點。不同肥力區土壤取樣點的地理位置相近，以盡可能消除其他因素對作物產量的影響。

2016年10月各取樣點水稻收割后采集0～20 cm表層土測定土壤基礎肥力。各取樣點的地理位置與肥力特征描述如下：1PH-L，取樣地點位于平湖市(120°57′16.56″E，30°40′16.68″N)，肥力水平低；2PH-M，取樣地點位于平湖市(120°57′16.56″E，30°40′16.68″N)，肥力水平中；3PH-H，取樣地點位于平湖市(121°02′25.08″E，30°43′19.56″N)，肥力水平高；4FY-L，取樣地點位于富陽區(120°05′40.74″E，30°03′54.66″N)，肥力水平低；5FY-M，取樣地點位于富陽區(120°05′40.74″E，30°03′54.66″N)，肥力水平中；6FY-H，取樣地點位于富陽區(120°05′40.74″E，30°03′54.66″N)，肥力水平高；7TL-L，取樣地點位于桐廬縣(119°24′21.06″E，29°54′21.24″N)，肥力水平低；8TL-M，取樣地點位于桐廬縣(119°24′13.68″E，29°54′19.80″N)，肥力水平中；9TL-H，取樣地點位于桐廬縣(119°24′03.24″E，29°54′07.02″N)，肥力水平高；10JD-L，取樣地點位于建德市(119°07′04.80″E，29°18′40.00″N)，肥力水平低；11JD-M，取樣地點位于建德市(119°07′04.80″E，29°18′40.00″N)，肥力水平中；12JD-H，取樣地點位于建德市(119°07′08.04″E，29°18′02.88″N)，肥力水平高；13LX-L，取樣地點位于蘭溪市(119°43′04.70″E，29°17′41.20″N)，肥力水平低；14LX-M，取樣地點位于蘭溪市(119°43′04.70″E，29°17′41.20″N)，肥力水平中；15LX-H，取樣地點位于蘭溪市(119°18′15.12″E，29°12′32.76″N)，肥力水平高；16WC-L，取樣地點位于婺城區(119°27′09.80″E，29°03′06.50″N)，肥力水平低；17WC-M，取樣地點位于婺城區(119°27′09.80″E，29°03′06.50″N)，肥力水平中；18WC-H，取樣地點位于婺城區(119°24′17.64″E，29°01′00.84″N)，肥力水平高；19QZ-L，取樣地點位于衢江區(119°01′21.72″E，29°3′19.08″N)，肥力水平低；20QZ-M，取樣地點位于衢江區(119°01′21.72″E，29°3′19.08″N)，肥力水平中；21QZ-H，取樣地點位于衢江區(119°01′21.72″E，29°3′19.08″N)，肥力水平高；22XJ-L，取樣地點位于仙居縣(120°52′03.72″E，28°52′04.80″N)，肥力水平低；23XJ-M，取樣地點位于仙居縣(120°51′55.08″E，28°52′03.72″N)，肥力水平中；24XJ-H，取樣地點位于仙居縣(120°51′52.61″E，28°51′57.09″N)，肥力水平高。

1.2 方法

土壤基礎肥力分析選取了pH、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀、陽離子交換量(CEC)等9個指標，分別依據NY/T 1377—2007、NY/T 1121.6—2006、LY/T 1228—2015、LY/T 1232—2015、LY/T 1234—2015、LY/T 1228—2015、LY/T 1232—2015、LY/T 1234—2015和LY/T 1243—1999中的方法進行測定。土壤樣品由綠城農科檢測有限公司測定。

各肥力定位監測點的油菜和水稻產量為多年平均產量，非定位監測點的油菜和水稻產量根據農民常年產量估測。

試驗數據采用Excel 2010和DPS 9.0進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同肥力點的土壤基礎肥力特征

24個取樣點的土壤基礎肥力測定結果見表1。浙江油-稻輪作土壤的pH值在4.6～6.2，酸性特征明顯。不同樣區土壤pH存在差異，多數情況下，同一樣區內低肥力土壤的pH值略低于高肥力土壤，同一樣區土壤有機質、全氮、堿解氮、速效鉀含量，及陽離子交換量隨土壤肥力水平的增加而增加，而全磷、全鉀、有效磷含量在同一樣區不同基礎肥力的土壤上并沒有明顯的變化規律。

8個樣區土壤低、中、高肥力點的基礎肥力指標平均值見表2。由表2可知，有機質、堿解氮含量隨肥力水平的提高而上升，不同肥力水平間存在顯著差異，土壤全氮、速效鉀含量及陽離子交換量隨肥力水平增加有增加趨勢，且在低肥力與高肥力土壤間存在顯著差異。

2.2 不同肥力點的作物產量特征

24個取樣點的作物產量特征見表3。同一樣區，油菜產量和水稻產量都隨肥力水平的提高而增加。不同肥力水平的油菜產量在225～3 300 kg·hm-2，最高產量是最低產量的14.7倍；不同肥力水平的水稻產量在4500～13 650 kg·hm-2，最高產量是最低產量的3.0倍。

8個樣區不同肥力水平樣點油菜和水稻的平均產量見表4。低、中、高肥力水平的油菜和水稻平均產量都隨土壤肥力的增加而增加，并且不同肥力水平間作物產量差異顯著。油菜高肥力區的平均產量是低肥力區的3.1倍，水稻高肥力區的平均產量是低肥力區的1.9倍。

3 小結

對浙江8個縣(市、區)24個典型油-稻輪作水田不同肥力水平田塊的土壤與作物產量進行分析，結果表明，所調查田塊的土壤pH值均呈酸性。大多數情況下，同一樣區高肥力土壤的pH值略高于低肥力區。低肥力土壤與高肥力土壤的有機質、全氮、堿解氮、速效鉀含量和陽離子交換量含量存在顯著差異。土壤基礎肥力水平顯著影響油菜和水稻的產量，油菜、水稻高肥力區的平均產量分別是低肥力區的3.1倍和1.9倍，說明土壤基礎肥力對油菜產量的影響要大于水稻。當前，浙江油-稻輪作土壤培肥的關鍵是提高土壤有機質和堿解氮含量，其次是全氮、速效鉀和陽離子交換量。

表1 各取樣點的土壤基礎肥力情況

表2 不同肥力水平土壤樣點的基礎肥力指標平均值

注：同列數據后無相同字母的表示差異顯著(P<0.05)。表4同。

表3 各取樣點的油菜與水稻產量

表4 不同肥力水平樣點油菜和水稻產量的平均值 kg·hm-2