不同施肥對稻田土壤全氮儲量的影響

孫 娟,謝麗紅,鐘文挺,何玉亭,李 浩,蔡梣儀,楊 杰,王 科,王 強

(成都市農業技術推廣總站，四川 成都 610041)

土壤全氮不僅是衡量土壤肥力的重要指標，而且對全球氮循環都具有重要影響[1]。它的儲量變化可以在一定程度上改變大氣中N2O等溫室氣體濃度，而土壤氮儲量的增加可緩解大氣中N2O的濃度，從而減緩溫室效應[2]。

施肥可以影響土壤氮儲量[3]。施入土壤中的肥料種類、用量和施用方式等的不同，土壤氮儲量均會變化。大量施肥試驗表明，化肥的不科學施用，不僅使土壤容重增加、土壤板結酸化、土壤微生物多樣性及生物活性降低，造成土壤肥力下降[4]，威脅土壤質量安全，還會通過影響土壤氮儲量，作用于生態系統氮循環，影響全球氣候變暖進程，而有機肥的施用，則能提高土壤氮儲量[5]。

本文以農業綠色發展為理念，通過大田試驗，研究化肥減量配施有機肥對稻田土壤全氮儲量的影響，對其進行綜合分析，探究化肥、有機肥的最佳配施量，以期為化肥減量技術的推廣應用及當地農業生產提供一定理論依據和科學支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地塊概況

試驗地位于成都平原，屬亞熱帶濕潤季風氣候區，土壤類型為灰棕潮大泥田，土層深厚，地力均一。試驗前土壤基本性狀見表1。

1.2 供試材料

供試水稻品種為：花香7號。

供試肥料為：商品有機肥(執行標準NY525-2012，有機質含量≥45%、養分含量≥5%)、氯鉀型三元復合肥(15-15-15)、尿素(N:46%)、過磷酸鈣(P2O5∶12%)、氯化鉀(K2O∶60%)。

1.3 試驗設計與處理

本試驗共設6個處理：CK為空白不施肥，T1為常規施肥，T2為80%常規施肥，T3為80%常規施肥+商品有機肥1500kg/hm2，T4為80%常規施肥+商品有機肥3000kg/hm2，T5為80%常規施肥+商品有機肥4500kg/hm2；小區面積28m2(4m×7m)，重復3次，隨機區組排列，小區之間壟埂覆膜，間隔50cm。于2017年5月至2017年10月進行。

表1 供試土壤基本性狀

有機肥、磷肥均作基肥一次施用，鉀肥分基肥、穗肥以5∶5比例等施，氮肥以6∶2∶2比例分別作基肥、分蘗肥、穗肥施用。水稻窩行距20cm×30cm，每窩2株苗。各處理的其他管理措施一致，按當地常規進行。各處理具體施肥見表2。

表2 肥料用量

1.4 研究方法

1.4.1 土壤采樣方法 于水稻成熟期，按5點混合取樣法采集各小區0～20cm土層土樣，去除可見雜物，四分法保留1kg，自然風干后磨細，過0.25mm篩待測。在耕作層用環刀采樣，用于容重測定。

1.4.2 檢測項目與方法 檢查項目：土壤容重、有機質、全氮。檢測方法：土壤容重測定采用環刀法，土壤有機質采用K2CrO4外加熱法進行測定，土壤全氮測定采用開氏定氮法。

1.4.3 計算公式 土壤全氮儲量計算公式：

式中STN為特定深度的土壤全氮儲量(t/hm2)；TNi為第i層土壤的全氮含量(g/kg)；Pi為第i層土壤容重(g/cm)；Ti為第i層土壤厚度(cm)；n為土壤層數。

1.4.4 數據處理與統計分析 采用spss17.0進行統計分析，圖表制作采用Excel 2010。

2 結果分析

2.1 不同施肥對稻田土壤容重的影響

不同施肥處理土壤容重數據見表3，與空白相比，耕層土壤化肥減量20%及在此基礎上配施有機肥各處理土壤容重均下降，而配施有機肥處理效果優于化肥單施處理，隨著有機肥用量的增加，土壤容重呈降低趨勢，且以化肥減量20%配施有機肥3000～4500kg/hm2較優，分別比CK降低4.0%，較T2降低2.5%，但各施肥處理間土壤容重差異不顯著。

2.2 不同施肥對稻田土壤全氮、有機質含量的影響

從表3可以看出，施肥各處理土壤有機質及全氮含量均高于空白不施肥處理CK，且T4、T5處理土壤全氮和有機質含量較CK達到顯著水平。

各處理土壤全氮含量排序為：T5>T4>T1>T2>T3>CK，T2處理土壤全氮含量比T1處理有所降低，但差異未達到顯著水平。T4、T5處理土壤全氮含量分別比CK顯著增加20.9%、23.0%，較T2增加11.1%、13.0%。施用有機肥各處理土壤有機質含量皆高于空白及單施化肥處理。其中，T3、T4、T5處理土壤有機質含量依次比T2處理增長2.4%、8.4%、8.8%，且T4、T5處理較T2差異顯著。

表3 不同施肥處理水稻土壤全氮、有機質含量的影響

2.3 不同施肥對水稻土壤全氮儲量的影響

圖1 不同施肥對水稻土壤全氮儲量的影響

通過耕層土壤容重及全氮含量(表3)帶入公式估算出的耕層土壤全氮儲量如圖1所示。各施肥處理土壤全氮儲量均高于空白處理。其中，T2處理同T1處理無明顯差異，這表明本試驗中化肥減量20%并不會引起土壤全氮儲量顯著降低；T4、T5處理土壤全氮儲量較CK增加16.0%、19.2%，且T5較CK差異達到顯著水平；同T2相比，T4、T5土壤全氮儲量分別增加0.42t/hm2和0.58t/hm2，增長率為7.8%、10.8%。

圖2 土壤全氮儲量與有機質含量的相關性關系

施用有機肥各處理土壤全氮儲量的變化趨勢同土壤全氮及有機質含量變化趨勢大體一致。耕層土壤全氮儲量同有機質含量相關性分析(圖2)表明，耕層土壤全氮儲量變化(y)與有機質含量(x)可用線性方程y=0.2372x-1.2982來表示(r=0.753**，n=18)，這與前人的結論一致[6]，說明有機肥的施入，可以通過提高土壤有機質含量來影響土壤全氮儲量。

3 討論與小結

土壤容重能在一定程度上反映出土壤水分多少和土壤結構的穩定狀態。有研究發現，施用有機肥，能使耕層土壤(0-20cm)容重降低[7]，本研究中，80%化肥配施有機肥3000-4500kg/hm2使土壤容重較80%化肥單施降低2.5%，這與魏猛等[8]研究結果相似。

土壤有機質是土壤的重要組成部分，對土壤肥力起著極其重要的作用。有研究表明，施肥可以通過土壤殘茬和根的輸入以及土壤微生物的數量和活性來影響土壤有機質含量[9]。本研究中，配施有機肥處理下稻田土壤有機質含量均高于化肥單施處理，且隨著有機肥用量的增加，土壤有機質含量呈遞增趨勢，這和許多研究結果相符[10-11]。

土壤全氮及儲量與作物營養、土壤管理和氣候變化關系密切。本試驗結果中，施用有機肥能提升稻田耕層(0～20cm)土壤全氮儲量，且土壤全氮儲量與土壤有機質含量呈極顯著正相關，這與前人的研究結果一致[12]。80%化肥配施有機肥用量達到3000～4500kg/hm2時，稻田土壤全氮儲量均高于80%化肥單施，這表明適量有機肥配施化肥對土壤全氮儲量的影響大于單施化肥，這與陳鮮妮等[5]研究結果相符。這可能是因為有機肥中的難分解有機氮可影響土壤全氮儲量[13]，并且有機肥的輸入能在一定程度上加強土壤氮素物質吸附作用和固氮作用[14]，從而作用于土壤全氮儲量。

本研究中，化肥減量20%基礎上配施3000～4500kg/hm2有機肥與單施減量20%的化肥處理相比，能降低土壤容重，提高土壤有機質含量和全氮儲量。