試述增施有機(jī)肥對(duì)旱作農(nóng)田土壤環(huán)境及玉米產(chǎn)量的影響

張潤(rùn)生 白永新 李鵬 魏振飛 賈新宇 張建華

(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，山西 忻州 034000)

肥料會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)造成一定影響，科學(xué)地對(duì)肥料進(jìn)行配比以及施用，會(huì)使作物產(chǎn)量得到有效提升。目前我國(guó)在農(nóng)業(yè)肥料使用方面普遍存在一些問(wèn)題，其中比較突出的即農(nóng)戶通過(guò)增施肥料的方式獲得高產(chǎn)量，此種方式雖然能夠使耕地肥力快速提升，但是肥料實(shí)際利用率以及作物增產(chǎn)效應(yīng)會(huì)逐漸下降；此外，土壤生態(tài)環(huán)境與微生物群落將會(huì)失去平衡，致使作物品質(zhì)急劇下降；特別是在旱作區(qū)域，此種情況更為突出。怎樣把用地與肥料間的關(guān)系協(xié)調(diào)好，促進(jìn)農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，是現(xiàn)今重點(diǎn)討論的話題。對(duì)此，本文做了以下探究。

1 施加有機(jī)肥的主要原因

化肥對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必不可少，具有增產(chǎn)效果明顯、見(jiàn)效快以及使用方便等眾多優(yōu)點(diǎn)。施用化肥雖然能夠使作物當(dāng)年產(chǎn)量有效提高，但部分農(nóng)戶不能合理地對(duì)化肥進(jìn)行使用，致使土壤環(huán)境問(wèn)題頻頻出現(xiàn)，威脅農(nóng)業(yè)發(fā)展。劉斌祥、王興龍、周芳等人研究表明，如果長(zhǎng)時(shí)間過(guò)量對(duì)化肥進(jìn)行使用，不重視外來(lái)養(yǎng)分資源的使用，那么土壤中有機(jī)質(zhì)含量會(huì)減少，田間持水量也會(huì)逐漸降低，土壤容重量逐年增加，進(jìn)而引發(fā)土壤板結(jié)或是發(fā)僵等問(wèn)題；如此，土壤滲水以及透氣情況也會(huì)受到影響，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)失衡，農(nóng)田生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞[1]。

雖然使用化肥能夠促進(jìn)作物產(chǎn)量的提升，但是過(guò)量單施化肥不但浪費(fèi)大量資源，還會(huì)引發(fā)土壤酸化問(wèn)題，并使土壤當(dāng)中的生物學(xué)狀態(tài)受到嚴(yán)重影響。大量研究表明，長(zhǎng)時(shí)間使用化肥，土壤中的微生物群以及肥力都會(huì)受到影響，此外，土壤當(dāng)中的養(yǎng)分還會(huì)大量流失、有機(jī)質(zhì)的實(shí)際含量會(huì)降低、pH值會(huì)越來(lái)越低、作物營(yíng)養(yǎng)也會(huì)失衡等，所以，合理的對(duì)化肥進(jìn)行使用對(duì)于農(nóng)業(yè)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等極其重要。

2 旱區(qū)增施有機(jī)肥對(duì)農(nóng)田土壤環(huán)境造成的影響

2.1 旱區(qū)增施有機(jī)肥對(duì)農(nóng)田土壤理化性狀造成的影響

實(shí)際上土壤的理化性狀代表著土壤質(zhì)量，農(nóng)田土壤當(dāng)中含有的有機(jī)質(zhì)總量將會(huì)影響植物根系向土壤中輸入養(yǎng)分的情況，植物根系在代謝的過(guò)程中會(huì)將有機(jī)指數(shù)送到土壤當(dāng)中。適當(dāng)增施有機(jī)肥，農(nóng)田土壤當(dāng)中的有機(jī)質(zhì)含量以及土壤團(tuán)聚體將會(huì)大大提高，進(jìn)而達(dá)到作物增產(chǎn)的效果。

有研究表明，長(zhǎng)時(shí)間施加有機(jī)肥，土壤當(dāng)中的速效養(yǎng)分含量會(huì)大大增加，與此同時(shí)，土壤中的碳氮比以及pH值還會(huì)趨于穩(wěn)定。還有研究表明，有機(jī)肥能夠使土壤肥力有效提升。氮素是土壤肥力的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，可以通過(guò)增加土壤中氮含量的方式提升土壤的肥力。通過(guò)大量農(nóng)事實(shí)驗(yàn)操作表明，適當(dāng)增施有機(jī)肥，能夠使農(nóng)田土壤中的氮含量大大提高。

2.2 旱區(qū)增施有機(jī)肥對(duì)農(nóng)田土壤酶活性造成的影響

實(shí)際上農(nóng)田土壤酶活性代表著土壤養(yǎng)分的實(shí)際轉(zhuǎn)化能力，還決定著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的好壞。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)增施有機(jī)肥，土壤中有效養(yǎng)分會(huì)大大增加，同時(shí)，土壤的理化性質(zhì)也會(huì)得到改善；此外，還會(huì)影響土壤的生物特性、化學(xué)特性以及微生物含量等。土壤酶能夠產(chǎn)生生物化學(xué)催化的作用，土壤中生物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，其會(huì)全程參與。

農(nóng)田土壤酶與農(nóng)田土壤中的微生物間的關(guān)系極其密切，適當(dāng)增施有機(jī)肥，大量土壤酶以及微生物將會(huì)同時(shí)被施加到土壤當(dāng)中，在理化活動(dòng)的作用下，農(nóng)田土壤中的微生物以及有機(jī)物等含量得到有效提升，提供給微生物大量生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分與酶促機(jī)制，土壤中微生物的實(shí)際生長(zhǎng)環(huán)境會(huì)得到改善，酶活性也會(huì)大大提升，微生物的繁殖速度將會(huì)提升。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，能夠使土壤中的化學(xué)形式吸附酶大大提升，如，邱吟霜、王西娜、李培富等人研究表明，長(zhǎng)時(shí)間對(duì)有機(jī)肥進(jìn)行施加，土壤中的中性磷酸酶活性、轉(zhuǎn)化酶與脲酶等會(huì)得到提高[2]。

2.3 旱區(qū)增施有機(jī)肥對(duì)農(nóng)田土壤微生物造成的影響

適當(dāng)增施有機(jī)肥，能夠?yàn)檗r(nóng)田土壤中的微生物活動(dòng)提供其所需要的能量、氮源、碳源等；此外，適量增施有機(jī)肥，農(nóng)田土壤環(huán)境也會(huì)得到改善，微生物也能夠更好地繁殖。由此表明，通過(guò)適量增施有機(jī)肥的方式，可以使土壤當(dāng)中的微生物活性與數(shù)量大大提高，從而使微生物群的功能以及結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化[3]。

農(nóng)田土壤中的微生物能夠?qū)τ袡C(jī)質(zhì)進(jìn)行分解，通過(guò)土壤中微生物的實(shí)際數(shù)量可以明確土壤質(zhì)量以及肥力情況。部分研究學(xué)者表示，農(nóng)田土壤中存在的微生物群落實(shí)際變化情況與長(zhǎng)時(shí)間施加有機(jī)肥提升土壤肥力、有機(jī)質(zhì)含量等關(guān)系密切，其中有機(jī)質(zhì)是影響農(nóng)田土壤中微生物實(shí)際動(dòng)態(tài)的重點(diǎn)因素。通過(guò)大量研究表明，適當(dāng)增施有機(jī)肥，土壤中的假單胞桿菌、細(xì)菌以及放線菌等數(shù)量都會(huì)增加，可真菌抑制情況將會(huì)出現(xiàn)，使土壤中微生物群落的實(shí)際結(jié)構(gòu)組成發(fā)生改變。張奇、張振華、劉麗珠等人研究表示，適當(dāng)增施有機(jī)肥可以使土壤當(dāng)中的菌群呈現(xiàn)多樣性發(fā)展，其中最主要的影響指標(biāo)是土壤pH值[4]。除此之外，適當(dāng)增施有機(jī)肥，還能夠使土壤中的碳含量、微生物含量、土壤吸收能力、氮的礦化等得到改善。

3 增施有機(jī)肥對(duì)玉米產(chǎn)量造成的影響

3.1 增施有機(jī)肥對(duì)玉米生長(zhǎng)造成的影響

適當(dāng)增施有機(jī)肥，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本會(huì)有效降低，環(huán)境污染也會(huì)減少，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展。與此同時(shí)，適量增施有機(jī)肥，玉米的形態(tài)建成以及生長(zhǎng)發(fā)育等會(huì)得到有效提升。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，如果按照22450kg·hm-2的用量對(duì)有機(jī)肥進(jìn)行施加，能夠使土壤肥力大大增加，從而促進(jìn)玉米快速生長(zhǎng)，尤其玉米干物質(zhì)的實(shí)際積累量將會(huì)大大提升。

3.2 增施有機(jī)肥對(duì)玉米植株生長(zhǎng)造成的影響

通過(guò)大量研究發(fā)現(xiàn)，增施有機(jī)肥，玉米株高、干物質(zhì)積累量與葉面積指數(shù)等都會(huì)提高，其中有機(jī)肥的實(shí)際施用量為22450kg·hm-2時(shí)，玉米產(chǎn)量達(dá)到最高。適當(dāng)增施有機(jī)肥，玉米能夠從土壤中吸收更多養(yǎng)分，使玉米產(chǎn)量得以提升[5]。當(dāng)施加有機(jī)肥量22450kg·hm-2時(shí)，玉米吸收鉀素、氮素以及磷素等達(dá)到最高。恰當(dāng)施加有機(jī)肥，玉米能夠大量吸收土壤中的養(yǎng)分，但有機(jī)肥施用過(guò)多時(shí)，玉米吸收養(yǎng)分的速度會(huì)受到影響，從而使玉米積累養(yǎng)分的總量大大降低。

3.3 增施有機(jī)肥對(duì)玉米產(chǎn)量與水分利用率造成的影響

通過(guò)研究表明，按照22450kg·hm-2的用量施加有機(jī)肥，2a間玉米水分利用率、籽產(chǎn)量、生物產(chǎn)量都是最優(yōu)的，且第1年比第2年高；有機(jī)肥料按照22450kg·hm-2施加時(shí)，千粒重、穗粒數(shù)也是最優(yōu)的，產(chǎn)量也達(dá)到最高。如果有機(jī)肥料連續(xù)2a施用量高于22450kg·hm-2，第1年的水分利用率是25.97%，第2年的水分利用率是27.46%，玉米產(chǎn)量有所降低[6]。事實(shí)證明，適量增施有機(jī)肥會(huì)使玉米產(chǎn)量增加，同時(shí)，水分利用率和土壤肥力等都會(huì)增加，但施加有機(jī)肥過(guò)量，燒苗問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)，出苗率會(huì)明顯下降，進(jìn)而使玉米產(chǎn)量以及水分的實(shí)際利用率大大降低。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，適當(dāng)增施有機(jī)肥，能夠使玉米的葉面積指數(shù)以及株高顯著增加，使土壤中的鉀、磷、氮含量與有機(jī)質(zhì)等顯著增加，使土壤中的微生物數(shù)量與酶活性等有效提高，使土壤中的菌群結(jié)構(gòu)更加合理，使玉米養(yǎng)分積累量、產(chǎn)量、干物質(zhì)的積累量等有效增加。因此，必須合理施加有機(jī)肥，進(jìn)而在生態(tài)環(huán)境得到保護(hù)的基礎(chǔ)上，促進(jìn)農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。