顧春朝+傅民杰+梁運(yùn)江

摘要：為了探明不同的施肥方式和種植年限對(duì)延邊水稻土壤速效養(yǎng)分的影響，采集了不同區(qū)域的土壤樣品，測(cè)定了土壤pH值、堿解氮含量、速效磷含量、速效鉀含量和有機(jī)質(zhì)含量。研究結(jié)果表明，開(kāi)墾年限影響了土壤0～20cm耕層堿解氮的養(yǎng)分空間分布，開(kāi)墾年限越長(zhǎng)，堿解氮的空間異質(zhì)性越弱，且隨開(kāi)墾年限增加，土壤堿解氮含量不斷下降；稻田單施有機(jī)肥比單施化肥明顯增加了土壤速效磷的含量，且導(dǎo)致下層速效磷含量增加；開(kāi)墾年限和施肥方式對(duì)0～20cm耕層土壤速效鉀的空間分布影響較小，但不同開(kāi)墾年限對(duì)稻田土壤速效鉀影響不同，開(kāi)墾時(shí)間越長(zhǎng)，土壤速效鉀的含量越高；稻田施用有機(jī)肥有利于速效磷的積累。

關(guān)鍵詞：施肥方式；開(kāi)墾年限；水稻土壤；速效養(yǎng)分

中圖分類(lèi)號(hào)：S158.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002-1302（2014）11-0372-03

土壤養(yǎng)分是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，是土壤的基本屬性和本質(zhì)特征[1]。土地利用方式的變化不僅可以改變土壤狀況而且影響諸多生態(tài)過(guò)程[2]，采用合理的土地利用方式可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤對(duì)外界環(huán)境變化的抵抗能力，而不合理的土地利用方式則會(huì)降低土壤質(zhì)量[3-4]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)施肥和耕作效應(yīng)的研究多為單因素分析，而對(duì)耕作和施肥處理綜合效應(yīng)的研究較少[5]。余曉鶴等曾報(bào)道了連續(xù)免耕并配合施肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響[6]。張建軍等對(duì)長(zhǎng)期定位試驗(yàn)中的土壤理化性狀進(jìn)行了報(bào)道[7]。研究表明，稻田傳統(tǒng)翻耕在不施有機(jī)肥料或有機(jī)肥料補(bǔ)充不足的條件下，易加劇有機(jī)質(zhì)礦化，不利于土壤肥力的維持[8]，而采用適宜的土壤施肥和耕作方式不僅可以改善土壤特性，還可以提高田間水分利用效率，達(dá)到保水增產(chǎn)的目的。延邊朝鮮族自治區(qū)是北方稻田開(kāi)墾最早的地區(qū)，水稻種植歷史達(dá)120年之久。研究該地區(qū)人為擾動(dòng)對(duì)稻田土壤理化性質(zhì)的影響，有助于了解北方地區(qū)稻田肥力的演替特征。本試驗(yàn)通過(guò)研究延邊地區(qū)不同開(kāi)墾年限和施肥方式下的水稻土壤速效養(yǎng)分的變化特征，以期了解人為擾動(dòng)下的延邊地區(qū)水稻土壤供肥、保肥能力，為當(dāng)?shù)赝寥婪柿υu(píng)價(jià)和科學(xué)施肥提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1土樣采集與處理

本試驗(yàn)以稻田開(kāi)墾年限和施肥方式為土壤樣品采集的依據(jù)。其中，開(kāi)墾年限設(shè)為“開(kāi)墾120年”和“開(kāi)墾80年”2種類(lèi)型，在各開(kāi)墾年限的稻田區(qū)，再分別選擇滿(mǎn)足3種不同施肥方式（化肥、有機(jī)肥、有機(jī)肥+化肥配施）的稻區(qū)進(jìn)行土壤樣品采集。最終符合條件的采樣區(qū)分別位于吉林省延邊朝鮮族自治州龍井市開(kāi)山屯鎮(zhèn)和延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)站稻田試驗(yàn)區(qū)，根據(jù)不同的施肥方式和開(kāi)墾年限，選擇5種采樣處理方式，樣品的采集與施肥信息見(jiàn)表1。試驗(yàn)樣品的采集時(shí)間為2012年春季，土壤樣品采集時(shí)，每個(gè)處理地塊以“S”形采樣法選取5個(gè)采樣點(diǎn)，所有樣點(diǎn)均分取上層（0～10cm）和下層（10～20cm）2個(gè)層次，然后將5份同層次土壤樣品均勻混合后采用四分法留取1kg左右?guī)Щ貙?shí)驗(yàn)室備用。供試樣品在遮光、通風(fēng)的環(huán)境中自然風(fēng)干，并去除殘留的根系。樣品過(guò)2mm篩后，分裝入封口袋中備用。從各封口袋中取出部分土樣過(guò)0.15mm篩，裝袋備用。

1.2樣品測(cè)定

土壤pH值測(cè)定采用電位法；土壤有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法；土壤堿解氮含量測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法；土壤速效磷含量的測(cè)定采用NH4F-HCl浸提磷鉬藍(lán)比色法；土壤全鉀含量的測(cè)定采用NaOH熔融火焰光度法；土壤速效鉀含量的測(cè)定采用中性NH4OAC浸提火焰光度法[9]。

1.3數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用SPSS14.0統(tǒng)計(jì)軟件包，其中同剖面內(nèi)不同層次間顯著性分析采用成對(duì)t-檢驗(yàn)法（pairedttest）。不同開(kāi)墾年限和施肥類(lèi)型間理化性質(zhì)的差異顯著性采用單因素方差分析法（One-wayANOVA-test）。多重比較采用鄧肯檢驗(yàn)法（Duncan）。試驗(yàn)圖形由MicrosoftExcel2003繪制。

2結(jié)果與分析

2.1水稻土不同層次土壤的pH值空間變化特征

由圖1可知，各處理的土壤pH值在上下層間的分布規(guī)律表現(xiàn)一致，均呈上層低下層高的趨勢(shì)，上下層間差異顯著，且上下層土壤均呈弱酸性。開(kāi)墾年限對(duì)不同層次土壤pH值的影響存在差異。其中，下層土壤的pH值未受到開(kāi)墾年限的影響，各處理的pH值范圍介于6.4～6.5之間。而上層土壤pH隨開(kāi)墾年限的不同而明顯不同，開(kāi)墾120年的土壤pH值明顯高于開(kāi)墾80年的土壤pH值（P<0.05）。說(shuō)明耕地開(kāi)墾的時(shí)間越久，經(jīng)長(zhǎng)期的翻耕攪拌和滲透，上下層土壤的理化性質(zhì)越來(lái)越趨近。

從各開(kāi)墾年限下的施肥處理對(duì)土壤pH值影響來(lái)看，施肥方式對(duì)稻田土壤的pH值影響均未達(dá)顯著水平。這與吳景貴等利用未腐解有機(jī)肥稻田培肥的研究結(jié)果[10]不同。分析認(rèn)為，本試驗(yàn)所用有機(jī)肥為腐熟后的有機(jī)肥，其植物易分解的酸性物質(zhì)在腐熟后多被破壞，因此未對(duì)稻田土壤pH值產(chǎn)生明顯影響。邵興華等研究表明，稻田長(zhǎng)期施肥并未對(duì)土壤pH值產(chǎn)生明顯影響，本研究結(jié)果與其一致[11]。

2.2水稻土不同層次土壤的堿解氮含量空間變化特征

土壤堿解氮可以有效反映土壤中的氮素情況，是決定土壤供氮能力的重要參數(shù)。由圖2可知，所有處理的土壤堿解氮含量在土壤上下層間的分布規(guī)律表現(xiàn)一致，呈上層高下層低的趨勢(shì)。上下層間堿解氮含量的差異顯著性因開(kāi)墾年限不同而異。開(kāi)墾120年稻田上下層間土壤堿解氮含量無(wú)顯著差異，開(kāi)墾80年土壤的上層堿解氮含量顯著高于下層。此外，開(kāi)墾年限對(duì)土壤堿解氮含量產(chǎn)生顯著影響，隨開(kāi)墾年限增加，土壤堿解氮含量顯著下降。

3種施肥方式下的土壤堿解氮含量未存在顯著性差異。但從總體趨勢(shì)上看，開(kāi)墾120年稻田的“有機(jī)肥+化肥配施”處理的堿解氮略高于其他施肥方式，開(kāi)墾80年稻田土壤化肥處理的堿解氮含量高于“有機(jī)肥+化肥”處理。分析認(rèn)為，不同施肥方式間土壤堿解氮含量未達(dá)到顯著差異，主要與本試驗(yàn)有機(jī)肥料處理時(shí)間短有關(guān)。國(guó)內(nèi)有關(guān)稻田施用有機(jī)肥比化肥提高堿解氮的報(bào)道中，有機(jī)肥施用年限多在15年以上[12-13]。可見(jiàn)，稻田短期施用有機(jī)肥對(duì)土壤速效氮的增加效果比長(zhǎng)期施用化肥的優(yōu)勢(shì)并不明顯。endprint

2.3水稻土不同層次土壤的速效磷含量的空間變化特征

土壤速效磷含量的高低反映了土壤中磷素的儲(chǔ)量和供應(yīng)能力，是水稻產(chǎn)量的重要影響因素。由圖3可知，除“有機(jī)肥”（KS2）處理外，其他2種施肥方式“化肥”（KS1和NY1）、“有機(jī)肥+化肥”（KS3和NY2）對(duì)上下層土壤速效磷含量無(wú)明顯影響，但從所有處理的速效磷含量來(lái)看，整體上仍表現(xiàn)出下層略高于上層的趨勢(shì)。土壤速效磷含量在2種開(kāi)墾年限稻田間存在差異，但該差異隨施肥方式不同而異。其中，“化肥”處理的稻田區(qū)，由于開(kāi)墾年限不同，土壤速效磷含量差異顯著，而“化肥+有機(jī)肥”配施處理區(qū)，在2種開(kāi)墾年限間土壤速效磷含量相近。“有機(jī)肥”處理比其他施肥處理顯著增加了土壤速效磷含量，同時(shí)導(dǎo)致土壤速效磷在土壤上下層間顯著差異，表明有機(jī)肥的施用促進(jìn)了土壤中磷素的儲(chǔ)藏和供應(yīng)。

2.4水稻土不同層次土壤的速效鉀含量的空間變化特征

各種施肥方式下的土壤速效鉀含量在上下層間的空間分

布規(guī)律表現(xiàn)一致，均無(wú)顯著差異（圖4）。開(kāi)墾年限為120年的開(kāi)山屯稻田各施肥處理的速效鉀均顯著高于開(kāi)墾80年的農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)區(qū)各處理。開(kāi)墾120年的開(kāi)山屯稻田的3種施肥方式的上層土壤速效鉀含量按從小到大依次為KS1（209.3±0.1g/kg）

2.5水稻土不同層次土壤的有機(jī)質(zhì)含量的空間變化特征

所有施肥方式的土壤有機(jī)質(zhì)含量在上下層間的分布規(guī)律表現(xiàn)一致，均呈上層高下層低的趨勢(shì)，但在P<0.05顯著水平下，僅有“有機(jī)肥”處理（KS2）的土壤有機(jī)質(zhì)在上下層間達(dá)到顯著差異（圖5），說(shuō)明人為的土壤翻、耙措施削弱了稻田0～20cm耕層有機(jī)質(zhì)的空間異質(zhì)性。在2個(gè)開(kāi)墾年限中，同為單獨(dú)施用化肥處理的KS1和NY1上層有機(jī)質(zhì)含量分別為（23.4±1.9）g/kg和（21.8±1.7）g/kg，兩者間差異不顯著；而同為“有機(jī)肥+化肥”配施處理的KS3和NY2上層有機(jī)質(zhì)含量間也表現(xiàn)出無(wú)顯著差異的特征。這表明延邊地區(qū)稻田在相同施肥方式情況下，開(kāi)墾年限對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)變化無(wú)明顯影響。

從施肥方式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響來(lái)看，“化肥”和“有機(jī)肥+化肥”配施方式的土壤有機(jī)質(zhì)含量間無(wú)顯著差異，然而“有機(jī)肥”處理區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量則顯著高于“化肥”處理?！坝袡C(jī)肥+化肥”配施處理的土壤有機(jī)質(zhì)未比“化肥”處理高，可能與其肥料配比中有機(jī)肥比例低有關(guān)。

3結(jié)論與討論

延邊地區(qū)稻田0～20cm耕層土壤堿解氮空間分異特征

受開(kāi)墾年限的影響，稻田開(kāi)墾年限越長(zhǎng)則耕層堿解氮空間分異性越弱，且隨開(kāi)墾年限增加，土壤堿解氮含量不斷下降。

單施化肥方式下的稻田土壤速效磷明顯低于單施有機(jī)肥稻田。有機(jī)肥的施用可導(dǎo)致土壤速效磷含量在上下層土壤空間差異性的增加。

延邊地區(qū)稻田上層和下層耕層土壤速效鉀養(yǎng)分含量相近，未受開(kāi)墾年限和施肥方式的影響，但稻田開(kāi)墾年限不同，土壤速效鉀含量存在顯著差異。無(wú)論何種施肥方式，土壤速效鉀含量均隨開(kāi)墾年限增加而升高。施用有機(jī)肥則促進(jìn)了土壤速效鉀的積累。

參考文獻(xiàn)：

[1]孔祥斌，張鳳榮，齊偉，等.集約化農(nóng)區(qū)土地利用變化對(duì)土壤養(yǎng)分的影響——以河北省曲周縣為例[J].地理學(xué)報(bào)，2003，58（3）：333-342.

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2.3水稻土不同層次土壤的速效磷含量的空間變化特征

土壤速效磷含量的高低反映了土壤中磷素的儲(chǔ)量和供應(yīng)能力，是水稻產(chǎn)量的重要影響因素。由圖3可知，除“有機(jī)肥”（KS2）處理外，其他2種施肥方式“化肥”（KS1和NY1）、“有機(jī)肥+化肥”（KS3和NY2）對(duì)上下層土壤速效磷含量無(wú)明顯影響，但從所有處理的速效磷含量來(lái)看，整體上仍表現(xiàn)出下層略高于上層的趨勢(shì)。土壤速效磷含量在2種開(kāi)墾年限稻田間存在差異，但該差異隨施肥方式不同而異。其中，“化肥”處理的稻田區(qū)，由于開(kāi)墾年限不同，土壤速效磷含量差異顯著，而“化肥+有機(jī)肥”配施處理區(qū)，在2種開(kāi)墾年限間土壤速效磷含量相近?！坝袡C(jī)肥”處理比其他施肥處理顯著增加了土壤速效磷含量，同時(shí)導(dǎo)致土壤速效磷在土壤上下層間顯著差異，表明有機(jī)肥的施用促進(jìn)了土壤中磷素的儲(chǔ)藏和供應(yīng)。

2.4水稻土不同層次土壤的速效鉀含量的空間變化特征

各種施肥方式下的土壤速效鉀含量在上下層間的空間分

布規(guī)律表現(xiàn)一致，均無(wú)顯著差異（圖4）。開(kāi)墾年限為120年的開(kāi)山屯稻田各施肥處理的速效鉀均顯著高于開(kāi)墾80年的農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)區(qū)各處理。開(kāi)墾120年的開(kāi)山屯稻田的3種施肥方式的上層土壤速效鉀含量按從小到大依次為KS1（209.3±0.1g/kg）

2.5水稻土不同層次土壤的有機(jī)質(zhì)含量的空間變化特征

所有施肥方式的土壤有機(jī)質(zhì)含量在上下層間的分布規(guī)律表現(xiàn)一致，均呈上層高下層低的趨勢(shì)，但在P<0.05顯著水平下，僅有“有機(jī)肥”處理（KS2）的土壤有機(jī)質(zhì)在上下層間達(dá)到顯著差異（圖5），說(shuō)明人為的土壤翻、耙措施削弱了稻田0～20cm耕層有機(jī)質(zhì)的空間異質(zhì)性。在2個(gè)開(kāi)墾年限中，同為單獨(dú)施用化肥處理的KS1和NY1上層有機(jī)質(zhì)含量分別為（23.4±1.9）g/kg和（21.8±1.7）g/kg，兩者間差異不顯著；而同為“有機(jī)肥+化肥”配施處理的KS3和NY2上層有機(jī)質(zhì)含量間也表現(xiàn)出無(wú)顯著差異的特征。這表明延邊地區(qū)稻田在相同施肥方式情況下，開(kāi)墾年限對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)變化無(wú)明顯影響。

從施肥方式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響來(lái)看，“化肥”和“有機(jī)肥+化肥”配施方式的土壤有機(jī)質(zhì)含量間無(wú)顯著差異，然而“有機(jī)肥”處理區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量則顯著高于“化肥”處理?！坝袡C(jī)肥+化肥”配施處理的土壤有機(jī)質(zhì)未比“化肥”處理高，可能與其肥料配比中有機(jī)肥比例低有關(guān)。

3結(jié)論與討論

延邊地區(qū)稻田0～20cm耕層土壤堿解氮空間分異特征

受開(kāi)墾年限的影響，稻田開(kāi)墾年限越長(zhǎng)則耕層堿解氮空間分異性越弱，且隨開(kāi)墾年限增加，土壤堿解氮含量不斷下降。

單施化肥方式下的稻田土壤速效磷明顯低于單施有機(jī)肥稻田。有機(jī)肥的施用可導(dǎo)致土壤速效磷含量在上下層土壤空間差異性的增加。

延邊地區(qū)稻田上層和下層耕層土壤速效鉀養(yǎng)分含量相近，未受開(kāi)墾年限和施肥方式的影響，但稻田開(kāi)墾年限不同，土壤速效鉀含量存在顯著差異。無(wú)論何種施肥方式，土壤速效鉀含量均隨開(kāi)墾年限增加而升高。施用有機(jī)肥則促進(jìn)了土壤速效鉀的積累。

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[11]邵興華，張建忠，夏雪琴，等.長(zhǎng)期施肥對(duì)水稻土酶活性及理化特性的影響[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，21（1）：74-77.

[12]張國(guó)榮，李菊梅，徐明崗，等.長(zhǎng)期不同施肥對(duì)水稻產(chǎn)量及土壤肥力的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42（2）：543-551.

[13]冀建華，劉秀梅，李祖章，等.長(zhǎng)期施肥對(duì)黃泥田碳和氮及氮素利用的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44（12）：2484-2494.

2.3水稻土不同層次土壤的速效磷含量的空間變化特征

土壤速效磷含量的高低反映了土壤中磷素的儲(chǔ)量和供應(yīng)能力，是水稻產(chǎn)量的重要影響因素。由圖3可知，除“有機(jī)肥”（KS2）處理外，其他2種施肥方式“化肥”（KS1和NY1）、“有機(jī)肥+化肥”（KS3和NY2）對(duì)上下層土壤速效磷含量無(wú)明顯影響，但從所有處理的速效磷含量來(lái)看，整體上仍表現(xiàn)出下層略高于上層的趨勢(shì)。土壤速效磷含量在2種開(kāi)墾年限稻田間存在差異，但該差異隨施肥方式不同而異。其中，“化肥”處理的稻田區(qū)，由于開(kāi)墾年限不同，土壤速效磷含量差異顯著，而“化肥+有機(jī)肥”配施處理區(qū)，在2種開(kāi)墾年限間土壤速效磷含量相近?！坝袡C(jī)肥”處理比其他施肥處理顯著增加了土壤速效磷含量，同時(shí)導(dǎo)致土壤速效磷在土壤上下層間顯著差異，表明有機(jī)肥的施用促進(jìn)了土壤中磷素的儲(chǔ)藏和供應(yīng)。

2.4水稻土不同層次土壤的速效鉀含量的空間變化特征

各種施肥方式下的土壤速效鉀含量在上下層間的空間分

布規(guī)律表現(xiàn)一致，均無(wú)顯著差異（圖4）。開(kāi)墾年限為120年的開(kāi)山屯稻田各施肥處理的速效鉀均顯著高于開(kāi)墾80年的農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)區(qū)各處理。開(kāi)墾120年的開(kāi)山屯稻田的3種施肥方式的上層土壤速效鉀含量按從小到大依次為KS1（209.3±0.1g/kg）

2.5水稻土不同層次土壤的有機(jī)質(zhì)含量的空間變化特征

所有施肥方式的土壤有機(jī)質(zhì)含量在上下層間的分布規(guī)律表現(xiàn)一致，均呈上層高下層低的趨勢(shì)，但在P<0.05顯著水平下，僅有“有機(jī)肥”處理（KS2）的土壤有機(jī)質(zhì)在上下層間達(dá)到顯著差異（圖5），說(shuō)明人為的土壤翻、耙措施削弱了稻田0～20cm耕層有機(jī)質(zhì)的空間異質(zhì)性。在2個(gè)開(kāi)墾年限中，同為單獨(dú)施用化肥處理的KS1和NY1上層有機(jī)質(zhì)含量分別為（23.4±1.9）g/kg和（21.8±1.7）g/kg，兩者間差異不顯著；而同為“有機(jī)肥+化肥”配施處理的KS3和NY2上層有機(jī)質(zhì)含量間也表現(xiàn)出無(wú)顯著差異的特征。這表明延邊地區(qū)稻田在相同施肥方式情況下，開(kāi)墾年限對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)變化無(wú)明顯影響。

從施肥方式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響來(lái)看，“化肥”和“有機(jī)肥+化肥”配施方式的土壤有機(jī)質(zhì)含量間無(wú)顯著差異，然而“有機(jī)肥”處理區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量則顯著高于“化肥”處理?！坝袡C(jī)肥+化肥”配施處理的土壤有機(jī)質(zhì)未比“化肥”處理高，可能與其肥料配比中有機(jī)肥比例低有關(guān)。

3結(jié)論與討論

延邊地區(qū)稻田0～20cm耕層土壤堿解氮空間分異特征

受開(kāi)墾年限的影響，稻田開(kāi)墾年限越長(zhǎng)則耕層堿解氮空間分異性越弱，且隨開(kāi)墾年限增加，土壤堿解氮含量不斷下降。

單施化肥方式下的稻田土壤速效磷明顯低于單施有機(jī)肥稻田。有機(jī)肥的施用可導(dǎo)致土壤速效磷含量在上下層土壤空間差異性的增加。

延邊地區(qū)稻田上層和下層耕層土壤速效鉀養(yǎng)分含量相近，未受開(kāi)墾年限和施肥方式的影響，但稻田開(kāi)墾年限不同，土壤速效鉀含量存在顯著差異。無(wú)論何種施肥方式，土壤速效鉀含量均隨開(kāi)墾年限增加而升高。施用有機(jī)肥則促進(jìn)了土壤速效鉀的積累。

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