劉月嬌,倪九派,張洋,周川

(西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院, 重慶 400715)

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三峽庫區(qū)紫色土旱坡地農(nóng)桑配置模式對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

劉月嬌,倪九派*,張洋,周川

(西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院, 重慶 400715)

針對(duì)三峽庫區(qū)紫色土流失嚴(yán)重和土壤肥力低的現(xiàn)狀，本試驗(yàn)利用水土保育模式——農(nóng)桑間作試驗(yàn)，研究橫坡農(nóng)作(CT)、雙邊桑樹+橫坡農(nóng)作(T1)、等高桑樹+雙邊桑樹+橫坡農(nóng)作(T2)及四邊桑樹+等高桑樹+橫坡農(nóng)作(T3)4個(gè)處理對(duì)土壤養(yǎng)分的影響。結(jié)果表明，桑樹布局小區(qū)內(nèi)的土壤堿解氮、速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量均有極顯著提高，且土壤堿解氮、速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量平均值大小均表現(xiàn)為：等高桑樹+雙邊桑樹+橫坡農(nóng)作(T2)>四邊桑樹+等高桑樹+橫坡農(nóng)作(T3)>雙邊桑樹+橫坡農(nóng)作(T1)>橫坡農(nóng)作(CT)。4個(gè)處理的土壤碳氮比和碳磷比變化幅度分別在7～20和10～27之間，其中等高桑樹+雙邊桑樹+橫坡農(nóng)作(T2)小區(qū)各個(gè)坡長(zhǎng)的土壤碳氮比和碳磷比最大。土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、碳磷比與玉米和榨菜產(chǎn)量具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系?？梢姡灯碌剞r(nóng)桑配置模式在一定程度上可以提高和維持土壤養(yǎng)分，降低上坡段土壤碳氮比和碳磷比，從而為三峽庫區(qū)水土保育模式優(yōu)選提供理論依據(jù)。

三峽庫區(qū)；紫色土；桑樹布局；土壤養(yǎng)分

三峽工程在世界水庫工程史上是絕無僅有的；三峽工程對(duì)大量?jī)?yōu)質(zhì)農(nóng)田的淹沒和城市及企業(yè)遷建以及后期配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)農(nóng)地的占用，所加劇的生態(tài)環(huán)境和人口承載問題也是獨(dú)一無二的。三峽庫區(qū)大部分地區(qū)處于川東褶皺地帶，地貌類型以低山丘陵為主，60%以上的土地為坡耕地，70%以上的土壤為抗蝕性較差的紫色土，植被覆蓋率低，水土流失嚴(yán)重。庫區(qū)居民為滿足基本生活需要和對(duì)收入提高的期望，桑樹與農(nóng)作物結(jié)合種植現(xiàn)已成為庫區(qū)居民增加收入和改善生活結(jié)構(gòu)的首選。桑樹(Morusalba)為落葉喬木，擁有極其發(fā)達(dá)的根系，易栽培，具有良好的生態(tài)適應(yīng)性和抗逆能力[1]，而且桑葚藥用價(jià)值高。桑樹在一定程度上不僅可以增加農(nóng)民收入，而且保持庫區(qū)的水土不受侵蝕，還為庫區(qū)退耕還林工程找到一條生態(tài)可行而農(nóng)民又樂于接受的生態(tài)生產(chǎn)模式。但由于絕大部分桑樹種植區(qū)所處的自然和生態(tài)環(huán)境條件惡劣(海拔高、坡度大、土層薄、石礫含量高、有機(jī)質(zhì)含量低)，導(dǎo)致桑樹的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益較低。因此，通過桑樹和農(nóng)作物配置來減少庫區(qū)的土壤養(yǎng)分流失，對(duì)降低庫區(qū)生態(tài)污染和提高土壤肥力具有重要的實(shí)際意義。

云雷等[2]在晉西黃土區(qū)果農(nóng)間作試驗(yàn)中表明，核桃(Juglansregia)×花生(Arachishypogaea)、核桃×大豆(Glycinemax)還有核桃×玉米(Zeamays)間作，其作物的土壤速效鉀含量大于相應(yīng)的花生、大豆和玉米單作，但土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷含量均小于相應(yīng)的花生、大豆和玉米單作。曾憲海等[3]在幼齡膠園間種新銀合歡(Leucaenaleucocephala)試驗(yàn)中指出，幼齡膠園間種新銀合歡3.5 年后，沙壤土中有機(jī)質(zhì)、全氮含量有所增加，但速效磷、鉀含量有較大幅度的減少。章家恩等[4]指出，赤紅壤中玉米/花生間作不同程度提高了整個(gè)間作系統(tǒng)根區(qū)的土壤堿解氮、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量，其中，間作玉米根區(qū)土壤養(yǎng)分的增加更為明顯。趙萍等[5]指出，在灌叢中間種紫穗槐(Amorphafruticosa)能夠顯著增加灌叢內(nèi)土壤中的全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、全磷和有機(jī)碳含量，劉月嬌等[6]在三峽庫區(qū)新建柑橘園周年間作研究中表明，柑橘(Citrusreticulata)×馬鈴薯(Solanumtuberosum)、柑橘×甘薯(Dioscoreaesculenta)、柑橘×大豆、柑橘×白菜、柑橘周年間作5種處理的土壤養(yǎng)分顯著高于幼齡果園。然而，針對(duì)喬木與農(nóng)作物間作在紫色土地區(qū)的截水保肥和增產(chǎn)效應(yīng)方面的研究較少。因此，在前人研究基礎(chǔ)上，在紫色土旱坡地建立徑流小區(qū)，實(shí)行橫坡農(nóng)作與桑樹種植方式相結(jié)合，研究三峽庫區(qū)紫色土旱坡地農(nóng)桑系統(tǒng)土壤養(yǎng)分的特征，旨在為建立三峽庫區(qū)紫色土土壤肥力和土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)及三峽庫區(qū)水土保育模式的推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于重慶市涪陵區(qū)珍溪鎮(zhèn)王家溝小流域，地理位置為北緯29°30′，東經(jīng)107°18′，海拔330 m。該流域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫18.1℃，月均最高氣溫24.6℃，月均最低氣溫8℃，年均降水量1130 mm，年積溫(≥10℃)5300℃，年日照時(shí)數(shù) 1055 h，無霜期331 d，試驗(yàn)區(qū)土壤類型為紫色土。

試驗(yàn)基地修建后，在各小區(qū)試驗(yàn)未實(shí)施布設(shè)前，抽樣測(cè)定了試驗(yàn)區(qū)土壤的基本理化性質(zhì)，詳見表1。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與材料

試驗(yàn)共設(shè) 4 個(gè)處理：橫坡農(nóng)作(CT)、雙邊桑樹+橫坡農(nóng)作(T1)、等高桑樹+雙邊桑樹+橫坡農(nóng)作(T2)、四邊桑樹+等高桑樹+橫坡農(nóng)作(T3)，具體設(shè)計(jì)如圖1所示。每個(gè)處理分為2個(gè)小區(qū)，各處理小區(qū)修建坡度均為9°，四周用水泥墻分隔，長(zhǎng)12 m、寬4 m，高0.75 m。四邊桑帶寬0.5 m，橫坡桑樹帶間距5.25 m。各處理桑樹均為2011年10月種植，至2013年2月采樣時(shí)，各桑樹坡耕系統(tǒng)已基本形成生物梯田格局。各處理的種植制度均為玉米-榨菜輪作，施肥方式采用施后淺翻，施肥量為常規(guī)施肥量，即尿素(N 46%) 1250 kg/hm2和復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15) 2150 kg/hm2，玉米與榨菜的施肥量分別占當(dāng)年施肥總量40%和60%，尿素和復(fù)合肥作為基肥一次性施入。玉米品種為‘渝糯7號(hào)’，榨菜品種為‘永安少葉’。

表1 供試土壤理化性質(zhì)Table 1 Soil chemical and physical properties

1.3樣品采集測(cè)定與數(shù)據(jù)處理

圖1 試驗(yàn)小區(qū)設(shè)計(jì)

于2013年2月榨菜收獲后，每個(gè)小區(qū)土壤按照下坡的順序，在距離小區(qū)上緣 1.5，3.5，6.0，8.5，10.5 m處用土鉆采集表層(0～20 cm)土樣，每個(gè)樣點(diǎn)隨機(jī)取3點(diǎn)土樣，剔除雜物后混合，土樣自然風(fēng)干，碾磨并過1 mm和0.25 mm篩，用于測(cè)定土樣有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、速效鉀,參照文獻(xiàn)[7]的方法測(cè)定。土樣中有機(jī)質(zhì)測(cè)定用重鉻酸鉀容量-外加熱法；全氮用凱氏定氮法；全磷用氫氧化鈉熔融-比色法；堿解氮測(cè)定用堿解擴(kuò)散法，速效磷測(cè)定用NaHCO3浸提鉬銻抗比色法，速效鉀用1 mol NH4OAC浸提-火焰光度法[7]；pH值用水土比2.5∶1，pH計(jì)測(cè)定。

1.4統(tǒng)計(jì)分析

采用 EXCEL 和 SPSS 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并用 LSD 法進(jìn)行多重比較，差異顯著性用不同大小寫字母表示。

2 結(jié)果與分析

2.1不同處理及坡長(zhǎng)對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

2.1.1土壤堿解氮的變化 由圖2可知，不同坡長(zhǎng)及桑樹布局間土壤堿解氮含量呈顯著性差異。CT、T1、T2和T3小區(qū)內(nèi)平均土壤堿解氮含量大小表現(xiàn)為：T2>T3>T1>CT。說明桑樹配置模式顯著提高了土壤堿解氮含量。CT、T2和T3小區(qū)內(nèi)土壤堿解氮隨坡長(zhǎng)的延伸呈正增長(zhǎng)，而T1呈負(fù)增長(zhǎng)。其中T1小區(qū)內(nèi)土壤堿解氮含量隨坡長(zhǎng)的變化幅度最為劇烈，最大值與最小值的差值為49.06 mg/kg，分別是CT、T2和T3小區(qū)的12.2，1.77，1.14倍。隨坡長(zhǎng)的變化，土壤堿解氮含量變化趨勢(shì)各異。CT呈線性遞增，T1呈倒“S”型減小，T2呈寬“U”型先減小后增加，T3呈“S”型增加。

2.1.2土壤速效磷的變化 由圖3可知，桑樹布局間土壤速效磷差異顯著。T3小區(qū)平均土壤速效磷含量最大，其次是T1、T2，分別是CT的1.32，1.04，1.11倍，說明桑樹布局顯著提高了土壤速效磷含量。CT、T2和T3小區(qū)中速效磷含量隨坡長(zhǎng)變化存在顯著性差異。T3小區(qū)中速效磷含量隨坡長(zhǎng)增加呈“M”型變化，在坡長(zhǎng)為8.5 m處，速效磷含量達(dá)到最大，是最小值(1.5 m處)的1.3倍。CT和T2小區(qū)的速效磷含量隨坡長(zhǎng)變化呈先增大后減小再增大的“S”型，在上坡段CT的速效磷含量增加的幅度比T2的大，而在下坡段T2小區(qū)的速效磷含量增加的幅度是CT的3.6倍。T1小區(qū)的速效磷隨坡長(zhǎng)增加變化不顯著，且在坡底(10.5 m)達(dá)到最大值130.99 mg/kg。

2.1.3土壤速效鉀的變化 從圖4可以看出，不同桑樹布局的土壤速效鉀存在顯著性差異。4種桑樹布局的平均土壤速效鉀含量大小表現(xiàn)為：T2>T3>T1>CT。與CT相比，T1、T2和 T3分別提高了土壤速效鉀35.1%，152.0%，32.8%。說明桑樹布局顯著提高了土壤速效鉀含量。CT和T1小區(qū)的速效鉀含量隨坡長(zhǎng)的變化達(dá)顯著水平。CT小區(qū)的土壤速效鉀含量與坡長(zhǎng)呈正相關(guān)關(guān)系，而T1、T2和 T3均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。T3小區(qū)的土壤速效鉀隨坡長(zhǎng)的變化呈“M”型，與速效磷一樣，且在坡長(zhǎng)3.5 m達(dá)到最大值217.33 mg/kg。由圖4可以看出，T2小區(qū)的土壤速效鉀含量隨坡長(zhǎng)的變化趨勢(shì)與T1一致，其中T2小區(qū)的土壤速效鉀含量隨坡長(zhǎng)的變化幅度比較大，1.5 m處的速效鉀含量是8.5 m處的2.27倍。

2.1.4土壤有機(jī)質(zhì)的變化 從圖5可以看出，不同桑樹布局間的土壤有機(jī)質(zhì)存在顯著性差異。CT小區(qū)的平均土壤有機(jī)質(zhì)含量最小，T1、T2、T3分別比其增加25.4%，120.0%，82.7%。CT和T1小區(qū)的有機(jī)質(zhì)含量隨坡長(zhǎng)的變化均呈“W”型，T2小區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)隨坡長(zhǎng)的增大呈“先降低后增加再降低”的淺“U”型，在1.5 m處達(dá)到最大值36.81 g/kg。T3小區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)隨坡長(zhǎng)的增大而增加，這與圖2中土壤堿解氮含量變化一致?？傊瑥膱D5可以看出，與CT相比，其他3種桑樹布局顯著提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，其中T2小區(qū)增加效果最佳。

圖2 不同處理及坡長(zhǎng)對(duì)土壤堿解氮含量的影響

圖3 不同處理及坡長(zhǎng)對(duì)土壤速效磷的影響

不同大寫字母表示同一坡長(zhǎng)不同處理之間差異顯著(P<0.05)，不同小寫字母表示同一處理不同坡長(zhǎng)之間差異顯著(P<0.05),下同。The different capital letters indicate significant differences atP<0.05 between different treatments under the same slope length; The different lowercase letters indicate significant differences atP<0.05 between different slope length under the same treatments.The same below.

圖4 不同處理及坡長(zhǎng)對(duì)土壤速效鉀的影響

圖5 不同處理及坡長(zhǎng)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響

2.2不同處理及坡長(zhǎng)對(duì)土壤碳氮比、碳磷比的影響

土壤有機(jī)碳和土壤氮磷鉀是土壤養(yǎng)分的重要因子，直接影響著土壤的質(zhì)量水平，并對(duì)植物的生長(zhǎng)起著關(guān)鍵性的作用。由表2可見，不同處理及坡長(zhǎng)對(duì)土壤碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)無顯著性差異，其中4個(gè)處理的各個(gè)坡長(zhǎng)均表現(xiàn)為：碳磷比>碳氮比。這與曹小玉等[8]的研究結(jié)果一致。

土壤碳氮比(C/N)通常被認(rèn)為是土壤氮素礦化能力的標(biāo)志[9]，研究發(fā)現(xiàn)土壤C/N存在一定的比例關(guān)系[10]，4種處理的土壤C/N均在7～20之間。T2小區(qū)各個(gè)坡長(zhǎng)的土壤C/N最大，其中在坡長(zhǎng)1.5 m處C/N達(dá)到了20.87，分別是同坡長(zhǎng)處CT、T1和T3的2.75，2.21和2.01倍，說明桑樹布局明顯提高了T2小區(qū)的土壤C/N，這可能是由于T2小區(qū)土壤有機(jī)碳積累快于土壤氮素。CT、T1和T3小區(qū)上下坡段的碳氮比變化幅度較小，均在0～3之間，而T2小區(qū)變化幅度在0～10之間且上坡大于下坡。這可能是由于上坡人為活動(dòng)較少，碳積累量較多。

表2 不同處理及坡長(zhǎng)對(duì)土壤碳氮比、碳磷比的影響Table 2 Changes of soil C/N and C/P along slope under different treatments

注：同列不同字母表示處理間差異達(dá)5%顯著水平。

Note:Different letters in the same column indicate significant differences (P<0.05).

表3 土壤養(yǎng)分與作物產(chǎn)量的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis between soil nutrients and crop output value

注：*表示相關(guān)性水平α=0.05；**表示相關(guān)性水平α=0.01。

Note:*Correlation is significant at the 0.05 level； **Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).

土壤碳磷比(C/P)是有機(jī)質(zhì)或其他成分中碳素與磷素總質(zhì)量的比值，是土壤有機(jī)質(zhì)組成和質(zhì)量程度的一個(gè)重要指標(biāo)[11]。此外，土壤C/P對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有重要的影響[12-14]。由表2可見，4個(gè)處理的土壤C/P均在10～27之間，土壤平均C/P大小表現(xiàn)為：T2>T3>T1>CT，這和土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化一致，說明桑樹布局提高了土壤C/P，這是由于T2和T3小區(qū)內(nèi)枯枝落葉較多，土壤孔隙度較大，土壤微生物活動(dòng)活躍，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的分解速率，從而降低了磷的有效性[11]，減小了土壤速效磷含量。除T2小區(qū)外，其他3個(gè)處理在坡長(zhǎng)1.5～3.5 m處的土壤C/P較小，這是由于這3個(gè)處理在坡長(zhǎng)1.5～3.5 m處，土壤微生物在有機(jī)質(zhì)分解過程中的養(yǎng)分得到釋放，從而促進(jìn)了土壤速效磷的增加[15]。

2.3土壤養(yǎng)分與作物產(chǎn)量之間的相關(guān)性分析

7個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)與玉米和榨菜產(chǎn)量的相關(guān)分析表明，作物產(chǎn)量和大部分土壤養(yǎng)分間存在顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系(表3)。土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、C/P與玉米和榨菜產(chǎn)量具有極顯著的正相關(guān)，土壤C/N與玉米和榨菜含量具有顯著的正相關(guān)關(guān)系，說明氮和鉀已成為制約三峽庫區(qū)紫色土玉米和榨菜高產(chǎn)的主要限制肥力因子。土壤養(yǎng)分和產(chǎn)值之間的相關(guān)關(guān)系對(duì)分析土壤肥力有重要的意義, 可作為土壤肥力觀測(cè)和評(píng)價(jià)指標(biāo), 同時(shí)對(duì)指導(dǎo)合理施肥、提高作物產(chǎn)量具有重要作用。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，與單一的橫坡農(nóng)作CT相比，T1、T2和T3小區(qū)的土壤堿解氮、速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量均有極顯著性提高。4個(gè)處理小區(qū)內(nèi)土壤堿解氮、速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)平均值大小均表現(xiàn)為：T2>T3>T1>CT，這一方面是由于桑樹根系多、分布廣、可以從深層土壤中或地下水中吸收養(yǎng)分，起“養(yǎng)分泵”的作用[16]；另一方面是由于桑樹會(huì)以大量枯落物的形式將養(yǎng)分歸還給土壤，同時(shí)桑樹對(duì)土壤有一定的改良作用。

其中，T3小區(qū)內(nèi)的土壤養(yǎng)分增加量小于T2，這是由于桑樹通過各種機(jī)制促進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)土壤養(yǎng)分利用的同時(shí)，也與玉米和榨菜存在競(jìng)爭(zhēng)[2]。Haggar和Beer[17]對(duì)頗派氏刺桐(Erythrinapoeppigiana)-玉米(Zeamays)間作的營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)所作的研究得出靠近頗派氏刺桐樹行的玉米生物量與生長(zhǎng)在行中的相比下降44%，含N量降低35%。李雪利[18]研究得出小麥秸稈在土壤中進(jìn)一步腐解消耗土壤的氮素，微生物的大量繁殖與煙株競(jìng)爭(zhēng)土壤中的氮素，導(dǎo)致土壤中的堿解氮含量降低。植物養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生的介質(zhì)是土壤及其溶液，是通過植物根系的競(jìng)爭(zhēng)吸收作用實(shí)現(xiàn)的[19]。由于根系競(jìng)爭(zhēng)過程極為復(fù)雜，對(duì)根系競(jìng)爭(zhēng)的過程中產(chǎn)生的形態(tài)和生理過程以及相關(guān)的植物生理特性仍需進(jìn)一步深入研究。

CT、T1和T2小區(qū)土壤速效磷含量大小隨坡長(zhǎng)的變化表現(xiàn)為：上坡<下坡，這與我國(guó)大部分地區(qū)土壤養(yǎng)分存在的“洼積效應(yīng)”相一致，即隨著坡位的升高，土壤養(yǎng)分含量會(huì)逐漸減低，這主要是由坡地長(zhǎng)期地表徑流侵蝕和淋溶引起的[20-22]。但CT、T1和T2小區(qū)內(nèi)的土壤速效鉀含量隨坡長(zhǎng)的變化發(fā)生了“養(yǎng)分倒置”的現(xiàn)象，即上坡>下坡，這與張偉等[23]和歐陽資文等[24]的研究結(jié)果相同，這可能是由于鉀遷移能力不強(qiáng)，再加上上坡位人類干擾較小。坡位越高，人類的干擾強(qiáng)度相應(yīng)越小，越有利于植被的保護(hù)和養(yǎng)分的積累[25]。

碳氮比是土壤形成過程中一定生物氣候條件的綜合反映，具有明顯的地帶性。它反映有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量和數(shù)量，氮素的貧瘠和有效程度。反映土壤的耕作、熟化程度，在一定范圍內(nèi)可作為養(yǎng)分肥力的指標(biāo)[26]。譚軍利[27]研究指出，微生物對(duì)有機(jī)質(zhì)適當(dāng)分解的碳氮比一般為25∶1，當(dāng)小于25∶1時(shí)，有充足的氮素，分解速率較快，也能提供農(nóng)作物所需的氮素；而當(dāng)大于25∶1時(shí)，氮素不足，微生物會(huì)被迫從土壤中吸收必需的氮素，出現(xiàn)與作物競(jìng)爭(zhēng)氮的局面，從而導(dǎo)致作物缺氮。本文中的土壤C/N在7～20之間，說明該研究區(qū)的C/N有利于氮素的釋放，這與堿解氮的研究結(jié)果一致。王建林等[15]研究指出，較低的C/P有利于微生物在有機(jī)質(zhì)分解過程中的養(yǎng)分釋放，促進(jìn)土壤中有效磷的增加；反之，C/P較高，則會(huì)出現(xiàn)微生物在分解有機(jī)質(zhì)的過程中存在磷受限，從而與植物存在對(duì)土壤無機(jī)磷的競(jìng)爭(zhēng)，不利于植物的生長(zhǎng)。由表2可知，土壤C/P為10.22～26.73之間，這是曹小玉等[8]研究的碳磷比的1/9～1/3，說明此研究區(qū)的C/P偏低，促進(jìn)土壤速效磷含量的增加，這與土壤速效磷含量的研究結(jié)果一致。綜上可得，三峽庫區(qū)農(nóng)桑系統(tǒng)更能促進(jìn)土壤中有效養(yǎng)分的增加，提高土壤養(yǎng)分的利用率，從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高作物效益。

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Effects of different crop-mulberry intercropping systems on nutrients in arid purple soils in the Three Gorges Reservoir Area

LIU Yue-Jiao, NI Jiu-Pai*, ZHANG Yang, ZHOU Chuan

CollegeofResourcesandEnvironment,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China

To help address the problem of purple soil erosion on sloping land in Chongqing city, an experiment has been undertaken to investigate the effects of different crop-mulberry intercropping systems on soil nutrients.Four treatments were designed:crops were planted along transverse slopes (CT), crops were planted along transverse slopes with mulberry trees on the upper and lower slopes (T1), crops were planted along transverse slopes with mulberry trees on the upper, middle and lower slopes (T2); and crops were planted along transverse slopes with mulberry trees on the middle slope and on the four sides of the slope (T3).The results showed that soil available nitrogen, available phosphorus, potassium and organic matter contents were significantly improved with mulberry intercropping.The sequence of improvement was T2>T3>T1>CT.The ratios of carbon/nitrogen and carbon/phosphorus changed from 7 to 20 and from 10 to 27 respectively for the four treatments.The carbon/nitrogen and carbon/phosphorus ratios were largest in the T2treatment for every slope level.Soil organic matter, nitrogen, potassium, carbon/nitrogen ratio, carbon/phosphorus ratio and crop output were all significantly positively correlated.In conclusion, crop-mulberry intercropping in hillside fields improved and maintained soil nutrients and to some extent decreased the ratios of carbon/nitrogen and carbon/phosphorus in uphill soils.These results can be used to guide the choice of water and soil conservation cropping modes in the Three Gorges Reservoir Area.

Three Gorges Reservoir Areas; purple soil; the mulberry layout; soil nutrients

10.11686/cyxb2015008

http://cyxb.lzu.edu.cn

2015-01-07；改回日期：2015-03-12

國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題(2012BAD05B03)和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(XDJK2013A016)資助。

劉月嬌(1989-)，女，陜西寶雞人，在讀碩士。E-mail:18883369750@163.com

*通信作者Corresponding author.E-mail：nijiupai@163.com

劉月嬌, 倪九派, 張洋, 周川.三峽庫區(qū)紫色土旱坡地農(nóng)桑配置模式對(duì)土壤養(yǎng)分的影響.草業(yè)學(xué)報(bào), 2015, 24(12):38-45.

LIU Yue-Jiao, NI Jiu-Pai, ZHANG Yang, ZHOU Chuan.Effects of different crop-mulberry intercropping systems on nutrients in arid purple soils in the Three Gorges Reservoir Area.Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(12):38-45.