管建新，王澤云，王伯仁，劉淑軍

（1.祁東縣農(nóng)業(yè)局，湖南 祁東 421600；

2.中國農(nóng)業(yè)科學院衡陽紅壤實驗站，湖南 衡陽 426182）

施用有機肥對紅壤旱地玉米產(chǎn)量與土壤性質的影響

管建新1，王澤云1，王伯仁2，劉淑軍2

（1.祁東縣農(nóng)業(yè)局，湖南 祁東 421600；

2.中國農(nóng)業(yè)科學院衡陽紅壤實驗站，湖南 衡陽 426182）

為了更加科學合理地利用固體有機廢棄物，配合耕地質量建設，從2009年開始進行有機肥料長期定位試驗。結果表明：在等量施氮水平下，有機肥料用量為7.5 t/hm2時，可以使玉米增產(chǎn)28%以上，在22.5 t/hm2施用水平下，玉米產(chǎn)量增加超過50%；使用有機肥料也可以增加土壤的有機質含量，在使用有機肥料5 a后，土壤有機質含量比對照增加3～4 g/kg，土壤的容重也處于一個合理水平，田間蓄水量可增加56～120 t/ hm2，明顯增加土壤抗旱能力。

有機肥；玉米；產(chǎn)量；土壤性質；紅壤；旱地

農(nóng)業(yè)土壤有機質不僅是地球碳庫的重要組成部分，而且受人類活動影響最為嚴重。據(jù)估算，通過適當?shù)霓r(nóng)業(yè)管理措施，每年能使土壤碳庫提高0.4～0.9 Pg C，持續(xù)50 a土壤碳庫累積將增加24～43 Pg C［1］。施肥作為最重要的農(nóng)田管理措施之一，能有效增加作物產(chǎn)量，提高土壤肥力。在長期定位施肥試驗中，通過幾十年不同的施肥處理，土壤養(yǎng)分狀況，pH值以及微生物數(shù)量、種類、酶活性等生物特性都發(fā)生了變化［2-3］。這些因素的變化都會影響土壤有機質的轉化和分解。一般把植物所需要的養(yǎng)分存在于有機體中的肥料簡單稱為有機肥料，有機肥料種類多樣，數(shù)量巨大，養(yǎng)分既全面又環(huán)保［4］，對保證農(nóng)產(chǎn)品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有極為重要的作用。

我國是農(nóng)業(yè)大國，也是有機肥料生產(chǎn)和使用大國，在化肥工業(yè)沒有出現(xiàn)之前，我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要依靠有機肥料而傳承，并保障我國地力常新，為世界農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻。據(jù)統(tǒng)計，我國每年產(chǎn)生約7 000萬t養(yǎng)分資源的固體有機廢棄物［5］。這些都是極為寶貴的有機肥料，科學利用這些廢物，能產(chǎn)生極大的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。如果利用不當，則將產(chǎn)生大量的污染。為了更加科學合理地利用這些有機物質，配合耕地質量建設，從2009年開始進行有機肥料長期定位試驗，現(xiàn)將研究結果總結如下。

1 材料與方法

1.1試驗地點及供試材料

試驗在湖南省祁東縣白地市鎮(zhèn)灌渡橋村進行，供試土壤為紅壤，理化性狀：有機質12.35 g/kg，堿解氮、速效鉀和有效磷含量分別為43、53、11 mg/kg，pH值5.36。供試玉米品種為掖單13號，一年一熟。

1.2試驗設計

試驗設4個處理：處理1（CK），100%化學氮；處理2，80%化肥氮+20%有機氮；處理3：60%化肥氮+40%有機氮；處理4：40%化肥氮+60%有機氮。每個處理重復3次，各小區(qū)隨機排列，小區(qū)面積270m2。各處理肥料用量設計如下：N 225 kg/hm2；P2O575 kg/hm2；K2O 75 kg/hm2，詳見表1。

表1　不同施肥處理肥料用量　?。╧g/hm2）

1.3土壤取樣分析和收產(chǎn)

作物產(chǎn)量按照小區(qū)單收測產(chǎn)，測定玉米子粒和秸稈的產(chǎn)量。在玉米收獲后，按照不同處理分區(qū)多點取0～20 cm 表層土壤，室內(nèi)風干處理制備分析樣品，田間原位測定土壤容重和田間持水量。

2 結果與分析

2.1長期施用有機肥料對玉米產(chǎn)量的變化影響

從表2可以看出，隨著有機肥用量的增加，玉米產(chǎn)量逐漸增加（2014年除外），且與對照存在顯著性差異，處理2～4分別比對照增產(chǎn)28.7%、36.4%和52.7%；在施用有機肥料的處理中，處理2與處理3的差異不明顯，而處理4與處理2、處理3之間存在顯著差異，說明有機肥料用量大對玉米具有進一步增產(chǎn)作用。長期定位試驗證明，以有機肥料和化學肥料各占50%是一種紅壤旱地上最為科學的施肥方法，同時其經(jīng)濟效益和綜合生態(tài)環(huán)境效益具有單施化肥處理不可比的明顯優(yōu)勢。

表2　長期施用有機肥料對玉米產(chǎn)量的影響

2.2長期施用有機肥料對土壤有機質的影響

施用有機肥料對紅壤旱地有機質變化見表3。試驗開始土壤有機質為12.35g/kg（2009年開始），試驗進行 5 a后，在處理1中，土壤有機質僅為13.21 g/kg，比試驗前有機質含量只增加了0.86 g/kg，效果并不明顯；而處理2～4的土壤有機質分別比試驗前增加了5.30、6.00、6.60 g/kg。這表明隨著有機肥用量的增加，土壤中的有機質含量也隨之增加。

表3　長期施用有機肥料對紅壤旱地有機質的影響 （g/kg）

2.3長期施用郵局肥料對土壤物理性質的影響

土壤肥力分物理肥力、化學肥力、生物肥力、環(huán)境肥力4個方面，土壤物理肥力對作物生長具有化學肥力同等作用。土壤物理性質與土壤水分供給、養(yǎng)分的運移、氣體交換、作物扎根等的關系極為密切。同時，作物也需要生長在一個適當?shù)耐寥廊葜丨h(huán)境中。當土壤容重過低時，作物容易倒伏，而當土壤容重過大時，作物扎根困難，不能建立一個良好的養(yǎng)分吸收根系系統(tǒng)。因此，土壤物理性質也是評價施肥合理性的一個重要指標。從表4中可以看出，施用有機肥料可以使用土壤容重有所增加，土壤的田間持水能力則明顯增加，處理2～4的耕作層蓄水量分別為593、656、657 t/hm2，比處理1（CK）增加56～120 t/hm2，明顯增強了土壤的抗旱能力。在紅壤地區(qū)，制約旱地生產(chǎn)的主要因子是干旱，解決了干旱問題就解決了紅壤生產(chǎn)問題。在現(xiàn)有的經(jīng)濟條件下，不可能建立完善的旱地灌溉設施，因此通過改進施肥技術，提高土壤的抗旱能力是一條簡單、經(jīng)濟、實用的途徑。

表4　長期施用有機肥料對0～20 cm耕作層物理性質的影響

3 結論與討論

科學施肥既可提高作物產(chǎn)量，又能夠提高肥料的利用率。在我國的紅壤地區(qū)的旱地上，由于土壤養(yǎng)分缺乏和酸性較強，作物產(chǎn)量一直比較低，旱地利用上主要種植花生和黃豆。近年來，玉米面積種植不斷擴大，為了獲得玉米的高產(chǎn)，必須培肥土壤地力。

提高土壤有機質是合理施肥技術的關鍵，也是保證土壤生產(chǎn)力持續(xù)提高的基礎。土壤有機質在土壤生態(tài)系統(tǒng)中起著關鍵性的作用，包括養(yǎng)分循環(huán)，土壤結構形成，碳儲存，水分保持，降低化學物質毒性，為土壤微生物提供能量［6］。盡管土壤有機質有著非常高的關注度，但是土壤有機質仍然是土壤中非常神秘的物質［7］。土壤團聚體和土壤有機質有著非常緊密的聯(lián)系。團聚體結構好的土壤擁有較大的土壤空隙，從而保持著較高的入滲率和較強的大氣與土壤的氣體交換能力，其微生物活性也將顯著增強。但如果土壤有機質大量流失，即使施用大量肥料，土壤的生產(chǎn)力也會降低［8］。土壤有機質在物理、化學和生物方面對土壤質量和功能調(diào)節(jié)起著關鍵作用［9］。按照有機質在土壤中所起作用把土壤有機質功能分為3個方面：（1）生物學功能，給微生物提供穩(wěn)定的碳源和能量來源，以及促進植物生長的特定物質成分；（2）化學功能，增強土壤陽離子交換能力，改變pH 緩沖能力，增強螯合能力，從而提升微量元素對植物的有效性，加速礦物的風化和難溶礦物中植物營養(yǎng)元素的溶解，增強對有機化合物的吸收能力，減弱殺蟲劑等有毒物質的生物有效性；（3）物理功能，改善土壤結構和團聚結構，降低土壤容重，從而增加孔隙度和總持水容量，另外還可通過其暗淡的顏色增加土壤早春的熱吸收能力。

試驗結果表明，在等量施氮水平下，有機肥料用量為7.5 t/hm2時，可以使玉米增產(chǎn)28%以上，在22.5 t/hm2施用水平下，玉米產(chǎn)量增加超過50%；使用有機肥料也可以增加土壤的有機質含量，在使用有機肥料5 a后，土壤有機質含量比對照增加3～4 g/kg，土壤的容重也處于一個合理水平，田間蓄水量可增加56～120 t/hm2，明顯增加土壤抗旱能力。根據(jù)對黃潮土容重與玉米產(chǎn)量關系的研究，土壤容重在1.15～1.30 g/ cm3，是玉米最適合土壤容重，玉米可以獲得較高產(chǎn)量。同時，研究結果也證明了長期使用有機肥料可為旱地玉米生產(chǎn)建立一個好的物化環(huán)境系統(tǒng)。

［1］ IIPCC. 氣候變化2007：綜合報告［M］. 瑞士日內(nèi)瓦：IPCC，2007.

［2］ 王百群， 蘇以榮， 吳金水. 開墾草地對土壤有機碳庫構成與來源的效應［J］. 核農(nóng)學報，2007，21（6）：618-622.

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（責任編輯：成 平）

Effects of Organic Fertilizer on Red Soil Upland Maize Yield and Soil Properties

GUAN Jian-xin1，WANG Ze-yun1，WANG Bo-ren2，LIU Shu-jun2
（1. Qidong County Agricultural Bureau， Qidong 421600， PRC； 2. Hengyang Red Soil Experimental Station，Chinese Academy of Agricultural Sciences， 426182， PRC）

The long-term organic fertilization experiment was conducted starting in 2009 to use organic solid wastes scientificly and rationally， and to strengthen the quality of cultivated land. The results showed that under the same application levels of nitrogen， the amount of organic fertilizer reached 7.5 t/hm2， the yield of maize increased above 28%， when the amount reached 22.5%， and the yield increased above 50%. The soil organic matter content was increased by using organic fertilizer， which increased 3-4g/kg， compared to CK， after 5 years. Not only that， the soil bulk density became fit， increase soil water content 56-120 t/hm2， which enhance drought resistant ability.

organic fertilizer； maize； grain yield； soil properties； red soil； dry land

S156.6

A

1006-060X（2016）08-0052-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.08.016

2016-03-22

國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201203030）；國家科技支撐計劃（2012BAD05B05）

管建新（1966-），男，湖南祁東縣人，高級農(nóng)藝師，主要從事土壤肥料技術推廣工作。

劉淑軍