張維玲， 徐靜高， 葛芙蓉， 馬嘉偉， 葉正錢*

(1.北侖區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 寧波 330200； 2.浙江農(nóng)林大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，浙江 杭州 311300)

長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，由于不合理施肥導(dǎo)致部分耕地出現(xiàn)肥力下降、土壤養(yǎng)分不平衡和土壤板結(jié)等不良現(xiàn)象[1-3]。浙江省寧波市北侖區(qū)近年來積極探索并推廣稻-菜輪作的特殊栽培模式[4]，從2010年起開展早稻-大頭菜高效輪作栽培示范。因此，研究長期不同施肥處理下，稻-菜輪作區(qū)土壤基本理化性狀和作物產(chǎn)量的變化，能實(shí)時監(jiān)測該輪作種植模式下不同施肥對土壤基礎(chǔ)地力情況和作物產(chǎn)量的影響，對調(diào)整當(dāng)下施肥措施、提高肥料利用率和種植區(qū)土壤質(zhì)量有較大的指導(dǎo)意義。在北侖區(qū)選定一個稻-菜輪作模式的長期監(jiān)測點(diǎn)，主要用于觀察同一輪作區(qū)在相同輪作模式下多年采用不同施肥模式對土壤肥力、作物產(chǎn)量的影響以及耕地地力的變化趨勢，篩選適合推廣應(yīng)用的地力培肥措施以指導(dǎo)該區(qū)的實(shí)際生產(chǎn)。本文基于監(jiān)測點(diǎn)2010—2018年的長期定位試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)與分析。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測點(diǎn)基本情況

寧波市北侖區(qū)在2009年建立省級耕地地力長期監(jiān)測點(diǎn)1個，位于春曉街道慈岙村海靖塘地塊，地理坐標(biāo)121°51′48.5″E，29°44′58.4″N。監(jiān)測點(diǎn)海拔2.5 m，地形為濱海平原，年降水量1 300 mm左右，年有效積溫5 200 ℃左右，年無霜期240 d左右，代表了全區(qū)糧食主產(chǎn)區(qū)的自然條件。監(jiān)測點(diǎn)土壤類型為水稻土，耕作制度為稻-菜輪作，代表了全區(qū)主要耕作制度。

監(jiān)測點(diǎn)土壤基礎(chǔ)肥力: pH 7.71, 有機(jī)質(zhì)17.30 g·kg-1, 全氮1.44 g·kg-1, 有效磷 32.05 mg·kg-1, 速效鉀188 mg·kg-1, 全鹽1.134 g·kg-1, 陽離子交換量13.12 cmol·kg-1。

1.2 處理設(shè)計(jì)

按照《寧波市農(nóng)田質(zhì)量長期定位監(jiān)測點(diǎn)建設(shè)指導(dǎo)意見》要求，選擇有代表性的稻-菜輪作種植區(qū)進(jìn)行不同施肥處理的監(jiān)測試驗(yàn)，側(cè)重監(jiān)測施肥方式對地力的影響。監(jiān)測點(diǎn)面積為133.4 m2，平均分為4個處理區(qū)，每個處理區(qū)面積為33.3 m2，不設(shè)重復(fù)。除施肥不同外，各處理的其他管理措施均保持一致。在監(jiān)測點(diǎn)內(nèi)布設(shè)4個施肥處理，分別為：處理1無肥區(qū)(空白區(qū))、處理2常規(guī)施肥區(qū)、處理3測土配方肥純化肥區(qū)、處理4測土配方施化肥+有機(jī)肥區(qū)。監(jiān)測點(diǎn)的熟制制度為一年兩熟，分別種植早稻和大頭菜，供試早稻品種為甬秈15，大頭菜為本地種。通過連續(xù)多年在同一田塊內(nèi)采用同一種種植方式、同一種施肥方法、相同肥料種類、不同肥料用量，對土壤結(jié)構(gòu)、土壤肥力和作物產(chǎn)量變化情況進(jìn)行長期觀察分析，以期提出適合北侖區(qū)主要耕地類型和耕作制度的最佳施肥方法和施肥量。

2 結(jié)果與分析

2.1 監(jiān)測點(diǎn)土壤基礎(chǔ)肥力、水稻和大頭菜不同處理施肥方案及施肥純量

春曉街道慈岙村試驗(yàn)前土壤全氮處于中等偏低水平，有效磷和速效鉀總體肥力水平中等，監(jiān)測點(diǎn)為粉砂質(zhì)黏土。監(jiān)測點(diǎn)9 a不同處理每年種植水稻和大頭菜的施肥方案一致，施肥純量情況詳見表1。

表1 監(jiān)測點(diǎn)每667 m2肥料輸入情況

2.2 長期不同施肥處理對監(jiān)測點(diǎn)土壤基本理化性質(zhì)的影響

由表2可知該監(jiān)測試驗(yàn)開始前的土壤pH為7.71，經(jīng)過9 a的施肥處理，發(fā)現(xiàn)無肥區(qū)、常規(guī)施肥區(qū)和測土配方+有機(jī)肥區(qū)的土壤pH略微降低，總體變化不明顯。無肥區(qū)在長期輪作后土壤有機(jī)質(zhì)最終略微下降，經(jīng)過長期施肥處理4的土壤有機(jī)質(zhì)增加最明顯，處理3下降。同時，無肥區(qū)的長期輪作也導(dǎo)致土壤氮、磷、鉀被嚴(yán)重掠奪，長期施肥后3個施肥區(qū)的有效磷均明顯增加，而速效鉀均明顯降低。

表2 長期不同施肥處理對監(jiān)測點(diǎn)土壤基本理化性質(zhì)的影響

2.3 長期不同施肥處理對水稻和大頭菜產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，無肥區(qū)9 a的水稻產(chǎn)量變化波動比較大，且每一年的產(chǎn)量都低于3個施肥區(qū)，3個施肥區(qū)的水稻產(chǎn)量呈逐年增加的趨勢。測土配方+有機(jī)肥區(qū)水稻產(chǎn)量增加最多，相比于無肥區(qū)，該區(qū)9 a的水稻產(chǎn)量平均增加了61.9%，常規(guī)施肥區(qū)和測土配方施肥區(qū)平均增加了56.0%和53.9%。從表4可以看出，不施肥區(qū)9 a的大頭菜產(chǎn)量變化波動也比較大，每一年的產(chǎn)量都明顯低于3個施肥區(qū)，不同施肥處理均明顯提高了大頭菜產(chǎn)量，但其增加波動較大。測土配方+有機(jī)肥區(qū)大頭菜產(chǎn)量增加最明顯，該區(qū)9 a的產(chǎn)量平均比無肥區(qū)增加了136.7%，常規(guī)施肥區(qū)和測土配方施肥區(qū)平均增加了106.6%和110.0%。由此可見，施肥的確能保障水稻和蔬菜的產(chǎn)量，且有機(jī)無機(jī)肥配合施用增產(chǎn)效果最佳。

表3 長期不同施肥處理對水稻產(chǎn)量的影響

表4 長期不同施肥處理對大頭菜產(chǎn)量的影響

2.4 長期不同施肥處理對地力貢獻(xiàn)率的影響

所謂耕地基礎(chǔ)地力是指在常規(guī)的生產(chǎn)水平下不施肥區(qū)的作物產(chǎn)量與施肥區(qū)的產(chǎn)量之比，又稱地力貢獻(xiàn)率。土壤地力貢獻(xiàn)率低，則表明土壤基礎(chǔ)肥力差，作物對肥料依賴性強(qiáng)，反之亦然。由表5可看出，前3 a各施肥處理的土壤地力貢獻(xiàn)率均接近80%，隨著種植年限的延長，各處理的土壤地力貢獻(xiàn)率呈現(xiàn)逐年下降趨勢，平均貢獻(xiàn)率均在60%以上。與水稻相比，種植大頭菜的土壤地力貢獻(xiàn)率較低，但各處理的土壤地力貢獻(xiàn)率仍呈現(xiàn)逐年下降趨勢，測土配方+有機(jī)肥區(qū)的土壤地力貢獻(xiàn)率為44.8%，低于常規(guī)施肥區(qū)和測土配方施肥區(qū)(表6)。因此，隨著種植年限的延長，土壤的基本供肥能力會逐漸降低，需要不同的施肥方式來補(bǔ)充土壤養(yǎng)分，保障糧食和蔬菜生產(chǎn)。

表5 監(jiān)測點(diǎn)各年度種植水稻的地力貢獻(xiàn)率

表6 監(jiān)測點(diǎn)各年度種植大頭菜的地力貢獻(xiàn)率

3 小結(jié)與結(jié)論

從保障農(nóng)田養(yǎng)分平衡和作物高產(chǎn)考慮，測土配方施肥+有機(jī)肥為最佳的施肥方式，其不僅能達(dá)到水稻和大頭菜高產(chǎn)的目的，也可維持土壤的肥力水平，改善土壤結(jié)構(gòu)。與常規(guī)施肥方式比較，測土配方施化肥處理在減少化肥用量的同時還能達(dá)到與常規(guī)施肥相似的產(chǎn)量。在水稻和蔬菜的生產(chǎn)中可采取“穩(wěn)氮、控磷、增鉀”施肥對策，做好測土施肥工作。

該監(jiān)測點(diǎn)基礎(chǔ)地力較高，在前3 a，基礎(chǔ)地力對水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率多在80%左右，對大頭菜產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率在70%左右；總體來看，地力貢獻(xiàn)率隨著年限延長逐漸降低。因此，基礎(chǔ)地力尚不能滿足水稻-大頭菜高產(chǎn)的需要，長期不施肥料會導(dǎo)致土壤肥力下降，影響水稻和蔬菜的可持續(xù)生產(chǎn)。

由于3個施肥區(qū)投入的鉀素遠(yuǎn)不能滿足水稻和大頭菜正常生長吸收鉀素的需要，農(nóng)田鉀素出現(xiàn)明顯的虧損，土壤速效鉀隨時間呈現(xiàn)顯著的下降，下降無明顯變化趨勢?；阝浄寿Y源不足的事實(shí)，而水稻吸收的鉀素主要分布在秸稈中，建議加大力度推廣秸稈還田，杜絕燃燒稻草，補(bǔ)充土壤鉀虧損。