摘要為探索化肥減施條件下菌草和牛糞混合還田對(duì)瘠薄地的影響，以常規(guī)單施化肥（CK）作為對(duì)照，設(shè)置菌草+牛糞+25%化肥（T1）、菌草+牛糞+50%化肥（T2）、菌草+牛糞+75%化肥（T3）、菌草+牛糞+100%化肥（T4）4個(gè)處理，分析不同處理對(duì)土壤理化性狀和玉米產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，化肥減施配合有機(jī)物料顯著提高了土壤pH、孔隙度，較CK相比分別增加11.0%～19.0%和8.0%～26.2%，同時(shí)降低土壤容重7.5%～30.0%。除T4外，T1、T2、T3處理有機(jī)質(zhì)和總有機(jī)碳含量顯著增加，分別增加了56%、83%、86%。T4處理土壤全氮、堿解氮和有效磷含量最高，與CK相比分別提高38.3%、47.5%和166.7%。T2處理土壤速效鉀和全鉀含量最高，與CK相比分別提高593.0%和36.2%?；蕼p施配合有機(jī)物料還顯著提高了土壤脲酶和蔗糖酶活性，與CK相比分別提高了14.71%～75.64%和8.66%～13.81%。相較于CK，T3和T4處理玉米增產(chǎn)顯著，分別增加了12.88%和19.63%，T1、T2、T3節(jié)本增效均超過1500元/hm2?？傮w而言，化肥減施配施菌草、牛糞還田對(duì)瘠薄土壤理化性狀改良以及玉米增產(chǎn)具有顯著效果。該研究結(jié)果可為瘠薄地的化肥減量增效提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞瘠薄地改良；化肥減施；牛糞；菌草；玉米產(chǎn)量

中圖分類號(hào)S156"文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A"文章編號(hào)0517-6611（2025）02-0157-08

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.032

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

EffectofFertilizerReductionCombinedwiththeApplicationofFungiandCowManureonSoilFertilityinBarrenLand

SUN"De-hui，YANG"En-shuai，DUYuan-pengetal

（CollegeofHorticulturalScienceandEngineering，ShandongAgriculturalUniversity，Tai’an，Shandong"271018）

AbstractInordertoexploretheeffectoffungusmixedwithcowmanureonthebarrenlandundertheconditionoffertilizerreduction，conventionalsinglefertilizer（CK）wassetasthecontrol，andfourexperimentaltreatmentsweresetup：fungus+cowmanure+25%fertilizer（T1），fungus+cowmanure+50%fertilizer（T2），fungus+cowmanure+75%fertilizer（T3），andfungus+cowmanure+100%fertilizer（T4）.Theeffectsofdifferenttreatmentsonsoilphysicochemicalpropertiesandmaizeyieldwereanalyzed.TheresultsshowedthatfertilizerreductioncombinedwithorganicmaterialssignificantlyincreasedsoilpHandporosityby11.0%-19.0%and8.0%-26.2%，respectively，comparedwithCK，whilereducingsoilbulkdensityby7.5%-30.0%.InadditiontoT4，thecontentoforganicmatterandtotalorganiccarboninT"T2andT3treatmentincreasedsignificantly，increasingby56%，83%and86%respectively.Thecontentsoftotalnitrogen，alkali-hydrolyzednitrogenandavailablephosphorusinsoiltreatedwithT4werethehighest，whichwere38.3%，47.5%and166.7%higherthanthoseofCK，respectively.ThecontentofavailablepotassiumandtotalpotassiuminsoiltreatedwithT2wasthehighest，whichwas593%and36.2%higherthanthatofCK，respectively.Theactivityofureaseandsucraseinsoilwasincreasedby14.71%-75.64%and8.66%-13.81%comparedwithCK，respectively.ComparedwithCK，T3andT4treatmentsignificantlyincreasedtheyieldofcorn，increasedby12.88%and19.63%，respectively，andthecostsavingandefficiencyincreaseofT"T2andT3weremorethan1500yuan/hm2.Ingeneral，thereductionoffertilizerapplicationcombinedwiththeapplicationoffungiandcowmanuretothefieldhadasignificanteffectontheimprovementofphysicalandchemicalpropertiesofthebarrensoilandtheincreaseofcornproduction.Theresultsofthisstudycanprovidetechnicalsupportforincreasingefficiencyoffertilizerreductioninbarrenland.

KeywordsBarrenlandimprovement;Fertilizerreduction;Cowmanure;Fungus;Maizeyield

第二次全國(guó)土壤普查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)大部分耕地平均肥力水平較低，有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷含量嚴(yán)重缺乏。有機(jī)質(zhì)含量低于0.7%的耕地占全國(guó)耕地總面積的10%左右，絕大多數(shù)耕地全氮含量低于0.2%，嚴(yán)重缺氮的省份有山東、河北、河南、山西、新疆等，缺磷或嚴(yán)重缺磷的省份有20多個(gè)。另外，近年來(lái)全國(guó)各地農(nóng)田土壤速效鉀含量呈下降趨勢(shì)，鉀素虧缺普遍出現(xiàn)^［1］。因此，研究貧瘠土壤改良措施，對(duì)提高作物產(chǎn)量具有重要意義。

為了改善土壤瘠薄化增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，我國(guó)化肥投入量自20世紀(jì)60年代以來(lái)，增長(zhǎng)了20倍，單位面積化肥施用量位于全球最高水平^［2］。但為了保證產(chǎn)量，化肥的施用量往往超出正常的施用范圍^［3］，導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降、土壤酸化和肥力退化，制約了土壤生產(chǎn)潛力的發(fā)揮^［4］，已成為制約農(nóng)林業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。從源頭上減少大量元素（N、P、K）的投入量，是減少土壤生態(tài)環(huán)境污染的重要策略^［3］。

有機(jī)物料替代化肥是改良土壤和作物增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要措施。與單施化肥相比，合理的化肥減量條件下增施有機(jī)物料不僅能提升肥料利用率、提高土壤養(yǎng)分和酶活性，還能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)作物根系對(duì)養(yǎng)分的吸收與利用，從而有利于作物生長(zhǎng)發(fā)育^［5-6］。在秸稈條狀還田下，化肥減量配施有機(jī)肥可以增加土壤中有機(jī)碳和速效氮、磷、鉀含量，實(shí)現(xiàn)玉米增產(chǎn)增收^［7］。秸稈還田增產(chǎn)效果顯著，其中秸稈+牛糞還田的增產(chǎn)效果最明顯，與對(duì)照相比增產(chǎn)6.43%～29.82%^［8］。但也有研究表明，長(zhǎng)期進(jìn)行化肥減施可能會(huì)擾亂土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量和碳礦化兩者的動(dòng)態(tài)平衡，進(jìn)而影響土壤肥力^［9］。因此，探索適合的減施化肥梯度且尋找適宜的可替代化肥的物料，是保持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和改善農(nóng)業(yè)大田生態(tài)環(huán)境的重要研究方向。

“巨菌草”和“綠洲一號(hào)”系禾本科（Gramineae）狼尾草屬（Pennisetum Rich.）植物，是國(guó)家菌草工程技術(shù)研究中心林占熺教授引進(jìn)并改良培育出的一種新型牧草?！熬蘧荨边m于冬季最低溫度大于0 ℃的區(qū)域種植。“綠洲一號(hào)”抗寒性很強(qiáng)，在冬天最低溫度-22 ℃以上的地區(qū)可越冬成活。 “綠洲一號(hào)”第一年平均年產(chǎn)鮮草45～75 t/hm2，第二年以后進(jìn)入豐產(chǎn)期，年產(chǎn)鮮草135～225 t/hm2，可連續(xù)收獲20年。研究表明，在荒坡地種植巨菌草，可增加土壤微生物群落功能多樣性，在一定程度上提高土壤肥力，其中3年生菌草的土壤有機(jī)質(zhì)含量比對(duì)照高98.20%，荒坡地種植菌草能產(chǎn)生一定的生態(tài)正效應(yīng)^［10］。“巨菌草”和“綠洲一號(hào)”根際土真菌群落多樣性與豐富度均高于非根際土，且“綠洲一號(hào)”根際土真菌群落多樣性與豐富度略高于“巨菌草”根際土真菌群落多樣性與豐富度^［11］。

菌草巨大的生物量在土壤快速改良中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。截至目前，尚沒有針對(duì)菌草進(jìn)行還田開展土壤培肥的相關(guān)研究。牛糞作為我國(guó)產(chǎn)量巨大、亟待資源化處理的動(dòng)物糞便，研究其應(yīng)用對(duì)緩解動(dòng)物糞便造成的環(huán)境污染以及對(duì)土壤污染的修復(fù)具有重要意義^［12］。筆者通過在瘠薄地中設(shè)置不同梯度的化肥減施措施，并添加菌草和牛糞2種有機(jī)物料還田，分析了對(duì)瘠薄地土壤容重、孔隙度、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)、總有機(jī)碳、養(yǎng)分、酶活性以及玉米產(chǎn)量等方面的影響，探索菌草和牛糞還田應(yīng)用推廣的可能性，為農(nóng)業(yè)廢棄物在大田中的合理利用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2023年在山東省臨沂市費(fèi)縣（地理坐標(biāo)為117°36′～118°18′E、35°～35°33′N）進(jìn)行，該地位于山東省中南部，屬于溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫為13.6℃，年均降水量189.0mm。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

玉米播種前進(jìn)行整地，設(shè)計(jì)5個(gè)處理：①常規(guī)復(fù)合肥750kg/hm2（CK）；②菌草+牛糞+25%常規(guī)復(fù)合肥（T1）；③菌草+牛糞+50%常規(guī)復(fù)合肥（T2）；④菌草+牛糞+75%常規(guī)復(fù)合肥（T3）；⑤菌草+牛糞+100%常規(guī)復(fù)合肥（T4）。全生育期各處理田間管理同一般大田管理，拔節(jié)期均追肥一次，尿素450kg/hm2。試驗(yàn)小區(qū)面積667m2，隨機(jī)排列，3次重復(fù)。

秸稈+牛糞還田處理：將菌草秸稈粉碎成5～10cm的小段后進(jìn)行腐熟，菌草還田量為15t/hm2，牛糞為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶自產(chǎn)，施用量為6m3/hm2，菌草混合牛糞機(jī)械翻埋入土，深度為25cm。

1.3樣品采集與測(cè)定

于2023年10月隨機(jī)采集各處理0～20cm的土壤帶回，在陰涼處風(fēng)干，碾碎過0.3mm孔徑篩出備用，用于測(cè)定土壤數(shù)據(jù)。土壤pH采用電位法測(cè)定，土壤容重和孔隙度采用環(huán)刀法測(cè)定，土壤有機(jī)質(zhì)和總有機(jī)碳采用重鉻酸鉀容量法-稀釋熱法測(cè)定；全氮使用凱氏定氮儀測(cè)定，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，有效磷和全磷采用鉬-銻-抗比色法測(cè)定，速效鉀和全鉀采用火焰光度法測(cè)定；土壤脲酶采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測(cè)定，土壤蔗糖酶采用5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定。

1.4玉米產(chǎn)量測(cè)定

玉米成熟后按小區(qū)單獨(dú)進(jìn)行收割、計(jì)產(chǎn)，并換算為1hm2產(chǎn)量。

1.5數(shù)據(jù)分析

采用Excel和SPSS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對(duì)土壤pH的影響

由圖1可知，與CK相比，T1～T4處理土壤的pH均顯著提高。其中T2處理提升效果最顯著，提高了19.2%。其次為T3、T1和T4處理，分別提高了14.3%、11.7%、10.9%。T1、T2和T3處理與T4處理相比差異顯著，T1和T3處理之間無(wú)顯著差異。表明與單施化肥相比，施用菌草和牛糞有利于土壤pH的提高。

2.2不同處理對(duì)土壤容重和孔隙度的影響

由圖2可知，與CK相比，T1～T4處理土壤容重均有所下降。其中T2和T1處理分別降低了30.0%和13.9%，且差異顯著；T3和T4處理分別降低了11.9%和7.5%，且差異不顯著。T2處理與T3、T4處理相比，分別顯著降低了16.2%、21.0%，T2處理和T1處理之間差異不顯著，T1、T3、T4這3個(gè)處理之間差異不顯著。由此可見，增施有機(jī)物料能夠降低土壤容重，其中菌草+牛糞+50%常規(guī)化肥（T2）對(duì)土壤容重影響最大。

由圖3可知，與CK相比，T2處理土壤孔隙度顯著提升了26.2%，T1、T3、T4處理分別提升了14%、12.1%、8.0%，但差異不顯著。與T4處理相比，T2顯著提升了16.8%，T2處理與T1、T3處理之間差異不顯著，T1、T3、T4這3個(gè)處理之間差異不顯著。由此可知，增施有機(jī)物料能夠提高土壤孔隙度，其中菌草+牛糞+50%常規(guī)化肥（T2）對(duì)土壤孔隙度的改善效果最好。

2.3不同處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和總有機(jī)碳含量的影響

由圖4A可知，與CK相比，T1～T3處理顯著提升了土壤總有機(jī)碳含量，分別增加了4.65、6.93、7.15g/kg，增幅高達(dá)56%、83%、86%；T4處理與CK相比差異不顯著。T2、T3處理差異不顯著，二者比T1處理顯著提高了18%、19%。相比T4處理，T3、T2和T1處理分別顯著提升了109%、106%、75%。

由圖4B可知，與CK相比，T1～T3處理顯著提升土壤有機(jī)質(zhì)含量，分別增加了8.01、11.94、12.32g/kg，增幅高達(dá)56%、83%、86%；T4處理與CK相比差異不顯著。T2、T3處理之間差異不顯著，二者相比T1處理顯著提高了18%、19%。相比T4處理，T2、T3處理分別顯著提升了106%、107%。由此可見，相比單施化肥，化肥減施和有機(jī)物料搭配能夠增加土壤總有機(jī)碳和有機(jī)質(zhì)含量，其中菌草+牛糞+50%常規(guī)化肥（T2）、菌草+牛糞+75%常規(guī)化肥（T3）對(duì)土壤總有機(jī)碳和有機(jī)質(zhì)含量的影響最顯著，若化肥不減量的情況下，土壤總有機(jī)碳和有機(jī)質(zhì)含量與CK相比無(wú)顯著差異。

2.4不同處理對(duì)土壤N、P、K含量的影響

由圖5A可知，與CK相比，T2～T4處理的土壤全氮含量均顯著提高，分別增加了1.97、3.53、4.62g/kg，增幅高達(dá)16.3%、29.3%、38.3%，T1提高了1.21g/kg，增幅10.1%，提升不顯著。與T2處理相比，T3和T4處理顯著提高11.1%、18.9%，T1處理降低5.4%

但不顯著。T1、T2處理之間以及T3、T4處理之間差異不顯著。

由圖5B可知，與CK相比，T1～T4處理均能夠顯著提高土壤堿解氮含量，分別增加28.58、15.87、25.67、41.77mg/kg，增幅分別為32.5%、18.1%、29.2%、47.5%。與T2處理相比，T1、T3和T4處理分別顯著提高12.3%、9.4%、25.0%。T1處理和T3處理之間差異不顯著。與T4處理相比，T1和T3處理分別降低了10.2%、12.4%。

由此可知，增施牛糞和菌草能夠有效提高土壤全氮和堿解氮含量，其中菌草+牛糞+100%常規(guī)化肥（T4）對(duì)土壤全氮和堿解氮含量的提高效果最顯著。

由圖6A可知，與CK相比，T1和T2處理的土壤全磷含量均呈顯著降低，分別降低了0.25、0.26g/kg，降幅為25.0%、26.0%；T3處理降低了0.03g/kg，降幅3%，T4處理增加了0.12g/kg，增幅12.0%。但差異未達(dá)顯著水平。由此可知，低用量化肥配施菌草、牛糞的土壤全磷含量不如單施化肥處理的土壤全磷含量高。

由圖6B可知，與CK相比，T2～T4處理均顯著提升土壤有效磷含量，分別增加了0.01、0.09、0.10mg/kg，增幅分別為16.7%、150%、166.7%，T1處理的土壤有效磷含量降低0.03mg/kg，降幅50.0%。T3和T4處理之間差異不顯著，較T2處理提升了117.3%、124.5%，T1處理較T2處理降低了56.2%。由此可知，對(duì)比單施化肥而言，高用量化肥配施有機(jī)物料能夠顯著提升土壤有效磷含量，其中菌草+牛糞+75%常規(guī)化肥（T3）、菌草+牛糞+100%常規(guī)化肥（T4）對(duì)土壤有效磷含量影響最大，低用量化肥配施有機(jī)物料組合土壤有效磷含量顯著低于單施化肥處理。

由圖7A可知，與CK相比，T1～T4處理的土壤全鉀含量均呈增加趨勢(shì)，分別增加2.99、8.60、2.62、3.37g/kg，增幅達(dá)12.6%、36.2%、11.2%、14.2%，其中僅T2處理達(dá)顯著差異水平。與T2處理相比，T1、T3、T4處理顯著降低了17.3%、18.5%、16.2%，T1、T3、T4處理之間差異不顯著。由此可知，菌草+牛糞+50%常規(guī)化肥（T2）對(duì)土壤全鉀含量提升效果顯著，其余處理影響不大。

由圖7B可知，與CK相比，T1～T4處理的土壤速效鉀含量顯著提升，分別增加了52.36、153.35、109.21、71.81mg/kg，增幅分別達(dá)202%、593%、422%、277%。與T2處理相比，T1、T3、T4處理均顯著降低了129.1%、32.7%、83.5%，與T3處理相比，T1、T4處理顯著降低72.75%、38.3%；與T4處理相比，T1處理顯著降低了24.9%。由此可知，增施牛糞和菌草能夠顯著提高土壤速效鉀含量，其中菌草+牛糞+50%常規(guī)化肥（T2）對(duì)土壤速效鉀含量的影響最大。

2.5不同處理對(duì)土壤脲酶和蔗糖酶活性的影響

由圖8A可知，與CK相比，T1～T4處理土壤脲酶活性均顯著提升，分別增加了54.08、277.1、218.20、278.1mg/（kg·d），增幅分別為14.71%、75.37%、59.35%、75.64%。T2和T4處理之間差異不顯著。與T1處理相比，T2～T4處理顯著提高了52.9%、38.9%和53.1%，與T3處理相比，T2和T4處理顯著提高了10.0%和10.2%。由此可見，增施菌草和牛糞對(duì)土壤脲酶活性有顯著提高，其中菌草+牛糞+50%常規(guī)化肥（T2）和菌草+牛糞+100%常規(guī)化肥（T4）處理的提升效果最為顯著。

由圖8B可知，與CK相比，T1～T4處理的土壤蔗糖酶活性均顯著提升，分別增加了20.88、16.66、23.07、26.56mg/（kg·d），增幅分別為10.86%、8.66%、12.00%、13.81%。T1～T4這4個(gè)處理之間差異不顯著。由此可見，增施菌草和牛糞有利于提高土壤中蔗糖酶活性。

2.6不同處理對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

由表1可知，與CK相比，T1～T4處理的玉米產(chǎn)量分別提高了0.21%、4.01%、12.88%、19.63%。由此可見，增施牛糞和菌草能夠有效增加玉米產(chǎn)量，其中菌草+牛糞+100%常規(guī)化肥（T4）處理對(duì)玉米產(chǎn)量提升最高。

T1～T4處理的玉米產(chǎn)值均高于對(duì)照（CK），較對(duì)照產(chǎn)值分別增加24.90、474.45、1523.25、2322.15元/hm2；刨除肥料費(fèi)用以及菌草牛糞還田作業(yè)費(fèi)，T1～T4處理純?cè)鍪辗謩e為2049.90、1524.45、1598.25、1422.15元/hm2。由此可見，化肥減施配合有機(jī)物料處理均可實(shí)現(xiàn)節(jié)本增收，T1～T3處理的增收均超過1500元/hm2。

2.7土壤物理性質(zhì)與養(yǎng)分含量、酶活性以及作物產(chǎn)量之間的相關(guān)性分析

由表2可知，土壤pH、土壤容重、總孔隙度之間存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，表明三者之間可能存在相互影響的關(guān)系。速效鉀分別與土壤pH、總孔隙度存在顯著正相關(guān)關(guān)系，與土壤容重存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明土壤pH、總孔隙度和土壤容重在一定程度上顯著影響土壤速效鉀含量；全鉀與總孔隙度之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系，與土壤容重存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明土壤全鉀含量受土壤總孔隙度和土壤容重的顯著影響；堿解氮含量與蔗糖酶活性之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系，表明堿解氮含量的增加，在一定程度上能夠反映蔗糖酶活性；玉米產(chǎn)量分別與有效磷、全氮之間存在極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系。說(shuō)明有效磷和全氮含量高的土壤能夠顯著提高玉米作物產(chǎn)量。

3討論

瘠薄土壤改良成效慢、化學(xué)肥料利用率較低是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的重要問題，過量施用化肥會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)、鹽堿化、土壤結(jié)構(gòu)破壞等一系列土壤環(huán)境問題，對(duì)生態(tài)環(huán)境也會(huì)造成一定的負(fù)面影響。有機(jī)物料含有大量有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀營(yíng)養(yǎng)元素和有益微生物菌群，能改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤養(yǎng)分含量，增強(qiáng)土壤保水保肥能力，合理增施有機(jī)物料能有效改良土壤^［13］。

3.1不同處理對(duì)土壤pH的影響

雖然土壤酸度通常通過撒石灰來(lái)糾正，但研究表明動(dòng)物糞便改良劑可以有效緩解土壤酸度^［14-15］。該研究表明，常規(guī)施肥下土壤呈酸性，在添加牛糞后，土壤呈中性。原因在于微生物在糞便脫羧過程中將鈣離子釋放到土壤中，使得土壤pH升高，也可以說(shuō)是牛糞中碳酸氫鹽和有機(jī)酸的緩沖作用對(duì)土壤酸度產(chǎn)生影響^［16］。同時(shí)配施的菌草在腐蝕后也可能提高土壤中交換性鈣、交換性鎂和交換性鉀含量，進(jìn)而使土壤鹽基飽和度增加，土壤pH隨之升高。

3.2不同處理對(duì)土壤容重、總孔隙度的影響

土壤容重是土壤重要的物理性狀，土壤孔隙度則反映土壤孔隙狀況。研究表明，施加牛糞和秸稈提高土壤孔隙度、降低容重、增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力 ^［17-18］。研究表明，有機(jī)質(zhì)能夠本身通過多種機(jī)制增強(qiáng)土壤的孔隙度和容重。李江濤等^［19］研究表明，畜禽糞便可通過提高土壤有機(jī)碳含量促進(jìn)土壤孔隙結(jié)構(gòu)形成，與僅施用化肥相比，耕層土壤總孔隙度提高 7.50%～21.72%，貯水性能和飽和導(dǎo)水率得到明顯改善。該研究結(jié)果表明，牛糞和菌草能夠改善土壤理化性狀，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，與前人研究結(jié)果一致，同時(shí)為瘠薄地改良提供參考依據(jù)。

3.3不同處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和總有機(jī)碳的影響

土壤有機(jī)質(zhì)含量通常作為土壤肥力水平的一個(gè)重要指標(biāo)，它是土壤各種養(yǎng)分的基礎(chǔ)，也是其他養(yǎng)分如氮、磷等元素的重要來(lái)源。土壤有機(jī)質(zhì)和總有機(jī)碳均與土壤肥力密切相關(guān)，因此添加外源有機(jī)物料是直接增加土壤有機(jī)質(zhì)、總有機(jī)碳含量的有效途徑。

研究表明，施用有機(jī)肥能增加和更新土壤有機(jī)質(zhì)，還能改善土壤理化性質(zhì)，提高肥料利用率^［20-21］。司海麗等^［22］研究表明，施用有機(jī)肥可增強(qiáng)土壤微生物活性，提高土壤脲酶對(duì)氮素轉(zhuǎn)化，進(jìn)而促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的積累。劉國(guó)輝等^［23］研究發(fā)現(xiàn)，施入有機(jī)肥后土壤有機(jī)質(zhì)含量提高了33.4%。楊凱等^［24］研究表明，糞肥+化肥處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量為16.19 g/kg，較單施化肥處理增幅達(dá)16.22%，這與該研究結(jié)果基本一致。

研究表明，施用化肥和有機(jī)肥均能夠提高土壤總有機(jī)碳（TOC）含量，且以化肥有機(jī)肥配施處理下的含量較高^［25］。叢萍等^［26］研究表明作物秸稈對(duì)土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn)率占其總量的40%～50%，且深松能夠在一定程度上改善土壤碳循環(huán)，促進(jìn)土壤中有機(jī)碳的積累。賀美等^［27］研究表明，深翻25 cm+化肥有機(jī)肥配施交互作用均顯著影響土壤活性有機(jī)碳氮組分，且35 cm+化肥有機(jī)肥配施處理的碳組分含量低于25 cm+化肥有機(jī)肥配施處理的碳組分含量，這與該研究結(jié)果基本一致。

該研究發(fā)現(xiàn)，牛糞和菌草的加入能夠明顯改善土壤有機(jī)質(zhì)和土壤總有機(jī)碳含量?；蕼p施配施有機(jī)物料后，較單施化肥土壤有機(jī)質(zhì)和總有機(jī)碳含量均提高了56%～86%，其中T2和T3處理的效果尤其顯著。但T4處理的有機(jī)質(zhì)含量和總有機(jī)碳含量相較于T1～T3降低，可能是由于土壤中氮含量較高，進(jìn)一步促進(jìn)微生物對(duì)有機(jī)質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化，為玉米吸收利用，進(jìn)而說(shuō)明配施牛糞和菌草對(duì)瘠薄地的改良和作物產(chǎn)量的提升是積極有效的。

3.4不同處理對(duì)土壤N、P、K的影響

土壤全氮是土壤中的重要養(yǎng)分之一，高含量的全氮能夠提供充足的營(yíng)養(yǎng)供給，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。土壤堿解氮或稱水解性氮包括無(wú)機(jī)態(tài)氮及易水解的有機(jī)態(tài)氮。土壤可溶性有機(jī)氮被用作土壤供氮能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)以及施肥等農(nóng)藝措施對(duì)土壤影響的生物指示指標(biāo)。張靈菲等^［28］研究表明，化肥減量50%+牛糞處理的全氮含量是1.36 g/kg、堿解氮含量是103.88 mg/kg，較單施化肥處理分別顯著提高了27.1%、36.75，這與該研究結(jié)果基本一致。該研究表明化肥配施菌草+牛糞均增加全氮和堿解氮含量。其中T2處理土壤全氮含量14.02 g/kg、堿解氮含量103.71 mg/kg，但提升最顯著的是T4處理，土壤全氮含量為16.67 g/kg、堿解氮含量129.62 mg/kg。

T2、T3、T4處理的有效磷、速效鉀含量都顯著高于CK。相較于CK，配施牛糞和菌草后土壤中有效磷、速效鉀增加是因?yàn)榕＜S中含有大量無(wú)機(jī)磷，直接增加土壤中有效磷含量^［29］，同時(shí)菌草富含鉀元素。研究表明，有機(jī)物料本身含有大量的速效養(yǎng)分，通過本身的孔隙結(jié)構(gòu)和較大比表面積增強(qiáng)了對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸附能力，進(jìn)而影響土壤中磷和鉀的有效性^［30］。李磊等^［31］研究表明，在短期一年內(nèi)相比單施化肥，減施2/3 化肥+糞肥的有效磷含量降低，速效鉀含量略微提升，與該研究結(jié)果相近，即T1處理的有效磷含量低于CK，這可能是因?yàn)槭┘拥木?牛糞秸稈不足以抵消施加25%化肥量造成的有效磷供應(yīng)不足?？傮w而言，T3、T4處理對(duì)土壤有效磷含量提升幅度較大，T2處理土壤速效鉀含量的提高最為顯著。

化肥主要是增加土壤無(wú)機(jī)磷含量，而有機(jī)肥則以增加有機(jī)磷為主^［32］。李燕青等^［33］研究表明，增施有機(jī)物料能夠增加土壤全磷、全鉀含量，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。何進(jìn)勤等^［34］研究表明，單施化肥的全磷含量為0.87 g/kg，100%化肥+牛糞的全磷含量為1.10 g/kg，提升26.4%，說(shuō)明在不減施的情況下，增加有機(jī)物料能夠顯著提高全磷含量。張建軍等^［35］研究表明，相比單施化肥，單施有機(jī)物料仍能夠顯著提升土壤全磷含量。張靈菲等^［28］研究表明，在減施化肥的條件下，添加秸稈或牛糞均能顯著提高土壤全磷含量。這與該研究結(jié)果不一致，T1和T2處理的土壤全磷含量均低于CK，這可能是因?yàn)橥寥乐腥缀勘旧順O低，在化肥減施的情況下，配施牛糞和菌草不足以抵消施加減施化肥造成全磷的供應(yīng)不足。

李燕青等^［33］研究表明，土壤鉀庫(kù)極大，無(wú)論是有機(jī)肥還是化肥對(duì)土壤全鉀含量影響不大，但施肥可以明顯提高代換性鉀在全鉀中的比例。張建軍等^［35］研究表明，單施有機(jī)物料和單施化肥相比，提高程度不大，全鉀含量無(wú)顯著提升。該研究發(fā)現(xiàn)僅T2處理較CK的提高幅度達(dá)顯著水平，與前人研究結(jié)果基本一致。

綜上所述，僅施化肥，有些養(yǎng)分被土壤吸收或固定，降低了養(yǎng)分的有效性，而與牛糞和菌草配施后，能夠較大提高養(yǎng)分的有效性，并將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)養(yǎng)分，供植物生長(zhǎng)發(fā)育利用。且不同程度的化肥減施配施菌草和牛糞能夠不同程度地增加土壤N、P、K含量，其中T2處理對(duì)K含量的提升最顯著，T4處理對(duì)N、P含量的提升最顯著，可為瘠薄地改良需求不同提供參考依據(jù)。

3.5不同處理對(duì)土壤脲酶和蔗糖酶活性的影響

土壤酶作為土壤生物活性及土壤肥力的重要組成部分，與許多重要的生物化學(xué)過程，在物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化中起著重要的催化作用，其活性可快速反映施肥對(duì)土壤肥力和土壤質(zhì)量的影響，已被認(rèn)為是土壤肥力的一個(gè)重要特征指標(biāo)^［36］。研究表明，土壤酶活性與土壤養(yǎng)分之間有直接的關(guān)系，且化肥減量與有機(jī)肥配施能提高土壤脲酶、蔗糖酶活性^［37-38］。Mullen等^［39］研究表明，土壤脲酶與其他酶活性及土壤肥力因素間普遍存在一定的相關(guān)關(guān)系。這是脲酶參與土壤氮素轉(zhuǎn)化，添加有機(jī)物料有利于土壤速效氮素的釋放，提高土壤肥力，從而保證了植物養(yǎng)分供應(yīng)。蔗糖酶是表征土壤碳素轉(zhuǎn)化速度與程度的指標(biāo)^［40］?；逝涫┯袡C(jī)物料為土壤微生物活動(dòng)提供了豐富的碳源底物，并提供充足養(yǎng)分和能量，有效增加了蔗糖酶活性。

張英等^［41］研究表明，土壤酶活性受土壤理化性質(zhì)的影響，脲酶活性與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和有效磷含量呈顯著正相關(guān)。但該研究中T4處理的脲酶活性最高，但其有機(jī)質(zhì)含量是T1～T4處理中最低，這可能是因?yàn)樵撎幚硗寥烙袡C(jī)質(zhì)含量相對(duì)較高，進(jìn)一步促進(jìn)微生物對(duì)有機(jī)質(zhì)分解轉(zhuǎn)化，一部分被作物吸收，一部分為土壤酶活動(dòng)提供能量。

該研究結(jié)果顯示，增施有機(jī)物料能夠顯著增加土壤脲酶活性和蔗糖酶活性，與CK相比，T1～T4處理的脲酶、蔗糖酶活性均高于CK，這與該研究結(jié)果相符。其中T2、T4處理脲酶活性最高，且二者之間差異不顯著，T4處理蔗糖酶活性最高，T1～T4處理之間差異不顯著，與前人研究結(jié)果基本一致。同時(shí)也說(shuō)明配施有機(jī)物料處理更有利于土壤速效氮的釋放和土壤碳源的增加，進(jìn)而有利于瘠薄地的改良和作物產(chǎn)量的提高。

3.6不同處理對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

有機(jī)肥還田或有機(jī)肥與化肥配施對(duì)農(nóng)田土壤質(zhì)量提升及作物產(chǎn)量品質(zhì)均具有顯著的正效應(yīng)^［34］。研究表明有機(jī)肥的自身優(yōu)勢(shì)是與化肥配施可以提升土壤理化性質(zhì)和酶活性，為作物創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量^{［40，42］}。另外，陳香碧等^［43］也從土壤氮循環(huán)角度證實(shí)了有機(jī)肥替代部分化肥能持續(xù)提高作物產(chǎn)量。該研究結(jié)果表明，有機(jī)物料替代部分化肥可增加作物產(chǎn)量，隨著菌草和牛糞的加入，玉米產(chǎn)量明顯提高，其主要原因是有機(jī)物料在一定程度上能夠增加微生物數(shù)量，提高土壤酶活性，進(jìn)而提高土壤養(yǎng)分礦化速率，改善土壤結(jié)構(gòu)，另一方面，有機(jī)物料的養(yǎng)分釋放緩慢，能夠在植株生長(zhǎng)后期增加土壤速效養(yǎng)分含量，促進(jìn)養(yǎng)分的釋放，為植株生長(zhǎng)改善土壤環(huán)境，對(duì)產(chǎn)量的提升產(chǎn)生顯著影響。

4結(jié)論

該研究結(jié)果表明，常規(guī)施肥下增施有機(jī)物料更有利于提高土壤N、P含量和作物產(chǎn)量，化肥減施50%下增施有機(jī)物料更有利于改善土壤物理性質(zhì)，顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)、總有機(jī)碳、K含量；同時(shí)2個(gè)處理均能夠不同程度地提高土壤酶活性，但二者差異不明顯。綜上所述，化肥減施下配施牛糞和菌草處理有利于改善土壤理化性質(zhì)，改良瘠薄土壤；而常規(guī)施肥下配施牛糞和菌草則有利于作物在短期內(nèi)提高產(chǎn)量。

參考文獻(xiàn)

［1］黎雅楠.土壤貧瘠化的研究進(jìn)展與趨勢(shì)［J］.農(nóng)技服務(wù)，20238（9）：75-77.

［2］李愛軍.農(nóng)業(yè)用地可持續(xù)利用問題研究［D］.泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

［3］范美莉，朱國(guó)兵，汪文俊，等.化肥減施下生物炭與綠肥翻壓對(duì)井岡蜜柚產(chǎn)量及土壤固碳效果的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，20251（18）：227-233.

［4］徐仁扣，李九玉，周世偉，等.我國(guó)農(nóng)田土壤酸化調(diào)控的科學(xué)問題與技術(shù)措施［J］.中國(guó)科學(xué)院院刊，2018，33（2）：160-167.

［5］郝近羽，陳源泉，代紅翠，等.不同有機(jī)物料還田后砂質(zhì)土壤有機(jī)碳組分結(jié)構(gòu)特征［J］.農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2022，30（11）：2201-2211.

［6］任改弟，張苗，張文越，等.不同來(lái)源有機(jī)物料對(duì)菜用蠶豆生長(zhǎng)和品質(zhì)及根際土壤性狀的影響［J］.土壤，2022，54（4）：740-749.

［7］季佳鵬，趙欣宇，吳景貴，等.有機(jī)肥替代20%化肥提高黑鈣土養(yǎng)分有效性及玉米產(chǎn)量［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，20227（3）：491-499.

［8］雍海燕，沙龍.不同秸稈還田對(duì)土壤特性及小麥產(chǎn)量的影響［J］.農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，2018，39（2）：13-17，23.

［9］LICZ，ALUKOOO，YUANG，etal.Theresponsesofsoilorganiccarbonandtotalnitrogentochemicalnitrogenfertilizersreductionbaseonameta-analysis［J］.Scientificreports，2022，12（1）：1-11.

［10］林興生，林占熺，林冬梅，等.荒坡地種植巨菌草對(duì)土壤微生物群落功能多樣性及土壤肥力的影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，34（15）：4304-4312.

［11］葉文雨，謝序澤，許鈺瀅，等.基于高通量測(cè)序技術(shù)分析2種菌草根際土壤真菌群落多樣性［J］.熱帶作物學(xué)報(bào)，2020，41（3）：556-563.

［12］楊凱，李延鋒，張西興，等.化肥與不同有機(jī)物料配施對(duì)土壤有機(jī)碳組分及土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的影響［J］.土壤通報(bào)，2024，55（3）：707-715.

［13］楊萬(wàn)華，顧祝禹，江路霞，等.化肥減量配施生物有機(jī)肥提高玉米產(chǎn)量［J］.中南農(nóng)業(yè)科技，2022，43（4）：7-10.

［14］王海斌，張清旭，陳曉婷，等.動(dòng)物源有機(jī)肥對(duì)茶樹根際土壤酸度及微生物的影響［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2017，19（5）：115-122.

［15］張江周，李寶深.提升集約化香蕉園土壤健康水平的根層調(diào)控策略與途徑［J］.土壤通報(bào)，20252（2）：398-407.

［16］VANDANGL，NGOCNP，HUNGNN.Soilqualityandpomeloproductivityasaffectedbychickenmanureandcowdung［J］.Scientificworldjournal，2022021：1-9.

［17］吳萍萍，王靜，李錄久，等.化肥減施下有機(jī)物料對(duì)砂姜黑土有機(jī)碳組分和養(yǎng)分含量的影響［J］.核農(nóng)學(xué)報(bào)，2022，36（11）：2286-2294.

［18］尹廣生，李瑋，彭鈺梅，等.秸稈及其配施有機(jī)物料對(duì)黃灌區(qū)鹽堿土淋洗效果的影響［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2024，43（2）：339-350.

［19］李江濤，鐘曉蘭，趙其國(guó).施用畜禽糞便和化肥對(duì)土壤活性有機(jī)碳庫(kù)和團(tuán)聚體穩(wěn)定性影響［J］.水土保持學(xué)報(bào)，2010，24（1）：233-238.

［20］黃榮才，郭子泰，高勝濤，等.不同種類有機(jī)肥對(duì)全株玉米青貯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響［J］.草業(yè)科學(xué)，2019，36（8）：2112-2117.

［21］RAHMANL，WHITELAW-WECKERTMA，ORCHARDB.ConsecutiveapplicationsofbrassicagreenmanuresandseedmealenhancessuppressionofMeloidogynejavanicaandincreasesyieldofVitisviniferacvSemillon［J］.Appliedsoilecology，20147（3）：195-203.

［22］司海麗，紀(jì)立東，劉菊蓮，等.有機(jī)肥施用量對(duì)玉米產(chǎn)量、土壤養(yǎng)分及生物活性的影響［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2022，35（4）：740-747.

［23］劉國(guó)輝，買文選，田長(zhǎng)彥.施用有機(jī)肥對(duì)鹽堿土的改良效果：Meta分析［J］.農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，20240（1）：86-96.

［24］楊凱，杜延全，張西興，等.有機(jī)物料與化肥配施提升土壤肥力、養(yǎng)分利用和玉米產(chǎn)量研究［J］.中國(guó)土壤與肥料，2024（4）：76-82.

［25］蔣如，寧詩(shī)琪，隋宗明，等.長(zhǎng)期輪作施肥處理對(duì)植煙土壤有機(jī)碳組分和酶活性的影響［J］.土壤，2024，56（3）：510-516.

［26］叢萍，李玉義，高志娟，等.秸稈顆?；吡窟€田快速提高土壤有機(jī)碳含量及小麥玉米產(chǎn)量［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35（1）：148-156.

［27］賀美，王迎春，王立剛，等.深松施肥對(duì)黑土活性有機(jī)碳氮組分及酶活性的影響［J］.土壤學(xué)報(bào)，2020，57（2）：446-456.

［28］張靈菲，馬壘，李玉東，等.有機(jī)物料與化肥長(zhǎng)期配施對(duì)小麥玉米輪作潮土細(xì)菌群落和酶活性的影響［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，20256（19）：3843-3855.

［29］FANYX，LVGH，CHENYD，etal.DifferentialeffectsofcowdunganditsbiocharonPopuluseuphraticasoilphosphoruseffectiveness，bacterialcommunitydiversityandfunctionalgenesforphosphorusconversion［J］.FrontPlantSci，20214：1-14.

［30］郜禮陽(yáng)，林威鵬，張風(fēng)姬，等.生物炭對(duì)酸性土壤改良的研究進(jìn)展［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，20248（1）：35-44.

［31］李磊，王晶，朱志明，等.氮肥減施與有機(jī)肥/秸稈配施對(duì)鹽堿地土壤肥力指標(biāo)及玉米產(chǎn)量的影響［J］.土壤通報(bào)，2020，51（4）：928-935.

［32］史吉平，張夫道，林葆.長(zhǎng)期施用氮磷鉀化肥和有機(jī)肥對(duì)土壤氮磷鉀養(yǎng)分的影響［J］.土壤肥料，1998（1）：7-10.

［33］李燕青，趙秉強(qiáng)，李壯.有機(jī)無(wú)機(jī)結(jié)合施肥制度研究進(jìn)展［J］.農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2017，7（7）：22-30.

［34］何進(jìn)勤，雷金銀，韓乃榮，等.牛糞不同處理配施化肥對(duì)旱地土壤養(yǎng)分及玉米生物性狀的影響［J］.天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，20227（2）：73-76，81.

［35］張建軍，樊廷錄，趙剛，等.不同有機(jī)物料與部分化肥長(zhǎng)期定位配合施用對(duì)土壤養(yǎng)分的調(diào)控效應(yīng)［J］.中國(guó)土壤與肥料，2018（3）：85-91.

［36］劉嬌妹，李騰騰，張運(yùn)龍，等.短期化肥減施后玉米產(chǎn)量的響應(yīng)及其驅(qū)動(dòng)因素分析［J］.中國(guó)土壤與肥料，2022（4）：66-73.

［37］秦秦，宋科，孫麗娟，等.生物有機(jī)肥與化肥減量配施對(duì)稻田土壤酶活性和土壤肥力的影響［J］.上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2022，38（1）：21-26.

［38］戚瑞敏，溫延臣，趙秉強(qiáng)，等.長(zhǎng)期不同施肥潮土活性有機(jī)氮庫(kù)組分與酶活性對(duì)外源牛糞的響應(yīng)［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2019，25（8）：1265-1276.

［39］MULLENMD，MELHORNCG，TYLERDD，等著，陳洪松，等譯.在不同作物覆蓋條件下免耕玉米地土壤的生物生化特性［J］.水土保持科技情報(bào)，1999（3）：21-24.

［40］逄娜，程松，張水梅，等.化肥配施有機(jī)肥對(duì)黑土肥力與春玉米產(chǎn)量的影響［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，20236（4）：124-131.

［41］張英，武淑霞，雷秋良，等.不同類型糞肥還田對(duì)土壤酶活性及微生物群落的影響［J］.土壤，2022，54（6）：1175-1184.

［42］董雯昕.化肥減量配施液體牛糞對(duì)玉米田土壤生化性狀及經(jīng)濟(jì)效益的影響［D］.哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2022.

［43］陳香碧，胡亞軍，秦紅靈，等.稻作系統(tǒng)有機(jī)肥替代部分化肥的土壤氮循環(huán)特征及增產(chǎn)機(jī)制［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2020，31（3）：1033-1042.