施肥对新垦耕地甘薯产量和土壤养分的影响

引用本文

童小虎, 邬奇峰, 应学兵, 陈英霞, 马华升, 陈文岳. 施肥对新垦耕地甘薯产量和土壤养分的影响[J]. 浙江农业科学, 2017,(10):1694-1695

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施肥对新垦耕地甘薯产量和土壤养分的影响

童小虎¹, 邬奇峰², 应学兵², 陈英霞², 马华升³, 陈文岳^3,^*

1.杭州市临安区农林信息服务中心,浙江杭州 311300

2.杭州市临安区农林技术推广中心,浙江杭州 311300

3.杭州市农业科学研究院,浙江杭州 310024

通讯作者：陈文岳(1973—),男,浙江杭州人,副研究员,硕士,研究方向为农业生态,E-mail:wenyuech@hotmail.com。

作者简介:童小虎(1974—),男,浙江临安人,助理农艺师,中专,研究方向为农学与土壤肥料,E-mail:337484245@qq.com。

基金项目:

浙江省科技计划项目(2015C32102)

摘要

通过田间试验,研究不同施肥处理对甘薯产量及收获后土壤养分的影响。结果表明,与单施化肥相比,有机无机配施处理的产量显著提高,并显著提高了土壤有机质含量,而单施化肥处理土壤的碱解氮、有效磷和速效钾含量显著高于有机无机配施。

关键词: 有机肥; 新垦耕地; 培肥; 甘薯

中图分类号:S147.2 文献标志码:A 文章编号:0528-9017(2017)10-1694-02 doi: 10.16178/j.issn.0528-9017.20171003

新垦耕地是国家为保障粮食、生态安全而提出的以提高土地资源的有效利用为目的的重要举措^[1]。“ 十二五” 期间, 全国通过土地整治补充的耕地达160.0万hm^2[2]。浙江省地处我国东南沿海地带, 全省低丘缓坡面积达241.6万hm², 将低丘缓坡改造为耕地是农业资源开发的有效途径之一^[3], 但新造耕地土壤有机质、速效氮磷钾含量往往较低^[4], 因此, 如何实现对新垦耕地的高效利用显得尤为重要。

迷你甘薯是指薯块大小在30~180 g, 粗纤维少, 可溶性糖含量较高, 质地细腻, 甜糯可口的一种甘薯类型, 是杭州市临安区的特色产业, 2013年临安区迷你甘薯种植面积达1.07× 10³ hm^2[5]。研究表明, 新垦红壤地种植紫甘薯具有无地下害虫为害、薯块商品性更佳、品质更优的特点, 同时提高了新垦地的生产效益^[6]。但未见有关在新垦地上种植迷你甘薯的研究。为此, 特在临安区於潜镇祈祥村新垦耕地中设置定位试验, 研究有机肥施用量对甘薯产量和土壤养分的影响, 以期为新垦耕地的土壤管理和迷你甘薯的生态种植提供理论依据和技术基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于杭州市临安区於潜镇祈祥村(119° 24'21″E, 30° 10'18″N)。属于中亚热带季风气候, 温暖湿润, 雨量充沛。年均日照时长1 847.3 h, 年均降水量1 628.6 mm, 年均气温16.4 ℃, 1月均温3.8 ℃, 7月均温28.6 ℃, 极端最高气温40.4 ℃, 极端最低气温-9.2 ℃, 年无霜期250 d左右。试验地为2010年新垦造地, 土壤类型为山地黄泥砂土, 耕层厚度15 cm, 土层厚度20 cm。土壤pH值4.7, 有机质4.5 g· kg^-1, 碱解氮65.3 mg· kg^-1, 有效磷12.8 mg· kg^-1, 速效钾55.9 mg· kg^-1。

1.2 处理设计

在试验地中设置10 m× 3 m小区共9个, 小区之间用水泥板隔开。试验共设计3组处理, 保持每组处理N、P₂O₅与K₂O投入总量一致(分别为202.5、135.0、253.2 kg· hm^-2), 基于羊粪(N 2.5%, P₂O₅ 2.0%, K₂O 2.0%)用量调整各处理底肥及追肥用量, 每处理重复3次。具体每小区施肥设置如下:处理1(IF), 不施羊粪, 每小区折底肥分别施用过磷酸钙(P₂O₅ 12%)、尿素(N 46%)、硫酸钾(K₂O 50%)3.375、0.80、1.013 kg, 追肥施尿素0.440 kg、硫酸钾0.507 kg; 处理2(OIF1), 施羊粪5 400 kg· hm^-2, 每小区折底肥分别施用羊粪、过磷酸钙、硫酸钾16.2、0.675、0.365 kg, 追肥施尿素0.440 kg、硫酸钾0.507 kg; 处理3(OIF2), 施羊粪2 700 kg· hm^-2, 每小区折底肥分别施用羊粪、过磷酸钙、尿素、硫酸钾8.1、2.205、0.440、0.689 kg, 追肥施尿素0.440 kg、硫酸钾0.507 kg。试验连续进行2 a。

2015年4月19— 20日将底肥一次性施入小区后翻耕入土, 分别于5月24日和8月3日各施追肥用量的1/2。第一、二茬甘薯分别于5月8日、7月29日扦插, 7月26日和10月19日采收测产。

2016年4月30日施底肥, 5月12日和8月20日分别追肥1次。第一、二茬薯苗分别于5月2日和8月10日扦插, 8月5日和10月30日测产采收。

1.3 土壤样品采集与分析

2016年第二茬甘薯采收后, 在每一小区采集3个点0~15 cm土壤样品, 组成1个混合样, 带回实验室, 置于室内风干, 挑除根茎残体、石块等杂物后研磨, 过2 mm筛, 备用。

土壤pH值采用2.5∶ 1水土体积质量比浸提, 酸度计法测定; 土壤有机质采用重铬酸钾-硫酸外加热法测定; 碱解氮采用碱解扩散法测定; 有效磷采用Bray法, 盐酸-氟化铵浸提-钼锑抗比色法测定; 速效钾采用乙酸铵浸提-火焰分光光度法测定。

1.4 数据分析

采用SPSS 19.0统计软件进行数据处理与单因素方差分析, 对有显著差异(P< 0.05)的处理采用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 对迷你甘薯产量的影响

除了2016年第一茬产量外, 其他3茬产量均表现为有机无机配施(OIF1、OIF2)显著高于单施化肥(图1)。2 a迷你甘薯平均产量大小为OIF2(11 553.4 kg· hm^-2)> OIF1(10 344.7 kg· hm^-2)> IF(8 327.5 kg· hm^-2), 处理之间的差异均达显著水平。与IF相比, OIF1和OIF2处理的平均产量分别提高了24.2%和38.7%。

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	图1 不同施肥处理的迷你甘薯产量

2.2 对土壤养分的影响

在新垦耕地上种植迷你甘薯, 结合不同的施肥处理, 土壤基本理化性质发生了明显的变化(表1)。与种植前相比, 土壤pH值降低了0.4~0.6个单位, 且差异显著, 土壤有机质、有效磷和速效钾含量显著增加。除OIF2外, 其余处理的碱解氮含量较种植前也显著增加。

表1 不同处理的土壤养分含量

不同施肥处理间, 土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量的差异也较明显。不同施肥处理间土壤pH值没有显著差异, 但有机无机配施处理(OIF1、OIF2)的有机质含量要显著高于单施无机肥的处理(IF), 而单施无机肥处理(IF)的碱解氮、有效磷、速效钾含量则显著高于有机无机配施处理(OIF1、OIF2)。有机无机配施的2个处理下, 除OIF1处理的碱解氮和速效钾含量显著高于OIF2外, 其他指标间无显著差异。

3 讨论

一般, 新垦耕地的土壤肥力较差。有机肥在提供作物养分、维持地力、更新土壤有机质、促进微生物繁殖、增强土壤保水保肥能力等方面具有明显的效果^[7]。本研究通过田间试验表明, 不同施肥处理对迷你甘薯产量及土壤养分有显著影响。与种植前相比, 施肥显著提高了土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量, 而降低了土壤pH值, 有机无机配施处理的土壤有机质含量显著高于单施化肥, 而土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量则以单施化肥处理为高。与单施化肥相比, 有机无机配施处理的甘薯产量提高了24.2%~38.7%, 其中以羊粪用量2 700 kg· hm^-2的增产效果较好。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献:

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罗明, 张惠远. 土地整理及其生态环境影响综述[J]. 资源科学, 2002, 24(2): 60-63.

土地整理是在近年来我国土地资源紧缺性日益突出的形式下，国家为保障食物安全和生态安全而提出的、以提高土地资源有效利用率为目的重要举措，目前已在全国范围开展，并将在今后相当长时期内成为现实国土资源集约利用的主要手段。在此背景下，该文首先探讨了土地整理的概念内涵及其与相关概念的区别，并对当前我雇哦土地整理活动的内容和运作方式进行了总结，在此基础上，对土地整理项目实施对自然生态环境和社会环境所可能造成的影响进行了系统分析，为全面评价土地整理活动的生态环境影响和进一步规范化、科学化管理土地整理项目提供理论基础。

... 新垦耕地是国家为保障粮食、生态安全而提出的以提高土地资源的有效利用为目的的重要举措^[1] ...

2016

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叶晶, 何立平, 李东宾, 等. 土地整理对土壤微生物群落多样性的影响[J]. 应用生态学报, 2016, 27(4): 1265-1270.

Land consolidation has become a main means of achieving the intensive use of land resources, which ensures the dynamic equilibrium and requisitioncompensation balance of the total cultivated land in China. However, the intensive disturbance during the land consolidation may affect the soil quality. In order to investigate the effect of land consolidation on soil microbial diversity, we studied the changes of soil microbial community diversity after 1year and 4year land consolidation by using PLFA method. The results indicated that compared with no consolidation (Z0), for land consolidation after 1a (Z1a), the soil pH value increased by 14.6%, the soil organic carbon content decreased by 65.4%, the phospholipid fatty acids content and relative abundance of all the microflora decreased significantly ( P P + /G - ) increased significantly by 56.1%. These were significantly related to the increased pH value and the decrease of organic carbon content. The Shannon index and evenness index (E) of soil microbial diversity were significantly decreased, with significant differences observed among Z0 and Z1a, Z4a. After 4-year land consolidation, the indices characterizing soil microbial community diversity were improved compared with those after 1-year land consolidation. In summary, the land consolidation could significantly affect the composition of soil microbial communities, and decrease the stability of the soil ecosystem.

土地整理保证了我国耕地总量的动态平衡和占补平衡，已成为实现国土资源集约利用的主要手段，但整治过程中的强度扰动会对土壤质量产生一定的影响.为了解土地整理对土壤微生物多样性的影响，采用PLFA法研究了土地整理1年(Z1a)、4年(Z4a)后土壤微生物群落多样性的变化.结果表明：与未整理(Z0)相比，土地整理1年后，土壤pH值提高了14.6%，土壤有机碳质量分数降低了65.4%；各菌群磷脂脂肪酸PLFAs含量和相对丰度均显著下降( P P + /G - )升高明显，增加了56.1%，均与有机碳的降低和pH值的升高有显著相关关系；土壤微生物多样性Shannon指数和均匀度指数( E )均显著下降，Z0与Z1a、Z4a之间的差异达显著水平；土地整理4年后，表征土壤微生物群落多样性的各指标相比整理1年的样地有所提升，但与未整理样地仍有显著差异.综上，土地整理显著影响着土壤微生物群落的组成，降低了土壤生态系统的稳定性.

... 0万hm^2[2] ...

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徐萍, 卫新, 王美青, 等. 浙江省低丘缓坡农业资源高效集约利用的路径与对策研究[J]. 中国农业资源与区划, 2013, 34(3): 73-77.

低丘缓坡处于平原向山地的过渡地带,是一个重要的生态区域,也是农业发展重要的后备土地资源宝库.该文评价了浙江省低丘缓坡开发利用的现状,提出了“贯穿一条主线、把握四个突出、构建三大体系”的低丘缓坡农业资源高效集约利用基本思路.根据浙江省低丘缓坡资源分布和农业发展特定的格局,提出了全省4个基本低丘缓坡区域类型的集约利用路径,最后,有针对性地提出了浙江省低丘缓坡农业资源高效集约利用的对策措施.

... 6万hm²,将低丘缓坡改造为耕地是农业资源开发的有效途径之一^[3],但新造耕地土壤有机质、速效氮磷钾含量往往较低^[4],因此,如何实现对新垦耕地的高效利用显得尤为重要 ...

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刘涓, 杜静, 魏朝富, 等. 紫色土区土地整理年限对土壤理化特性的影响[J]. 农业工程学报, 2015, 31(10): 254-261.

为研究土地整理对紫色土区土壤理化特性的影响，采用整理前后点对点的定位采集样品方式进行野外作业，应用主成分分析法和聚类分析法对比分析Ⅰ区（土地整理年限为19个月）、Ⅱ区（土地整理年限为7个月）与Ⅲ区（土地整理年限为1个月）土地整理前后的土壤理化性状相关关系的变化情况。结果表明：短期土地整理年限内（该文设定为19个月），土地整理年限的长短对表土层土壤性质的变化有影响。土地整理工程实施后，Ⅰ区大部分土壤性质更均匀，土壤性质的变化主要为有利的，有机质和阳离子交换量分别显著增加9.59%和13.84%（P＜0.05），土壤砂粒减小（P＜0.05），粉粒和黏粒增加（P＜0.05），团聚体破坏率显著减小33.22%（P＜0.05）；Ⅱ区土层厚度显著增加为25 cm（P＜0.05），砾石含量显著增加（P＜0.05），土壤有效持水量显著增加102.96%（P＜0.05）；Ⅲ区大部分土壤性质更均匀，土壤性质的变化主要是不利的，容重显著增高14.63%（P＜0.05），粉粒含量、有机质分别显著降低14.16%和24.95%（P＜0.05），团聚体破坏率显著增加58%（P＜0.05）。3个区域土地整理后土壤性质间的相关关系都发生了变化。Ward Linkage法各分类组分之间具有更好的相关性，而Average Linkage法与主成分分析结果具有更好的一致性。该文的研究结果可为紫色土区农田的整治工程提供依据。

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... 10³ hm^2[5] ...

2011

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毛土有. 浙西地区新垦红壤田紫甘薯“五改”高效栽培技术[J]. 中国蔬菜, 2011 (5): 57-58.

近几年，国家为实现土地占补平衡而大力实施土地开发垦造耕地项目。在此背景下，地处浙江省西部的衢州市开发了数千公顷的新垦红壤田，由于新垦红壤田土壤团粒结构差、耕作层浅薄、保水保肥能力极弱，栽种甘薯、水稻等一般作物每667 m2 难以取得千元以上的纯收入。为提高新垦红壤田的土地产出率和土地利用率，衢州市农业部门在新垦红壤田引进种植紫甘薯，并推广紫甘薯“五改”高效栽培技术，不仅有效地提高了新垦红壤田的生产效益，取得了每667 m2纯收入1 500 元以上的高效益，比种植其他作物增收1 倍以上；而且与非新垦红壤田种植的紫甘薯相比，新垦红壤田紫甘薯具有无病害、无地下虫害为害，薯块外形圆整、商品性更佳，口感更甜更粉糯、品质更优的特点，累计推广应用面积逾133.3 hm2。

... 研究表明,新垦红壤地种植紫甘薯具有无地下害虫为害、薯块商品性更佳、品质更优的特点,同时提高了新垦地的生产效益^[6] ...

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廖超林, 黄渤, 张鹏博, 等. 不同有机肥对土地整理后烟田的培肥效果[J]. 土壤通报, 2015, 46(6): 1466-1471.

... 有机肥在提供作物养分、维持地力、更新土壤有机质、促进微生物繁殖、增强土壤保水保肥能力等方面具有明显的效果^[7] ...