试验位于嘉兴市秀洲区3个省级长期定位监测点, 监测时间为2007— 2016年。其中:王店镇镇中村监测点土壤属黄斑田, 建点时pH值6.7, 土壤有机质含量13.0 g· kg^-1, 碱解氮含量69.5 mg· kg^-1, 有效磷含量17.5 mg· kg^-1, 速效钾含量110.3 mg· kg^-1; 新塍镇桃园村监测点土壤属黄心青紫泥田, 建点时pH值5.9, 土壤有机质含量40.5 g· kg^-1, 碱解氮含量176.5 mg· kg^-1, 有效磷含量6.8 mg· kg^-1, 速效钾含量84.8 mg· kg^-1; 油车港镇麦家村监测点土壤属青紫泥田, 建点时pH值5.4, 土壤有机质含量50.3 g· kg^-1, 碱解氮含量210.8 mg· kg^-1, 有效磷含量72.4 mg· kg^-1, 速效钾含量99.5 mg· kg^-1。

各监测点种植制度均为单季晚稻, 试验品种为农户自选水稻品种, 包括秀水134、嘉58、甬优538和甬优1540等。

各监测点均设置4个隔肥隔水水泥槽小区, 每小区20 m², 不设重复, 分别对应于1个处理。处理A, 纯化肥; 处理B, 化肥+有机肥, 即在处理A的基础上增施7 500 kg· hm^-2瑞丰天元商品有机肥(总养分含量5%~8%, 有机质质量分数50%~65%); 处理C, 化肥+秸秆还田, 在处理A的基础上增施7 500 kg· hm^-2稻草; 处理D, 空白对照。各监测点试验方案每年不变, 化肥施用量根据各点土壤地力水平确定, 选用尿素、碳酸氢铵、普通过磷酸钙和氯化钾配制:镇中村, N 225 kg· hm^-2, P₂O₅ 45 kg· hm^-2, K₂O 90 kg· hm^-2; 桃园村, N 210 kg· hm^-2, P₂O₅ 22.5 kg· hm^-2, K₂O 90 kg· hm^-2; 麦家村, N 180 kg· hm^-2, K₂O 90 kg· hm^-2。肥料分基肥、苗肥和穗肥3次施用:5月底— 6月初施基肥, 施氮肥总量的25%(含碳酸氢铵中的氮), 碳酸氢铵、普通过磷酸钙、有机肥或秸秆一次性基施; 6月中下旬施苗肥, 施氮肥总量的40%和氯化钾总量的100%; 8月上旬施穗肥, 施氮肥总量的35%。每2年单季晚稻收获前各小区分别采集土样, 测定土壤有机质(油浴加热重铬酸钾氧化-容量法)、碱解氮(碱解扩散法)、有效磷(碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法, Olsen法)、速效钾(乙酸铵浸提-火焰光度法)含量等性状指标。

从表1可以看出, 2007年建点时各监测点4个处理间土壤有机质含量无显著差异。随着定位监测时间延长, 各处理的土壤有机质含量绝大部分均有不同幅度的增加, 其中, 建点时有机质含量最低的镇中村监测点10 a增幅最大, 土壤有机质含量提升效果最为明显, 桃园村和麦家村监测点10 a增幅相对较小。从同一监测点的不同处理看, 处理B和处理C的土壤有机质含量10 a增幅高于处理A和处理D。试验结果表明, 基础有机质含量较低的土壤有机质提升潜力最大, 增施商品有机肥或增施稻草能较好地提升土壤有机质含量。

表1

表1

表1 秀洲区2007— 2016年长期不同施肥处理对土壤有机质含量的影响 地点 处理 土壤有机质含量/(g· kg-1) 10 a变幅/ % 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 镇中村 处理A 13.6 13.1 12.8 11.5 15.6 15.0 19.4 15.3 16.0 18.8 38.2 处理B 12.3 12.6 12.8 11.0 13.8 13.9 20.9 17.6 18.4 24.3 97.6 处理C 12.2 12.7 13.1 12.1 14.1 16.8 22.8 17.0 19.6 20.4 67.2 处理D 13.8 13.2 12.5 11.5 12.1 11.8 19.4 14.7 18.8 19.0 37.7 桃园村 处理A 39.7 35.3 37.2 40.5 41.6 42.0 46.1 41.5 42.8 42.7 7.6 处理B 41.1 45.6 46.1 46.1 45.3 44.9 52.3 44.2 45.9 50.3 22.4 处理C 39.3 39.1 38.4 44.5 43.8 44.4 51.6 43.1 41.2 45.3 15.3 处理D 41.7 34.6 37.4 40.5 41.2 40.6 49.5 41.6 41.2 42.3 1.4 麦家村 处理A 48.1 50.8 46.9 48.2 53.1 53.0 57.4 53.5 49.8 51.7 7.5 处理B 49.8 48.3 52.2 47.7 52.5 55.5 62.9 54.4 51.9 55.8 12.0 处理C 51.1 49.3 52.1 50.2 57.8 53.2 63.3 53.7 51.3 56.9 11.4 处理D 52.1 50.6 49.0 50.3 23.9 49.5 59.3 54.5 54.0 53.3 2.3

表1 秀洲区2007— 2016年长期不同施肥处理对土壤有机质含量的影响

从不同监测点位看(表2), 3个监测点土壤碱解氮含量随着监测时间延长变化趋势不一, 建点时土壤碱解氮含量最低的镇中村土壤碱解氮含量10 a增幅最大, 桃园村土壤碱解氮含量10 a间反而略有下降。说明土壤碱解氮含量低的土壤容易提升, 含量高的保持高位持续时间比较长, 而含量中等的则容易出现亏损、降低现象。从同一监测点的不同处理看, 施用商品有机肥的处理相对其他处理土壤碱解氮保持最高, 对照处理始终较低, 这表明商品有机肥对提高土壤保肥能力和缓冲能力具有重要作用, 秸秆还田腐熟需要消耗一定的土壤速效氮, 效果不如施用商品有机肥, 不施肥处理下土壤碱解氮透支消耗明显。

表2

表2

表2 秀洲区2007— 2016年长期不同施肥处理对土壤碱解氮含量的影响 地点 处理 土壤碱解氮含量/(mg· kg-1) 10 a变幅/ % 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 镇中村 处理A 71 73 74 57 65 73 77 67 63 77 10.7 处理B 65 74 104 69 61 69 80 73 69 93 43.4 处理C 59 65 89 66 81 65 88 70 73 68 14.9 处理D 83 79 77 55 57 60 80 62 82 83 0.1 桃园村 处理A 173 168 174 164 158 195 162 146 151 138 -20.1 处理B 172 171 177 194 169 172 191 155 170 152 -11.8 处理C 172 179 180 186 174 172 180 150 152 118 -31.4 处理D 189 162 155 159 162 164 173 147 140 113 -40.0 麦家村 处理A 193 229 255 243 223 223 217 192 174 235 21.7 处理B 203 219 253 249 215 219 221 199 185 274 35.0 处理C 222 227 216 235 219 231 223 206 173 243 9.5 处理D 225 221 206 243 69 215 217 196 200 220 -2.2

表2 秀洲区2007— 2016年长期不同施肥处理对土壤碱解氮含量的影响

对比不同监测点位发现(表3), 桃园村、镇中村和麦家村监测点10 a土壤有效磷含量变幅分别表现为增幅最大、有增有减、减幅最大, 说明有效磷含量低的土壤容易提升、中高含量的土壤少施磷肥或不施磷肥则容易出现当季亏损, 这与有效磷容易被土壤固定有密切关系。从同一监测点的不同处理看:施磷肥的情况下(镇中村和桃园村监测点), 施用商品有机肥的处理相对其他处理土壤有效磷保持最高, 不施肥的处理始终最低, 纯化肥处理和秸秆还田处理保持中等; 在不施磷肥的情况下(麦家村监测点), 施用商品有机肥对保持土壤有效磷的作用不明显。上述结果表明, 商品有机肥对提高土壤保肥能力和缓冲能力具有重要作用, 但在不施磷肥的条件下, 商品有机肥对提高土壤有效磷含量的作用有限。

表3

表3

表3 秀洲区2007— 2016年长期不同施肥处理对土壤有效磷含量的影响 地点 处理 土壤有效磷含量/(mg· kg-1) 10 a变幅/ % 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 镇中村 处理A 17.5 16.3 17.7 19.4 12.1 12.7 13.2 22.8 20.6 18.3 4.6 处理B 16.9 17.4 20.5 23.2 18.4 17.8 36.2 38.2 44.2 34.1 101.8 处理C 16.8 18.3 19.9 17.8 12.3 12.1 18.4 24.3 20.0 11.4 -32.1 处理D 18.6 14.3 10.0 10.9 11.4 9.6 10.0 16.4 11.8 8.3 -55.4 桃园村 处理A 6.8 6.3 6.4 10.5 9.5 8.4 6.9 12.0 9.9 11.3 66.2 处理B 7.7 8.3 13.2 12.7 13.2 13.4 22.4 41.5 42.2 29.7 285.7 处理C 6.2 8.0 8.6 8.9 8.5 9.1 6.5 11.0 9.7 13.2 112.9 处理D 6.3 6.7 6.2 7.3 7.7 7.6 8.0 13.5 10.6 9.8 55.6 麦家村 处理A 76.0 76.5 73.4 57.3 56.5 69.6 87.4 68.1 68.9 70.3 -7.5 处理B 72.4 79.6 85.9 78.6 72.0 63.8 81.8 82.7 97.4 52.6 -27.3 处理C 72.8 79.5 89.5 70.4 55.0 70.7 109.3 72.3 79.9 59.1 -18.8 处理D 68.5 70.5 66.1 64.9 39.7 59.8 78.9 87.0 80.6 61.5 -10.2

表3 秀洲区2007— 2016年长期不同施肥处理对土壤有效磷含量的影响

不同监测点位间比较发现(表4), 随着监测时间延长, 桃园村监测点土壤速效钾含量10 a增幅最大, 其他2个监测点土壤速效钾含量则有增有减, 变化趋势不明显, 这表明土壤速效钾含量低的土壤容易提升, 而中高含量的土壤少施肥也容易出现亏损现象。从同一监测点的不同处理看, 施用商品有机肥的处理相对其他处理土壤速效钾始终保持在较高水平, 这表明商品有机肥对提高土壤保肥能力和缓冲能力具有重要作用。不施肥的处理土壤速效钾含量并不是最低的, 这与多年空白处理后作物收获产量始终最小、钾元素带走量少有很大关系。

表4

表4

表4 秀洲区2007— 2016年长期不同施肥处理对土壤速效钾含量的影响 地点 处理 土壤速效钾含量/(mg· kg-1) 10 a变幅/ % 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 镇中村 处理A 113 104 106 91 106 93 95 109 112 92 -18.6 处理B 106 115 121 110 97 101 103 111 133 116 9.4 处理C 108 110 115 110 85 115 102 106 106 95 -12.0 处理D 114 101 93 96 97 95 108 122 115 112 -1.8 桃园村 处理A 84 76 82 86 93 104 102 98 99 129 53.6 处理B 81 105 95 101 108 115 108 110 104 134 65.4 处理C 86 101 103 85 94 113 100 102 93 107 24.4 处理D 88 79 73 85 92 90 107 104 105 121 37.5 麦家村 处理A 104 91 100 100 92 123 100 110 105 92 -11.5 处理B 105 107 110 95 85 122 108 115 122 129 22.9 处理C 98 104 111 91 151 123 131 115 105 117 19.4 处理D 91 79 75 84 81 112 102 138 138 124 36.3

表4 秀洲区2007— 2016年长期不同施肥处理对土壤速效钾含量的影响