晉西黃土區(qū)新增耕地土壤改良機(jī)理及最佳施肥配方研究.pdf

1、本研究以晉西黃土丘陵溝壑區(qū)新增耕地為研究對(duì)象，針對(duì)新增耕地土壤熟化程度低、土壤貧瘠、生產(chǎn)力低下等關(guān)鍵問題，選用無(wú)機(jī)肥、有機(jī)肥和生物菌肥等肥料對(duì)土壤進(jìn)行培肥和改良，通過盆栽控制試驗(yàn)分析氮肥、磷肥不同施肥水平條件以及無(wú)機(jī)肥、有機(jī)肥和菌肥三種肥料不同配施措施條件對(duì)土壤物理特性、土壤養(yǎng)分含量、微生物多樣性和大豆、玉米農(nóng)藝性狀等的影響，并分析有機(jī)肥和菌肥在大田土壤改良過程中對(duì)土壤有機(jī)碳組分、土壤酶活性和土壤微生物量的影響，探討不同肥料對(duì)土壤的培肥

2、效果和改良機(jī)理，經(jīng)大田正交試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，篩選適合當(dāng)?shù)卮蠖购陀衩追N植的最佳施肥配方，旨在為晉西黃土丘陵溝壑區(qū)新增耕地快速有效培肥和土壤改良提供理論支持，主要結(jié)論如下:
　　在晉西黃土區(qū)新增耕地上施加氮肥和磷肥均能在一定程度上改善土壤的物理性狀，且均能夠顯著提高土壤有效養(yǎng)分含量和促進(jìn)大豆的生長(zhǎng)，氮肥利用率和磷肥利用率均隨施肥量的增加表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)。針對(duì)氮肥而言，與各施肥量水平相比，N2處理下土壤密度最低，土壤孔隙度、持水量最高，

3、土壤團(tuán)聚狀況最好，土壤堿解氮、速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)等有效養(yǎng)分的含量最高，對(duì)大豆株高、冠幅、干物質(zhì)量和產(chǎn)量的促進(jìn)作用最強(qiáng);針對(duì)磷肥而言，P3處理下土壤各有效養(yǎng)分含量均為最高，大豆株高、冠幅、干物質(zhì)量和產(chǎn)量也最高。新增耕地適宜施氮量為167.6～178.0kg·hm-2，適宜施磷量為29.98～33.86kg·hm-2。
　　O+NPK是晉西黃土區(qū)大豆種植的最佳施肥措施，相比O、B、B+NPK、NPK和CK而言，其土壤密度最低，土壤

4、孔隙度、持水量最高，團(tuán)聚狀況最好，且土壤全氮、堿解氮、全磷、速效磷、有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分含量也是最高，大豆增產(chǎn)235.95％。不同施肥措施對(duì)土壤微生物多樣性的影響程度不同，NPK措施與對(duì)照(CK)的相似度最高，而B措施與CK的相似度最低，僅為47.4％，說明菌肥對(duì)土壤微生物多樣性的影響作用最強(qiáng);B+NPK措施下土壤微生物Shannon-Weaver指數(shù)最高，達(dá)2.531，說明該措施土壤微生物豐富度和均勻度最高。
　　有機(jī)肥和菌肥對(duì)土壤易氧

5、化有機(jī)碳、水溶性有機(jī)碳、酸溶性有機(jī)碳和難降解有機(jī)碳含量變化的影響作用顯著，O3B1組合條件下土壤各有機(jī)碳指標(biāo)含量均為最高，且分別達(dá)到216.860mg·kg-1、316.879mg·kg-1、975.086mg·kg-1、1302.819mg·kg-1;不同施肥水平有機(jī)肥和菌肥對(duì)土壤堿性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性均表現(xiàn)出顯著作用，但對(duì)過氧化氫酶活性影響作用不顯著，O2B2組合下土壤堿性磷酸酶、過氧化氫酶和蔗糖酶的活性都達(dá)到最高，分別為3.

6、281nmol·h-1·g-1、10.837nmol·h-1·g-1、40.387mg·h-1·g-1，O3B2組合下土壤脲酶活性最高，達(dá)0.131mg·g-1;不同施肥水平有機(jī)肥和菌肥能夠顯著影響土壤細(xì)菌和真菌數(shù)量，且二者的交互作用大于單獨(dú)效應(yīng)，O1B1配方下土壤細(xì)菌拷貝數(shù)均值最高，達(dá)(3.02E+06)copies·ng-1，O2B2配方下土壤真菌拷貝數(shù)均值最高，達(dá)3483.33copies·ng-1。
　　大豆正交試驗(yàn)結(jié)果顯

7、示，無(wú)機(jī)肥、有機(jī)肥和菌肥對(duì)大豆株高、冠幅、地徑、干物質(zhì)量和產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀均有顯著促進(jìn)作用，且三種肥料之間交互作用顯著，大豆農(nóng)藝性狀的最佳施肥量為O3B3I3;在土壤養(yǎng)分方面，有機(jī)肥和菌肥對(duì)土壤堿解氮、全磷、速效磷、有機(jī)質(zhì)、陽(yáng)離子交換量(CEC)和pH的影響均表現(xiàn)出顯著作用，但無(wú)機(jī)肥僅對(duì)堿解氮、速效磷、CEC和pH有顯著作用，土壤養(yǎng)分的最佳施肥配方為O3B2I3;在土壤物理特性方面，有機(jī)肥和菌肥對(duì)降低土壤密度，增加土壤持水量和孔隙度的作用

8、顯著，而無(wú)機(jī)肥在降低土壤密度和增加土壤持水量方面作用不顯著，土壤物理性狀的最佳施肥配方為O2B2I3;在經(jīng)濟(jì)效益方面，O3B1I2處理的經(jīng)濟(jì)效益最高，達(dá)4809.00元·hm-2;推薦晉西黃土區(qū)新增耕地種植大豆的最佳施肥配方為O3B1I2，即有機(jī)肥(33.75t·hm2)+菌肥(750kg·hm-2)+無(wú)機(jī)肥(600kg· hm-2)。
　　玉米正交試驗(yàn)結(jié)果顯示，有機(jī)肥和無(wú)機(jī)復(fù)合肥均能顯著促進(jìn)玉米株高、冠幅、地徑、干物質(zhì)量和產(chǎn)量，

9、且有機(jī)肥的影響作用大于無(wú)機(jī)復(fù)合肥，針對(duì)玉米農(nóng)藝性狀的最佳施肥配方為O3I3;在土壤養(yǎng)分方面，有機(jī)肥和無(wú)機(jī)復(fù)合肥均對(duì)土壤全氮、堿解氮、全磷、速效磷、CEC和pH值表現(xiàn)出顯著作用，但無(wú)機(jī)復(fù)合肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響作用不顯著，而有機(jī)肥則能夠顯著促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加，針對(duì)土壤養(yǎng)分的最佳施肥配方為O3I2;在土壤物理特性方面，有機(jī)肥對(duì)土壤各物理特性各指標(biāo)的影響作用均顯著，但無(wú)機(jī)復(fù)合肥的作用不顯著，針對(duì)土壤物理性狀的最佳施肥配方為O2I2;

10、O3I2處理的經(jīng)濟(jì)效益最高，達(dá)15035元·hm-2;推薦晉西黃土區(qū)新增耕地種植玉米的最佳施肥配方為O3I2，即有機(jī)肥為(33.75t·hm-2)+無(wú)機(jī)肥為(600kg· hm-2)。
　　綜上所述，無(wú)機(jī)肥、有機(jī)肥和菌肥均能在一定程度上改善土壤物理性狀、提高土壤養(yǎng)分、促進(jìn)大豆和玉米生長(zhǎng)，無(wú)機(jī)肥對(duì)土壤物理性狀的改善作用較小，但促進(jìn)大豆和玉米生長(zhǎng)的作用顯著，菌肥主要通過影響土壤的微生態(tài)系統(tǒng)改善土壤結(jié)構(gòu)，有機(jī)肥對(duì)改善土壤物理結(jié)構(gòu)、提高土