绿肥与秸秆配合还田对江苏丘陵地区不同类型土壤肥力的短期影响

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　　摘要：为探讨绿肥与秸秆配合还田对土壤改良培肥的效果，以稻麦轮作为对照，通过连续3a的定位试验，研究了绿肥与秸秆配合还田对土壤肥力的影响。结果表明，通过连续3a的稻麦轮作与稻肥还田，不同类型土壤肥力对绿肥与秸秆配合还田的响应程度不同。综合来看，绿肥与秸秆配合还田有利于提高丘陵地区土壤pH和土壤有机质，但对土壤肥力的提升程度还受到不同土壤类型的影响。
　　关键词：秸秆还田;绿肥;稻田;土壤肥力
　　中图分类号：S-3
　　文献标识码：A
　　DOI：10.19754/j.nyyjs.20200215001
　　收稿日期：2020-01-08
　　基金项目：国家自然科学基金（项目编号：31600431）;常州工程职业技术学院高层次人才科研启动项目（项目编号：11130900117009）
　　作者简介：蒋婧（1986-），博士，助理研究员。研究方向：生态系统养分循环;
　　通讯作者肖旭，副研究员。
　　“水稻加绿肥”耕地轮作休耕模式是实现稻田土壤资源持续利用的重要途径，也是农业种植业结构调整的重要方向。据不完全统计，我国南方稻区约有冬闲田2000万hm2属豆科黄芪属越年生草本植物，是我国南方稻田的主要绿肥作物。
　　本研究于2013—2016年在江苏省南京市3个主要稻区开展绿肥、秸秆及其配合还田试验，研究了紫云英与秸秆配合还田条件下土壤改良培肥效果，以期探索不同地力水平下不同稻田绿肥、秸秆应用模式，为水稻种植及绿肥推广提供理论支持。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验区概况
　　试验区位于江苏省南京市，该地区属北亚热带湿润气候区，四季分明，日照充足，雨量充沛，年平均降水量1094mm，年平均温度15.4℃。选择3个不同土种的试验点：高淳区漆桥镇和平村（N 31°22′25.2″，E 119°00′51.1″），土种：板浆白土;江宁区湖熟镇尚桥社区石桥口村（N 31°48′11.63″，E 118°56′12.69″），土种：河淤土;浦口区汤泉农场马北片（N 32°5′36.18″，E 118°27′49.65″），土种：马肝土。试验点0～20cm耕层土壤基本理化性状如表1所示。
　　1.2 试验方法
　　本试验设2个处理，处理1：稻-麦轮作;处理2：稻-肥轮作。所有试验处理在水稻种植之前（每年6月初）进行1次翻耕，淹水后将稻草或绿肥混匀、翻压入土至少14d后种植水稻，翻压深度为10～15cm。
　　2015年浦口区汤泉农场、高淳区漆桥镇、江宁区湖熟镇紫云英鲜草产量分别为25050kg/hm2、21750kg/hm2、19155kg/hm2，紫云英养分含量如表2所示。稻田其它管理措施同当地常规大田生产一致。
　　1.3 样品采集
　　2016年10月，水稻收割后，根据随机、等量和多点的采样原则，每块田按照S型布点选择5～10个非根际土采样点，用土钻取0～20cm耕层土壤，将土壤均匀混合。土壤去除植物根系、石子等杂物，过2mm土筛，于冰箱4℃保存。
　　1.4 统计方法
　　数据采用IBMSPSS20.0进行方差分析，对有显著差异的处理采用Duncan`s进行多重比较，采用SigmaPlot12.5制图。
　　2 结果与分析
　　2.1 对pH和土壤有机质含量的影响
　　土壤pH值影响土壤中养分存在的状态、转化及其有效性，是土壤质量的重要指标。作物生长也有其比较适宜的pH值范围，如果超出这一范围，作物生长将会受到一定影响。稻肥轮作对pH值有一定的提升作用，随着稻肥轮作模式实施时间的增加（2～3a），稻肥轮作模式下水稻田土壤pH值比稻麦轮作模式略高，板浆白土、马肝土、河淤土分别提高了0.2%、0.95%、9.7%，且稻麦与稻肥轮作模式下3个土种之间pH值差异显著（马肝土>河淤土>板浆白土，图1a，P<0.001）。
　　土壤有机质含量的高低常用于表征土壤肥力水平。与稻麦轮作相比，稻肥轮作后板浆白土、马肝土、河淤土的土壤有机质含量相对提高了50.7%、37.3%、46.3%。与pH一样，无论稻麦或稻肥轮作模式，3种土壤之间有机质含量差异均显著（馬肝土>河淤土>板浆白土，图1b，P<0.001）。
　　2.2 对土壤氮含量的影响
　　土壤全氮含量与有机质含量均是土壤肥力的重要指标之一，土壤中的全氮含量代表着土壤氮素的总贮量和供氮潜力。稻肥轮作下板浆白土、马肝土与河淤土较稻麦轮作土壤全氮含量分别增长-20.5%、37.3%、-5.9%。稻麦与稻肥轮作模式下3种土壤之间全氮含量差异显著（马肝土>河淤土>板浆白土，图2a，P<0.001）。
　　土壤全氮包括有机态氮与无机态氮2大类，无机态氮主要是铵态氮（NH4+-N）和硝态氮（NH3--N），容易被作物直接吸收利用。与稻麦轮作相比，稻肥轮作下板浆白土、马肝土、河淤土的土壤铵态氮分别提高了233.3%、-50.0%、240%（图2b），硝态氮分别降低了-29.5%、-20.4%、3.2%（图2c）。稻麦轮作下马肝土铵态氮含量显著高于板浆白土、河淤土，稻肥轮作下河淤土铵态氮含量显著高于板浆白土、马肝土（图2b，P<0.001）。
　　2.3 对土壤全磷和有效磷含量的影响
　　土壤全磷量即磷的总贮量，土壤中磷素大部分以迟效性状态存在，因此土壤全磷含量并不能作为土壤磷素供应的指标。与稻麦轮作相比，稻肥轮作下板浆白土、马肝土、河淤土的土壤全磷分别提高了-22.2%、8.8%、-0.8%（图3a）。稻麦与稻肥轮作下3种土壤之间全磷含量差异显著（稻麦轮作：板浆白土>河淤土>马肝土;稻肥轮作：马肝土>河淤土>板浆白土。P<0.001）。 　　有效磷是土壤中可被植物吸收利用的磷的总称，是土壤磷素养分供应水平高低的指标，土壤磷素含量高低在一定程度反映了土壤中磷素的贮量和供应能力。稻肥轮作下板浆白土、马肝土、河淤土的土壤有效磷含量较稻麦轮作分别增长9.1%、-10.6%、-12%（图3b）。稻麦轮作下3种土壤之间有效磷含量差异显著（河淤土>马肝土>板浆白土，P<0.001），稻肥轮作下河淤土有效磷含量显著高于板浆白土、马肝土（P<0.05）。
　　2.4 对土壤全钾和速效钾含量的影响
　　钾是植物生长的3大要素之一，全钾量是土壤供钾潜力的指标，也反映土壤的风化程度。稻肥轮作下板浆白土、马肝土、河淤土的土壤全钾含量较稻麦轮作分别增长7.1%、4.4%、-3.9%（图4a）。稻麦与稻肥轮作下3种土壤之间全钾含量差异显著（马肝土>板浆白土>河淤土，P<0.001）。
　　速效钾反映了土壤对植物的即时供钾水平。与稻麦轮作相比，稻肥轮作下板浆白土、马肝土、河淤土的土壤速效钾含量分别提高了-1.1%、-41.9%、-3.7%（图4b）。稻麦与稻肥轮作下3种土壤之间速效钾含量差异显著（马肝土>板浆白土>河淤土，P<0.001）。
　　3 讨论
　　本研究结果表明，与稻麦轮作相比，水稻秸秆还田与紫云英绿肥还田后丘陵地区土壤pH均有所提高。秸秆含有作物生长发育所必需的氮、磷、钾等营养元素，能有效增加土壤中有机质含量，改善土壤肥力状况。
　　秸秆还田不仅影响土壤肥力，对土壤物理结构也有一定的影响。本研究进一步发现，与稻麦轮作相比，秸秆与绿肥还田降低了板浆白土、河淤土的土壤容重，马肝土的土壤容重有所提高。这可能是因为随着土壤有机物的分解进程土壤容重的大小受到季节、气候和田间水分状况变化等多方面因素的影响而存在波动。
　　综上，秸秆还田是提升土壤肥力、改善土壤理化性状的有效措施，且秸秆还田实施年限越久，对土壤肥力的提升效果可能越明显。但是对于不同的土壤类型，由于土壤本身理化性质与所在环境条件不同，导致对秸秆与绿肥还田的响应程度会不一致，因此为更好地反映秸秆管理措施对土壤物理属性的影响，还有待于更长年限的观测研究。
　　参考文献
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　　[2] 刘晓霞，陶云彬，章日亮，吴东涛，王军君，陈一定.秸秆还田对作物产量和土壤肥力的短期效应[J].浙江农业科学，2017（03）：508-510，513.
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　　（责任编辑 木易）
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