1、本科毕业论文题 目 不同培肥措施对新垦黄绵土土壤 养分及水分利用效率的影响 学 院 资源与环境学院 专 业 农业资源与环境 毕业届别 2014 姓 名 穆东东 指导教师 李林芝 职 称 讲师 目 录摘要 .1关键词 .1Abstract.1Key words.1前言 .11 材料与方法 .21.1 试验区概况 .21.2 试验设计 .21.3 试验方法 .21.3.1 样品采集 .21.3.2 土壤养分的测定 .21.3.3 土壤容重和水分测定 .31.3.4 数据处理 .32 结果与分析 .32.1 不同施肥处理对土壤养分的影响 .32.1.1 不同施肥处理对土壤全量养分含量的影响 .32.
2、1.2 不同施肥处理对土壤速效养分含量的影响 .42.2 不同施肥处理对水分利用效率的影响 .53 讨论 .6参考文献 .7致谢 .7不同培肥措施对新垦黄绵土土壤养分及水分利用效率的影响穆东东（甘肃农业大学资源与环境学院农业资源与环境专业，甘肃兰州，730070）摘要：在黄土高原中东地区新垦黄绵土土壤上进行了施肥效应试验研究，结果表明：有机肥与氮 、磷、钾肥配合施用是提高新垦土壤肥力和水分利用效率的重要农艺措施，可使生土区耕层土壤有机质、全氮、全磷、分别提高 55.6%、 42.7%、43.9%，速效养分含量亦得到大幅度提高，土壤水分利用效率提高了 21.9% 62.2%。关键词：新垦黄绵土；
3、土壤养分；水分利用效率；土壤培肥Effects of different fertilization on soil nutrient and water use efficiency of newly cultivated loessial soilMU Dong-dong(Major in Agricultural resources and environment in the College of resources and environment of Gansu Agriculture University， Gansu Lanzhou， 730070)Abstract：The e
4、xperiment was carried out on fertilization and soi1 fertility of Loessial soil of newly cultivated in Loess Plateau region. The results showed that cooperative application of organic fertilizer, nitrogen, phosphorus and potassium was an important agronomic measure to increase soil fertility and wate
5、r use efficiency. It could increase the soil organic matter, total nitrogen and total phosphorus by 55.6%, 42.7% and 43.9% respectively. The topsoil available nutrients content were also greatly improvedThe utility of soil water was enhanced by 21.9% 62.2%.Key words：Newly cultivated loess soil；Soil
6、nutrition；Water use efficiency；Soil fertilization前言随着人口增加,耕地面积减少,人地矛盾更加突出,因而要求有更多更好的土地用于农业生产 1。在黄土高原中东地区，黄绵土是该区的主要耕种土壤，由于该区旱地、荒坡地居多，每年都有新开垦的荒坡地用于农业生产，大多数耕地跑水、跑土、跑肥，生土层加厚，土壤肥力过低 2，因此，如何通过合理施肥来改善新垦黄绵土土壤肥力，提高自然降水的利用效率，增加粮食产量，是研究旱作农业，提高土地生产力的重要课题。本文旨在通过新垦土壤施用不同肥料的试验研究来探讨不同培肥措施对新垦黄绵土土壤养分及水分利用效率的影响，为黄土高原中
7、东地区新垦黄绵土壤快速培肥、提高降水利用效率以及增产提供理论依据。1 材料与方法 1.1 试验区概况试验于 2013 年 3-9 月在定西团结镇唐家堡村进行。试验区属中温带半干旱区，平均海拔 1970m，年均太阳辐射 5898MJm 2，日照时数 2 500h，年均气温 6.2，0积温2787.7，10积温 2075.1；无霜期 140d。多年平均降水 415mm，为典型的雨养农业区。土壤为典型的黄绵土，土质绵软，土层深厚，质地均匀，贮水性能良好。1.2 试验设计试验在新垦土壤生土区设 4 个处理（A、C、D、F） ，在熟土区设 3 个处理（A、D、F） 。小区面积 4m6m，3 次重复，采用
8、随机区组顺序排列。试验的肥料用量及组成见表 1，所有肥料均作为基肥在播中前一次性施入。试验供试材料为三棱豆，2013年 3 月 21 日播种，8 月 27 日收获。其它管理同大田。表 1 试验处理及肥料组成化肥用量（kg/亩）处理 处理描述 改良物料亩用量N P2O5 K2OA CK 不施肥 0 0 0 0C 单施有机肥 羊粪2000kg 0 0 0D 单施化肥 12 8 6F 有机肥+ 化肥 羊粪2000kg 12 8 61.3 试验方法1.3.1 样品采集 样品采集于 2013 年 8 月 27 日（收获日） ，采用 S 型多点取样法，在试验地用土钻在 010cm 和 1020cm 土层取
9、样,剔除石块、植物残根等杂物混合后四分法留1kg 左右,实验室内风干研磨过筛,供测定用。1.3.2 土壤养分的测定 有机质用重铬酸钾外加热法；全氮用开氏蒸馏法；全钾用 NaOH熔融法；全磷用 HClO4-H2SO4 法；速效氮采用氢氧化钠-硼酸碱解扩散法；速效磷用钼锑抗比色法；速效钾用火焰光度法 3。1.3.3 土壤容重和水分测定 土壤容重采用环刀法，取样深度为 0200 cm，重复 3 次。土壤水分采用烘干法，取样深度 0200 cm，每 20cm 取样 1 次,重复 3 次。土壤储水量采用以下公式计算:W= hb%10式中,W 为土壤储水量(mm);h 为土层深度(cm); 为土壤容重(g
10、/cm 3);b%为土壤水分重量百分数。1.3.4 数据处理 采用 SPASS17.0 和 EXCEL2007 进行数据处理。2 结果与分析2.1 不同施肥处理对土壤养分的影响2.1.1 不同施肥处理对土壤全量养分含量的影响从收获后耕层土壤全量养分含量分析结果(表 2)看出，无论化肥单施还是有机肥单施，均对提高耕层土壤养分含量有一定的作用，但以有机肥与化肥肥配合施用对土壤的培肥效果较为显著。总体来看，全量养分含量熟土区大于生土区，除全钾外 010cm 土层大于1020cm 土层。其收获后有机质含量为生土区 A 处理（CK ）的 1020cm 最低，在生土区表层土壤（010cm）上，有机质含量大
11、小依次为 FCDA，其中处理 F（有机肥+化肥） 、C （有机肥） 、D（化肥）分别较 CK 高 55.6%、50.74%、22.8%；在熟土区，处理A、D、F 有机质含量分别 16.38g/kg、17.22g/kg、 18.70g/kg，显著高于生土区同一处理含量，其 1020cm 变化趋势与 010cm 基本一致，说明适当增加施肥量可以提高新垦土壤有机质含量，特别是有机肥料的使用能够加快生土的熟化。表 2 不同处理对土壤全量养分含量的影响有机质(g/kg) 全氮(g/kg) 全磷(g/kg) 全钾(g/kg)处理0-10cm 10-20cm 0-10cm 10-20cm 0-10cm 10
12、-20cm 0-10cm 10-20cmA 11.43b 11.31b 0.75b 0.68a 0.41b 0.38b 35.64a 36.88a C 17.23a 12.49a 1.10a 0.85a 0.45b 0.42b 38.86a 40.13aD 14.04b 11.82a 0.95ab 0.83a 0.43b 0.40b 39.58a 39.77a生土区F 17.79a 13.38a 1.07a 0.90a 0.59ab 0.57a 37.97a 38.10aA 16.38b 14.85a 0.90b 0.87a 0.69a 0.54a 38.48a 40.15aD 17.22a
13、16.82a 0.92b 0.88a 0.72a 0.70a 39.87a 39.74a熟土区 F 18.70a 16.98a 1.13a 0.89a 0.89a 0.82a 34.87a 37.64a从表 2 显著性分析中可以看出，在 1020cm 层次中土壤全氮含量差异不显著，而在010cm 耕层土中差异性显著，相同处理 010cm 高于 1020cm。在生土区处理 F、C、D均显著高于 CK，且处理 C（010cm ）最大为 1.10g/kg，较 CK 高出了 0.35g/kg，在熟土区处理 F 均显著高于 A 和 D，说明有机肥在改善土壤全氮含量过程中较化肥明显。生土区和熟土区同一处理
14、差异不显著，这可能与当年种植豆科作物固氮有关。土壤全磷是土壤磷素总体水平的体现，是土壤无机磷素和有机磷素的总和，能反映土壤磷库大小和潜在的供磷能力 4。新垦生土区和熟土区 2 个土层各处理的土壤全磷含量变化幅度均相对较小，且变化趋势基本一致，均为 010cm 土层高于 1020cm 土层。其中，010cm 土层熟土区各处理均显著大于生土区，熟土区处理 F、D、A 分别比生土区同处理高出 50.8%、67.4%、68.3%，生土区 010cm 土层全磷含量大小依次为FCDA，但各个处理间差异并不显著，说明新垦生土全磷含量普遍较低，通过增加耕作年限可以提高生土土壤全磷含量。不同处理之间，无论是生土
15、区还是熟土区，全钾含量差异并不显著，说明在新垦黄绵土上增加耕作年限或者施肥对耕层土壤全钾含量影响不明显。从不同土层可以看出，1020cm 土层全钾含量略高于 010cm 土层，这可能跟作物根系从土壤中吸钾深度、表层土壤干湿交替规律有关。2.1.2 不同施肥处理对土壤速效养分含量的影响表 3 表明，熟土区土壤速效养分含量高于生土区，这是由于熟土区长时间的耕作影响所致，使得熟土区肥力较高 5-6。在生土区 010cm 土层上，单施化肥（D）的碱解氮、速效磷、速效钾含量分别比 CK 高 14.5%、59.2%、 37.2%；单施有机肥（C）的碱解氮、速效磷、速效钾含量分别比 CK 高 18.9%、1
16、74.2% 、162.7%；有机肥+化肥（F）的碱解氮、速效磷、速效钾含量分别比 CK 高 53.7%、206.3%、181.3%，1020cm 土层中速效磷和速效钾显著低于 010cm 土层，由此可以看出，有机无机配施能显著提高生土区耕层速效养分的含量，特别是 010cm 土层。相同处理熟土区比生土区碱解氮、速效磷、速效钾分别高出了 12.417.6mg/kg、23.8130.77 mg/kg、4682mg/kg。表 3 不同处理对土壤速效养分含量的影响碱解氮(mg/kg) 速效磷(mg/kg) 速效钾(mg/kg)处理0-10cm 10-20cm 0-10cm 10-20cm 0-10cm
17、 10-20cmA 29.6d 29.4d 13.02e 9.71c 129e 126cC 35.2d 34.4d 35.71c 12.86b 339b 163bD 33.9d 33.2d 20.73d 11.81bc 177d 139bc生土区F 45.5bc 41.7c 39.89bc 11.00bc 363b 156bA 42.0c 40.3c 40.49b 31.08a 245c 168bD 51.5b 50.2b 44.54b 27.33a 259c 151b熟土区 F 62.7a 56.3a 70.66a 30.24a 409a 254a在生土区（010cm） ，速效氮磷钾的含量表
18、现出一致性，大小依次为 FDCA，且处理 F 显著高于其他处理，其中碱解氮表现为处理 A、C、D 差异不显著，速效磷处理 C和 F 显著高于处理 A 和 D，速效钾同速效磷相一致，说明新垦土壤耕层速效养分受肥料影响很大，特别是有机肥带给土壤的较多。在生土区（1020cm） ，各处理间碱解氮同010cm 土层一致，速效磷和速效钾不同处理间差异并不显著。在熟土区速效养分含量变化趋势同生土区相吻合。2.2 不同施肥处理对水分利用效率的影响从表 4 可以看出，不同施肥处理的水分利用率与产量趋势相吻合，各施肥处理对三棱豆生育期田间总耗水量没有明显的影响。而以生土区与熟土区来说，生土区各处理的平均耗水量（
19、379.39mm）比熟土区各处理的平均耗水量（367.11mm）多 12.28mm，这可能跟熟土区三棱豆地上生物部分长势较好，茎叶扩大了覆盖地面度而降低了土壤蒸发有关。表 4 不同施肥处理对水分利用效率的影响处 理 播前0-2m 土层储水量（mm） 生育期降水量（mm） 收后 0-2m 土层储水量（mm） 耗水量（ mm） 产量（kg/ha ） 水分利用效率（kg/ha mm） 增幅（ %）A 148.66 441.50 238.31 351.85 1648.05 4.68 C 148.66 441.50 193.60 396.56 2384.53 6.01 28.5D 148.66 441.
20、50 201.73 388.43 2558.22 6.59 40.7生土区 F 148.66 441.50 202.43 380.73 2890.23 7.59 62.2A 163.19 441.50 245.31 359.37 2162.19 6.02 D 163.19 441.50 239.40 365.29 2681.15 7.34 21.9熟土区 F 163.19 441.50 228.01 376.68 3167.92 8.41 39.7注：耗水量 =播前土壤贮水量 +生育期降水 -收后土壤贮水量；水分利用效率 =产量耗水量 在生土区，单施有机肥、单施化肥和有机无机配施的水分利用效率
21、，比 CK 分别提高28.5%、 40.7%和 62.2%，而在熟土区，单施化肥和有机无机配施比 CK 分别提高 21.9%和39.7%，相比较而言，同一处理生土区比熟土区水分利用效率增幅相对较大，且生土区最高产量处理 F 比 CK 高出了 1242.18kg/ha，同比熟土区（1005.73kg/ha）增加了236.45kg/ha。由此可以看出，无论是生土区还是熟土区，均以有机肥与无机肥配合施用处理的产量和水分利用效率最高，尤其在生土区，新垦黄绵土肥力很低，施肥可以显著提高水分利用效率，说明施用化肥或化肥与有机肥配合施用可显著提高新垦黄绵土土壤水分利用效率。3 讨论1) 试验结果表明，在新垦
22、黄绵土上，增加耕作年限和肥料投入都可以改善土壤耕层养分，有机无机配施可使新垦黄绵土壤耕层有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾分别平均增加 6.36g/kg、2.07g/kg、16.0mg/kg、26.87mg/kg、234mg/kg，对全磷和全钾影响较小，这和桂国林 7研究新垦淡灰钙土磷肥后效结果一致。2) 增加肥料投入并进行配合施肥是黄土高原中东新垦旱作农业区充分利用自然降水，提高水分利用效率的主要技术措施。这些措施对于新垦黄绵土显得尤为重要。而在最佳施肥处理（生土区 F）条件下水分利用效率仅为 7.59kg/ha mm，这一水分利用率仍处于低水平，表明黄绵土基础肥力还很低，要改变这种状况，
23、必须通过长期的培肥地力，方能达到逐步提高水分利用效率的目的。3) 在生土区，不同处理间三棱豆的产量表现为：FCDA，汪惠芳 8等研究发现有机肥无机肥配施增产的主要原因是，提高了大田叶面积系数，增加有效分技数，单株荚数与百粒重，实行有机肥无机肥配施可使大豆生育期延长 23d，并有利于大豆根瘤菌形成，始熟期根瘤数比对照增加 73.7588.75 %。因此，在新垦黄绵土上合理地选择作物品种和轮作制度是培肥生土的另一种可靠途径。4) 新垦黄绵土旱地施肥，并注意不同肥料的合理配合，可增强作物吸收利用水分，进而提高产量和水分利用率。因此，在新垦黄绵土旱作农业区，应增施肥料，尤其是有机肥，并注意和化学肥料的
24、配比，是提高该区粮食生产最有效的途径。参考文献1谢开云,董慕新,刘更另.红壤丘陵区三种土壤生土熟化初期的养分和 pH 变化特征J.中国农业科学,1994,27(6):33-40.2刘海福.干旱地区提高新修梯田土地生产力的措施J.甘肃科技,2006,22(1)：178-l793中国土壤学会农业化学专业委员会.土壤农业化学常规分析方法M.北京:科学出版社,19834Francis, D.D., J.S. Schepers, and M.F. Vigil. 1993. Post-anthesis nitrogen loss from corn.Agron. J. 85:659-663.5刘建平,张海云,路广平等.生土特性及生土快速培肥措施J.山西水土保持科技,2001(3):14-16.6洪世奇,朱胤华,江华等.山旱区新修梯田土壤培肥途径及其效益研究J.干旱地区农业研究,1998,16(2):80-83.7桂国林.新垦淡灰钙土磷肥后效研究J.土壤通报,2009,40(2):335-337.8汪惠芳,朱丹华,郑连光.有机肥与无机肥配施对新垦红壤春大豆生长及产量响J.土壤肥料,1997(6).致谢
