黃 婷，荀衛(wèi)兵，張瑞福,3

（1.南京中醫(yī)藥大學(xué) 翰林學(xué)院，江蘇 泰州 225300；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京210095；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京100081）

長(zhǎng)期不同施肥對(duì)北方旱地輪作土壤有機(jī)質(zhì)和作物產(chǎn)量影響的抽樣調(diào)查

黃 婷1，荀衛(wèi)兵2，張瑞福2,3

（1.南京中醫(yī)藥大學(xué) 翰林學(xué)院，江蘇 泰州 225300；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京210095；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京100081）

土壤耕地質(zhì)量受到越來越多的關(guān)注。土壤有機(jī)質(zhì)作為土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)與不同施肥機(jī)制之間的聯(lián)系也越來越緊密。長(zhǎng)期施用含氮化肥會(huì)導(dǎo)致土壤pH值下降，而配施有機(jī)肥能夠有效緩解土壤酸化、促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)積累、增加作物產(chǎn)量。以安徽省阜陽市長(zhǎng)期定位試驗(yàn)為研究平臺(tái)，通過研究6種不同施肥模式（不施肥，單施化肥，有機(jī)肥＋化肥，化肥＋秸稈，有機(jī)肥＋化肥＋秸稈，有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥）下土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的演變規(guī)律以及作物產(chǎn)量與土壤有機(jī)質(zhì)之間的關(guān)系，提出能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和增加作物產(chǎn)量的最優(yōu)培肥措施。結(jié)果表明：北方旱地輪作土壤，以有機(jī)肥代替部分化肥，能在穩(wěn)定甚至增加作物產(chǎn)量的同時(shí)促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)積累?；貧w分析結(jié)果表明：小麥Triticum aestivum季和玉米Zea mays季的作物產(chǎn)量與土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間均呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.598 4（小麥季）和0.443 7（玉米季），且相關(guān)性分別達(dá)顯著（P＜0.05）和極顯著（P＜0.01）水平。圖3表4參31

土壤學(xué)；長(zhǎng)期施肥；旱地輪作；土壤有機(jī)質(zhì)；作物產(chǎn)量

土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)［1］。土壤肥力是土壤質(zhì)量的核心，是眾多土壤肥力要素綜合作用的反映［2］。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤養(yǎng)分的重要來源，是決定土壤質(zhì)量的基本指標(biāo)之一，也是土地生產(chǎn)力的重要指標(biāo)［3－7］。 長(zhǎng)期肥力肥效定位試驗(yàn)被認(rèn)為是研究肥料對(duì)作物產(chǎn)量、土壤肥力和環(huán)境等影響的可靠方法，可以為研究不同培肥措施對(duì)生態(tài)環(huán)境、土壤肥力及作物產(chǎn)量的影響提供可靠的數(shù)據(jù)，是短期試驗(yàn)所不可比擬的［8－9］。施肥是土壤肥力演變最直接的影響因子［10－13］，但是如果土壤有機(jī)質(zhì)大量流失，即使大量施肥，土壤的持續(xù)生產(chǎn)力也會(huì)降低［14］。有機(jī)肥富含植物生長(zhǎng)所需的各種必需元素及有機(jī)養(yǎng)分，能夠滿足作物不同生長(zhǎng)期對(duì)各種養(yǎng)分的需求，可以改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)。因此，增施有機(jī)肥，以有機(jī)肥替代部分化肥，減少化肥用量是解決這些問題的有效途徑。為此前人進(jìn)行了許多研究，來揭示土壤培肥后土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化規(guī)律以及作物產(chǎn)量與土壤有機(jī)質(zhì)含量的關(guān)系［15］。本研究以安徽省阜陽市砂姜黑土肥力肥效長(zhǎng)期定位試驗(yàn)基地為平臺(tái)，探討長(zhǎng)期有機(jī)無機(jī)肥料配施對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量及作物產(chǎn)量的提升作用，為尋求培育作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的土壤結(jié)構(gòu)和環(huán)境，提高土壤耕地質(zhì)量的途徑提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本研究選取砂姜黑土長(zhǎng)期肥力肥效定位試驗(yàn)基地，試驗(yàn)點(diǎn)為安徽科技學(xué)院安徽阜陽臨泉農(nóng)科所（32°55′N，E 115°06′E）。試驗(yàn)為華北平原占主導(dǎo)的冬小麥Triticum aestivum和夏玉米Zea mays 1 a 2熟栽植模式，施肥澆水均按照華北平原傳統(tǒng)管理模式。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)根據(jù) “不同有機(jī)肥種類＋有機(jī)肥不同施用量＋秸稈不同利用方式”，可歸類為 “對(duì)照組” “施化肥組” “有機(jī)肥＋化肥組” “化肥＋秸稈組” “有機(jī)肥＋化肥＋秸稈組”和 “有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥組”，共17個(gè)處理。試驗(yàn)點(diǎn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)置（重復(fù)4次·處理－1），共68個(gè)小區(qū)。各個(gè)小區(qū)的大小為10 m×5 m，各小區(qū)間隔1 m，區(qū)組間間隔2 m，具體試驗(yàn)處理見表1。所施化肥為尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀復(fù)合肥［m（46%氮肥）∶m（16%五氧化二磷）∶m（50%氧化鉀）＝1.0∶1.3∶0.4的比例配制成］，有機(jī)肥采用豬糞和牛糞，施肥量按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)用量計(jì)算，有機(jī)肥施用量按養(yǎng)分分析后的實(shí)際含量折算，所有肥料全部用作基肥。

試驗(yàn)點(diǎn)小麥-玉米種植基本流程：收獲作物—粉碎秸稈—?jiǎng)澐中^(qū)—去除秸稈—撒秸稈伴侶（能加速秸稈降解的微生物菌劑）—犁地—分劃小區(qū)施肥—旋地—起壟—壓地—播種—壓地—起壟。試驗(yàn)點(diǎn)在2010－2012年間每年10月播種小麥，翌年6月收獲小麥； 2011年－2013年間每年6月移栽玉米，當(dāng)年10月收獲玉米。

1.3 試驗(yàn)分析方法

土壤取樣方法：在各個(gè)處理小區(qū)的測(cè)定區(qū)內(nèi)沿 “S”型或 “X”型路線設(shè)置采樣點(diǎn)；設(shè)置采樣點(diǎn)4～5個(gè)·小區(qū)－1，采樣點(diǎn)距離樣地邊界1 m以上，削去表層浮土，采集耕作層（0～20 cm）土壤，將各取樣點(diǎn)土樣混勻，過2 mm篩，裝袋保存；并貼上標(biāo)簽，記錄采樣人、采樣地點(diǎn)、采樣時(shí)間以及采樣地區(qū)特征等相關(guān)采樣信息。每季作物收獲時(shí)測(cè)定作物產(chǎn)量，收獲后采集耕層土樣，測(cè)定其有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（重鉻酸鉀容量法）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和作圖使用R（2.15.3），SPSS 20.0和Excel 2010軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響

為分析不同處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響，尤其是加入有機(jī)肥后的影響，本研究把對(duì)照處理和氮磷鉀處理作為基礎(chǔ)對(duì)比處理組，通過比較其他15個(gè)處理與基礎(chǔ)對(duì)比組有機(jī)質(zhì)的差異，來確定能提高有機(jī)質(zhì)的最優(yōu)處理。從表2可知：較對(duì)照處理和氮磷鉀處理，其余施肥處理都促進(jìn)了土壤有機(jī)質(zhì)的積累。其次，在2季作物下，有機(jī)質(zhì)增長(zhǎng)效果明顯的處理相同， 均為 T10， T11， T12和T13等4個(gè)處理。綜上表明：以有機(jī)肥代替部分化肥和秸稈還田處理有利于農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)積累。單從有機(jī)質(zhì)增長(zhǎng)幅度看，減量50%的化肥處理普遍比減量30%的化肥處理好。

表1 試驗(yàn)處理Table 1 Experimental treatments

表2 不同處理下平均有機(jī)質(zhì)對(duì)照增長(zhǎng)率Table 2 Average growth rate of organic matter content in different treatments

從圖1可知：2012年和2013年2季作物下大部分處理土壤有機(jī)質(zhì)都有所增加，少量處理有所下降。2012年和2013年小麥季和玉米季中有機(jī)質(zhì)在不同處理下累積增加量變化幾乎保持一致，其中有機(jī)質(zhì)年累積量增加突出的處理均是T10，T11，T12和T13， 其中T12和T13處理對(duì)促進(jìn)有機(jī)質(zhì)增長(zhǎng)的成效更加顯著。在對(duì)照處理和氮磷鉀處理下有機(jī)質(zhì)累積量普遍處于下降趨勢(shì)，即使增加，增幅也比較低。在小麥季中，氮磷鉀處理和T14處理下2012年有機(jī)質(zhì)累積量出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，2013年對(duì)照處理下有機(jī)質(zhì)累積量明顯減少，這可能是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)耕作促進(jìn)土壤體有機(jī)質(zhì)的礦化，從而造成土壤有機(jī)質(zhì)減少［16］。有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥處理T14，T15，T16和T17下2012年的有機(jī)質(zhì)累積增長(zhǎng)量普遍偏低，但2013年與其他處理相比累積量無顯著下降趨勢(shì)。在玉米季中，2012年氮磷鉀，T3和T4處理下有機(jī)質(zhì)累積量有少量的下降趨勢(shì)。綜上所述，砂姜黑土上使用T10，T11，T12和T13等4種施肥機(jī)制尤其T12和T13處理最佳，即采用有機(jī)肥配施減量50%氮磷鉀化肥加上秸稈還田處理效果最明顯，能使有機(jī)質(zhì)快速增加，從而增加土壤肥力。

為了觀察和探討對(duì)照處理和氮磷鉀處理下不同地域土壤有機(jī)質(zhì)存在顯著差異的規(guī)律，把安徽阜陽和其他2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。從圖2可知：根據(jù)2011年到2013年對(duì)照處理和氮磷鉀處理土壤有機(jī)質(zhì)的變化趨勢(shì)與變化大小可將不同處理有機(jī)質(zhì)的消長(zhǎng)規(guī)律大致劃分為3種類型。①上升型。對(duì)于山東德州試驗(yàn)點(diǎn)，隨著年限的增長(zhǎng)，對(duì)照處理和氮磷鉀處理土壤有機(jī)質(zhì)均呈線性增長(zhǎng)：y1＝1.04 x1＋16.91，R2＝0.882 3***；y2＝1.17x2＋17.01，R2＝0.913 1***。其中：y1，y2分別表示在對(duì)照處理和氮磷鉀處理下的有機(jī)質(zhì)，x1，x2分別表示不同作物輪作的時(shí)間。②相對(duì)穩(wěn)定型。對(duì)于安徽阜陽試驗(yàn)點(diǎn)，隨著年限的增長(zhǎng)，對(duì)照處理和氮磷鉀處理下土壤有機(jī)質(zhì)基本保持穩(wěn)定。特別是氮磷鉀處理下，有機(jī)質(zhì)變化很小，變化為12.44～12.76 g·kg－1，最大相差僅0.32 g·kg－1。③下降型。對(duì)于河北曲周試驗(yàn)點(diǎn)，和2011年相比，2012年對(duì)照處理和氮磷鉀處理下土壤有機(jī)質(zhì)均有下降趨勢(shì)，但2013年又有回升。2.2 不同處理對(duì)作物產(chǎn)量的影響

圖1 不同處理下土壤有機(jī)質(zhì)年增長(zhǎng)量Figure 1 Annual increment of soil organic matter indifferent treatments

圖2 2011－2013年不施肥和單施化肥組有機(jī)質(zhì)動(dòng)態(tài)變化Figure 2 Dynamic changes of organic matter content in no fertilization and chemical fertilizer from 2011 to 2013

從表3可知：較對(duì)照處理，其他施肥處理下年平均產(chǎn)量均達(dá)到增產(chǎn)的效果，但不同施肥處理之間增產(chǎn)效果差異明顯。

對(duì)于小麥季產(chǎn)量而言，T8，T9，T10，T11，T12，T13這6個(gè)處理下相對(duì)于對(duì)照，作物產(chǎn)量明顯增加，分別比對(duì)照增加83.37%，86.14%，81.68%，83.84%，86.91%，82.34%，這可能是因?yàn)樘砑恿诉m量的秸稈伴侶后導(dǎo)致還田的秸稈充分腐熟，釋放出的養(yǎng)分為作物的增產(chǎn)提供了較高的養(yǎng)分供應(yīng)；對(duì)于玉米季，T10，T11，T12，T13這4個(gè)處理下增產(chǎn)顯著，這些處理分別屬于 “化肥＋秸稈”和 “有機(jī)肥＋化肥＋秸稈”組，說明秸稈還田處理在安徽阜陽試驗(yàn)點(diǎn)有助于作物產(chǎn)量的增加，而且這些處理中，有機(jī)肥配施減量化肥加秸稈還田尤為顯著，也說明添加有機(jī)肥減少化肥施用利于提高作物產(chǎn)量。而令人意外的是，有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥T14，T15，T16和T17處理沒有其他處理增產(chǎn)效果好。

2.3 土壤有機(jī)質(zhì)和作物產(chǎn)量的關(guān)系

對(duì)試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到作物產(chǎn)量與土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系是y1＝22.20 x1＋198.10，R2＝0.598 4**，t＝3.73**；y2＝26.33x2＋237.19，R2＝0.443 7**，t＝9.55***。其中：y1，y2，x1，x2分別是2011年到2013年小麥季、玉米季作物平均產(chǎn)量和平均土壤有機(jī)質(zhì)，相關(guān)系數(shù)分別為0.598 4和0.443 7。從關(guān)系式和t檢驗(yàn)結(jié)果中可以看出：作物產(chǎn)量和土壤有機(jī)質(zhì)呈顯著（P＜0.05）和極顯著（P＜0.01）正相關(guān)，理論上土壤有機(jī)質(zhì)比率上升1‰，小麥季作物平均產(chǎn)量增加333.00 kg·hm－2，玉米季作物平均產(chǎn)量增加394.95 kg·hm－2。從相關(guān)系數(shù)中可以看出：小麥季擬合的模型能解釋產(chǎn)量59.84%的變化，還有40.16%不能解釋；玉米季能解釋產(chǎn)量44.37%的變化，還有55.63%不能解釋。

從回歸方程中可以看出，在高產(chǎn)條件下，作物產(chǎn)量和土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)關(guān)系。這表明：即使在外部肥料投入水平較高、灌溉水平較好、土壤理化性質(zhì)較好的農(nóng)田，土壤有機(jī)質(zhì)仍然是控制土地生產(chǎn)力和耕地質(zhì)量的重要條件之一。另外，也說明有機(jī)質(zhì)已成為土壤生產(chǎn)力的限制因子，有機(jī)質(zhì)增加能顯著提高土壤生產(chǎn)力，所以在作物生產(chǎn)實(shí)踐中，必須配施有機(jī)肥，增加土壤有機(jī)質(zhì)，減少化肥施用，降低土壤酸化程度，從而改變土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，才能提高土壤生產(chǎn)力。

表3 不同處理下平均作物產(chǎn)量對(duì)照增長(zhǎng)率Table 3 Average growth rate of crop yield in different treatments

2.4 作物產(chǎn)量的可持續(xù)性指數(shù)

國(guó)內(nèi)外對(duì)長(zhǎng)期不同施肥條件下土壤生產(chǎn)力變化及可持續(xù)性作了大量研究［17－21］，認(rèn)為可持續(xù)性指數(shù)（sustainable yield index,SYI）是衡量土壤系統(tǒng)能否可持續(xù)生產(chǎn)的一個(gè)重要參數(shù)，可持續(xù)性指數(shù)越高，土壤系統(tǒng)的可持續(xù)性越好［18－19］?？沙掷m(xù)性指數(shù)可表示為ISYI＝（y－σn－1）/ymax， 其中， y為平均產(chǎn)量，σn－1為標(biāo)準(zhǔn)差，ymax為試驗(yàn)點(diǎn)的最高產(chǎn)量。根據(jù)試驗(yàn)點(diǎn)小麥-玉米季作物產(chǎn)量，可得不同處理下不同作物的可持續(xù)性指數(shù)（表4）。從表4中可以看出：試驗(yàn)點(diǎn)長(zhǎng)期不同施肥下作物產(chǎn)量可持續(xù)性有顯著差異。試驗(yàn)點(diǎn)不同施肥處理之間，施肥處理下的可持續(xù)性指數(shù)值明顯高于對(duì)照處理，而且差異顯著，說明要達(dá)到長(zhǎng)期作物穩(wěn)產(chǎn)的效果，不施肥模式是不可取的。另外，T10，T11，T12和T13等4個(gè)處理下的可持續(xù)性指數(shù)值高于其他處理，且T10和T11處理的可持續(xù)性指數(shù)值高于T12和T13處理，不同作物之間結(jié)論一致。從而在高產(chǎn)性和產(chǎn)量可持續(xù)性方面，以上4個(gè)處理，尤其是前2個(gè)處理（豬糞3 t·hm－2＋70%化肥+秸稈全量還田和牛糞3 t·hm－2＋70%化肥＋秸稈全量還田）為最佳的施肥模式。

探討不同施肥模式下土壤有機(jī)質(zhì)與作物的可持續(xù)性指數(shù)之間的關(guān)系，可說明土壤有機(jī)質(zhì)提升對(duì)作物可持續(xù)性和穩(wěn)產(chǎn)性的影響和作用。因此，我們對(duì)試驗(yàn)點(diǎn)不同施肥制度和不同作物模式下的土壤有機(jī)質(zhì)和作物的可持續(xù)性指數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行多項(xiàng)式回歸，從而確定不同試驗(yàn)點(diǎn)不同施肥機(jī)制下能使作物穩(wěn)產(chǎn)的有機(jī)質(zhì)的波動(dòng)范圍。圖3A和圖3B分別是試驗(yàn)點(diǎn)小麥季和玉米季平均有機(jī)質(zhì)和對(duì)應(yīng)作物平均產(chǎn)量的曲線擬合。對(duì)于小麥季來說，土壤有機(jī)質(zhì)（g·kg－1）處于區(qū)間（14.15，16.02）時(shí)，小麥產(chǎn)量的可持續(xù)性指數(shù)在0.66以上，而且當(dāng)有機(jī)質(zhì)為15.09 g·kg－1時(shí)，可持續(xù)性指數(shù)達(dá)到最高為0.70。對(duì)于玉米季來說，土壤有機(jī)質(zhì)（g·kg－1）處于區(qū)間（13.14，16.87）時(shí)，小麥產(chǎn)量的可持續(xù)性指數(shù)在0.80以上，而且當(dāng)有機(jī)質(zhì)為15.01 g·kg－1時(shí)，可持續(xù)性指數(shù)達(dá)到最高為0.87。

表4 不同施肥處理小麥和玉米的可持續(xù)性指數(shù)差異Table 4 Different SYI indexes of different fertilization treatments on wheat and maize

3 討論

3.1 有機(jī)肥與土壤有機(jī)質(zhì)的相關(guān)關(guān)系

近年來，與不同施肥處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)積累的影響相關(guān)的研究有很多，普遍認(rèn)為長(zhǎng)期施用有機(jī)肥能持續(xù)提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量［22］。尹志榮等［23］的研究表明，有機(jī)肥處理下土壤有機(jī)質(zhì)及速效養(yǎng)分較試驗(yàn)前均有所提升，在土地質(zhì)量改良的過程中有機(jī)肥和化學(xué)肥料混合施用可明顯增加作物產(chǎn)量和改善土壤肥力［24－25］。本研究中試驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)均表現(xiàn)出施肥處理顯著高于不施肥處理，不同培肥措施對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)積累的影響也有較大的差別，有機(jī)肥與化肥配施比單施化肥能顯著提高有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

除此之外，秸稈的加入也有利于有機(jī)質(zhì)的積累。從試驗(yàn)點(diǎn)來看， “有機(jī)肥＋化肥＋秸稈” 組處理下的有機(jī)質(zhì)處于最高水平，其次是 “化肥＋秸稈”組、 “有機(jī)肥＋化肥”組和 “有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥”組，說明秸稈還田對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的積累起到一定積極的作用。吳其聰?shù)龋?6］的研究也表明，秸稈還田及有機(jī)肥施用對(duì)有機(jī)質(zhì)及其各組分均有提升作用，能促進(jìn)有機(jī)質(zhì)積累并提高其穩(wěn)定性。

圖3 阜陽試驗(yàn)點(diǎn)有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與可持續(xù)性指數(shù)Figure 3 Organic matter content and sustainabty index

3.2 有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥與作物產(chǎn)量的關(guān)系

有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥對(duì)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的影響的相關(guān)研究也有很多，王昌全等［27］的研究表明，有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥不僅能提高作物產(chǎn)量，同時(shí)能很好地改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。李翠蘭等［28］研究認(rèn)為，有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥增加了玉米產(chǎn)量，提高了玉米品質(zhì)。谷潔等［29］對(duì)有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥進(jìn)行冬小麥田間試驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥可以促進(jìn)冬小麥分蘗，改善冬小麥產(chǎn)量結(jié)構(gòu)，提高冬小麥產(chǎn)量。這與本研究結(jié)果有一定的差異。從表3來看，試驗(yàn)點(diǎn)施不等量的有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥并未在作物產(chǎn)量的提高方面有特別的優(yōu)勢(shì)，除不施肥處理外，有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥處理下有的產(chǎn)量甚至比施全量化肥下的產(chǎn)量都低。試驗(yàn)點(diǎn)施用的有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥是一種緩釋肥，增產(chǎn)見效慢。自20世紀(jì)80年代以來，人們主要使用化肥來維持和提高糧食生產(chǎn)和土壤肥力［30］，相對(duì)于有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥，短時(shí)間內(nèi)施用化肥能夠達(dá)到快速增產(chǎn)效果，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，施用有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥更有利于土壤健康發(fā)展［31］。

4 結(jié)論

不同施肥處理對(duì)作物產(chǎn)量和土壤有機(jī)質(zhì)含量積累都有顯著的影響。定位試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)果表明： “有機(jī)肥＋化肥＋秸稈” 組處理下作物的產(chǎn)量和有機(jī)質(zhì)積累增幅均最明顯。這也驗(yàn)證了回歸分析的結(jié)果，土壤有機(jī)質(zhì)積累和作物產(chǎn)量呈正相關(guān)。因此，在本試驗(yàn)點(diǎn)條件下，不同形式添加有機(jī)肥（直接添加有機(jī)物料或者秸稈還田）減少化肥施用量的處理是最佳的施肥處理。有機(jī)肥化肥合理配施能夠穩(wěn)定并持續(xù)性提高土壤耕地質(zhì)量，更有利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育，提高作物產(chǎn)量。

5 致謝

感謝安徽科技學(xué)院汪建飛教授，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院沈德龍教授，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)張俊伶教授等給本研究提供分析數(shù)據(jù)。

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Soil organic matter and crop yield with long-term fertilization schemes for an upland crop rotation in northern China

HUANG Ting1,XUN Weibing2,ZHANG Ruifu2,3
（1.Hanlin College,Nanjing University of Chinese Medicine,Taizhou 225300,Jiangsu,China;2.College of Resources and Environmental Sciences,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210091,Jiangsu,China;3.Institute of Agricultural Resources and Regional Planning,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China）

Soil organic matter （SOM）,an important soil quality indicator and a highlighted object of study in soil science,has shown a close relationship to fertilizer applications.Long-term chemical nitrogen（N）fertilization induced a decrease in soil pH,but the decrease could be overcome by organic fertilization which would mitigate soil acidification,promote SOM accumulation,and increase crop yields.The objective of this study was to show past and present SOM levels as well as relationships between crop yield and SOM.Six fertilization regimes（no fertilizers,chemical nitrogen-phosphorous-potassium（NPK）fertilizers,organic and chemical fertilizers,chemical fertilizers with returned straw,organic and chemical fertilizers with returned straw,and organic and inorganic compound fertilizers）from a long-term fertilization experiment with a wheat-maize rotation in Fuyang City,Anhui Province were applied and analyzed with a correlation analysis between crop yield and SOM.Results of the correlation analysis demonstrated a significant （P＜0.05）and positive correlation （r= 0.598 4）for the wheat season and a highly significant（P＜0.01）and positive correlation（r=0.443 7）for themaize season.Thus,a partial replacement of chemical fertilizer by organic manure could improve crop yields and SOM accumulation.［Ch,3 fig.4 tab.31 ref.］

soil science;long-term fertilization;upland crop rotation;soil organic matter;crop yield

S157.4；S714.8

A

2095-0756（2017）02-0253-08

10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.008

2016-04-03；

2016-06-06

江蘇省高等教育機(jī)構(gòu)優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)和 “111”項(xiàng)目（B12009）

黃婷，助教，從事生物信息技術(shù)與方法等研究。E-mail：ht10veht10ve@sina.com。通信作者：荀衛(wèi)兵，講師，博士，從事土壤微生物與生物肥料等研究。E-mail：weibingr01@sina.com