土壤肥料长期定位田间试验意义和作用的思考.pdf

175175实验研究作者简介阿尔祖古丽阿卜力孜（1979），女，维吾尔族，新疆哈密人，本科，高级农艺师。研究方向：土肥。0引言从实际角度分析，农作物生产过程中除受光照、水分、温度等自然环境因素影响外，施肥管理以及田间管理同样会对作物正常生长造成影响，科学施肥是实现高产栽培目标的重要前提。在当前社会自然需求不断提升的背景下，社会发展对农作物种类、产量以及质量要求不断提升，然而可耕地面积受生态环境恶化等因素影响呈现出不断减少态势，严重影响农业发展效率，这要求加强对作物田间优良发育需求相关内容的研究力度。不同肥料类型及施入方式对农作物发育、产量及最终品质的影响始终是领域内研究热点，而长期定位田间试验作为一种高效肥料试验方式，其在研究施肥方式对农作物生长影响方面具有重要意义。1土壤肥料长期定位试验概述1.1土壤肥料长期定位试验概念土地是人类赖以生存和发展的基本物质，从根本上说，土地在维护地球生态环境中起着举足轻重的作用。肥料指的是为作物提供一种或几种生长所需要的营养元素，其本质是一种可以有效改善土壤性质，提升土壤肥力的物质，其发挥农业生产的重要物质基础作用，在一定程度上能够对农作物的产量和品质进行提高。在土壤学、生态学以及环境学领域中，土壤肥料长期定位试验是一种非常重要的基础研究内容与方法，其采用一种特殊的长期与定位相结合的研究方式，可以有效研究常规试验难以解释的施肥对作物质量与产量、生态环境以及农田养分再循环影响等内容，由此该方法受到科学界内的广泛重视。1.2土壤肥料长期定位试验发展及意义通过对相关资料进行梳理总结，当前世界范围内共有1 6 组超过 1 0 0 年的长期定位试验，其中由英国学者 J o h n B e n n e t L a w e s 建立的洛桑试验站已有 1 7 9 年历史，是当前世界范围内持续时间最长的定位试验，其也被称为现代农业科学起源地，其在长期试验中奠定的研究优势也使得英国在全球气候变化问题中占据重要话语权。中国土肥长期定位试验始于 1 9 3 5 1 9 4 0 年，由张乃凤先生主持在 1 4个省、6 8 个试验点进行了 N、P、K肥效果试验。我国曾先后组织过三次此类实验，具体可以分为以下时期：第一，初创期（1 9 4 9 年 1 9 6 6 年）。此时期内，毛泽东主席于 1 9 5 4 年提出“土、肥、水、种、密、保管、工”的八字方针。农科院和土肥所于 1 9 5 7 年同时成立，并在同年召开首届全国化肥大会。在 1 9 5 8 年至 1 9 6 0 年间进行第一次国家土壤调查。从 1 9 5 8 年到 1 9 6 2 年，在 2 5 个省的 1 5 个试验点内先后进行化肥试验网点布局工作，同时化肥试验工作也在有条不紊地进行。第二，恢复阶段（1 9 7 8 年 2 0 0 5 年）。1 9 7 6 年后，因多种因素导致陷入停滞的各项工作开始逐步恢复，考虑到因过度施肥导致的土壤污染、农田生态不断恶化问题逐渐显现，由此我国在 1 9 7 9 1 9 8 5 年间逐步恢复土壤化肥肥料试验网，并于 1 9 8 0 1 9 9 3 年间先后组织开展第二次土壤普查以及土壤肥料试验，同时在全国范围内选取有代表性地区设置土壤肥料长期定位试验点并开展相应工作。第三，依法推进阶段（2 0 0 5 年至今）。在日益重要的农产品环境安全要求下，我国于 2 0 0 5 年正式启动测土配方施肥行动，并投入高达 1 4 0 余亿元资金用于支持相关工作开展。同时国家在实际发展中还给予相关工作政策支持，如土壤污染防治行动计划等。从实际角度分析可知，开展土壤肥料长期定位试验不仅可以有效提升科技创新能力，同时也可以为提升耕地质量、化肥减量以及农业可持续发展等关键问题提供必要依据支持。除此以外，土壤肥料长期定位试验手段还可以为土壤肥料长期定位田间试验意义和作用的思考阿尔祖古丽阿卜力孜1努尔买买提阿不林林2（1.新疆吐鲁番市鄯善县农业技术推广中心，新疆吐鲁番838200；2.新疆吐鲁番市鄯善县鲁克沁镇人民政府，新疆吐鲁番838200）摘要：农业发展对我国社会稳定具有重要作用，由此我国政府在实际工作中对各种农业研究工作支持力度较大。从实际发展角度分析，农业生产过程中不仅需要对光照、水分、温度等因素进行控制，土壤肥力同样会对作物生长质量造成影响，这就要求相关单位开展土壤肥料长期定位田间试验，最大限度地保障土地肥力满足农业生产需求。基于此，本文研究中将针对土壤肥力长期定位田间试验实际作用进行分析说明，并对土壤肥料长期定位田间试验对作物种植的指导价值进行阐述。关键词：土壤肥力；长期定位田间试验；作物生长中图分类号：S158文献标识码：A文章编号：2096-0743（2023）16-0175-03176176实验研究农作物安全保障以及人类与动物健康提供必要技术支撑，且试验结果是生态安全以及环境治理实践工作开展重要基础。2土壤肥料长期定位田间试验价值意义经过四十余年发展，在众多农业科学工作者不懈努力下，我国土壤肥料长期定位田间试验已经取得重要成果，并为我国农业发展奠定坚实基础，本文研究中结合吐鲁番地区某试验点，对其具体价值作用进行阐述。2.1展现土壤中有机质演变历程土壤有机质是衡量可耕地品质的一个重要指标，其演化过程和提高有机质含量的内容历来受到人们的重视。根据试验结果，采用高效的施肥方法可以提高土壤有机质的含量，混合施用有机和无机肥可以提高土壤有机质的含量。同时，将有机物料秸秆和有机肥料加入到有机质中，可以提高土壤有机质的含量。由此在田间管理中，碳投入转化为土壤有机质的效率约为 1 6.3%，而当气温升高时，转换效率会发生变化。结果表明，长期施用化肥可以使土壤有机质含量发生变化，同时也会发生化学成分和性质的变化。长期施用有机肥可以明显提高有机质的活性炭含量，降低有机质中的碳水化合物和芳烃的含量，简单地说就是减小土壤中的有机物分解程度和疏水性。2.2展现作物产量变化从实际角度分析，土地经过多年的耕种，土壤肥力将逐渐下降，其整体呈现出逐渐下降趋势。因此，为实现在固定土地上达到稳定产量的目的，就必须要进行科学施肥。吐鲁番地区结合当地农作物生长特点，经过多年对试验点的长期观测，发现有机-无机化肥组合施用是提高产量的最佳途径。一般来说，在第一次肥料施用时，无机肥作用效果最为明显，而有机肥则属于长效性肥料，其在施用初期并不会给土地肥力带来较大变化，这也是为什么很多农民在施用完化肥后都会认为无机化肥作用效果要比有机肥料好。尽管在短期施肥试验中，无机肥显示出了这样的作用，但在实际应用中，有机肥具有较好的长期供肥效果，其可以对作物生长有较大促进作用。同时，采用有机-无机化肥进行复合施用，可以获得显著的增产效应。通过长期定位试验结果可知，氮肥可以充当有机-无机复合肥料中主要无机肥料，在长期田间定位试验中，7 0%的氮肥会被用于农作物的生长。就实际发展角度分析，有机无机肥混合施用对作物生长的影响最大，但目前还没有相关的试验来证实化肥的比例。2.3展现土壤 pH 值变化土壤 p H值是作物生长的一个主要参数，土壤酸碱度变化也是农业科学研究的重要课题，最近几年由于土壤吸收不平衡、雨水冲刷浸泡、施肥等情况影响，土壤向酸化发展。在该试验点区域进行了长期定位田间施肥后，受氮肥过量施用影响，试验区土壤酸性影响大幅提升，导致土壤 p H值大幅度地下降，在 1 0 年的时间里土壤 p H值已经降到了 4.5，整体减少 1.2 个基点，而反观对照农田，经过 2 3 年的连续种植并没有发生过酸性反应。根据资料的统计，施用适量的有机肥料可以有效地阻止土壤酸化，且施用有机肥料后继续施用还可以提高酸性土壤 p H值。此结果充分说明在耕作中施用有机肥料，不但可以提高土壤肥力，而且可以改善土地的状况，其具备大规模推广价值。氮肥是导致土壤酸化的重要因素，其主要是由于氮元素在土壤中降解，一部分影响到了农作物，而另外一些则与土壤中的某些元素相结合，最后导致土壤酸化。2.4展现土壤生态功能变化长期施肥和耕作，使土壤物理、化学、生物性能等方面的性能有了显著的改变，进而对环境生态功能产生一定的不利影响。在该试验点进行 1 7 年定位施肥试验后，最终所得土壤品质指标变化表明：长期施用有机化肥的效果要优于单施化肥；同时在土体中，土壤理化性质变化较大，在 0 c m至 1 5 c m的表土中土壤质量指数受肥料类型和用量的影响更为显著。长时间田间定位研究结果显示，施用有机化肥可提高土壤中水分利用率，其可以为西部地区旱作提供有益的参考。在长期施用氮、磷、钾、镁等肥料后可显著改良土壤结构，提高其保肥率、透气性，提高农作物的收成和质量。综合以上的内容，如果只施用有机肥料，初期的收成可能会很少，但经过八到十年的时间，其产量就会达到与无机肥料相当的水平。同时需要注意的一点是，施用有机肥会带动土壤中微生物含量提升，其对改善环境和生态系统具有重要作用。3葡萄作物长期肥料效率及土壤养分平衡实验研究3.1实验设计新疆吐鲁番地区盛产葡萄等水果作物，由此技术人员利用土壤肥料长期定位田间试验方式，对有利于葡萄产量提升的肥料种类进行分析研究。本试验在 1 9 9 0 年 1 1 月进行，试验分成下列几个试验组，即不施（C K）、单施氮肥（N）、氮磷肥（N P）、氮钾肥（N K）、氮钾肥（N P）、氮磷肥（N K）、氮磷肥（N P K）。在 1 9 9 0 2 0 0 0 年，试验地区葡萄全生育周期内主要施纯 N、P2O5以及 K2O，具体施肥标准依次为 7 5 k g/h m-2、3 7.5 k g/h m-2以及 3 7.5 k g/h m-2；从 2 0 0 1 年起，试验地施肥标准调整为纯 N、P2O5以及 K2O分别施 1 2 0 k g/h m-2、6 0 k g/h m-2以及 6 0 k g/h m-2。试验地所使用化肥种类为氮含量为 4 6.4%的尿素、P2O5含量为 1 6%的过磷酸钙、钾含量为 6 0%的氯化钾。在实际种植过程中，播种前所177177实验研究施用基肥选用磷肥、钾肥以及 7 0%氮肥，同时选用 3 0%氮肥用于后续追肥工作中。田间管理采用本地传统种植技术。3.2实验结果分析3.2.1不同处理长期施肥对葡萄产量的影响由实验结果可知，在无肥料条件下，葡萄单产在1 3 8 0 2 9 6 0 k g/h m-2范围波动，其 2 0 1 9 年平均单产达到2 3 5 0 k g/h m-2，与 7 2.6%的“均衡施肥”效果相当。同时由试验结果可知，土壤生产率随试验年限的增多而逐渐降低，其中以 N P 方案表现最为明显，整个实验期内其作物产量年均 4 3.1 k g/h m-2的速度下降。在 N P K方案中葡萄产量通常存在相应问题，但是其下滑速率相对较低，以年均2 4.5 k g/h m-2的速度下滑。虽然对照品种在试验中后期出现减产，但各年份间差异不大，其原因是试验前期产量较少，仅为均衡施用水平的 6 4.2%。3.2.2不同处理长期施肥对作物中养分含量影响由试验结果可知，在葡萄籽粒中 N、P、K平均含量为分别为 1 7.3 0 g/k g-1、3.4 8 g/k g-1以及 4.1 8 g/k g-1，而作物根状茎中，N、P、K平均含量分别为 4.8 5 g/k g-1、0.6 4 g/k g-1、1 7.5 0 g/k g-1。虽然施肥水平、作物品种、年份气象因素等存在显著差异，但是相关因素对籽粒和地下茎秆中总 N、P 影响均不显著。由试验结果数据统计可知，普通籽粒中全 N、P含量变化幅度分别为 1 3.0 2 1.1 g/k g-1和2.1 2 5.5 5 g/k g-1。地下茎秆中全 N、P 含量变化幅度分别为 3.1 2 7.8 1 g/kg-1和 0.2 2 1.2 2 g/k g-1。与之形成鲜明对比的是，籽粒及地下茎秆中 K含量随年份不同而有较大差异，其中地下茎秆的 K含量变化幅度最高，其变化区间为 7.6 3 1.8 g/k g-1。3.2.3不同处理长期施肥对葡萄养分吸收量的影响在 C K处理的条件下，葡萄在土壤和环境中的年吸收量为 2 0.8 6 1.7 k g/h m-2，平均为 4 4.5 k g/h m-2。施氮肥能提高葡萄的氮素含量，其中 N P K方式促进氮吸收作用最大，相较于 C K模式高 7 5.1%。N、N K、N P 处理方式下作物的 N含量基本一致，表明单纯施用磷或钾肥并不能提高葡萄氮素吸收量。在长期不施用磷的 C K、N和 N K处理方式下，葡萄作物平均吸收磷量为 1 0.7 k g/h m-2。N、N K处理方式下的葡萄年平均吸收磷量较 C K处理方式分别高 3 4.1%以及4 2.4%，N P K处理方式下的作物磷含量则较 N K处理方式高 1 6.5%。结果表明，氮肥对葡萄作物磷元素吸收有明显的促进作用，特别是氮肥和钾肥的配合使用可取得更好成效。在长期不施用钾的 C K、N和 N P处理方式下，葡萄的吸钾量平均为 5 2.5 k g/h m-2。N处理对葡萄吸钾作用提升不明显，但 N P处理方式对作物吸钾量的促进效果较C K处理方式高 3 5.1%；N P K和 N P K处理方式下的作物吸钾量分别比 N、N P处理高 4 4.8%以及 4 1.3%。不同施肥处理的葡萄 N、P、K的收获率分别为 7 5.7%、8 3.5%、1 8.8%，同一类型的收获量在不同的肥料处理中差异较小。结果表明（表 1），大部分的 N、P 都被转移到了籽粒中，而大部分的钾则集中在了根茎中，这表明了葡萄收获指数是一个比较稳定的数值，与施肥方法和用量无关。表1 葡萄籽粒及地上部养分吸收量及各养分收获指数处理籽粒（k g/h m-2）地上部（k g/h m-2）收获指数（%）NPKNPKNPK对照C K3 3.8 c 6.7 6 c 9.0 2 c 4 4.5 c 8.5 c 4 3.9 c7 5 3 9 a7 9.6 a 2 0.5 aN5 3.0 b 9.8 8 b 1 1.0 b c 6 9.1 b 1 1.4 b 5 4.3 b 7 6.7 a 8 6.8 a 2 0.4 aNK5 3.6 b 1 0.7 a b 1 1.0 b c 7 1.9 a b 1 2.6 b 5 9.3 b 7 4.6 a 8 3.6 a 1 8.6 aNP 5 3.9 b 1 0.1 a b 1 3.1 a b 7 1.3 a b 1 2.1 b 7 8.6 a 7 5.5 a 8 5.0 a 1 6.6 aNP K 5 8.9 b 1 1.7 z 1 5.0 a 7 7.9 a 1 4.1 z 8 3.8 a 7 5.6 a 8 2.6 a 1 7.9 a由上述实验结果可知，在长期不施肥情况下，土壤养分对葡萄作物产量贡献率仅为 7 3%，作物所吸收氮及磷元素大多积累于籽粒之中，但钾仅为 1 9%，且所吸收氮及钾元素总量详细，较作物吸磷量高 5 6 倍。在长期施肥条件下，葡萄作物生长中可吸收 7 5%的氮以及 6 4%的磷，但是在 K2O年施用量在 3 7.5 6 0 k g/h m-2情况下，土壤中钾素表现为亏缺，这就要求种植户及时作出相应处置。4结语综上所述，在当前新时期背景下，农业发展作为其他领域高效有序发展的重要前提，我国在发展中应积极给予农业相关工作必要资源支持。土壤肥料长期定点试验在实际应用过程中可以为农业可持续发展目标实现提供必要支持，因此相关部门在实际工作中应注意积极保障试验延续性，创新工作方法，并在基础上推动成果转化率不断提升，为推动我国农业发展水平不断提升奠定坚实基础。参考文献：1 陈葆，李杰玉，赵尚文，等.为了大地的丰收：天水市农科所土壤肥料长期定位试验调查报告 J .发展，2 0 2 2（0 7）.2 徐正凯.土壤肥料试验的准备工作与关键技术 J .农业工程技术，2 0 2 1，4 1（2 0）.3 田昌玉，林治安，狄文亚，等.长期定位试验氮肥效应边际成本分析与最佳氮肥推荐 J .中国土壤与肥料，2 0 2 2（0 1）.4 张辉，卢小芳.耕地质量长期定位监测试验研究 J .农家科技（理论版），2 0 2 1（0 6）.