追施不同量氮肥对连作花生土壤理化性质和生物学性质的影响.pdf
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1、2023.8 试验研究土地沙化对环境危害非常大袁 沙化导致土壤胶体含量下降尧土壤颗粒变粗袁使土壤土粒分散尧土壤物理结构变差袁影响土壤对水分和养分的吸附能力袁最终使土壤保水保肥能力逐渐降低袁 土地生产力衰退1遥 而我国东北地区花生主产区的主要土壤类型之一就是风沙土袁 并且 60%以上的花生种植在风沙地上2遥 有研究表明袁合理有效施肥能改良土壤性质袁提高土壤肥力袁利于作物生长发育和提高产量3遥 通常以土壤理化性质评价土壤肥力高低遥此外袁 土壤酶活性也是评价土壤质量的重要指标4袁通常以脲酶尧过氧化氢酶尧蔗糖酶等为主遥 近些年袁施肥对土壤酶活性影响的研究成为热点5-11遥据已有的研究认为袁 施用有机肥
2、或化肥对土壤酶活性的影响有促进尧抑制等不同作用1-2袁7袁这可能是由于环境条件尧 施肥管理措施及施肥模式等不同造成的结果差异2遥本研究主要是探究在辽西地区袁 连作花生地追施不同量氮肥对土壤理化性质和生物学性质的影响袁进而可以筛选出最佳氮肥追施量袁达到减少肥料施用的目的袁 这样可以在一定程度上减轻土壤性状继续恶化袁 提高土壤保水保肥能力袁 增加土壤生产力袁对土地生态系统稳定性具有重要意义3遥1材料与方法1.1试验地概况试验区位于阜新市阜新镇桃李村 渊41毅44忆耀42毅34忆N尧121毅01忆耀122毅25忆 E冤袁土壤为风沙土袁气候属于半干旱区遥 全年无霜期 150耀160 d袁年平均气温8.
3、2益袁年均降水量 400耀500 mm袁主要集中在 7-8 月袁年蒸发量 1 600耀1 800 mm遥 土壤基本理化性质见表 1遥1.2试验设计及研究方法1.2.1供试材料本试验供试花生品种为阜花 30袁生育期 120 d遥1.2.2试验设计试验于 2018-2022 年进行遥 种植模式为花生连作袁每年种植一季遥 每年的5 月上旬播种袁分别于当年的 9 月下旬收获遥 起垄前均匀撒施磷肥及钾肥袁 以氮肥为追肥袁 春播覆膜同时铺设滴追施不同量氮肥对连作花生土壤理化性质和生物学性质的影响基金项目院辽宁省农业科学院揭榜挂帅协同创新项目渊2022XTCX0502002冤曰辽宁省科技厅基础应用研究计划项
4、目渊2022020385-JH2/1013冤遥作者简介院王一波渊1994-冤袁男袁硕士袁研究实习员袁从事花生栽培及病害防控研究遥 E-mail院通讯作者院史普想渊1979-冤袁男袁硕士袁研究员袁从事花生新品种培育及绿色高效栽培技术研究遥 E-mail院spx_王一波张丽丽王海新孙泓希韩宁孙继军任亮史普想渊辽宁省沙地治理与利用研究所辽宁阜新 123000冤摘要院为明确追施氮肥对土壤理化性质和生物学性质的影响袁以阜花 30 为供试品种袁通过设置 5 个不同氮肥追施量袁以不追肥为对照袁研究不同追氮量对土壤脲酶尧过氧化氢酶尧蔗糖酶活性袁以及土壤有机质尧全 N尧碱解 N尧全 P尧速效 P尧全 K尧速效
5、K 等土壤养分的影响遥 结果表明袁与对照处理相比袁长期施肥显著增加了风沙区土壤有机质及 N尧P尧K 养分含量袁提高了土壤酶活性遥 风沙区土壤酶活性与土壤养分因子的相关性分析表明袁 蔗糖酶活性能够更全面的反映土壤养分状况的变化遥本研究结果发现袁追施氮肥以 110.59耀147.45 kg/hm2之间为最佳袁不但可以改善风沙区土壤理化性状袁还能增强土壤养分含量和土壤酶活性遥关键词院花生曰风沙区土壤曰土壤酶活性曰土壤养分92-试验研究 2023.8灌管袁其他管理措施同常规田间生产遥 试验设置 5 个不同氮肥施肥量作为追肥袁于花生苗期追施袁以不施肥作对照袁共 6 个处理袁每个小区面积 125 m2渊2
6、5 m伊5 m冤袁单因素随机区组排列袁重复 3 次遥每公顷施用过磷酸钙渊磷肥冤344.25 kg 和硫酸钾渊钾肥冤335.25 kg 作为底肥袁以尿素渊氮肥冤作为追肥袁6 个不同施氮处理具体施肥量详见表 2遥1.3土壤样品采集及测定方法1.3.1土壤样品采集于 2022 年 9 月花生收获期采集土样袁 在每个处理随机设置 3 个采样点进行土样采集袁 每个采集点选取 0耀20 cm尧20耀40 cm 2 个层次的土层深度袁去除植物残根等杂物袁混合均匀袁采集土样 500 g袁将 3 次重复处理采集的土样利用二分法均匀混合成一袋土样袁 一部分样品尽快进行土壤物理指标测定袁其余样品风干后过 1 mm
7、筛备用遥1.3.2土壤物理指标测定方法用烘干法测定不同时期土壤容重尧土壤含水量曰用电位法测定土壤 pH遥每个处理重复 3 次后取平均值袁具体操作详见叶土壤农化分析曳12遥 计算公式院土壤容重渊g/cm3冤=伊100/伊渊100垣冤袁式中袁为环刀内湿样重渊早冤袁为环刀体积渊m3冤袁为样品含水量渊豫冤遥土壤含水量 渊豫冤越渊原土重原烘干土重冤/烘干土重伊100豫越水重辕烘干土重伊100%遥1.3.3土壤养分测定方法土壤全氮的测定采用半微量开氏法曰土壤全磷的测定采用 NaOH 熔融-钼锑抗比色法曰土壤全钾的测定采用 NaOH 高温熔融-火焰光度计测定法曰碱解氮用碱解扩散法曰速效磷采用0.5 mol/
8、L NaHCO3法曰速效钾的测定采用 NH4OAc 溶液浸提法袁最终采用原子吸收分光光度计测定曰有机碳的测定采用重铬酸钾容量法测定17遥每个处理重复3 次后取平均值袁具体操作详见叶土壤农化分析曳遥1.3.4土壤酶活性测定方法土壤脲酶活性采用苯酚钠-次氯酸钠比色法测定袁以 24 h 每克土壤中产生的 NH4-N 的毫克数表示曰土壤蔗糖酶活性采用 3袁5-二硝基水杨酸比色法测定袁 以 24 h 每克土生成的葡萄糖的毫克数来表示曰 过氧化氢酶活性采用高锰酸钾容量法测定袁以每克土 1 min 消耗的 0.02 mol/L 的KMnO4体积表示13遥每个处理重复 3 次后取平均值袁 具体操作详见叶土壤酶
9、及其研究方法曳遥1.3.5数据处理与分析用 WPS 2019 进行数据尧图表处理袁用 杂孕SS 22.0 进行数据处理袁用 ANOVA 进行单因素方差分析袁用 Duncan 进行差异显著性检验分析渊显著性水平设置为约0.05冤袁用 Pearson 相关分析的方法分析土壤养分指标和土壤酶活性之间的相关性遥2结果与分析2.1不同施肥处理对土壤水分尧pH 和容重的影响由表 3 可知袁 各处理的土壤含水量随着追施氮肥量的增加而先减少后增加袁0耀20 cm 土层在 N3 处理时含水量最低袁20耀40 cm 土层在 N4 处理时含水量最低遥土壤 pH 的大小可以表示土壤的酸碱程度遥 0耀20 cm 土层土
10、壤各处理 pH 表现为 N4 处理最高袁20耀40 cm 土层土壤各处理 pH 表现为 N3 处理最高袁说明追施一定量的氮肥可以调节土壤酸碱度袁 但过量的追施氮肥在一定程度上会使土壤酸化遥各处理土壤容重均不同程度高于 N0 处理袁 以N4 处理土壤容重均最高袁 说明适量追施氮肥能够有效提高土壤容重袁 进而对提高土壤的保水率有一定的作用遥 各处理土壤容重的大小随土层深度的增加逐渐增大袁 这种现象是由于 0耀20 cm 土层土壤植物表 1试验地土壤基本理化性质渊2018 年冤土层有机质全氮全磷全钾碱解氮速效磷速效钾含水率pH容重渊cm冤渊g/kg冤渊g/kg冤渊g/kg冤渊g/kg冤渊mg/kg冤
11、渊mg/kg冤渊mg/kg冤渊%冤渊g/cm3冤0耀2015.800.950.3910.2373.0036.6017.173.95.361.4620耀4014.640.880.359.9565.7328.9214.055.25.571.55表 2追施氮肥量处理施氮量渊kg/hm2冤N0渊0冤0N1渊25%冤36.86N2渊50%冤73.73N3渊75%冤110.59N4渊100%冤147.45N5渊125%冤184.3193-2023.8 试验研究根系分布密集袁 并且土壤受耕作影响较大袁 土壤较松弛袁 故土壤容重小遥 20耀40 cm 土层的土壤受耕作的影响较 0耀20 cm 土层小袁 土壤较
12、紧实袁 故土壤容重大遥2.2不同施肥处理对土壤养分的影响由表 4 可知袁0耀20 cm 土层的各项土壤养分含量中袁N5 处理的全氮尧全钾尧碱解氮尧速效磷含量显著高于其他处理袁N2尧N3尧N4尧N5 处理的全磷含量无显著性差异袁速效钾含量以 N2 处理最高袁有机质含量以N4 处理最高遥 说明氮肥追肥量的增加对 0耀20 cm 土层的土壤全磷含量无显著性影响袁 但是会抑制土壤中速效钾含量袁而过多的追施氮肥渊施用量为 125%冤会抑制有机质含量遥20耀40 cm 土层的各项土壤养分含量中袁N5 处理的全氮尧碱解氮尧速效磷含量显著高于其他处理袁N4处理的速效钾和有机质含量均显著高于其他处理袁N2尧N3
13、尧N4尧N5 处理的全磷含量无显著性差异袁 全钾含量以 N3 处理最高遥 说明氮肥追肥量的增加对 20耀40 cm 土层的土壤全磷的含量无显著性影响袁但追施氮肥量高于 75%时会抑制土壤中的全钾含量袁 过多的施用氮肥渊125%冤还会抑制速效钾和有机质含量遥2.3不同施肥处理对土壤脲酶活性的影响脲酶是土壤中重要的水解酶袁 能将酰胺态有机氮化物水解为植物能直接吸收利用的无机氮化物的酶2遥 由图 1 可知袁土壤中脲酶含量随追施氮肥量的增加而上升袁与不追施的 N0 处理相比袁土壤中脲酶活性均显著提高遥 0耀20 cm 土层中袁 N3 处理尧N4 处理与 N5 处理之间差异未达到极显著水平袁说明过量追施
14、氮肥对土壤脲酶活性的提升影响不大遥 20耀40 cm土层中袁在追肥量高于 N2 处理后袁土壤脲酶活性无极显著提高遥2.4不同施肥处理对土壤过氧化氢酶活性的影响由图 2 可知袁 随着追施氮肥量增加土壤中过氧化氢酶含量均呈上升趋势袁但在 0耀20 cm 土壤中袁各个处理的土壤过氧化氢酶活性无显著性差异遥 20耀40 cm 土壤中袁氮肥追施量高于 N4 处理后袁土壤过氧化氢酶活性相比于 N0 处理有极显著提高遥2.5不同施肥处理对土壤蔗糖酶活性的影响由图 3 可知袁 随着追施氮肥量增加土壤中蔗糖表 3各处理不同土层土壤的含水量(%)尧pH 和容重处理0耀20 cm 土层20耀40 cm 土层含水量渊
15、%冤pH容重渊g/cm2冤含水量渊%冤pH容重渊g/cm2冤N04.25.401.455.35.601.57N14.15.171.565.65.381.60N23.95.391.545.05.721.59N33.25.411.565.05.861.62N43.75.441.594.05.851.67N53.85.191.554.85.641.62图 1各土层各处理对土壤脲酶活性的影响图 2各土层各处理对土壤过氧化氢酶活性的影响94-试验研究 2023.8酶含量均呈上升趋势袁在 0耀20 cm 土壤中袁追施氮肥后土壤蔗糖酶活性极显著提高遥20耀40 cm 土壤中袁氮肥追施量高于 N3 处理后袁
16、土壤蔗糖酶活性相比于N0 处理有极显著提高遥2.6不同施肥处理土壤养分与酶活性相关性分析为了探讨施肥条件下土壤酶活性与土壤养分因子之间的关系袁 将土壤过氧化氢酶活性尧 土壤脲酶活性尧 土壤蔗糖酶活性与各土壤养分因子进行相关性分析遥 土壤养分与酶活性的相关性显著遥 各土层之间土壤酶活性与各土壤养分因子的相关情况基本一致遥对于土壤脲酶活性而言袁 土壤脲酶活性与深层土壤碱解氮呈极显著正相关关系曰 对于土壤蔗糖酶活性而言袁 浅层土壤蔗糖酶活性与土壤碱解氮含量呈极显著正相关关系曰 深层土壤蔗糖酶活性与深层土壤有机质尧土壤全磷含量尧浅层速效磷尧浅层全钾含量呈极显著正相关关系遥 对于土壤过氧化氢酶活性而言袁
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