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1 应用生态学报 2017 年 11 月第 28 卷第 11 期 http: / / Chinese Journal of Applied Ecology, Nov. 2017, 28(11): DOI: / j 长期氮磷钾肥配施对贵州黄壤玉米产量和土壤养分可持续性的影响 刘彦伶 李 渝 张雅蓉 黄兴成 张文安 2,3 蒋太明 ( 1 贵州省农业科学院土壤肥料研究所, 贵阳 ; 2 农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站, 贵阳 ; 3 贵州 省农业科学院, 贵阳 ) 摘要为明确长期氮磷钾肥配施下贵州典型黄壤玉米产量 氮磷钾肥增产效应及土壤养分的演变特征, 利用国家贵阳黄壤肥力与肥效长期定位试验, 研究氮磷钾平衡施肥 ( NPK) 与缺素施肥 (N NK NP PK) 对玉米相对产量 氮磷钾肥增产贡献率及土壤氮磷钾素养分可持续性指数等的影响. 结果表明 : 氮磷钾平衡施肥有显著增产效果, 玉米相对产量均值为 :NPK>NP> NK>PK>CK; 氮 磷 钾肥增产贡献率和农学利用率均为氮肥 > 磷肥 > 钾肥, 施肥依存度为氮 磷 钾肥配施 > 氮肥 > 磷肥 > 钾肥, 但缺磷处理 (NK) 玉米相对产量以每年 1.4% 的速度极显著下降, 磷肥贡献率和依存度则以每年 2.3% 和 1.4% 的速度极显著上升, 最终磷肥对玉米生产的影响逐渐与氮肥持平 ; 缺磷处理土壤 ph 值和有机质含量均最低, 而缺氮处理则较高 ; 施用化学磷肥可提高黄壤磷素可持续性指数, 但氮肥和钾肥对黄壤氮素和钾素可持续性指数无显著影响. 综上, 平衡施肥是贵州典型黄壤地区玉米高产的重要保障, 其中磷肥与氮肥同等重要, 但长期单施化肥尤其是缺磷处理不利于黄壤养分的可持续利用. 关键词 黄壤 ; 长期氮磷钾肥配施 ; 相对产量 ; 土壤养分可持续性指数 Effect of long term application of NPK fertilizer on maize yield and yellow soil nutrients sus tainability in Guizhou, China. LIU Yan ling, LI Yu, ZHANG Ya rong, HUANG Xing cheng, ZHANG Wen an, JIANG Tai ming 2,3 ( 1 Institute of Soil and Fertilizer, Guizhou Acade my of Agricultural Sciences, Guiyang , China; 2 Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation and Agriculture Environment( Guizhou), Ministry of Agriculture, Gui yang , China; 3 Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Guiyang , China). Abstract: A long term fertilization field experiment was conducted to investigate the effect of nitro gen (N), phosphorus (P), and potassium (K) fertilizer on maize relative yield, yield increasing effect and the changes of nutrients in yellow soil in Guizhou Province. Five fertilizer combinations were evaluated, including balanced fertilization ( NPK) and nutrient deficiency treatments ( N, NK, NP, and PK). The maize relative yield, contribution efficiency of N, P, K fertilizer applica tion, sustainability index of soil N, P, K nutrients, and other indicators were measured. The results revealed that the balanced fertilization ( NPK) significantly increased maize yield, and the average yield under each treatment ranked as: NPK>NP >NK>PK>CK. The contribution efficiency and ag ronomic efficiency of N, P, K fertilizer application was N>P >K. The fertilization dependence was ranked as: combined application of N, P and K>N>P >K. But in the lack of P treatment ( NK), the maize relative yield significantly decreased at a speed of 1.4% per year, with the contribution efficiency and fertilization dependence of applied P significantly increasing at a speed of 2.3% per year and 1.4% per year, respectively. Over time, the effect of P fertilizer on maize yield gradually 本文由国家自然科学基金项目 ( ) 贵州省科技计划项目 ([2017]2852) 贵州省农业科学院科技创新专项 ([2017]06) 贵州省科技厅省院联合基金项目 ([2015]7079 ) 和贵州省农业科学院自主创新专项 ( ) 资助 This work was supported by the National Natural Science Foundation of China ( ), the Science and Technology Project of Guizhou Province ([2017]2852), the Science and Technology Innovation Pro ject of Guizhou Provincial Academy of Agricultural Sciences ([2017]06), the Union Fund of Guizhou ([2015]7079), and Independent Innovation Pro ject of Guizhou Provincial Academy of Agricultural Sciences ( ) Received, Accepted. 通讯作者 Corresponding author. E mail: jtm532@ 163.com

2 3582 应用生态学报 28 卷 became equal to that of N fertilizer. The ph and soil organic matter content were the lowest in the P lack treatment (NK), while they were higher in the N lack treatment ( PK). The application of chemical P significantly improved the sustainability index of soil P, but the application of chemical N and K did not significantly change the sustainability index of soil N and K nutrients compared to the N and K lack treatments, respectively. In summary, the use of balanced fertilizer application is critical for achieving high maize yield in typical yellow soil regions in Guizhou Province. P and N fertilizers are equally important for improving maize yield, and long term application of unbalanced chemical fertilizer, especially the lack of P, would not benefit the sustainable use of nutrients in yellow soil. Key words: yellow soil; long term application of NPK fertilizer; relative yield; sustainability index of soil nutrients. 20 世纪 80 年代后期以来, 土壤 ( 土地 ) 退化 土 壤质量保育和可持续利用问题已成为全球性的重大 研究课题之一 [1-2]. 施肥是影响土壤质量演变和可持 续利用最主要的农业措施之一, 根据作物需要合理 施肥可在防止土壤 ( 土地 ) 退化 保持土壤质量及可 持续利用的基础上保证作物持续稳定高产 [3-6]. 作物 产量是土壤实际生产力的外在表现, 在一定程度上 能够确切反映土壤生产力水平, 土壤基础地力和施 肥是影响作物产量的两个主要因素, 可分别通过土 壤养分贡献率和肥料贡献率等指标进行评估 [7]. 氮 磷 钾是农作物必需的三大营养元素, 其合理配施可 提高农作物产量 改善土壤养分, 不合理施用则会引 起土壤养分耗竭 土壤肥力下降 施肥效益降低, 还 会导致环境质量恶化, 影响农业生产持续稳定发 展 [8-9]. 土壤养分可持续性指数是在保证作物一定生 产力水平和环境质量条件下, 土壤能够持续 稳定地 供给作物所需要的养分指数范围, 可作为衡量土壤 养分供应能力和生产力的一个重要指标 [10]. 长期定 位试验是土壤质量演变研究的重要方法和手段, 能 够对土壤质量的变化和发展趋势 肥料效应以及地 力变化等方面进行系统研究 [11-12]. 近年来, 我国开 展了大量长期施肥下红壤 [13-16] 黑土 [17-19] 潮 土 [20] 塿土 [21-22] [23] 紫色土等土壤养分演变的研 究, 但关于长期单施化肥对土壤养分的影响研究结 果不尽一致. 黄壤是我国重要的土壤资源, 以贵州省 分布最广, 其面积分别占贵州省国土面积和土壤面 积的 41.9% 和 46.4%, 是贵州省主要的农业土壤类 型, 在农业生产中发挥着重要的作用. 关于长期单施 化肥对黄壤氮磷钾肥产量效应和土壤肥力的系统研 究较少, 已有的相关研究主要集中在通过合理施肥 措施提高肥效及作物产量等方面 [24-26]. 因此, 本研 究利用国家黄壤肥力与肥效长期定位试验基地, 系 统研究长期单施化肥对贵州典型黄壤玉米产量 氮磷 钾肥增产贡献率 施肥依存度 氮磷钾肥农学利用率及土壤养分可持续性的影响, 以期为提高黄壤生产力 促进黄壤地区农业持续高产高效提供理论指导. 1 研究地区与研究方法 1 1 试验地概况黄壤肥力与肥效长期定位试验点位于贵州省贵阳市花溪区贵州省农业科学院院内 ( N, E), 地处黔中黄壤丘陵区, 平均海拔 1071 m, 年平均气温 15. 3, 年平均日照时数 1354 h 左右, 相对湿度 75.5%, 全年无霜期 270 d 左右, 年降雨量 1100 ~ 1200 mm. 土壤类型为黄壤, 成土母质为三叠系灰岩与砂页岩风化物,1994 年基础土壤养分如下 :ph 6. 87, 有机质 g kg -1, 全氮 1.96 g kg -1, 全磷 0.96 g kg -1, 全钾 10.5 g kg -1. 长期定位试验始于 1995 年, 共设置 12 个处理, 本研究选取其中 6 个处理作为研究对象 :1) 不施肥处理 (CK);2) 单施氮肥处理 ( N);3) 缺磷处理 ( NK);4) 缺钾处理 ( NP);5) 缺氮处理 ( PK);6) 平衡施肥处理 (NPK, 全肥处理 ). 采用大区对比试验, 每个处理面积 340 m 2, 无重复. 试验用氮肥为尿素 ( 含 N 46%), 磷肥为过磷酸钙 ( 含 P 2 O 5 16%), 钾肥为氯化钾 ( 含 K 2 O 60%). 化肥用量为每年施 N 330 kg hm -2 P 2 O kg hm -2 K 2 O 165 kg hm -2. 磷钾肥于玉米播种前作基肥一次性施入, 氮肥一部分基施, 一部分作追肥于玉米拔节期和大喇叭口期施入 年各处理年均肥料投入量见表 1. 种植制度为一年一季玉米, 种植玉米品种为 : 交 3 单交 ( 年 ) 黔单 10 号 ( 年 年 ) 农大 108 (2001 年 ) 黔玉 2 号 ( 年 ) 黔单 16 号 ( 年 ) 金玉 818( 年 ) 中农大 239(2015 年 ).

3 11 期刘彦伶等 : 长期氮磷钾肥配施对贵州黄壤玉米产量和土壤养分可持续性的影响 3583 表 1 试验处理与施肥量 Table 1 Treatments and application rates of fertilizer (kg hm -2 ) 处理 Treatment 总量 Total amount N P 2 O 5 K 2 O CK N NK NP PK NPK 样品采集与分析 试验自 1995 年以来长期对玉米产量 施肥水平 和土壤养分状况等进行定点调查 动态监测记载与 分析测试等. 对作物产量的测定是通过对处理区的 每季作物分别进行籽粒和秸秆产量的测定与记载. 土壤样品的采集 (0 ~ 20 cm) 在每年度玉米收获后, 采集方法按照随机 ( 每一个采样点是任意决定的, 按照梅花形布点采样 ) 等量 ( 每一点采集土壤量一 致 ) 和多点混合 ( 将监测田块内采集的 15 个点的土 样混合以提高代表性 ) 的原则进行. 为使每年土壤养 分数据分析具有统计学意义, 自 2011 年开始, 土壤 样品采集将大区分为上 中 下三段, 每段采用梅花 形布点采样法单独采集土壤样品, 当作 3 个重复. 由 于历史原因, 年 9 年的土壤样品未保 存, 本研究分析了 年共 21 年的玉米产 量, 以及 年共 12 年的土壤 ph 值 有机质 全氮 全磷 全钾 碱解氮 有效磷 速 效钾含量, 分析方法详见文献 [27]. 1 3 计算公式 相对产量及其他指标计算公式 [7,28] : 相对产量 (Y r,%)= 每年各处理产量 / NPK 处理 产量 100%; 增产率 ( IR,%) = ( 施肥处理产量 - 不 施肥处理产量 ) / 不施肥处理产量 100%; 氮 ( 磷 钾 ) 肥增产贡献率 ( CE,%) = [ NPK 处理产量 -PK (NK NP) 处理产量 ] / NPK 处理产量 100%; 施肥 依存度 (FD,%)= 100%- 各处理相对产量, 其中, 全 肥区的施肥依存度 = 100%- 空白区相对产量, 例如 : 氮 ( 磷 钾 ) 肥依存度 (%) = 100% -PK( NK NP) 处 理相对产量 ; 氮 ( 磷 钾 ) 土壤养分贡献率 ( Cs,%) = PK( NK NP ) 处理产量 / NPK 处理产量 100%; 氮 ( 磷 钾 ) 肥农学利用率 (AE,kg kg -1 )= [NPK 处理 玉米籽粒产量 -PK( NK NP ) 处理玉米产量 ] / [ 氮 ( 磷 钾 ) 肥用量 ]; 养分可持续性指数 ( SI) = 养分有 效度 养分累积率 100 [10], 其中, 养分有效度 = 土壤有效养分 / 土壤全量养分 ; 养分累积 = 施肥处理土壤全量养分 - 对照处理土壤全量养分 ; 养分累积率 = 养分累积 / 施肥处理土壤全量养分. 1 4 数据处理数据的统计与分析采用 Excel 2010 SigmaPlot 10.0 和 Statistic 5.5 软件进行, 不同处理多个年份间平均值进行方差分析比较时, 各年份数值作为重复数据使用, 处理间差异性采用邓肯新复极差法 (Duncan) 检验, 显著性水平设置为 α = 结果与分析 2 1 长期氮磷钾配施对玉米产量的影响考虑到品种 气候等对作物产量的影响, 本研究采用相对产量来表征玉米产量的年际变化 ( 图 1). 连续施肥 21 年后,CK 处理玉米相对产量年际波动虽较大, 但始终处于较低水平, 平均值最低为 48.2%, 而 NPK 处理玉米相对产量变化较稳定且均值最高. 各缺素施肥处理玉米相对产量平均值大小为 NP ( 88. 6%) > NK ( 84. 7%) N ( 84. 7%) > PK (60.1%), 缺素施肥对玉米相对产量的影响整体表现为 : 缺氮 > 缺磷 > 缺钾. 各缺素施肥处理对玉米相对图 1 不同施肥处理玉米相对产量和增产率 Fig.1 Maize relative yield (Y r ) and yield increasing rate (IR) under different fertilization treatments. P<0.05; P<0.01. 下同 The same below.

4 3584 应用生态学报 28 卷 产量的影响年际变化趋势不尽一致,N 和 NK 处理在波动中随种植年限呈现极显著下降趋势, 年减少量分别为 1.8% 和 1.4%,NP 和 PK 处理则在波动中分别呈现微弱下降和上升趋势, 但未达显著水平. 近 6 年 ( 年 ) 各缺素施肥处理玉米平均相对产量大小为 NP ( 82. 7%) > NK ( 71. 1%) PK (70.0%) N(68.7%), 除 NP 与 N 处理间差异达显著水平外, 其他各处理间差异不显著. 根据本试验互作效应分析, 氮 磷 钾肥互作效应最高,21 年平均增产率为 149.7%( 图 1), 其次为氮磷肥互作,21 年平均增产率为 124.7%, 氮钾肥互作效应与氮效应较低, 21 年平均增产率分别为 114.0% 和 117.0%, 磷钾肥互作效应最差,21 年平均增产率仅为 35.0%. 氮磷钾互作效应在试验前 9 年与氮钾互作效应 氮效应无明显差异, 但随施肥年限增加差距不断增大. 受气候 品种等原因影响, 不同处理实际产量年际间波动较大, 进而导致增产贡献率波动也较大, 随试验年限增加无明显变化规律. 2 2 氮 磷 钾肥增产贡献率和肥料依存度肥料增产贡献率可反映施肥对增加作物产量的贡献率, 氮 磷 钾肥均有不同程度的增产作用, 氮肥增产贡献率为 17. 4% ~ %, 21 年平均值为 86.8%, 年际波动较大, 但呈持平状态 ; 磷肥增产贡献率为 -12.7% ~ 70.3%,21 年平均值为 21.6%, 随时间呈极显著上升趋势 ( 图 2), 年增长率为 2.3%; 钾肥增产贡献率为 % ~ 57. 4%,21 年平均值为 15.3%. 氮 磷 钾肥增产贡献率整体表现为氮肥 > 磷肥 > 钾肥, 随着磷肥增产贡献率不断增加, 近 6 年 ( 年 ) 磷肥增产贡献率 (43.6%) 与氮肥增产贡献率 (50.4%) 相当. 施肥依存度可反映作物对肥料的依赖性, 贵州黄壤玉米施肥依存度分析结果表明 ( 图 2), 玉米对氮肥的依赖性最强,21 年平均值为 39.9%; 其次为磷肥,21 年平均值为 15.3%, 但磷肥依存度每年以 1. 4% 的速率极显著上升, 近 6 年磷肥依存度 (28.9%) 与氮肥依存度 (30.0%) 相当 ; 而对钾肥的依赖性始终较弱,21 年平均值为 11.4%; 对氮磷钾肥配施的依赖性始终最强,21 年平均值为 51.8%. 施肥依存度越高, 则说明土壤养分对产量的贡献越低, 表现为土壤氮贡献率 ( 60. 1%) < 土壤磷贡献率 (84.7%) < 土壤钾贡献率 (88.6%). 2 3 氮 磷 钾肥农学利用率农学利用率指单位施肥量所增加的作物籽粒产 图 2 氮 磷 钾肥增产贡献率和肥料依存度年际变化 Fig.2 Interannual change of contributing efficiency ( CE) and fertilization dependence ( FD) of N, P, K fertilizer application. 量, 可准确评价肥料的增产效率, 氮 磷 钾肥农学利 用率年际变化趋势与氮 磷 钾肥增产贡献率趋势基 本一致 ( 图 3). 氮 磷 钾肥农学利用率分别为 2.5 ~ ~ ~ 14.7 kg kg -1,21 年平均值 分别为 kg kg -1. 但磷肥农学利用率以 每年 0.6 kg kg -1 的速度极显著上升, 近 6 年磷肥农 学利用率为 12.3 kg kg -1, 而氮 钾肥农学利用率年 际波动较大, 且无明显变化规律. 2 4 长期氮磷钾配施对土壤 ph 值和有机质的影响 不同施肥处理对土壤 ph 值和有机质影响显著 图 3 氮 磷 钾肥农学利用率年际变化 Fig.3 Interannual change of agronomic efficiency ( AE) of N, P, K fertilizer application.

5 11 期刘彦伶等 : 长期氮磷钾肥配施对贵州黄壤玉米产量和土壤养分可持续性的影响 3585 表 2 不同施肥处理土壤 ph 值和有机质随时间变化趋势及参数 (0~ 20 cm) Table 2 Trend and parameters of soil ph value and organic matter under different fertilization treatments ( n = 12) 处理 Treatment 均值 Average 斜率 Slope ph R 2 变化趋势 Trend 均值 Average 有机质 Organic matter (g kg -1 ) 斜率 R 2 变化趋势 Slope Trend CK 7.02a 持平 Unchanged 36.4bc 上升 Increased N 6.52c 下降 Decreased 37.2abc 持平 Unchanged NK 6.45c 下降 Decreased 33.4d 持平 Unchanged NP 6.55c 下降 Decreased 38.1ab 上升 Increased PK 6.92ab 下降 Decreased 39.7a 上升 Increased NPK 6.71bc 下降 Decreased 34.5cd 持平 Unchanged 同列数据后不同字母表示不同处理间差异显著 (P<0.05) Different letters in the same column meant significant difference among treatments at 0.05 level. P<0.05; P<0.01. 下同 The same below. ( 表 2). 各处理土壤 ph 值大小顺序为 CK>PK>NPK >NP>N>NK, 除 PK 处理外, 各施肥处理 ph 值均显著低于 CK 处理. 除 CK 处理土壤 ph 值随时间变化趋势持平外, 各施肥处理土壤 ph 值均随种植年限增加呈极显著下降趋势, 酸化速率为 NK >N >NP > NPK>PK. 不同施肥处理土壤有机质含量大小顺序为 PK>NP>N>CK>NPK>NK, 但除 PK 与 CK NPK NK 之间 NP 与 NPK NK 之间差异显著外, 其他处理之间差异均不显著.CK NP PK 处理土壤有机质随种植年限增加呈显著上升趋势,N NK NPK 处理均呈持平状态. 2 5 长期氮磷钾配施对土壤氮 磷 钾可持续性指数的影响不同施肥处理对土壤氮 钾养分可持续性指数影响不显著, 对磷素可持续性指数影响显著 ( 表 3). 土壤氮素可持续性指数波动较大, 年际间无明显变化规律, 平均值为 ~ 0.28, 以 N 处理最高,PK 处理最低, 但除 N 和 PK 处理间差异显著外, 其他各处理差异不显著, 说明施氮处理相对 PK 处理可一定程度提高土壤氮素可持续性指数. 施用化学磷肥可显著提高土壤磷素可持续性指数, 且随种植年限增加呈不断增加趋势, 各处理土壤磷素可持续性指数大小顺序为 PK NP >NPK>N NK, 处理间差异达显著水平, 施磷处理是不施磷处理的 5.0 ~ 47.5 倍. 土壤钾素可持续性指数波动较小, 各处理间差异不显著, 均值为 ~ 0.00, 说明施用化学钾肥并不能提高土壤钾素可持续性指数. 2 6 玉米相对产量与土壤养分的相关性土壤肥力的高低在一定程度上决定了土壤生产力的高低, 黄壤长期定位试验所有处理多年玉米相对产量与土壤 ph 值 有机质 氮素可持续性指数及磷素可持续性指数均呈显著正相关 ( 表 4), 其中与土壤氮素可持续性指数相关系数最大, 其次为磷素 表 3 不同施肥处理对土壤氮 磷 钾可持续性指数 ( SI) 的影响 Table 3 Effects of different fertilization treatments on sus tainability index (SI) of soil N, P and K 项目 Item 处理 Treat ment 年份 Year 平均 Average SI N N a 0.01a 0.28a NK a -0.02a -0.02ab NP a 0.04a 0.04ab PK a -0.09a -0.34b NPK a -0.23a -0.06ab SI P N cd 0.10c 0.10c NK d -0.02c 0.02c NP ab 0.97a 0.77a PK a 1.06a 0.86a NPK bc 0.57b 0.48b SI K N a -0.04a -0.17a NK a 0.04a 0.00a NP a -0.04a -0.14a PK a -0.08a -0.16a NPK a -0.05a -0.10a SI N SI P SI K 分别表示土壤氮 磷 钾可持续性指数 SI N, SI P, SI K in dicated sustainability index (SI) of soil N, P and K, respectively. 下同 The same below. 可持续性指数, 再次为土壤有机质, 最小的是 ph 值, 与钾素可持续性指数相关性不显著. 土壤氮素和 磷素养分可持续性指数也与 ph 值 有机质 全氮 全磷 有效磷 速效钾等指标呈显著正相关, 可较好 地反映土壤氮 磷养分状况. 3 讨论 氮 磷 钾肥不均衡施用致使农业生态系统养分 不均衡, 土壤生产功能下降, 氮 磷 钾均可成为作物 高产的限制因子 [29]. 贵州黄壤氮 磷 钾肥配施可提 高玉米相对产量, 而缺素施肥则相反. 氮 磷 钾肥互 作效应最高, 磷钾肥互作效应最小, 肥料增产贡献率 肥料依存度 农学利用率等多年平均值均为氮肥 > 磷 肥 > 钾肥. 但缺磷处理玉米相对产量随种植年限以每

6 3586 应用生态学报 28 卷 表 4 玉米相对产量与土壤养分的相关系数 Table 4 Correlation coefficients between maize relative yield and soil nutrients ph 有机质 Organic matter 全氮 Total N 全磷 Total P 全钾 Total K 碱解氮 Alkaline N 有效磷 Olsen P 速效钾 Available K 相对产量 Y r SI N SI P SI K 相对产量 Y r Y r : Relative yield. 年 1.4% 的速度极显著下降, 氮钾肥互作效应随种植 年限不断减小, 且磷肥贡献率 磷肥依存度 磷肥农 学利用率随种植年限分别以每年 2.3% 1.4% 0.6 kg kg -1 的速度极显著上升, 而缺氮和缺钾处理则 随种植年限无明显变化规律. 说明贵州黄壤氮磷钾 平衡配施是玉米高产的重要保障, 其中氮和磷是玉 米产量的主要限制因素, 缺氮影响在试验开始即可 显现, 而缺磷影响则需积累到一定时间才显现, 本研 究中, 缺磷处理在连续试验 9 年后玉米相对产量开 始大幅下降, 近 6 年 ( ) 已与缺氮处理相 当, 因此农业生产中应高度重视磷肥的施用, 而紫色 土 [30] [31] [32] 红壤和黑土上氮肥增产贡献率始终高 于磷肥增产贡献率, 原因可能是不同土壤磷含量及 对土壤缺磷的敏感程度不同所致. 不同处理年际间 产量波动较大, 在一定程度上影响了不同处理施肥 效应的年际规律. 除 PK 处理有较明显的年际变化 趋势外, 其他处理趋势不明显, 可能是由于气候 病 虫害或品种更换等原因造成的, 由于历史资料对相 关记录较少, 无法明确具体原因, 在以后研究中应尽 量统一作物品种, 作好田间记录, 尤其是特大气象灾 害或病虫害等发生情况, 以便分析之用. 酸 瘦 有效磷低是黄壤生产利用中的主要障碍 因子 [33]. 本研究各处理 ph 值大小为 CK>PK>NPK> NP>N>NK, 且除 CK 处理外, 各施肥处理土壤 ph 值 均随种植年限呈显著下降趋势, 酸化速率为 NK>N> NP>NPK>PK, 说明长期单施化肥尤其是施用化学 [14] 氮肥可加剧土壤酸化, 这与蔡泽江等在红壤上的 研究结果一致, 其原因之一可能是供试黄壤氮素养 分含量较丰富且长期大量施用氮肥, 导致氮素硝化 和淋溶作用强烈而加速土壤酸化. 土壤有机质以 PK 处理最高,NK 处理最低, 而 NPK 处理则与 NK 处理 无显著差异, 不同施肥处理间有机质变化的差异可 能与各处理根茬残留及有机质消耗有关 [34], 与宋永 [35] 林等在褐潮土上 NPK 处理有机质高于其他处理 的结果不一致. 黄壤氮 磷 钾素可持续性指数研究 结果也表明, 与不施肥处理相比, 施用化学氮肥和钾 肥并不能提高土壤氮素和钾素可持续性指数, 而施 化学磷肥则可提高土壤磷素可持续性指数, 这与沈 宏等 [10] [32] 高洪军等的研究结果一致, 原因可能是 由于氮 磷 钾在土壤中转化差异造成的, 土壤氮素 和钾素转化较快, 而磷素在土壤中移动性较小, 施入 土壤中的磷大量积累在土壤中, 从而导致土壤磷素 可持续性指数随时间呈显著上升趋势, 而各处理间 氮 磷 钾素可持续性指数的差异除与土壤养分的转 化有关外, 还与不同处理植株氮 磷 钾吸收量有关. 玉米相对产量与黄壤氮素和磷素养分 有机质 及 ph 值等呈显著正相关, 缺磷处理 (NK) 土壤 ph [36] 有机质 磷素可持续性指数均最低. 王俊华等研 究结果表明, 缺磷 ( NK 处理 ) 在促进土壤微生物繁 育和保育微生物代谢活性以及促进作物生长和保证 养分吸收等方面的不利影响最为突出, 因此长期缺 磷可使黄壤生产力不断降低. 而长期缺氮处理 (PK) 相比其他施氮处理有较高的 ph 有机质 磷素可持 续性指数, 且氮素可持续性指数也未显著降低, 因而 缺氮处理作物产量随施肥年限增加未有下降趋势. 氮 磷 钾肥平衡配施相对缺素施肥处理虽有较高产 量, 但除土壤磷素养分外, 其他土壤养分与 CK 处理 相比均有所下降, 说明贵州黄壤长期单施化肥不利 于提高土壤养分. 综上, 贵州黄壤缺氮和长期缺磷对 玉米产量的影响均较大, 长期缺磷对土壤养分的不 利影响最突出, 而缺氮影响则最小, 平衡施肥处理可 获得较高的玉米产量, 但土壤养分相比不施肥处理 和其他缺素施肥处理则未有明显改善, 土壤 ph 值 和有机质甚至低于不施肥处理, 可见, 长期单施化肥 不利于贵州黄壤土壤养分的可持续利用. 罗龙皂 等 [37] 李渝等 [38] [39] 张雅蓉等研究均显示, 增施有 机肥可提高贵州黄壤玉米产量及土壤有机碳 氮 磷 [40] 等养分含量 ; 高洪军等在黑土上的研究也表明, 合理的有机无机配施更有利于土壤养分可持续发 展. 因此, 从农业生态系统可持续发展的角度考虑, 贵州黄壤区农业生产中应重视化肥与有机肥的合理 配施.

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