四川盆地紫色土養(yǎng)分肥力現(xiàn)狀及炭基調(diào)理劑培肥效應(yīng)研究.pdf

1、紫色土是四川盆地農(nóng)業(yè)土壤的主體，占盆地面積的85％，其土壤肥力及生產(chǎn)力狀況直接關(guān)系著該地區(qū)糧食供應(yīng)安全。目前有關(guān)四川盆地紫色土區(qū)域肥力狀況的報(bào)道主要源自第二次土壤普查資料，近30年來該區(qū)域紫色土肥力現(xiàn)狀及變化如何尚不清楚。本文首先利用四川盆地紫色土分布區(qū)114個(gè)縣（市）2005年以來開展測(cè)土配方施肥采集的252275個(gè)紫色土樣品的土壤分析數(shù)據(jù)，18646個(gè)農(nóng)戶調(diào)查數(shù)據(jù)，1944個(gè)試驗(yàn)示范數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)分析方法研究了紫色土養(yǎng)分肥力現(xiàn)狀及其

2、與作物產(chǎn)量的關(guān)系，與第二次土壤普查比較了解30年來紫色土養(yǎng)分肥力的變化，為紫色土的改良培肥提供數(shù)據(jù)支撐。在對(duì)區(qū)域土壤肥力全面了解的基礎(chǔ)上，針對(duì)紫色土有機(jī)質(zhì)含量低、水土流失嚴(yán)重等問題，采用大田試驗(yàn)、盆栽試驗(yàn)和室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法開展了炭基土壤調(diào)理劑對(duì)紫色土的培肥效果研究，明確不同炭基土壤調(diào)理劑對(duì)紫色土團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)、水分庫容、養(yǎng)分含量等土壤物理及化學(xué)性質(zhì)的影響，為紫色土培肥及土壤調(diào)理劑的研發(fā)提供技術(shù)支撐。
　　四川盆地紫色土分布區(qū)1

3、14個(gè)縣（市）土壤養(yǎng)分肥力現(xiàn)狀的調(diào)查研究結(jié)果表明，紫色土有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀平均含量分別為16.4 g·kg-1、1.02 g·kg-1、15 mg·kg-1、91.9 mg·kg-1，土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀處于缺乏水平，土壤全氮和有效磷處于中等含量水平。相對(duì)于第二次土壤普查，30年來四川盆地紫色土除速效鉀變化不大外，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和有效磷含量均有明顯提升，分別增加了28.1%、21.4%和200%。但是該區(qū)域土壤養(yǎng)分肥力目前仍然

4、偏低，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀缺乏的比例分別占75.7%、55.6%、49.8%和65.4%。近30年來紫色土 pH變化在不同類型紫色土間存在較大差異，中性紫色土30年平均降低了0.54個(gè)pH單位，石灰性紫色土pH平均降低了0.43個(gè)pH單位，酸性紫色土平均升高了0.32個(gè)單位。
　　紫色土區(qū)作物產(chǎn)量水平差異較大，采用平均單產(chǎn)法對(duì)紫色土地區(qū)作物產(chǎn)量水平分級(jí)表明，旱地作物馬鈴薯、油菜、小麥、玉米中低產(chǎn)比例分別占49.6%、6

5、7.6%、67.0%和79.0%，紫色土區(qū)旱地作物仍具有較大的產(chǎn)量提升空間。紫色土的實(shí)際生產(chǎn)力與基礎(chǔ)地力呈極顯著正相關(guān)，土壤對(duì)不同作物的貢獻(xiàn)率在48.7%~62%，提升土壤基礎(chǔ)地力是作物增產(chǎn)的重要途徑。不同產(chǎn)量水平下土壤養(yǎng)分差異顯著，整體表現(xiàn)為較高作物產(chǎn)量下土壤養(yǎng)分肥力指標(biāo)更高，作物產(chǎn)量與土壤養(yǎng)分存在極顯著的正相關(guān)性；主成分分析表明，土壤有機(jī)質(zhì)和全氮是紫色土肥力的首要影響要素，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量是提升作物產(chǎn)量的重要措施。
　　不同

6、炭基調(diào)理劑的田間試驗(yàn)結(jié)果表明，施用炭基土壤調(diào)理劑對(duì)大田作物均有顯著的增產(chǎn)作用，與對(duì)照相比，不同調(diào)理劑處理榨菜兩年增產(chǎn)幅度達(dá)9.9%~30%和8.6%~15.1%，玉米增產(chǎn)幅度達(dá)7.2%~10.8%和7.5%~21.7%。在大田連續(xù)2年4茬施用炭基調(diào)理劑（每季用量1500 kg·hm-2），顯著提高了土壤粒徑>0.25 mm的機(jī)械穩(wěn)定性和水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量，促進(jìn)小團(tuán)聚體向大團(tuán)聚體的轉(zhuǎn)化，其中對(duì)粒徑>5 mm的機(jī)械穩(wěn)定性大團(tuán)聚體提升幅度最大，

7、比對(duì)照提高5.38~18.29個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)提高了團(tuán)聚體的平均重量直徑及穩(wěn)定性指數(shù)，以課題組研發(fā)的炭基調(diào)理劑和生物碳效果最佳。施用調(diào)理劑降低了田間土壤容重，增加了土壤孔隙度，提高了土壤持水性，擴(kuò)大了土壤水分庫容。經(jīng)過2年的定位試驗(yàn)，各調(diào)理劑土壤飽和持水量、田間持水量均顯著提升，土壤水分總庫容、興利庫容、滯留庫容和最大有效庫容均顯著提升；土壤孔隙度提高2.9~4.5個(gè)百分點(diǎn)。不同調(diào)理劑處理顯著增加了土壤對(duì)降雨后的截留，并降低了土壤水分散失

8、，從而提高了土壤水分含量和抗旱能力。
　　盆栽和培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，施用調(diào)理劑促進(jìn)了作物干物質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分積累。當(dāng)調(diào)理劑投入量達(dá)到土壤質(zhì)量的1%時(shí)，生物質(zhì)炭和自主研發(fā)的調(diào)理劑 I、調(diào)理劑II均降低了土壤容重、提高了土壤孔隙度，容重比對(duì)照降低了2.5~5.8%，孔隙度提高了0.9~2.7個(gè)百分點(diǎn)。施用調(diào)理劑土壤持水能力顯著提高，土壤飽和含水量比對(duì)照處理提高了13.7%~21.4%，以生物質(zhì)炭效果最好。與對(duì)照相比，炭基調(diào)理劑土壤有機(jī)質(zhì)含

9、量提升6.3%~14.4%，全氮和全磷也明顯提升，對(duì)全鉀影響較??；不同調(diào)理劑顯著提高了土壤有效氮磷鉀含量，以有機(jī)肥>調(diào)理劑 II>調(diào)理劑 I>生物質(zhì)炭>對(duì)照。施用調(diào)理劑土壤陽離子交換量、交換性鎂、交換性鉀顯著增加，提高了土壤的緩沖性能。
　　綜上所述，四川盆地紫色土地區(qū)近30年來土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量明顯提高，但是目前土壤養(yǎng)分肥力仍然較低。施用炭基土壤改良劑是紫色土改良培肥的重要手段之一。關(guān)于炭基調(diào)理劑的優(yōu)化配比、培肥機(jī)理以及與其它