3 结论与讨论
土壤理化性状是判断土壤肥力高低的重要指标,对耕地质量具有重要影响。土壤容重是土壤物理性质的重要指标之一。土壤容重与土壤质地、土壤有机质含量、土壤结构状况以及耕作栽培管理水平有密切关系。土壤容重越小土壤愈松,通透性越好,愈利于耕作。丁砚民通过在盐碱湿地利用风化煤的研究指出,施用风化煤可有效增加土壤的孔隙度,降低土壤容重,提高微生物的生化活性,进而改善土壤的物理性质。赵东彦等研究显示,风化煤腐植酸与夏玉米秸秆配施可以有效改善土壤的物理性质,有利于土壤微团粒结构的形成,对土壤容重有重要影响。本研究结果显示,施用腐植酸可以有效降低土壤容重,增加土壤孔隙度,改善土壤物理性质。其中,以腐植酸与氮配施最优,其次依次分别为单施腐植酸、单施化肥氮磷钾和不施氮肥。其中,其中以T5 即常规施肥减氮15% 腐植酸处理的土壤容重最低,两年的土壤容重平均值较试前降低的最大幅度可达0.14 g/cm3。这与上述研究结果一致。
农田的土壤化学性质主要受肥料类型、耕作方式、种植方式和施肥方式的影响。土壤有机质是土壤微生物和农作物所需营养元素的源泉,是一种“全量”营养物质,对土壤理化性状、土壤的保水保肥性能以及土壤的通透性等均有较大影响。因此,土壤有机质的高低是评价土壤肥力高低的最重要的指标。而农田土壤有机质的大小,除受自然因素的影响外,更重要的受到认为因素即施肥因素的影响。有研究显示,腐植酸施入土壤后,能有效提升土壤速效养分的含量,对土壤的培肥均有重要作用,尤其是对土壤速效氮、速效磷和速效钾含量有效较大。这可能是由于腐植酸富含各类官能团,能与土壤中的铵离子、磷离子和钾离子结合,形成络合物,减少土壤速效氮的损失,抑制土壤对磷和钾的固定,能使土壤释放出更多的固定态磷和钾,进而提高土壤速效氮、有效磷和速效钾的含量。段学军等的研究显示,风化煤与尿素、夏玉米秸秆配施,能不同程度地促进土壤的生物量碳的活性,且其相互激发的效应较为明显。周鑫斌等研究指出,单施风化煤对土壤生物量碳的影响效果不明显,甚至还低于单施尿素处理,而风化煤与夏玉米秸秆的配施较优,二者的激发效应明显。
本研究显示,施用腐植酸可以有效提升土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量,其中,腐植酸与氮肥配施优于单施化肥氮磷钾,单施化肥氮磷钾又优于单施磷钾肥。单施腐植酸能增加土壤有机质的含量,但是不利于土壤的碱解氮、有效磷和速效钾的含量的提升,这与周鑫斌等研究一致,这可能是由于腐植酸本身含有机质含量较高,而缺失氮磷钾元素的所致。腐植酸必须与氮肥配施才能发挥效用,其中,以腐植酸 化肥减氮15%的T5 处理最佳,这与以上述研究较为相似。
施入土壤中的肥料氮素对土壤含氮量的影响主要决定于其在土壤中的净残留量。在本研究的常规施肥条件下,土壤全氮和碱解氮含量增加不明显,说明在小麦-玉米轮作制度下,本研究中的常规施肥能维持或提升土壤的氮素肥力水平。而不施氮肥的T1 处理和单施腐植酸的T3 处理土壤中全氮和碱解氮含量较低,均低于试前土壤,说明不施氮肥,由于作物收获后携带和氮素转化,引起土壤中氮素含量降低。而腐植酸与氮肥结合施用能明显提高土壤的全氮和碱解氮含量,在土壤中有明显的净残留,有助于土壤氮素的累积,但是,与腐植酸配施的氮肥需要一个适宜量。
腐植酸与化肥配施能提升土壤磷的有效性,其原因可能是由于腐植酸中含有多种官能团可与磷形成络合物,可减少磷的固定,并加速了无机磷的溶解。而施磷肥的单施化肥氮磷钾处理和单施磷钾肥处理,由于两年连续施磷,磷的移动性较小,能使耕层土壤中的磷维持较高的水平。
土壤pH 值用来表示土壤的酸碱度,是土壤重要的基本性质之一,其对土壤的酸化状况能直观进行反应。土壤pH 值对土壤中的一系列肥力性质具有深刻影响。另外,各种作物的生长都有其最适宜的酸碱度范围,土壤pH 值对作物的生长发育具有直接和间接地作用。本研究显示,施用腐植酸可以有效调节土壤的pH 值,使土壤pH 值向中性方向发展,有益于土壤微生物生长,并激发其活性,使土壤pH 值更有利于作物的生长发育。腐植酸具有调节土壤pH 值作用,但以腐植酸 氮肥处理最优,这可能是由于腐植酸富含的多种官能团,化肥与腐植酸结合后,能促进腐植酸释放酸性离子有关,使腐植酸具有对土壤起缓冲性能的作用。腐植酸与氮肥结合施用才能有效提高土壤的有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,有效改善土壤的酸碱性,这可能是与腐植酸富含多种官能团有关。至于腐植酸为何必须与氮肥配施才能发挥作用的机理还需要进一步的研究。