浙江油-稻轮作土壤肥力与作物产量特征

曹凯，王建红，张贤，徐静

(浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

油菜-水稻轮作(油-稻轮作)是浙江省主要的耕作制之一。据统计，浙江省油-稻轮作耕地面积有11.8万hm2，占全省耕地总面积的8.2%[1]。长期以来，人们往往只注重单季作物的施肥管理对作物产量和土壤肥力的影响[2-5]，较少从耕作制层面研究土壤肥力的演化特征及培肥技术需求。为此，本文对浙江省8个县(市、区)长期典型油-稻轮作形成的24个样点进行土壤基础肥力和油菜、水稻产量分析，旨在为油-稻轮作土壤定向培肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

通过前期调研，选择浙江油-稻轮作面积较大的8个县(市、区)作为样本区，以农民长期不同施肥管理习惯形成的油菜、水稻产量差异作为田块不同肥力水平的代表，每个样本区选取3个具有不同基础肥力水平的田块取样点，8个样本区共采集24个土壤样本。2016年4月通过与当地农技推广部门一起走访采点，明确各取样区分别代表低、中、高肥力水平田块的土壤取样点。其中，平湖、富阳、建德、兰溪、婺城5地的低、中肥力点是当地农技推广部门的土壤肥力定位监测点，定位监测从2008年开始，长期采用不同的施肥管理模式生产油菜和水稻，低肥力点为不施肥对照区，中肥力点为常规施化肥区，不同肥力水平田块的油菜、水稻产量差异明显，且年度间产量相对稳定；5地的高肥力点是当地的水稻高产示范区，示范区田块除了施化肥外还长期采取施用有机肥等措施提高土壤肥力，油菜和水稻产量明显高于中肥力区。桐庐、衢江、仙居3地的低、中、高肥力点则完全依据农民长期不同施肥管理习惯自然形成的油菜和水稻低、中、高产区作为土壤取样点。不同肥力区土壤取样点的地理位置相近，以尽可能消除其他因素对作物产量的影响。

2016年10月各取样点水稻收割后采集0～20 cm表层土测定土壤基础肥力。各取样点的地理位置与肥力特征描述如下：1PH-L，取样地点位于平湖市(120°57′16.56″E，30°40′16.68″N)，肥力水平低；2PH-M，取样地点位于平湖市(120°57′16.56″E，30°40′16.68″N)，肥力水平中；3PH-H，取样地点位于平湖市(121°02′25.08″E，30°43′19.56″N)，肥力水平高；4FY-L，取样地点位于富阳区(120°05′40.74″E，30°03′54.66″N)，肥力水平低；5FY-M，取样地点位于富阳区(120°05′40.74″E，30°03′54.66″N)，肥力水平中；6FY-H，取样地点位于富阳区(120°05′40.74″E，30°03′54.66″N)，肥力水平高；7TL-L，取样地点位于桐庐县(119°24′21.06″E，29°54′21.24″N)，肥力水平低；8TL-M，取样地点位于桐庐县(119°24′13.68″E，29°54′19.80″N)，肥力水平中；9TL-H，取样地点位于桐庐县(119°24′03.24″E，29°54′07.02″N)，肥力水平高；10JD-L，取样地点位于建德市(119°07′04.80″E，29°18′40.00″N)，肥力水平低；11JD-M，取样地点位于建德市(119°07′04.80″E，29°18′40.00″N)，肥力水平中；12JD-H，取样地点位于建德市(119°07′08.04″E，29°18′02.88″N)，肥力水平高；13LX-L，取样地点位于兰溪市(119°43′04.70″E，29°17′41.20″N)，肥力水平低；14LX-M，取样地点位于兰溪市(119°43′04.70″E，29°17′41.20″N)，肥力水平中；15LX-H，取样地点位于兰溪市(119°18′15.12″E，29°12′32.76″N)，肥力水平高；16WC-L，取样地点位于婺城区(119°27′09.80″E，29°03′06.50″N)，肥力水平低；17WC-M，取样地点位于婺城区(119°27′09.80″E，29°03′06.50″N)，肥力水平中；18WC-H，取样地点位于婺城区(119°24′17.64″E，29°01′00.84″N)，肥力水平高；19QZ-L，取样地点位于衢江区(119°01′21.72″E，29°3′19.08″N)，肥力水平低；20QZ-M，取样地点位于衢江区(119°01′21.72″E，29°3′19.08″N)，肥力水平中；21QZ-H，取样地点位于衢江区(119°01′21.72″E，29°3′19.08″N)，肥力水平高；22XJ-L，取样地点位于仙居县(120°52′03.72″E，28°52′04.80″N)，肥力水平低；23XJ-M，取样地点位于仙居县(120°51′55.08″E，28°52′03.72″N)，肥力水平中；24XJ-H，取样地点位于仙居县(120°51′52.61″E，28°51′57.09″N)，肥力水平高。

1.2 方法

土壤基础肥力分析选取了pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量(CEC)等9个指标，分别依据NY/T 1377—2007、NY/T 1121.6—2006、LY/T 1228—2015、LY/T 1232—2015、LY/T 1234—2015、LY/T 1228—2015、LY/T 1232—2015、LY/T 1234—2015和LY/T 1243—1999中的方法进行测定。土壤样品由绿城农科检测有限公司测定。

各肥力定位监测点的油菜和水稻产量为多年平均产量，非定位监测点的油菜和水稻产量根据农民常年产量估测。

试验数据采用Excel 2010和DPS 9.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同肥力点的土壤基础肥力特征

24个取样点的土壤基础肥力测定结果见表1。浙江油-稻轮作土壤的pH值在4.6～6.2，酸性特征明显。不同样区土壤pH存在差异，多数情况下，同一样区内低肥力土壤的pH值略低于高肥力土壤，同一样区土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量，及阳离子交换量随土壤肥力水平的增加而增加，而全磷、全钾、有效磷含量在同一样区不同基础肥力的土壤上并没有明显的变化规律。

8个样区土壤低、中、高肥力点的基础肥力指标平均值见表2。由表2可知，有机质、碱解氮含量随肥力水平的提高而上升，不同肥力水平间存在显著差异，土壤全氮、速效钾含量及阳离子交换量随肥力水平增加有增加趋势，且在低肥力与高肥力土壤间存在显著差异。

2.2 不同肥力点的作物产量特征

24个取样点的作物产量特征见表3。同一样区，油菜产量和水稻产量都随肥力水平的提高而增加。不同肥力水平的油菜产量在225～3 300 kg·hm-2，最高产量是最低产量的14.7倍；不同肥力水平的水稻产量在4500～13 650 kg·hm-2，最高产量是最低产量的3.0倍。

8个样区不同肥力水平样点油菜和水稻的平均产量见表4。低、中、高肥力水平的油菜和水稻平均产量都随土壤肥力的增加而增加，并且不同肥力水平间作物产量差异显著。油菜高肥力区的平均产量是低肥力区的3.1倍，水稻高肥力区的平均产量是低肥力区的1.9倍。

3 小结

对浙江8个县(市、区)24个典型油-稻轮作水田不同肥力水平田块的土壤与作物产量进行分析，结果表明，所调查田块的土壤pH值均呈酸性。大多数情况下，同一样区高肥力土壤的pH值略高于低肥力区。低肥力土壤与高肥力土壤的有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量和阳离子交换量含量存在显著差异。土壤基础肥力水平显著影响油菜和水稻的产量，油菜、水稻高肥力区的平均产量分别是低肥力区的3.1倍和1.9倍，说明土壤基础肥力对油菜产量的影响要大于水稻。当前，浙江油-稻轮作土壤培肥的关键是提高土壤有机质和碱解氮含量，其次是全氮、速效钾和阳离子交换量。

表1 各取样点的土壤基础肥力情况

表2 不同肥力水平土壤样点的基础肥力指标平均值

注：同列数据后无相同字母的表示差异显著(P<0.05)。表4同。

表3 各取样点的油菜与水稻产量

表4 不同肥力水平样点油菜和水稻产量的平均值 kg·hm-2