灌溉和施肥对土地整理区小麦产量和土壤养分的影响

孟会生，王 静，闫永康，殷海善

（1.山西农业大学资源与环境学院，山西太谷030801；2.山西省农业科学院农业资源综合考察研究所，山西太原030006）

土地整理是我国补充耕地数量、实现耕地总量动态平衡的主要手段，是我国特殊国情下解决土地利用问题的必然选择，是提高农业综合生产能力、增加农民收入、促进农村经济发展的有效途径。作为一项新兴事业，土地整理有着广阔的发展前景，也将会更好地为解决“三农”问题服务。同时，土地整理要数量与质量并重，在我国土地后备资源短缺的基本国情下，更要关注新增耕地的质量，通过整理提高耕地的生产能力[1-2]。

土地整理过程中，机械化的挖填容易造成土壤板结，破坏表土熟化层，从而影响土壤理化性状，影响土壤养分循环效益。资料表明，整理前土壤的速效磷、速效钾和有机质均高于整理后的土壤[3]。土地整理后的土壤性状严重制约了小麦产量和农民收入的提高。为此，在新的土地整理区域开展试验研究，探讨灌溉和施肥这2种措施对小麦产量和土壤养分变化的影响，以期为小麦种植取得高产提供一定理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试土壤

试验区位于闻喜县后宫乡土地整理项目区内，种植作物以小麦、玉米为主。供试土壤以黄土质褐土性土为主，属重壤土，土壤有机质和全氮、全磷含量较低，土壤发育完全。试验前采集0～20 cm土壤对其理化指标进行测定分析（表1）。

表1 供试土壤理化性状

1.2 供试材料

供试小麦品种为临丰3号。试验所用氮肥为NH4HCO3（N含量17%）、尿素（N含量46%），磷肥为过磷酸钙（P2O5含量为12%）。

1.3 试验设计

试验设6个处理（表2），每个处理重复4次，小区面积为100m2，随机区组排列。灌溉处理于越冬期、拔节期分别灌溉1次。根据当地农民的施肥习惯，播种前基施NH4HCO3（N含量17%）750 kg/hm2，过磷酸钙（P2O5含量为12%）750 kg/hm2，拔节期结合灌溉追施尿素（N含量46%）225 kg/hm2。2008年10月6日播种，2009年6月5日收获。

表2 试验处理

1.4 测定项目与方法

小麦收获时调查公顷穗数、千粒质量、穗粒数，计算经济产量，并采集土壤样品进行养分、微生物测定分析。有机质采用重铬酸钾容量法，碱解氮采用碱解扩散法，有效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法，速效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度法[4]，土壤微生物测定采用稀释平板法（细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基，放线菌采用改良高氏一号培养基，真菌采用马丁氏（Martin）培养基[5]）。

2 结果与分析

2.1 灌溉和施肥措施对小麦产量的影响

灌溉和施肥措施对小麦产量的影响如表3所示。

表3 灌溉和施肥措施对小麦产量的影响

从表3可以看出，对于挖方地来说，处理1既不施肥也不灌溉的小麦颗粒无收；处理2施肥不灌溉公顷产量为741 kg，产量很低；处理3既灌溉也施肥的小麦公顷产量达到3 195 kg，且这3个处理之间差异达到了显著水平，说明挖方区进行灌溉对小麦的产量起着决定性作用，在灌溉的基础上进行施肥，可明显地增加作物的产量。对于填方地来说，处理6施肥灌溉处理的小麦公顷产量为5 850 kg，比处理4不施肥不灌溉处理的产量增加了168.9%，比挖方区处理产量均明显增加。这说明不论是挖方区还是填方区，灌溉和施肥均是土地整理区提高小麦产量的有效措施，二者相结合增产效果更好。

2.2 灌溉和施肥措施对土壤微生物数量的影响

土壤微生物是土壤有机质、土壤养分转化和循环的动力，它参与土壤中有机质的分解、腐殖质的形成、土壤养分转化和循环等过程。土壤微生物作为一项土壤质量指标在农业可持续发展研究中具有重要的地位[6]。土壤微生物的生长和活动往往要受到土壤环境如有机质、通气性、pH、外界干扰等的影响。

从表4可以看出，不论是细菌、放线菌还是真菌数量，处理1挖方地不施肥不灌溉处理均为最低，这说明挖方地微生物生长的主要限制因子为水分，只有提高土壤含水量才可以增加微生物数量。填方地由于土壤有机质含量相对于挖方地来说要高，保水保肥能力较强，细菌数量变化不是很大，但以处理6灌溉施肥处理最高。对于填方地来说，放线菌、真菌数量差异比较明显，不论是灌溉措施还是施肥措施均比不施肥不灌溉处理要高。

表4 灌溉和施肥措施对土壤微生物数量的影响（以干土质量计）

2.3 灌溉和施肥措施对土壤养分的影响

土壤中的速效氮磷钾是能够被作物直接吸收和利用的高效养分，速效养分含量的高低体现了土壤对作物所需营养供给能力的大小[7]。

从表5可以看出，不论挖方地还是填方地，灌溉和施肥措施都对土壤有机质、碱解氮、速效磷有明显影响，其中灌溉施肥处理含量最高。从各种措施的影响程度看，灌溉措施影响程度相对较大，土壤水分成为影响养分有效性的主要限制因子，尤其是在干旱季节里，只有补充土壤水分，才能促进土壤养分的转化，利于作物吸收利用。而速效钾含量几乎不受影响。

表5 灌溉和施肥措施对土壤养分的影响

3 结论与讨论

灌溉和施肥措施对小麦产量和土壤养分的影响报道较多，但对于土地整理区小麦方面的研究则非常少。本研究通过探讨灌溉和施肥这2种措施对土地整理区小麦产量和土壤养分变化的影响，主要得出以下结论：（1）在土地整理区，不论是挖方地还是填方地，施肥和灌溉措施都是提高小麦产量的有效措施。（2）灌溉和施肥措施均可不同程度地增加土壤微生物数量，提高土壤有机质、碱解氮、速效磷含量，灌溉和施肥措施相结合，能进一步增加小麦产量。在干旱的季节，灌溉措施的增加幅度相对更大。

［1］ 王超，盖艾鸿，刘都雷，等.土地整理前后景观生态效应分析——以山西省泽州县刘轩窑村土地整理项目为例[J].山西农业科学，2010，38（2）：49-52.

［2］ 孟志兴.山西省闻喜县土地整理项目综合效益分析 [J].山西农业科学，2010，38（3）：71-73.

［3］ 叶艳妹，吴次芳.土地整理对土壤性状的影响及其重建技术和工艺研究 [J].浙江大学学报（农业与生命科学版），2002，28（3）：267-271.

［4］ 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，1999.

［5］ 中国科学院南京土壤研究所微生物室.土壤微生物研究法[M].北京：科学出版社，1985.

［6］ 任天志，Grego S.持续农业中的土壤生物指标研究[J].中国农业科学，2000，33（1）：68-75.

［7］ 徐畅，高明，谢德体，等.土地整理年限对紫色丘陵区土壤质量的影响[J].农业工程学报，2009，25（8）：242-248.