张永锋
陕西省土地工程建设集团有限责任公司 陕西 西安，710075
摘要：以陕西省延安市黄土高原地区土壤为研究对象，通过盆栽试验结果表明，植物残体还田对于改善土壤养分条件、培肥地力具有一定的促进作用。在黄花蒿残体还田100kg/ha，添加尿素130kg/ha+磷酸二铵70kg/ha的条件下，土壤各项养分指标显著提升，并促进了农作物生物量的提高。
关键词：土壤养分；黄土；植物残体
在开展土地整治过程中，由于施工工艺的不成熟和施工条件等因素的限制，一些表土剥离的土壤往往不能够完全覆盖整治后的土地，导致一些心土层的土壤颗粒裸露；或者该地区土层较薄，没有充足的可用熟化土壤，因此要通过采取一系列的措施，提升土壤的肥力，从而将土壤熟化。利用植物残体熟化土壤是一种成本低廉、简便易行的办法。利用植物残体还田，能够有效改善土壤的理化性状和生物学性状[1-7]，但当前的研究集中在作物秸秆的还田效果研究上，较少开展土地整治后的野生杂草还田对土体结构的影响研究。
黄花蒿是一种先锋植物，在开展土地整理后至第二年种植前，土地上往往会生长出大量的黄花蒿。在农民开展耕作活动之时，往往都是使用物理或者化学的方法将其清除，即将残体移除后翻耕，或者焚烧，亦或者喷洒除草剂等。该类办法虽然能够直接去除这些杂草，但费时费力，甚至有可能产生污染。如果能够充分利用这些杂草残体，将对提高农业生产效率、降低农业成本具有一定的指导意义。
1 材料与方法
试验用黄土来自延安市宝塔区碾庄镇羊圈沟村（36°42'09" N，109°31'27"E），为心土层黄土。土壤的有机质、全氮、有效磷、速效钾等养分含量均较低。采用的植物残体为开展土地整治后新生长出来的黄花蒿。
实验为盆栽设计，共7个处理，其中处理1-6以心土层黄土为基底，添加不同含量的植物残体（黄花蒿）和化肥，处理7为以心土层黄土为基底、连续耕作3年、每年添加有机肥15 m3/ha的熟土。列表如下：
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试验周期为1个生育期，开始于2020年5月，种植作物为紫花苜蓿，至2020年10月结束。实验结束后，测定土壤的有机质、全N、有效磷、速效钾、土壤质地等指标。有机质采用重铬酸钾容量法测定；全氮采用凯氏法测定；有效磷采用碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法测定；速效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度法测定；土壤质地采用美国制分类方法确定，其中：粘粒（<0.002 mm），粉粒（0.002-0.05 mm），砂粒（0.05-2 mm）。
2 结果与分析
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结果表明，原状黄土（处理1）的有机质含量十分低，仅为3.5 g/kg。而添加了黄花蒿100或者300 kg/ha的处理2-3相对于处理1未能显著提升土壤的有机质含量；仅在黄土中添加化肥的处理4也未能提升土壤的有机质含量；黄花蒿和化肥共同施用的处理5则显著提升了有机质的含量，平均可达8.5 g/kg，土壤中有机质的含量达到了多年施用有机肥的耕作黄土（处理7）的水平。而相添加了更多黄花蒿的处理6，其有机质含量对于处理5则显著降低，与处理1-4无显著差异。这可能是由于黄花蒿的数量偏多，分解过程中消耗了更多的土壤养分所致。
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土壤全氮的变化趋势与有机质类似，原状黄土的全氮含量平均约为0.36 g/kg，处理2-3处理未能显著提升全氮含量；在黄土中添加化肥的处理4也未能提升全氮含量；黄花蒿和化肥共同施用的处理5则显著提升了全氮的含量，平均提高到了0.54 g/kg，达到了多年施用有机肥的耕作黄土的水平。添加了更多黄花蒿的处理6，其全氮相对于处理4显著升高，但与其他处理无显著差异。这个结果表明，100 kg/ha的黄花蒿配合施用尿素130kg/ha和磷酸二铵70kg/ha，对于土壤全氮的提升效果十分明显，能够在一个生育期的时间内，提高到3年连续耕作施用有机肥处理的水平。
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处理1-4的土壤有效磷含量无显著差异，其含量在6.6-10.5 mg/kg之间；处理5和处理6的有效磷含量无显著差异，其含量在13.8-16.6 mg/kg之间；处理7的有效磷含量要显著高于其他处理，平均值约为20.6 mg/kg。该结果说明，植物残体还田配合化肥的施用，对于土壤有效磷含量有显著的提升作用，但是任何一种措施单独的施用都难以对有效磷的产生显著的影响。
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图4 土壤速效钾含量（mg/kg）
处理4的速效钾含量显著低于其他所有处理，平均值仅为149 mg/kg。处理7的速效钾含量显著高于其他所有处理，平均值约为342 mg/kg。而处理1-3和5-6之间无显著差异。这有可能是由于施入的化肥不含钾元素，而处理4作物的生长反而促进了速效钾的消耗。处理2-3和5-6还田的植物残体中可能含有一定量的钾元素，补充了作物生长的消耗。
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结果表明，所有处理之间的黏粒、粉粒和砂粒含量无显著差异，也没有出现明显的变化趋势，实验处理的组内差异大于组间差异，土壤质地的分类结果并没有太大的参考意义。因此，一个生长季的种植未对土壤质地造成实质性的影响。
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图5 地上部分生物量（kg/ha）
在生土中种植紫花苜蓿对于作物的生长发育非常不利，处理1的地上部分生物量仅为1071kg/ha，显著低于多年种植的处理7（4164kg/ha）的水平；其他单独添加化肥或者植物残体的处理也没能提高地上部分生物量，处理2-4的生物量在1126-1488kg/ha之间，与处理1均无显著差异。处理5相对于处理1-4显著提高了生物量，达到了2790kg/ha，且与处理7无显著差异。处理6与处理1-5无显著差异，但是显著低于处理7，生物量仅为2085kg/ha。
3 结论与讨论
经过一个生长季的培育，处理5，即在黄土中添加了黄花蒿100kg/ha和尿素130kg/ha+磷酸二铵70kg/ha的处理，相对于无添加的对照处理（处理1）显著提升了有机质的含量，平均提高了有机质含量5g/kg，提升幅度高达141%，达到了经过3年耕作的熟化黄土（处理7）的水平；处理5还提高了土壤的全氮、有效磷和速效钾含量，也达到了经过3年耕作的熟化黄土（处理7）的水平；但是并没有显著影响土壤的质地。该结果说明，单纯添加黄花蒿或者添加常规化肥的处理，并不能够改善土壤的养分情况。因为黄花蒿的碳氮比相对较高，分解较为困难。添加适量化肥，尤其是氮肥，有助于黄花蒿残体的分解，以及农作物生物量的提高。
在黄土中少量添加植物残体，配合一定数量的含氮化肥，能够带来土壤肥力的较快提升，并且获得更高的生物量。但是过多的植物残体反而会阻碍土壤肥力的提升，以及生物量的提高。多年耕作并连续施用有机肥的处理能够极大的改善土壤的肥力状况和提升作物产量。但是更加深入的研究还需要进一步开展。
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