灤河三角洲沙區是河北省面積較大的沙丘之一,也是我國花生的主產區,隨著沙地開發的不斷深入,水澆地面積不斷擴大,根據當地的、自然氣候資源,發展了/冬小麥)夏玉米y花生0兩年三熟制的種植模式。但當地農民都認為本地土壤缺磷富鉀,各季作物只注重施用N、P肥,少用或不用鉀肥,更談不上微肥,致使作物病蟲害加重、產量下降、效益降低,打擊了農民種田的積極性。針對這種情況,本課題組進行了/冬小麥)夏玉米y花生0兩年三熟制的輪作周期內,3種不同作物土壤養分限制因子的研究,來探討限制作物產量的zui主要的土壤養分限制因子。關于土壤養分限制因子的研究,在國內報導較多,但大部分于單季、雙季作物的研究[1,2,3],到目前為止,有關三季作物在輪作周期內土壤養分限制因子的報導尚少。本文針對灤河三角洲沙區的土壤、氣候等特性,將/冬小麥)夏玉米y花生0兩年三熟制視為一個系統整體,來研究3種不同作物在輪作周期內的土壤養分限制因子,旨在為改變傳統的施肥方法、制定適宜的平衡施肥方案提供理論依據。
1 材料與方法
試驗于1996~1999年在河北省科委灤縣試區試驗站進行,供試土壤為沙質潮土,以沙粒為主,基本無結構。耕層容重為1.94 mg/m,大孔隙多,土壤透氣漏水,吸附作用很弱,保水保肥能力差。平均有機質含量0.102 g/kg,堿解氮為50 mg/kg,*磷為40 mg/kg,*鉀為46 mg/kg,pH為6.7。
1.1 方案的設計
按/冬小麥)夏玉米y花生0的兩年三熟制的種植同期進行定位試驗,試驗共10個處理(表1),3種作物的處理一樣。其它管理措施按常規進行,成熟后分區收獲測產。冬小麥品種為5015,播種期為1996年10月3日,收獲期為1997年6月21日;夏玉米品種為唐抗10,播種期為1997年6月24日,收獲期為同年10月6日;花生品種為3685,播種期為1998年4月28日,收獲期為同年9月8日。小區面積為4 m@5 m,3次重復,隨機區組排列。
1.2 肥料種類及施用方法
使用土壤養分速測儀測試土壤微量元素的含量,N、P、K、S、Zn、Cu、Mn、Fe、B的肥料分別為尿素、過磷酸鈣、氯化鉀、硫酸銅、氯化鋅、硫酸鋅、氯化錳、硫酸錳、檸檬酸鐵、*和硼砂。微量元素只在冬小麥和花生上施用,夏玉米按當地習慣只施用N肥和P肥。冬小麥施肥用量及方法:N 300 kg/hm²,P2O5、K2O均為180 kg/hm²,硫酸鋅、硫酸錳為30kg/hm²,硫酸銅為15 kg/hm²,硼砂為7.5 kg/hm²,*為15 kg/hm²,在處理5中Zn、Mn、Fe的用量為氯化鋅為22.5 kg/hm²,氯化錳為30 kg/hm²,檸檬酸鐵為22.5 kg/hm²。底施N肥占總量的1/2,余下的結合返青水、拔節水分兩次追施,每次用量占總量的1/4,其它肥料播種前一次性施入;夏玉米施肥用量及方法:按當地習慣只注重施用N肥和P肥,其中底施N 54.03 kg/hm²,P2O5130.07 kg/hm²,施用K2O 75 kg/hm²,另外在大喇叭口期追施N 138.97 kg/hm²;花生肥料用量及施用方法:N 138.07kg/hm², P2O568. 43 kg/hm², K2O 135. 07 kg/hm²,氯化鋅15.01 kg/hm²,硫酸鈣15.01 kg/hm²,檸檬酸鐵22.51 kg/hm²,硫酸銅23.85 kg/hm²,硼砂7.51 kg/hm²,氯化錳30.02 kg/hm²,各種肥料隨播種覆膜一次性施入。
表1 限制因子試驗的方案設計
表2 不同處理對3種作物產量的差異性比較
2 結果與分析
對3種作物不同處理的產量進行統計分析并進行多重比較(表2)。在冬小麥的各個處理中,產量低于對照的處理依次為處理2、處理4、處理6、處理8、處理3共5個處理,其中以處理2表現zui為突出,其產量不到對照的一半,處理4次之,其它3種影響較小,因此N和K是限制冬小麥產量的zui主要的限制因子,其次為Zn、Mn和P,其它因子作用不大;同樣可得出K和N是夏玉米產量的zui主要的限制因子,Zn、S和P次之;K和N也是花生產量的zui主要的限制因子,Mn、S和P次之。由此可得出,在灤河三角洲沙區,在/冬小麥)夏玉米y花生0輪作周期內限制3種不同作物產量的土壤養分限制因子序(表3)。
表3 3種作物的土壤養分限制因子序
總之,N和K是該地區限制/冬小麥)夏玉米y花生0共同的也是zui主要的限制因子,另外,Zn是冬小麥、夏玉米的限制因子,Mn是冬小麥、花生的限制因子,S是夏玉米、花生的限制因子,P對作物產量的影響較小,說明該地區土壤嚴重缺N和K,P較豐富,造成這一結果是由于當地農民長期大量使用二銨,忽視K肥,致使土壤中P含量較高,N、K較低,加劇了土壤養分的極不平衡。另外,施入某些微量元素卻抑制了產量的提高,造成這一現象,可能與元素離子間的擷抗作用有關,這一問題還有待進一步研究。
3 結論與討論
在灤河三角洲沙區,在/冬小麥)夏玉米y花生0的種植周期內,冬小麥的土壤養分限制因子序為N>K>Zn>Mn>P,夏玉米的限制因子序為K>N>Zn>S>P,花生的限制因子序為K>N>Mn>S>P。因此K和N是限制3種作物產量的、共同的、zui主要的土壤養分限制因子,在生產上應首先滿足作物對N和K的需求,而土壤中P的含量較豐富,可以少施或不施。另外,應增施一些微量元素肥料,在冬小麥上應施一些Mn肥和Zn肥,在夏玉米上注意施Zn肥,在花生上應注意施Mn肥。這一試驗重新肯定了施用K肥的重要性,同時否定了該地區有缺P富K的傳統觀念,這在生產上具有重要的指導意義。