王琦
（辽宁省水利事务服务中心，辽宁沈阳１１０００３）
中图分类号：Ｓ１５７．１ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－５３６６．２０２１．０１．０５
摘要：为了研究种植制度对土壤质量和农业可持续性的影响，对表层为中细颗粒土壤上的４种种植制度［高羊茅永久性草地（ＴＦＣ）、桃园种白三叶草（ＰＣＣ）、桃园种苜蓿（ＡＬＦ）以及一年一季轮作制的常规耕地（ＣＴＣ）］和表层土为粗颗粒土壤的２种种植制度［一年生作物轮作（ＣＴＳ）和美洲黑杨幼林地（ＣＷＳ）］的０～１５ｃｍ和１５～３０ｃｍ土层的１６个土壤指标进行了研究分析。在不同种植制度的１６个土壤检测指标中，０～１５ｃｍ土层有１２个指标分析结果差异显著，１５～３０ｃｍ土层有１０个指标差异显著。在农业生产力方面，有永久性地被物种植制度的土壤质量（ＴＦＣ、ＰＣＣ和ＡＬＦ）优于常规种植制度（ＣＴＣ和ＣＴＳ）及无地被物的种植制度（ＣＷＳ），而中细颗粒土壤的种植制度（ＴＦＣ、ＰＣＣ、ＡＬＦ和ＣＴＣ）的土壤质量优于粗颗粒土壤（ＣＴＳ和ＣＷＳ）。表层土壤有机质含量较高的处理有永久覆盖措施。
豆科作物土壤养分含量普遍较高，表明豆科作物有利于干旱土壤的养分循环。种植制度对２个土层土壤质量的影响相似，说明仅在０～１５ｃｍ土层取样就足以评价种植制度对土壤质量的影响。种植制度、土壤和作物类型是干旱农业生态系统中土壤质量可持续管理需考虑的主要因素。
关键词：干旱区；农业生态系统；种植制度；土壤特性；土壤质量
土壤质量包括土壤的物理、化学和生物特性。
可持续农业通常指良好的土壤质量与管理措施，通常取决于土壤耕作措施、施肥、杂草控制和作物轮作对特定土壤特性的影响程度。土壤质量是指土壤发挥作用的能力，土地的种植管理类型对于自然或种植生态系统内土壤质量变化至关重要，可维持生物生产力，保持环境质量，促进植物和动物健康生长。
土壤质量评估结果受区域、土壤类型、种植制度、耕作方式、气候条件及环境因素的影响。土壤特性受养分循环、水系、环境、生物多样性、地理位置、物理稳定性等相互作用的影响。通常土壤稳定性或土壤粒度分布等指标应在表层土进行，因为风蚀和水蚀主要发生在表层土壤。但耕作使土壤发生了移动，一些地下土壤暴露于地表，对地下土壤质量指标的评估可为改善和防止土壤退化提供依据。土壤质量受气候、成土母质等区域性或地域性因素的影响，很难建立通用的土壤质量目标值。评估不同作物种植制度对土壤质量指标的影响有助于确定不同指标对种植措施的敏感性，并能反映土壤质量的
变化方向。本项目研究的目的是调查种植制度对有灌溉条件的干旱区农业生态系统０～１５ｃｍ和１５～３０ｃｍ土层土壤质量的影响。１ 材料和方法
１．１ 试验区概况
试验地位于美国新墨西哥州立大学洛斯鲁纳斯农业科学中心。项目区年平均气温１３．３０℃，其中７月份最高为２３．０５℃，１月最低为３．２２℃。年平均降雨量为２４８ｍｍ，集中在季风期（７～１０月）），年平均降雪量为１２７ｍｍ，集中在１２月至次年２月。１．２ 试验设计
试验地有５ａ以上的相同种植史，有灌溉条件，水源为地表水。在表层土壤为中细颗粒土壤地块选择了４种种植制度，在表层土壤为粗颗粒地块选择了２种种植制度。中细颗粒土壤种植制度为：高羊茅永久性草地（ＴＦＣ）、桃园种白三叶草（ＰＣＣ）、桃园种苜蓿（ＡＬＦ）及一年一季轮作的常规耕地（ＣＴＣ）。粗质结构土壤种植制度为：美洲黑杨幼林地（ＣＷＳ）和一年生作物轮作（ＣＴＳ）。每个种植制度３次重复。
１．３ 样品采集与分析
在每个处理的试验地选取有代表性的３０ｍ×３０ｍ的采样区。在２０１６年秋季取样，取样深度０～
３
１
２０２１年第１期 水土保持应用技术
１５ｃｍ和１５～３０ｃｍ。每个处理选取３个样地，每个土层取１８个土样（６个处理、３次重复）。土样风干后在实验室对平均质量直径（
Ｄ）、小于０．２５ｍｍ土壤团聚体含量（ε）、湿土稳定性（Ｗ）、有效持水量（Ｑ）、土壤有机质（εＭ）、高锰酸盐氧化碳（εＣ）、电导率（ＥＣ）、ｐＨ、钠吸附率（φ）值及硝态氮（εＮ）、有效磷（εＰ）、钾（εＫ）、铜（εＣｕ）、铁（εＦｅ）、锰（εＭｎ）、锌（εＺｎ
）含量等１６个土壤指标进行检测分析。Ｄ：采用ＴｙｌｅｒＲＸ－２９Ｒｏ－Ｔａｐ振动筛测定土壤粒径组成，计算Ｄ和ε，研究土壤抗风蚀能力，风蚀是项目区土壤退化的主要原因。值越高，土壤抗风蚀能力越强；ε含量越高，
土壤可蚀性越强。ω
：采用Ｃｏｒｎｅｌｌ洒入式渗透计测定湿土的稳定性，研究土壤抗水蚀能力。王笛个人资料
Ｑ：用压力板仪法测定有效持水量（－０．０３ＭＰａ～－１．５ＭＰａ之间的湿度差）。
εＭ：
用Ｗａｌｋｌｅｙ－Ｂｌａｃｋ程序计算，高锰酸盐可氧化碳作为不稳定碳指标，采用高锰酸盐氧化法测定。
ＥＣ和ｐＨ：采用饱和溶液提取液测定。
ψ
：通过测定饱和溶液提取液中钙Ｃａ、Ｍｇ和Ｎａ的含量，计算ψ。
εＮ：采用镉还原柱，在１ ５的水浸液中测定硝态氮。
εＰ
：采用Ｏｌｓｅｎ碳酸氢盐法测定。εＫ：
采用电感耦合等离子体光谱法测定水浸液（
１ ５）中Ｋ的含量。εＣｕ、εＦｅ、εＭｎ、εＺｎ
：采用二乙烯三胺五乙酸（ＤＴ ＰＡ
）萃取法测定。１．４ 统计分析
用方差分析法评估不同管理制度影响效果。实验数据采用Ｆｉｓｈｅｒ最小显著性差异检验法，计算Ｐ≤０
．０５时均值之间的差异显著性。２ 结果与讨论密云美食
２．１ 种植制度对０～１５ｃｍ土层土壤质量的影响
别让我一个人疯掉是什么歌在１６个土壤性状指标中，在Ｐ≤０．０５的水平，有１２个指标差异显著，４个指标差异不显著。
不同种植制度干土样的Ｄ差异显著，ＣＴＳ处理最低为０．１６ｍｍ，ＰＣＣ最高为１．０２ｍｍ，ＰＣＣ显著高于Ｃ
ＴＳ和ＣＷＳ。εＴＦＣ处理最低，为２１．１％；ＣＴＳ最高，为５８．５％；ＣＴＳ和ＣＷＳ显著高于其他种植制度。
ＴＦＣ的θ（０．４３ｍ３／ｍ３
）
最高且显著高于其它处理，
ＰＣＣ和ＡＬＦ处理间差异不显著，ＴＦＣ、ＰＣＣ和ＡＬＦ均显著高于ＣＴＣ、ＣＴＳ和ＣＷＳ。
ＰＯＸＣ含量为３２９～４２７ｍｇ／ｋｇ，ＰＣＣ、ＴＦＣ、ＡＬＦ之间差异不显著，但显著高于ＣＴＣ、ＣＴＳ和ＣＷＳ。ＳＯＭ的含量为６．４～２９．２ｇ／ｋｇ，ＰＣＣ、ＴＦＣ、ＡＬＦ之间差异不显著，但显著高于ＣＴＣ、ＣＴＳ和ＣＷＳ。ＴＦＣ的ＳＯＭ含量显著高于ＡＬＦ、ＣＴＣ、ＣＴＳ和ＣＷＳ，ＴＦＣ和ＰＣＣ的ＳＯＭ的含量，差异不显著。
土壤ｐ
Ｈ为７．４４（ＴＦＣ）～７．７６（ＣＴＳ），ＴＦＣ低于ＣＴＣ、ＣＴＳ和ＣＷＳ。种植制度对土壤的ψ和ＥＣ无影响，分别为０
．９８～１．６０和０．３３～０．８７。不同种植制度中土壤ＮＯ３－Ｎ变化显著，ＣＷＳ最低，为１．０５ｍｇ／ｋｇ；ＰＣＣ最高，为２１．２ｍｇ／ｋｇ。ＰＣＣ与ＡＬＦ２个处理间ＮＯ３－Ｎ含量差异不显著，但显著高于Ｃ
ＴＣ、ＣＴＳ、ＴＦＣ和ＣＷＳ。Ａ－Ｐ含量ＡＬＦ（１０．９ｍｇ／ｋｇ）与ＰＣＣ（８．７０ｍｇ／ｋｇ）处理显著高于其他种植制度。不同种植制度有效Ｋ含量差异显著，排序为：ＰＣＣ＞ＡＬ
Ｆ＞ＴＦＣ＝ＣＴＣ＝ＣＴＳ＝ＣＷＳ
。ＴＦＣ处理中Ｆｅ和Ｃｕ含量高于ＣＴＳ和ＣＷＳ处理，Ｍｎ的含量ＡＬＦ和ＣＷＳ处理高于ＣＴＣ，但ＴＦＣ、ＰＣＣ和ＣＴＳ处理差异不显著。
不同种植制度土壤ＷＡＳ、ＳＡＲ、ＥＣ和Ｚｎ含量４个指标差异不显著。
２．２ 种植制度对１５～３０ｃｍ土层土壤质量的影响
在１６个土壤性状指标中，在Ｐ≤０．０５的水平，有１０个指标差异显著，６个指标差异不显著。
教师节祝福文案不同种植制度１
５～３０ｃｍ土层干土样的平均质量直径差异显著。ＣＴＳ处理Ｄ最低，为０．２０ｍｍ；ＰＣＣ最高，为１．２６ｍｍ；ＰＣＣ、ＴＦＣ、ＣＴＣ处理Ｄ显著高于Ｃ
ＴＳ和ＣＷＳ。小于０．２５ｍｍ土壤团聚体颗粒含量在ＣＴＣ处理中最低，为１７．６％；ＣＴＳ最高，为５１．２％；ＣＴＳ与ＣＷＳ处理间差异不显著，但显著高于ＴＦＣ、ＰＣＣ、ＡＬＦ和ＣＴＣ处理。
不同种植制度的土壤ｐＨ差异显著，ＰＣＣ（７．４０）低于Ｃ
ＷＳ（７．６６）和ＡＬＦ（７．６３）。１５～３０ｃｍ土层不同种植制度对εＣ差异不显著。ＳＯＭ含量为５．６～１５．４ｇ／ｋｇ，ＰＣＣ与ＴＦＣ、ＡＬＦ、ＣＴＣ、ＣＴＳ之间差异不显著，但显著高于ＣＷＳ。
不同种植制度中εＮ变化显著，ＣＷＳ最低，为１．５１ｍｇ／ｋｇ；ＰＣＣ最高，为２０．２ｍｇ／ｋｇ。
εＰ中Ｐ
ＣＣ（８．７０ｍｇ／ｋｇ）、ＡＬＦ（７．４０ｍｇ／ｋｇ）处４１水土保持应用技术 ２０２１年第１期
理显著高于ＴＦＣ、ＣＴＣ、ＣＴＳ和ＣＷＳ处理。有效钾含
量ＰＣＣ（５９．１ｍｇ／ｋｇ）、ＡＬＦ（４４．００ｍｇ／ｋｇ）处理显著高于ＴＦＣ、ＣＴＣ、ＣＴＳ、ＣＷＳ。
εＭｎ的ＣＷＳ处理显著高于ＴＦＣ和ＣＴＣ，但与ＰＣＣ、ＡＬＦ和ＣＴＳ处理无显著差异。ＴＦＣ处理中的铁含量高于ＰＣＣ、ＣＴＣ、ＣＴＳ和ＣＷＳ，但与ＡＬＦ无显著差异。ＴＦＣ处理中铜含量高于ＡＬＦ、ＣＴＳ和ＣＷＳ，但与ＰＣＣ和ＣＴＣ无显著差异。
不同种植制度１５～３０ｃｍ土层土壤Ｗ、ε
Ｃ
、φ、
ＥＣ和ε
Ｚｎ
怎样查中考分数成绩含量６个指标差异不显著。
２．３ 讨论
本项研究成果可作为一个基准值，以确定不同的土壤和作物种植制度对不同土壤质量特性的影响趋势。本研究综合探索耕作、土壤质地、土壤深度、种植制度对土壤质量的影响。虽然土壤质量综合了土壤的固有和动态特性，但本研究的结果更关注土壤质量动态变化方面，即其受农业管理措施的影响。
本项研究的目的之一是研究在灌溉和干旱环境条件下不同种植制度的２个土层深度土壤质量指标的变
化情况。多数土壤指标在２个深度受种植制度的影响类似，０～１５ｃｍ土层比１５～３０ｃｍ土层土壤的差异值多２个指标。不同处理中０～１５ｃｍ土层土壤７５％的检测指标存在显著差异，１５～３０ｃｍ土层土壤６２．５％的检测指标存在显著差异。虽然土壤质地不是一个管理因素，但土壤质地影响管理系统的效果。土壤质地在ＴＦＣ、ＰＣＣ和ＡＬＦ种植制度上对土壤指标具有一定的影响作用。在相同的管理制度下，粗颗粒土壤、中细颗粒土壤对永久覆盖种植
制度土壤特性的改善程度差异不显著。ε
Ｍ
和ＰＯＸＣ之间的相关性研究表明，有机组分的净效应取决于
它们的数量、取样深度和作物管理系统。Ｑ、ε
ｃ
的相关性在０～１５ｃｍ土层土壤差异显著，在下层土壤差异不显著。
中细颗粒土壤其稳定性和Ｄ较高，与ＴＦＣ和ＰＣＣ相比，ＡＬＦ和ＣＴＣ处理中Ｄ较低，可能因植物根系和植被类型等因素对土壤团聚体稳定性的作用大于土壤颗粒的作用。
含水量和水质是干旱农业生态系统的重要因素，不同种植制度下的水动态评价是实现干旱农业生态系统水、土壤高效管理的基础。在ＴＦＣ系统中Ｑ和表层土壤水分含量较高，可能是由于ＴＦＣ下有大量的根系，使表层土壤有机物含量较高。
２．４ 研究的意义
本项研究表明，检测的土壤质量指标值会随着种植制度的变化而不同。为了解、改善和保持土壤质量以获得长期生产力，应研究现有的种植制度对各种土壤指标的影响，以便能够确定哪些指标可以支撑干旱土壤质量的综合评价。
３ 结论
在干旱农业生态系统中，种植制度对２种深度土壤中的多数特性的影响都是显著的。在不受干扰的管理制度下，特别是在中细颗粒的土壤中，可以观察到较好的土壤质量指标，包括大多数养分、ε
Ｍ
的稳定性。在所有种植制度下，几乎所有相同的土壤指标在２个采样深度变化情况相似，这表明在０～１５ｃｍ的土层采样就足以评估土壤管理对土壤质量的影响。种植制度、土壤类型和作物类型是干旱农业生态系统中土壤可持续性的有效管理措施。
［参考文献］
［１］ＭＯｍｅｒｒ．Ｉｍｐａｃｔｓｏｆｓｅｌｅｃｔｅｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓｏｎｓｏｉｌｑｕａｌｉｔｙｉｎａｎｉｒｒｉｇａｔｅｄａｒｉｄａｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｃｏｖｅｒｃｒｏｐｉｍｐａｃｔｏｎｃｒｏｐｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｌｏｓｓｉｎａｎｏ－ｔｉｌｌｔｅｒ ｒａｃｅｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ，２０２０，７５（２）：１４３－１５２．
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［３］祁迎春，王益权，刘军，等．不同土地利用方式土壤团聚体组成及几种团聚体稳定性指标的比较［Ｊ］．农业工程学报，２０１１，２７（１）：３４０－３４６．
收稿日期：２０２０－１２－２０
作者简介：王琦（１９８０—），男，辽宁抚顺人，高级工程师，硕士研究生，现工作于辽宁省水利事务服务中心，长期从事水土保持工作。
（责任编辑 赵旭珍 责任校对 郑娟） 夏露黑料
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２０２１年第１期 王琦：种植制度对干旱区农业土壤质量的影响
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