不同施肥处理对蛋白桑生长发育及土壤理化性质的影响
摘要
关键词
蛋白桑;土壤改良;理化性质;生长发育
正文
1 材料与方法
本研究在内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内煤矿排土场选择蛋白桑种植区作为试验样地。试验样地于2020年进行了蛋白桑引种试验,在蛋白桑种植区内建立典型试验小区,布设不同施肥处理,同时设置1处小区不施肥作为对照组(CK)。每个小区面积30m×2.5m=75m2,共计6个试验小区。试验采用滴灌施肥,将水溶性肥料加入到施肥罐中,在灌溉的同时将肥料输送到不同处理试验小区蛋白桑的根部,供其生长中所需营养的补给。定期对不同试验小区内土壤、植物进行取样监测,分析土壤理化性质及植物株高、基径、冠幅、光合强度等指标进行测定。试验设计如表1所示。
表1 不同试验处理设计表
处理 | 底肥 | 追肥 苗高0-30cm | 追肥 苗高30-60cm | 追肥 苗高60-90cm |
有机肥 | 复合肥 | 复合肥 | 复合肥 | |
F1 | 15t/hm2 | 15kg/hm2 | 15kg/hm2 | 15kg/hm2 |
F2 | 15t/hm2 | 22.5kg/hm2 | 15kg/hm2 | 30kg/hm2 |
F3 | 15t/hm2 | 22.5kg/hm2 | 22.5kg/hm2 | 30kg/hm2 |
F4 | 15t/hm2 | 30kg/hm2 | 30kg/hm2 | 30kg/hm2 |
F5 | 15t/hm2 | 30kg/hm2 | 30kg/hm2 | 45kg/hm2 |
F6 | 15t/hm2 | 37.5kg/hm2 | 37.5kg/hm2 | 45kg/hm2 |
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理对蛋白桑种植区土壤理化性质的影响
表2为不同施肥处理对蛋白桑种植区土壤物理性质的影响,表3不同施肥处理对蛋白桑种植区土壤化学性质的影响。
表2不同施肥处理对土壤物理性质的影响
处理编号 | 容重g/cm3 | 含水率% | 沙粒% | 粉粒% | 粘粒% |
CK | 1.55a | 7.54a | 60.77b | 34.25b | 2.64b |
F1 | 1.46b | 8.16a | 99.78a | 56.86a | 5.36a |
F2 | 1.48ab | 5.82a | 92.89a | 51.84ab | 4.68ab |
F3 | 1.341c | 6.14a | 91.20a | 44.60ab | 4.13ab |
F4 | 1.41bc | 9.15a | 80.14a | 37.86ab | 3.39ab |
F5 | 1.2bc | 9.00a | 93.03a | 50.16ab | 4.81ab |
F6 | 1.44b | 8.81a | 91.50a | 46.86ab | 3.79ab |
表3不同施肥处理对土壤化学性质的影响
处理 编号 | 碱解氮mg/kg-1 | 速效磷mg/kg-1 | 速效钾mg/kg-1 | 全氮g/kg-1 | 全磷g/kg-1 | 全钾g/kg-1 | PH | 有机碳 % | 全盐量 % |
CK | 4.2d | 1.1d | 60.7d | 0.02d | 0.29d | 2.04d | 8.20d | 0.14d | 0.36b |
F1 | 5.6cd | 1.63d | 60.8d | 0.03c | 0.35d | 0.26d | 8.38c | 0.15d | 0.49a |
F2 | 5.6cd | 2.67c | 71.23c | 0.04bc | 0.44cd | 3.43c | 8.47bc | 0.19c | 0.39b |
F3 | 6.07cd | 3.33bc | 75.2bc | 0.05b | 0.49c | 5.12b | 8.49bc | 0.20c | 0.36b |
F4 | 9.26b | 4.4a | 81.87b | 0.08a | 0.69b | 5.38b | 8.54ab | 0.23ab | 0.36b |
F5 | 8.4bc | 3.5b | 80.43bc | 0.06b | 0.52b | 5.25b | 8.62a | 0.21bc | 0.46a |
F6 | 18.67a | 5.1a | 101.57a | 0.09a | 0.83a | 6.80a | 8.63a | 0.24a | 0.46a |
注:小写字母表示不同处理具有5%水平上差异显著性。
由表2可知,各处理含水率较CK均有所提高,容重呈下降趋势,F4和F6与CK差异最为显著,粉粒体积分数在F1达到最大值,较CK提升作用显著,而沙粒和粘粒体积分数受影响较小,各处理均无显著的影响作用。由表3可知,各施肥处理均对土壤养分增加有所促进,但增加养分的同时,土壤pH值也呈现增加趋势。土壤化学指标受施肥的影响规律与物理指标的影响规律相同,较CK处理,在F6下各土壤化学指标提升作用最为显著。
2.2 不同施肥处理土壤质量综合评价
蛋白桑不同施肥处理条件下,试验选取的土壤理化指标间相关性较为密切(如图1),变异系数(CV)介于1%-89%之间,无高敏感度(CV≥100)指标,整体的变异性系数较低,特别是容重、pH值属于非敏感指标,其对于改土材料配施处理变化引起的土壤性质变异敏感性较低,故不宜作为评价土壤质量的指标。

图1不同施肥处理土壤质量指标相关性 图2 不同施肥处理土壤指标隶属度雷达图
将候选参数进行主成分分析可知,前4个主成分的特征值≥1,累计方差贡献率达到93.536%,符合信息提取要求。根据最小数据集构建法,最终纳入评价的指标为,均属于升型函数。据此,计算其隶属度值(图2),并结合权重可知,速效磷、粘粒、含水率是本试验土壤质量评价的限制性与关键因子。
2.3土壤理化性质与蛋白桑生长发育冗余分析
将蛋白桑生长发育指标与土壤理化指标进行冗余分析,如图3所示。
图3 蛋白桑生长指标与土壤理化性质RDA排序图
响应指标:SHRGR-H:株高生长速率/cm∙d-1;SHRGR-D:基径生长速率/mm∙d-1;;Pn:净光合速率/μmolCO₂∙m⁻²∙s⁻¹;Tr:蒸腾速率/ mmolH₂O∙m⁻²∙s⁻¹;Gs:气孔导度/ mol∙m⁻²∙s⁻¹;Ci:胞间 CO2浓度/μmol∙mol⁻¹;
影响指标:AN:碱解氮/mg∙kg-1;AK:速效钾/mg∙kg-1;TP:全磷/g∙kg-1;TK:全钾/g∙kg-1;SWC:含水率/%;
由图3可以看出,土壤理化性质与蛋白桑生长发育具有显著的相关性。碱解氮、速效钾、全磷、全钾和含水率对蛋白桑生长发育解释累积百分比可达99.7%,故以这5个土壤理化指标对蛋白桑生长发育进行综合评价。
2.4蛋白桑生长发育TOPSIS法综合评价
基于上述分析结果进行TOPSIS综合评价,由表4可知不同施肥处理对蛋白桑生长发育的促进作用排序为:F4>F6>F5>F3>F2>CK>F1。故F4对蛋白桑生长发育促进作用最优异。
表4 不同施肥处理下蛋白桑生长发育法综合评价
处理 编号 | 评价对象最优点距离 D+ | 评价对象到最差点距离 D- | 评价参考值 Ci | 排序 结果 |
CK | 0.9428 | 0.1962 | 0.1723 | 7 |
F1 | 0.8765 | 0.2751 | 0.2389 | 5 |
F2 | 0.8255 | 0.2099 | 0.2027 | 6 |
F3 | 0.7188 | 0.3618 | 0.3348 | 4 |
F4 | 0 | 0.9999 | 1 | 1 |
F5 | 0.5299 | 0.5631 | 0.5152 | 3 |
F6 | 0.4851 | 0.6136 | 0.5584 | 2 |
3结论
(1)蛋白桑不同施肥处理条件下,各施肥处理较CK均能不同程度地提高土壤养分含量,以F6对土壤养分的提升作用最为显著。
(2)蛋白桑生长速率与土壤养分的变化具有紧密相关的联系。通过布设的大田试验,综合土壤养分情况与蛋白桑生长发育情况发现,不同施肥处理对蛋白桑生长发育的促进作用排序为:F4>F6>F5>F3>F2>CK>F1,F4处理对排土场土壤改良表现最优。
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