全 文 ：长期施肥对红壤旱地作物产量和土壤肥力的影响 3
孔宏敏 3 3 　何圆球　吴大付　李成亮
(中国科学院南京土壤研究所 ,南京 210008)
【摘要】　历时 14 年的田间定位试验表明 ,红壤旱地磷素最为缺乏 ,施用磷肥对提高作物产量效果最好 ;施
用石灰和微量元素对作物产量没有明显增产作用. 施肥可以提高花生植株磷、钾的浓度 ,表明作物的养分
含量受土壤养分供应水平的影响. 土壤中赢余 (亏损) 的养分在养分库重建中的作用可以用速效养分库重
建效率来表示. 研究表明 ,当红壤旱地 N、P2O5 、K2O 养分赢余 1 kg·hm - 2时 ,可分别使土壤中水解氮、有效
磷、交换性钾含量提高 0. 6～6. 26、0. 20～0. 28 和 1. 1～8. 5 mg·kg - 1 . 红壤旱地氮和磷通过径流等损失较
大 ,不同处理之间的变化幅度也较大. 红壤每年可固定磷 43. 5 kg·hm - 2 ,通过自身风化作用每年可提供氮
48. 1 kg·hm - 2和钾 40. 5 kg·hm - 2 ,以满足作物生长所需.
关键词 　作物产量 　土壤肥力 　养分平衡 　长期施肥 　红壤旱地
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 05 - 0782 - 05 　中图分类号 　S158. 3 　文献标识码 　A
Effect of long2term fertilization on crop yield and soil fertility of upland red soil. KON G Hongmin ,HE Yuanqi2
u ,WU Dafu ,L I Chengliang ( Institute of Soil Science , Chinese Academy of Sciences , N anjing 210008 , Chi2
na) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2004 ,15 (5) :782～786.
The studies on the influence of long2term fertilization on crop yield and soil fertility of upland red soil showed that
P was the most deficient in this soil ,and hence ,phosphorus fertilizer had the best effect on crop yield. Applying
lime and microelements could not significantly increase the crop yield. The concentration of P and K in peanut
could be increased if fertilizer was applied ,indicating that the supply level of soil nutrients decided the nutrient
concentration in plants. The reconstructive efficiency of soil available nutrient pool was dependent on the surplus
or deficit of soil nutrients. When the surplus of nutrients was 1 kg·hm - 2 ,N was increased by 0. 6～6. 2 mg·
kg - 1 ,P was increased by 0. 20～0. 28 mg·kg - 1 ,and K was increased by 1. 1～8. 5 mg·kg - 1 . The changing in
results was due to the loss of N and K from soil. The nutrient supplying capability of soil was the quantity of the
nutrients which soil could provide by weathering to satisfy the plant growth. The amount of P fixed by soil was
43. 5 kg·hm - 2·yr - 1 ,and that of N and K provided by soil was 40. 5 and 55 kg·hm - 2·yr - 1 ,respectively.
Key words 　Crop yield , Soil fertility , Nutrient balance , Long2term fertilization , Upland red soil.3 中国科学院知识创新资助项目 ( KZCX22407 , KZCX22413) .3 3 通讯联系人.
2003 - 02 - 25 收稿 ,2003 - 04 - 29 接受.
1 　引 　　言
红壤是我国热带和亚热带地区的地带性土壤 ,
广泛分布于长江以南各省 (区) . 由于受热带、亚热带
气候条件的影响 ,红壤地区热量和水分丰富 ,生物循
环和生物积累旺盛 ,有利于土壤肥力的提高[11 ] . 在
占全国耕地面积的 28 %的土地上养活着占全国
43 %的人口. 然而 ,强烈的风化和淋溶作用使红壤自
然肥力低下[1 ,2 ] ;另外由于长期不合理的土地利用
和土壤侵蚀 ,加剧了土壤的养分贫瘠化及肥力衰减
过程. 目前仅养分贫瘠的土壤就达 119 ×107 hm2 [2 ] ,
旱地土壤养分退化程度相对于水田土壤更严重. 在
全国粮食区际供应平衡中 ,红壤地区已成为主要的
缺粮区[2 ] . 因此 ,重建红壤养分库 ,提高土壤肥力 ,
充分利用其良好的水、热条件 ,提高作物产量 ,是缓
解华南缺粮区粮食供需矛盾的重要措施之一. 为此 ,
于 1988 年在中国科学院红壤生态试验站布置了长
期定位试验 ,研究施肥在退化红壤旱地养分库重建
中的作用.
2 　材料与方法
211 　长期定位试验
本研究始于 1988 年 ,在江西省余江县刘家站中国科学
院红壤生态试验站进行. 供试土壤为第四纪红色粘土发育的
退化红壤 , 试验前土壤的基本性质见表 1. 试验设置
NPKCaS、NPKCa、NPK、NP、PK、N K 6 个处理 (“Ca”指石灰 ,
“S”指硫肥和微量元素肥料) ,随机排列 ,4 次重复 ,小区面积
33. 3 m2 . 1995 年以前花生和油菜轮作 ,后改为一季花生 ,冬
季休田. 花生收获后隔年采集表层 (0～20 cm) 土壤 ,测定土
壤的基本理化性质.
212 　施肥量
　　1988～1990 花生施肥量为氮 (尿素) 75 kg·hm - 2 ,磷 (钙
应 用 生 态 学 报 　2004 年 5 月 　第 15 卷 　第 5 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,May 2004 ,15 (5)∶782～786
镁磷肥 ,P2O5) 127. 5 kg·hm - 2 ,钾 (氯化钾 , K2O) 150 kg·
表 1 　供试土壤的基本性质
Table 1 Characteristics of soil tested
深度
Depth
(cm)
p H 有机质
Organic
matter
(g·kg - 1)
全氮
TN
(g·
kg - 1)
全磷
TP
(g·
kg - 1)
全钾
T K
(g·
kg - 1)
水解氮
Hyd. N
(mg·
kg - 1)
有效磷
Av. P
(mg·
kg - 1)
缓效钾
S. K
(mg·
kg - 1)
交换钾
Ex. K
(mg·
kg - 1)
0 ～15 4. 6 5. 8 0. 40 0. 63 11. 2 Tr 3. 7 135 69
15～30 4. 6 - 0. 40 0. 53 12. 5 - 2. 8 - 32
30～50 4. 6 - 0. 40 0. 52 13. 0 - 2. 7 - 33
hm - 2 ;油菜除氮肥为 105 kg·hm - 2外 ,其余同花生. 1990 年
以后花生和油菜的施肥量均为 ,氮 (尿素) 75 kg·hm - 2 ,磷 (钙
镁磷肥 ,P2O5)改为 63. 75 kg·hm - 2 ,钾 (氯化钾 , K2O) 100 kg
·hm - 2 . 石灰用量 1 500 kg·hm - 2 ,硫 (石膏 , S) 41. 85 kg·
hm - 2 ,Mo 163. 02 (钼酸铵) g·hm - 2 ,B 170. 1 (四硼酸钠) g·
hm - 2 .
213 　分析方法
　　植株样品 : H2 SO42H2O2 消化后 ,全氮用凯氏定氮法测
定 ;全磷用钼锑抗比色法测定 ;全钾用火焰光度法测定. 土壤
样品 :全氮用硫酸重铬酸钾消化、半微量定氮法测定 ;水解氮
用碱解扩散法测定 ;全磷用硫酸高氯酸消化、钼锑抗比色法
测定 ;有效磷用 Olsen 法测定 ;全钾用氢氟酸高氯酸消煮火
焰光度法测定 ;交换性钾用乙酸铵提取、火眼光度法测定.
3 　结果与讨论
311 　长期施肥的作物产量效应
　　由表 1、2 可见 ,红壤旱地不施用磷肥时 ,花生和
油菜的生物量很低 ,随着种植年限的增加 ,其生物量
为零 ,可见红壤旱地磷严重缺乏 ,磷是该地区主要的
养分限制因素.
　　由表 3 可以看出 ,当红壤旱地某种养分缺乏时 ,
作物产量低于施用全量养分处理. 对花生而言 ,施用
石灰改良的土壤酸度和增施 B、Mo 等微量元素 ,对
花生果实和秸秆均无增产作用 (表 4) . 这与在熟化
程度较高的粘性红壤旱地 ,同时施用硼肥和石灰 ,对
花生有显著的增产作用的研究结果不一致[7 ] . 其原
因在于 ,本试验施用的钙镁磷肥是碱性肥料 ,长期施
用可以提高土壤 p H ,因此施用石灰的处理与其它各
处理相比 ,不能显著地提高作物的产量. 对油菜而
言 ,NP KCaS 处理产量高于 NP KCa、NP K 两个处
理 ,可见施用 B、Mo 微量元素 ,可以提高油菜的产
量[8 ] ,与第四纪红粘土母质发育的红壤种植油菜可
不施用 Ca ,但需要施用硼肥的结果一致. 长期施肥
处理的油菜产量变异系数明显小于花生 ,是因为花
生的生育期为 4～8 月 ,为南方的雨季 ,在这期间温
度特别是降水的年际变化较大 ,而油菜的生育期是
11 月至次年的 4 月 ,正值南方的干季 ,降水等的年
际变化较小.
表 2 　1989～1994 年不同施肥处理油菜产量
Table 2 Yields of rape with different fertilization treatment from 1989
to 2002( kg·hm - 2)
作物
Plant
处理
Treatment 1989 1991 1993 1994
籽实 NPKCaS 988 837 1274 810
SeedNPKCa 576 827 1145 759
NPK 645 648 996 785
NP 615 303 696 393
N K 0 0 0 0
PK 398 90 221 96
秸秆 NPKCaS 2 103 2 807 3 327 2 892
Stalk NPKCa 1 306 2 753 2 856 2 774
NPK 2 114 2 178 2 519 2 960
NP 1 407 1 035 1 707 1 544
N K 0 0 0 0
PK 452 308 611 396
表 3 　连续施肥 14 年作物平均产量
Table 3 Average yield of crops in 14 years( kg·hm - 2)
植物
Plant
项目
Item
NPK
CaS
NPK
Ca NPK NP N K PK
花生 果 Seed 产量 yield 1711 1719 1750 1030 58 1486
Peanut 标准差 Standard deviation 730 642 853 638 123 657
变异系数 CV 0. 43 0. 37 0. 49 0. 62 2. 13 0. 44
秸秆 产量 Yield 1759 1749 1700 1078 298 1443
Stalk 标准差 Standard deviation 622 579 671 348 320 458
变异系数 CV 0. 35 0. 33 0. 39 0. 32 1. 07 0. 32
油菜 菜子 产量 Yield 977 826 768 502 0 201
Rape Rape
seed 标准差 Standard deviation 184 205 143 160 0 125变异系数 CV 0. 19 0. 25 0. 19 0. 32 0 0. 62
秸秆 产量 Yield 2760 2422 2442 1423 0 441
Stalk 标准差 Standard deviation 474 646 336 248 0 110
变异系数 CV 0. 17 0. 27 0. 14 0. 17 0 0. 25
表 4 　1988～2002 年不同施肥处理花生产量
Table 4 Yields of peanut with different fertilization treatment from
1988 to 2002 ( kg·hm - 2)
作物
Plant
处理
Treatments 1988 1989 1990 1991 1993 1994 1995 1996 1997 2001 2002
籽实 NPKCaS 643 1548 1718 1824 1492 1413 1226 2090 1674 1755 3964
Seed NPKCa 645 2040 1632 1632 1450 1413 1338 2046 1533 1958 3850
NPK 510 1798 1555 1440 1604 1452 1191 2030 1586 1717 4408
NP 450 1702 758 480 1005 522 661 1242 855 1343 2840
N K 45 54 0 38 54 0 0 0 0 0 0
PK 450 1449 1162 1478 1595 1442 1260 1823 1316 1110 3491
秸秆 NPKCaS 960 1548 2304 2642 1349 2087 1320 1634 1332 1438 2874
Stalk NPKCa 945 2270 2390 2376 1278 2012 1248 1490 1200 1313 2519
NPK 945 1999 2189 1728 1377 1740 1191 1439 1125 1667 3353
NP 780 1279 1433 1152 983 1340 881 954 874 844 1774
N K 540 883 266 360 299 0 0 0 0 0 0
PK 615 1386 1764 1872 1382 1478 1133 1304 1080 1465 2377
表 5 　氮、磷、钾的产量效应
Table 5 Effects of N, P,and K on yield( %)
项目
Item
NPK 缺钾
Without K
缺磷
Without P
缺氮
Without N
花生果 Peanut seed 100 59 3 85
花生秸秆 Peanut stalk 100 63 18 85
油菜籽 Rape seed 100 65 0 26
油菜秸秆 Rape stalk 100 58 0 18
　　由表 5 可见 ,花生和油菜均以 NP K处理的产量
最高. 在土壤中其它养分供应充足 ,不施用氮、磷、钾
中的一种时 ,磷肥对作物的产量影响最大. 不施用磷
3875 期 　　　　　　　　　　　　孔宏敏等 :长期施肥对红壤旱地作物产量和土壤肥力的影响 　　　　　　　　
肥时 ,油菜不能生长 ,花生果和秸秆的产量也仅仅为
NP K处理的 3 %和 18 % ,可见红壤旱地磷严重缺
乏 ,磷成为红壤旱地的影响作物生长的第一限制养
分因子. 氮、钾在种植不同的作物时对产量的影响不
同. 种植具有固氮能力的豆科作物花生时 ,NP 花生
果和秸秆的产量分别是 NP K 的 59 %、63 % ; P K 处
理的产量则均为 NP K处理的 85 %. 由此可见 ,钾对
产量的限制作用大于氮的限制作用. 当作物为没有
固氮能力的油菜时 ,情况则相反. 因此 ,在红壤地区
氮、磷、钾对作物生长的限制作用大小为磷 > 氮 >
钾. 红壤旱地最缺乏的是磷 ,其次是氮 ,钾的亏缺不
太严重. 要提高红壤旱地作物产量 ,首先要供给作物
生长所必需的磷. 近年来为提高作物产量 ,磷的投入
量不断增加 ,使得其大大高于输出量. 农田生态系统
中的磷赢余 ,使得土壤中的全磷和有效磷水平不断
上升[9 ] . 但是由于土壤对磷具有较强的固定能力 ,
赢余的磷在土壤中积累 ,成为不能被作物吸收利用
的难溶性磷. 因此 ,提高磷的利用效率 ,是为了提高
农业经济效益和环境效益而首先要解决的问题.
312 　养分平衡
31211 施肥对作物养分含量的影响 　由图 1 可以看
出 ,氮、磷、钾营养元素在花生植株的不同部位含量
不同. 花生仁中氮含量是秸秆和花生壳含量的 4～6
倍. 磷在植株不同部位的含量和氮有相同的规律 :仁µ秸 > 壳. 钾的分布规律为秸 > 仁 > 壳. 秸秆中钾含
量是花生仁和壳的 4～5 倍 ,表明施入土壤中的钾 ,
大部分在秸秆中积累. 这样的养分利用方式有利于
加强钾循环利用 ,可缓解我国钾素严重缺乏的压力.
　　以往的研究结果认为 ,施肥对作物养分的浓度
有一定的影响[10 ] . 施用氮肥各处理和 P K 处理相
比 ,花生各部分的氮含量没有差异 ,原因是豆科固氮
作物吸收的氮量的 2/ 3 是由作物自身的根瘤固氮提
供的. 红壤地区最大的养分限制因素是磷 , P K处理
提供了作物生长所需的磷. 豆科作物具有较强的吸
磷能力 ,磷足够就可以提高其固氮量[12 ] ,提供作物
生长所需的氮. N K处理虽然施用了氮肥 ,但由于磷
缺乏 ,作物生物量很低 ,根系不发达 ,而且由于花生
生长期降雨量很大 ,施入的氮还没有来得及被作物
吸收 ,就已随降水淋洗到下层土壤或径流中 ,故作物
体内养分含量较低.
长期施用磷肥可以提高花生仁中磷的含量 ,这
与以往的研究结果一致[7 ] ,但施磷对提高花生壳和
秸秆中磷的含量作用不大. 从不同施肥处理来看 ,施
用钾肥的花生秸秆和花生壳的钾含量高于不施用钾
图 1 　施肥对全氮、全磷和全钾的影响
Fig. 1 Effect of fertilization to total N ,P and K.
肥处理 ;对花生秸秆钾素含量的影响最为明显 ,施肥
处理是 NP 处理的 5～6 倍 ,表明作物秸秆的养分含
量明显受到施肥及土壤养分供应水平的影响.
31212 土壤的养分平衡 　由表 6 可见 ,当土壤中其
它养分供应充足 ,缺施氮、磷、钾中的一种时 ,吸收量
均大于施入量 ,土壤养分库中的养分亏缺 ,导致土壤
的退化. 施用氮、磷、钾全量养分的处理均养分的施
入量大于输出量 ,养分有赢余 ,并在土壤中积累 ,有
利于退化红壤旱地养分库的恢复和重建. 从氮来看 ,
其赢余量最大的是 N K 处理 ,为 116. 9 kg·hm - 2·
年 - 1 (氮) ,赢余量是 NP KCaS 的 4. 37 倍. 这与前面
N K处理植株氮含量最低和产量最低是一致的 ,说
明施入的氮大部分未被作物吸收. 其中一个潜在的
问题就是没有被作物吸收的赢余在土壤中的氮 ,通
过径流和渗漏进入地表水和地下水 ,对水体环境产
生污染. 这个问题在年降水量在 2 000 mm 左右的
红壤地区尤为突出[3 ] ,因此控制氮肥试用量 ,成为
合理施用氮肥的关键[6 ] . 其它各处理养分赢余为
NP > NP KCa > NP K > NP KCaS. 由此可见 ,施用石
灰改善土壤的酸性环境和施用微量元素可以促进作
487　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
表 6 　1988～2002 年各处理养分平衡状况
Table 6 Nutrient balance of all treatments from 1998 to 2002 ( kg·
hm - 2)
处理
Treatment
N
输入
Input
输出
Output
平衡
Balance
P2O5
输入
Input
输出
Output
平衡
Balance
K
输入
Input
输出
Output
平衡
Balance
NPKCaS 120. 2 188. 0 26. 7 124. 3 34. 7 89. 6 155. 1 111. 2 43. 9
NPKCa 120. 2 173. 3 35. 9 124. 3 32. 0 92. 3 155. 1 100. 3 54. 8
NPK 120. 2 181. 3 34. 4 124. 3 32. 0 92. 3 155. 1 113. 3 41. 8
NP 120. 2 134. 0 56. 9 124. 3 38. 9 85. 4 0. 0 36. 9 - 36. 9
N K 120. 2 8. 3 116. 9 0. 0 1. 5 - 1. 5 155. 1 8. 6 146. 5
PK 0. 0 139. 6 - 58. 1 124. 3 20. 4 103. 9 155. 1 63. 9 91. 2
花生固定的氮按其吸氮量的 60 %计算 Fixing N by peanut is calculated based on 60 % of its ab2
sorbed N. 由降水、土壤自身风化和种子带入的养分没有记入养分输入中 ,输出为作物带走
的养分 Nutrient inputted through rainfall ,weathered soils and seed not recorded in the input , the
output means that carried out by crops.
物对氮的吸收. 磷在 P K处理土壤中的赢余量最大 ,
其次为 NP KCa 和 NP K、NP KCaS ,赢余量最小的是
NP 处理. 因此 ,当土壤缺乏氮、钾中的一种营养元
素时 ,作物对磷的吸收量 NP > P K ,这一结果再次证
明了红壤中氮的缺乏大于钾. 从钾素来看 ,赢余量最
大的为 N K处理 ,由于磷缺乏 ,作物的生物量很低 ,
施入的钾只有很少量被作物吸收 ; 其次为 P K、
NP KCa、NP KCaS ;NP K处理在土壤中赢余量最小.
施用微量元素可以促进作物对养分的吸收 ,而施用
石灰改变红壤旱地的酸度 ,对作物的养分吸收量没
有太大的影响.
313 　对土壤肥力的影响
31311 红壤旱地的养分自然供给能力 　土壤养分输
入除施肥外 ,还有来自土壤自身的风化、干湿沉降和
豆科作物的共生固氮等 ,称为土壤自身的养分自然
供给能力 ,是评价土壤质量的重要指标.
　　由表 7 可见 ,不施用磷肥时 ,连续种植 14 年的
土壤全磷和有效磷分别降低了 0. 28 g·kg - 1和 1. 6
mg·kg - 1 . 虽然 14 年间作物从土壤中吸收了 P2O5
21 kg·hm - 2 ,但 14 年间土壤全磷减少 630 kg·
hm - 2 ,有效磷减少 3. 6 kg·hm - 2 ,可见红壤旱地具
有较强的固磷能力. 由于径流、渗漏引起的磷损失很
少 ,如果在此可以忽略不计 ,则红壤旱地每年磷固定
量为 43. 5 kg·hm - 2 . 红壤钾素养分的自然供给源是
各种含钾矿物 ,因此红壤具有较强的供钾能力. 土壤
钾的年供应量为未施钾肥处理的作物年吸钾量减去
年降水带入的钾量. 江西鹰潭红壤站每年由降水带
入农田的钾为 1. 5 kg·hm - 2 ,国外的结果一般在
019～5. 5 kg·hm - 2范围内[4 ] . 由表 6 可知 ,未施钾
的 NP 处理作物在 14 年间 ,平均每年吸钾量为 42
kg·hm - 2 ,所以红壤旱地钾年供应量为 40. 5 kg·
hm - 2 . 氮的来源相对比较复杂 ,除了干湿沉降和土
壤供应外 ,还包括自生和豆科植物的共生固氮 ,同时
氮在土壤中的损失途径较多 ,损失量较大. 施入土壤
的化肥有 40 %通过径流、渗漏和气态氮的挥发等途
径损失掉[5 ] ,在此只做简单的计算. 不施用氮肥的
P K处理 ,除了豆科植物自身固氮外 ,作物生长每年
还需要 58. 1 kg·hm - 2的氮 ,由干湿沉降和土壤自身
的风化供给. 站区通过降水带入土壤的氮为 10. 0 kg
·hm - 2 [6 ] ,而土壤自身风化的年供氮量约为 55 kg·
hm - 2 . 由此可见 ,红壤旱地的氮、钾养分自然供给能
力分别为 48. 1 和40. 5 kg·hm2 .
表 7 　连续 14 年施肥后土壤养分状况
Table 7 Nutrient of soil after continuum fertilization 14 years
处理
Treatment
全氮
Total N
(g·kg - 1)
全磷
Total P
(g·kg - 1)
全钾
Total K
(g·kg - 1)
水解氮
Hydrolyzable N
(mg·kg - 1)
有效磷
Available P
(mg·kg - 1)
交换钾
Exchangeable K
(mg·kg - 1)
NPKCaS 0. 62/ 0. 04 0. 62/ 0. 10 13. 07/ 2. 30 56. 0/ 13. 2 22. 6/ 6. 7 254. 720. 3
NPKCa 0. 58/ 0. 07 0. 63/ 0. 16 13. 87/ 2. 36 55. 1/ 12. 7 22. 6/ 7. 4 284. 0/ 25. 2
NPK 0. 57/ 0. 09 0. 63/ 0. 15 13. 67/ 2. 08 72. 2/ 18. 7 24. 8/ 11. 2 281. 3/ 40. 4
NP 0. 57/ 0. 05 0. 63/ 0. 15 13. 40/ 2. 05 54. 2/ 10. 9 27. 4/ 10. 7 64. 1/ 3. 6
N K 0. 48/ 0. 04 0. 35/ 0. 13 13. 40/ 2. 26 43. 3/ 6. 9 2. 1/ 1. 6 207. 4/ 40. 5
PK 0. 62/ 0. 07 0. 63/ 0. 14 13. 63/ 2. 74 51. 1/ 7. 2 24. 3/ 7. 4 333. 6/ 18. 6
养分浓度/ 标准差 Nutrient concentration/ standard deviation.
31312 连续施肥 14 年后土壤肥力的变化 　从养分
容量来看 ,耕层土壤养分含量与施肥前相比全氮增
加了 0. 08～0. 22 g·kg - 1 ,水解氮 ( Hyd. N) 由试验
前的微量增加到 43. 3～72. 2 g·kg - 1 ;全磷增加了
大约 0. 01 g·kg - 1 ;有效磷增加了 18. 9～23. 7 g·
kg - 1 ,是施肥前的 5. 1～6. 4 倍 ;全钾增加了 1. 87～
2. 67 g·kg - 1 ,交换钾增加了 138. 4～264. 6 mg·
kg - 1 ,是施肥前的 2. 0～3. 8 倍. 连续施肥 14 年后 ,
耕层土壤的全量和速效养分显著提高 ,从而提高了
红壤旱地的肥力. 全磷、有效磷、交换钾的含量施肥
处理分别是相应不施肥的处理的 1. 8、9. 8～12. 0、
2. 2～4. 2 倍 (表 7) . 施用化肥可以提高土壤磷、钾含
量 ,但对土壤氮的积累没有影响 ,这主要是因为在磷
素供应充足的条件下 ,豆科植物的固氮作用促进了
土壤氮的积累.
31313 化肥的养分库重建效率 　众所周知 ,在土壤
养分平衡中养分的赢余和亏损会导致土壤养分 (全
量和有效养分)的增加和减少. 土壤中单位赢余或亏
5875 期 　　　　　　　　　　　　孔宏敏等 :长期施肥对红壤旱地作物产量和土壤肥力的影响 　　　　　　　　
损的养分使土壤有效养分增加或减少量 ,直接决定
土壤养分库的重建速度. 化肥养分库重建效率是指
单位赢余 (亏损)的养分引起的土壤有效养分的增加
(减少)的数量. 因为施入土壤中的氮肥有 40 %通过
挥发、径流、渗漏损失掉 ,在此化肥的实际加入量按
施入量的 60 %计算. 由表 4、5 可以看出 ,施氮各处
理 ,每赢余 1 kg·hm - 2的纯氮 ,可以使土壤水解氮增
加 0. 6～6. 2 mg ·kg - 1 . 氮的养分库重建效率 NP K
处理最高 ,N K处理最低. 磷在土壤中的循环比较简
单 ,基本没有挥发损失 ,淋失量也较小 ,因此磷的赢
余量为施入量减去作物的吸收量. 施磷各处理 ,每赢
余 P2O5 1 kg·hm - 2 ,可以使土壤有效磷增加 0. 20～
0. 28 mg·kg - 1 ,变化幅度较小. 钾以离子状态存在
于土壤 ,每年通过径流、渗漏的损失量为 1. 95～
16195 kg·hm - 2 . 在此按最大损失量来计算[6 ] ,则施
钾各处理 ,每赢余 K2O 1 kg·hm - 2 ,可以使土壤交换
性钾增加 1. 1～8. 5 mg ·kg - 1 ,N K处理最低为 1. 1
mg ·kg - 1 . 因为 N K 处理作物的生物量很低 ,钾素
的损失量较大.
4 　结 　　论
411 　长期施用化肥可以提高作物产量 ,但是氮肥、
磷肥、钾肥的增产效果不同 ,磷肥的肥效最好 ,不施
用磷肥 ,作物在红壤地区无法生长. 氮肥、钾肥对花
生和油菜的增产作用不同. 种植花生时钾肥的作用
大于氮肥 ;种植油菜时氮肥的增产效果优于钾肥. 由
于钙镁磷肥在改善土壤 p H 方面可替代石灰 ,因此
石灰对作物无明显的增产作用.
412 　施用氮肥不能提高花生的养分浓度 ,而磷肥、
钾肥均可以提高花生植株的养分含量. 花生不同部
位的营养元素浓度不同 ,氮、磷较多地积累在花生仁
中 ;钾则在秸秆中的浓度最高 ,可以通过秸秆还田 ,
把吸收的大部分钾归还土壤.
413 　旱地经过 14 年的连续施肥 ,目前氮、磷、钾各
养分均处于赢余 ,这对较贫瘠的红壤而言 ,有利于其
养分库的恢复重建. 化肥对红壤旱地的氮、磷、钾有
效养分库的重建效率分别为 0. 6～6. 2、0. 20～0. 28
和 1. 1～8. 5 mg·kg - 1 .
414 　红壤旱地的养分自然供给能力 :对磷的年固定
量为 43. 5 kg·hm - 2 ;土壤通过自身的风化每年可提
供 48. 1 kg·hm - 2的纯氮和 40. 5 kg·hm - 2的 K2O ,
可满足作物的生长需要.
致谢 本工作曾得到鲁如坤先生的指导 ,特表谢意.
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作者简介 　孔宏敏 ,女 ,1976 出生 ,硕士 ,主要从事红壤旱地
养分循环和平衡研究. E2mail :hongmk76 @163. com
687　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷