全 文 ：土壤保肥
供肥机理及其调节
.棕壤型菜园土
肥力的调节与培育及其作用实质*
陈利军* *  周礼恺  (中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态系统痕量物质生态过程开放实验室, 沈阳 110015)
摘要!  棕壤型菜园土肥、瘦地盆栽试验对土壤肥力的调节培育及作用实质的研究表明, 在不同的培肥措施
下, 肥、瘦地的营养物质含量与对照相比没有普遍提高,而土壤微团聚体的团聚度增加, 不同粒级微团聚体的比
例更趋合理. 土壤生产力水平与土壤肥力水平的本质代表- 特征微团聚体比例间没有显著的相关关系. 试验证
明土壤肥力培育的实质在于从根本上改变了土壤的保肥供肥能力, 而基于土壤本质属性的土壤特征微团聚体
的比例比土壤营养物质含量与土壤生产力水平更适于作为土壤肥力水平及培肥效果评价的指标.
关键词  肥力调节与培育  棕壤型菜园土  土壤微团聚体
Mechanism of nutrient preservation and supply by soil and its regulation IV. Fertility regulation and improvement of
brown earth type vegetable garden soil and their essence. CHEN L ijun and ZHOU Likai ( I nstitute of App lied Ecolo

gy , Chinese A cademy of Sciences , Shenyang 110015) .
Chin. J . A pp l . Ecol. , 2000, 11( 4) : 532~ 534.
Pot exper iment studies on t he fertility regulation and improvement of fertile and infertile brow n earth t ype vegetable
garden soils and their functionar y essence show that under conditions of taking different soil fertility improvement mea

sures, the nutrient contents in fertile and infertile soils were not always higher than the contro ls, but the aggr egation
densities of so il microaggregates were increased, and the proportion of different microaggregates was more rational.
Ther e w as no significant relationship between soil productivit y and soil micro aggregates proportion. It is proved that the
essence of soil fer tility improvement consists in the ultimate change of the preservation and supply capacities of soil nu

trients, and the proportion of soil microaggregates could be an integrativ e index to evaluate the level of soil fer tility and
the efficiency of soil improvement.
Key words  Soil fertility regulation and improvement, Brown ear th type vegetable garden soil, Soil micro aggregates.
  * 国家自然科学基金资助项目( 49571044) .
  * * 通讯联系人.
  1999- 09- 01收稿, 1998- 12- 14接受.
1  引   言
土壤肥力水平从根本上决定了人类生存所需的物
质和能量等的获得程度及其可持续性[ 4] . 许多农业生
产措施证明可改变土壤肥力水平[ 11, 13] , 但其所获结
果多着眼于培肥后土壤生产力水平的变化或土壤养分
含量的增损.虽然土壤生产力水平可在一定程度上反
映土壤肥力水平的高低, 但却绝不等同于土壤肥力水
平本身,因为农业耕作措施和当季气候条件的差异均
可对土壤生产力水平产生重大影响[ 4] ; 而养分含量虽
可部分表征土壤肥力水平,但却并不是令人信服而又
稳定的土壤肥力指标.因此,培肥效果的评价应立足于
诸多措施对土壤本质性状影响的探讨. 对土壤肥力实
质的系统研究表明, 土壤肥力的物质基础,即不同粒径
微团聚体保肥供肥性能的差异及其组成比例决定了土
壤肥力水平的高低[ 1~ 4, 9, 14] , 从培肥措施对土壤不同
粒级微团聚体组成比例影响上证明培肥措施的效果,
或可从理论上给出培肥效果的合理解释[ 3] . 本研究以
不同肥力的棕壤型菜园土为对象, 研究有机、无机及其
配合措施对土壤营养物质含量、土壤生产力水平及土
壤微团聚体组成比例等的影响, 拟从土壤的本质属性
入手,探讨土壤培肥措施的作用实质,为土壤肥力水平
的人为调控提供科学依据.
2  材料与方法
21  供试材料
供试土壤为采自辽宁省北部、中部和南部的 15 对不同肥
力水平的棕壤型菜园土肥、瘦地[ 5~ 7]的 1 对. 供试作物一作为
油菜,二作为白菜.
22  研究方法
该盆栽试验肥、瘦地各设 4 个处理: 肥(瘦)地对照;肥(瘦)
地+ 猪粪(猪粪用量含 N0. 24g∀kg- 1土) ; 肥(瘦)地+ 草木樨+
NPK(草木樨为 60g 盆- 1, 化肥含 N、P2O5、K 2O 分别为 0. 24、
0. 10、0. 10g∀kg- 1土) ; 肥(瘦)地+ 沸石+ NPK(沸石用量为 5g∀
kg- 1土, N、P 2O5、K2O含量同上) , 5 次重复. 两茬蔬菜收获计产
后用常规法测定土壤营养元素含量及微团聚体组成[ 8, 10, 12] .
3  结果与分析
31  棕壤型菜园土培肥后土壤养分含量变化
应 用 生 态 学 报  2000 年 8 月  第 11 卷  第 4 期                                
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Aug . 2000, 11( 4)#532~ 534
由表 1可见,肥、瘦地各处理与对照相比全量与速
效养分含量并不像大多培肥试验的结果那样普遍有所
升高[ 11, 13] .当然这是一两年的培肥结果, 而蔬菜养分
需求量又相当大.但由此可作如下推论:土壤营养元素
的增损只不过是培肥措施的表象而不是本质.土壤培
肥后肥地全 N、速 N 含量高于瘦地相应处理, 全 P、速
P和有机 C 含量肥地则低于瘦地. 各处理以单施猪粪
全量养分含量最高, 其它 2 处理相对较低. 当然,速效
养分为种植两季蔬菜后的残余量.除肥地速 N 含量猪
粪处理比其它处理低以外,猪粪处理的其它速效养分
含量均大于其它处理.
表 1  棕壤型菜园培肥后土壤养分含量变化
Table 1 Dynamics of nutrient contents of fertile and inferti le brown earth
type vegetable garden soil s after fertil ity improvement
处理
T reat

ment
全 N
T otal N
( g∀kg- 1)
速效N
Available N
( mg∀kg- 1)
全P
T otal P
( g∀kg - 1)
速效P
Available P
(mg∀kg- 1)
有机 C
Organic C
( g∀kg- 1)
pH
(水浸
1
2. 5)
∃ 1. 44 36. 60 3. 00 24. 30 18. 10 7. 28
% 1. 72 45. 60 3. 21 82. 00 20. 90 7. 60
& 1. 43 49. 30 2. 34 44. 80 17. 90 6. 90

1. 45 58. 50 1. 10 22. 00 19. 00 7. 21
∋ 1. 37 38. 70 2. 89 36. 20 19. 60 7. 63
( 1. 42 40. 00 3. 42 60. 40 21. 40 7. 78
) 1. 29 29. 80 2. 89 45. 10 28. 90 7. 45
∗ 1. 30 34. 10 2. 46 33. 40 19. 90 7. 14
∃ .肥地对照 Control of fertile soil, % .肥地+ 猪粪 Fert ile soil + pig ma

nure, & .肥地+ 草木樨+ NPK Fert ile soil + sw eet clover + NPK,
.肥
地+ 沸石 + NPK Fert ile soil + zeolite + NPK, ∋ .瘦地对照 Cont rol of
infert ile soil, ( .瘦地+ 猪粪, In fert ile soil + pig manure, ) .瘦地+ 草木
樨 + NPK Infert ile soil + sw eet clover+ NPK, ∗ .瘦地+ 沸石+ NPK In

f ert il e soil + zeolite+ NPK.下同 T he same below .
适宜的培肥措施可使土壤 pH 向中性发展(见表 1
非猪粪处理) ,猪粪处理反而使土壤酸度降低.从本试
验结果亦可得出如下结论:有机与无机肥的适宜配合
可调节土壤 pH 至微生物活动和作物营养利用的更适
宜范围(中性 pH 范围) . 这也有可能是有机
无机配合
培肥良好效果的一个解释.
32  培肥措施对土壤微团聚体组成比例的影响
土壤培肥后各处理微团聚体组成比例变化见表
2.肥、瘦地各培肥处理与各自对照相比< 10
m 微团
聚体都有减少, 而> 10
m 微团聚体总量均有增加.土
壤培肥处理肥、瘦地+特征微团聚体比例,( < 10
m/ >
10
m) [ 3]分别比对照降低,即土壤微团聚体团聚度增
加.其原因可能是各培肥措施直接或间接地影响了当
季作物生长或土中微生物的活动, 使其产生更多的有
机胶结物质,增加了小粒级微团聚体的团聚度. 那么,
这种效应对土壤肥力水平的影响如何? 对土壤肥力实
质的研究表明, 土壤肥力水平不仅取决于不同粒级微
团聚体自身的作用, 也取决于各粒级微团聚体的组成
比例,因为只有不同粒级微团聚体的比例适当,土壤的
水分、养分释供等才能得到很好的协调[ 3] . 因此,尽管
研究证明,小粒级微团聚体在养分的保持与供应、生物
化学转化活性等方面均较大粒级微团聚体的强,但其
作用的发挥决定于大、小粒级微团聚体的适当组合,故
培肥后土壤团聚度的增加正是土壤保供肥能力得到很
好调节的具体体现. 肥地各处理特征微团聚体比例均
比瘦地各相应处理更大, 鉴于前述棕壤型菜园土小粒
级微团聚体在保肥供肥性能中发挥着更大的作
用[ 5~ 7] , 因此肥地各处理特征微团聚体比例大于瘦地
可能是二者肥力产生差异的重要原因.
表 2  培肥后棕壤型菜园土肥、瘦地不同粒级微团聚体含量和组成变
化*
Table 2 Changes of contents and compositions of microaggregates of fertile
and infertile brown earth type vegetable garden soil s
处理
T reatment
< 10
m
( % )
10~ 50
( % )
50~ 250
( % )
< 10/ > 10
∃ 23. 87( 1. 80) 49. 10( 6. 71) 14. 04( 6. 24) 0. 38% 24. 12( 2. 55) 45. 52( 8. 78) 19. 67( 5. 82) 0. 37
& 22. 64( 1. 28) 54. 16( 10. 26) 15. 60( 3. 63) 0. 32

23. 43( 12. 80) 40. 83( 2. 55) 23. 22( 13. 94) 0. 37
∋ 24. 91( 2. 04) 55. 82( 9. 98) 11. 66( 1. 41) 0. 37
( 23. 97( 14. 21) 48. 30( 3. 71) 19. 27( 3. 74) 0. 35
) 18. 21( 5. 53) 53. 34( 6. 49) 11. 82( 5. 44) 0. 28
∗ 23. 35( 0. 95) 48. 95( 6. 18) 17. 48( 3. 39) 0. 35
* 括号中数字为标准差 Values in brackets are standard error of th e mean .
下同 The sam e below .
由此可见, 土壤培肥后其特征微团聚体的组成比
例发生相应变化,即培肥措施主要的并不是改变了土
壤营养物质的储量, 而是改变了土壤的保肥供肥性能,
该性能的改变则是通过土壤特征微团聚体比例的变化
实现的,这或可从土壤的本质属性上解释土壤培肥的
效果.
不同培肥措施对土壤特征微团聚体组成比例的影
响亦不相同.这从表 2 特征微团聚体的比例的变化中
可以看出.但由于缺乏棕壤型菜园土肥、瘦地特征微团
聚体比例界数的数据, 培肥措施间的效果差异无法进
行比较.
土壤培肥后的团聚程度表现出很大的差异.肥、瘦
地有机- 无机配合即草木樨+ NPK 处理土壤微团聚
体的团聚程度最大, 而单施有机肥猪粪或结构改良剂
沸石与无机肥 NPK 配合对微团聚体团聚程度的影响
则完全相同.如果特征微团聚体的比例在 0. 3左右为
该土壤最能发挥肥力水平的界数, 当可解释诸多有机
无机肥配合的肥土机理. 此假想尚有待棕壤型菜园土
肥、瘦地特征微团聚体比例界数的检验.
33  土壤生产力对培肥措施的反应
从表 3可看出, 无论一作油菜还是二作白菜的产
量均以肥地各处理比瘦地各相应处理更高. 但分别从
肥、瘦地油菜的产量来看, 3种培肥措施的产量近似,
差异并不显著, 表明该茬作物生长所需营养物质大多
5334 期                 陈利军等: 土壤保肥
供肥机理及其调节
.   
是土壤本身提供的, 而培肥措施似乎只起到刺激土壤
本身潜力发挥的作用, 这种作用 3种培肥措施大体相
当.二作白菜产量 3种培肥措施效果差异则很显著,但
肥、瘦地各对应处理产量差异不明显.这也可间接证实
以上推论:一作蔬菜吸收的营养为土壤本身肥力起作
用,培肥措施只是刺激肥力水平的发挥;二作则是培肥
措施在起作用, 肥力水平的作用不明显,因此肥、瘦地
白菜产量差异不大.
表 3  棕壤型菜园土肥、瘦地盆栽试验产量结果
Table 3 Results of pot experiment of fertile and inferti le brown earth type
vegetable garden soil s
处理
T reatment
油菜
Rape
白菜
Chinese cabbage
总产量
Total yield
∃ 79. 90( 30. 86) a 81. 75( 20. 29) a 161. 65a
% 286. 52( 62. 66) b 178. 67( 82. 51) b 465. 17b
& 271. 88( 134. 80) b 546. 00( 120. 80) c 817. 88c

212. 38( 69. 69) b 555. 40( 41. 27) c 767. 78c
∋ 28. 96( 10. 33) a 78. 40( 58. 09) a 107. 36a
( 250. 10( 46. 43) b 164. 40( 78. 10) b 414. 50b
) 152. 64( 47. 25) c 552. 80( 64. 05) c 705. 44c
∗ 193. 80( 99. 21) c 509. 80( 91. 87) c 703. 60c
  两季作物总产量肥地各处理均比瘦地各相应处理
为高,且差异很显著(表 3) . 其中有机
无机肥料配合
(草木樨+ NPK)产量最高,单施有机肥(猪粪)处理的
产量与其它两个培肥处理相比最低, 说明单纯有机肥
施用不能满足蔬菜类养分需求大的作物生长的消耗.
另外, 未培肥土壤 (对照 ) 肥地比瘦地产量提高近
60% ,说明土壤肥力本身的差异很大.而培肥后产量增
加只有 10% ~ 15%, 因此可以说明培肥措施可缩小
肥、瘦地生产力水平的差异,使瘦地生产力接近或达到
肥地水平.
比较作物产量与前述特征微团聚体比值可以看
出,二者没有显著的相关关系. 培肥后肥、瘦地中相应
特征微团聚体比例有的已很接近, 但土壤生产力水平
相差仍旧很大, 鉴于土壤生产力水平受气候、土壤条件
等诸多因素的影响而又与表征肥力水平的土壤本质形
状- 特征微团聚体比例没有显著关系, 则简单地以土
壤生产力水平代表其肥力水平有失偏颇.
4  结   论
41  棕壤型菜园土培肥试验结果表明,不同处理肥、
瘦地营养物质含量与对照相比差异并不显著,证明培
肥措施增加了土壤营养元素含量的传统理论只是培肥
作用的表象而不是实质.
42  与培肥后营养元素变化不显著相对应的是, 适宜
的培肥措施增加了土壤微团聚体的团聚度, 使土壤保
肥供肥能力的标志不同粒级微团聚体(特征微团聚体)
的比例更趋合理.由此,土壤培肥作用的实质是改善了
土壤保肥供肥性能.
43  由于土壤特征微团聚体的比例更能从本质上反
映土壤的自然特性及其对外界因子变化的响应,因此
更适合于作为表征土壤肥力水平及培肥效果评价的综
合指标.
致谢  承沈阳农业大学土地与环境学院张继宏、汪景宽等老师
提供部分资料,特致谢忱.
参考文献
1  Chen E
F(陈恩凤) , Zhou L
K(周礼恺) , Qiu F
Q(邱凤琼 ) . 1984.
Study on the essen ce of soil f ert ilit y I. Black soils. A cta Pedol Sin (土
壤学报) , 21( 3) : 229~ 237( in Chinese)
2  Chen E
F(陈恩凤) , Zhou L
K(周礼恺) , Qiu F
Q(邱凤琼 ) . 1985.
Study on the essen ce of soil f ert ility II. Brow n earth. Acta Pedol Sin
(土壤学报) , 22( 2) : 113~ 119( in Chinese)
3  Chen E
F(陈恩凤) , Zhou L
K(周礼恺) , Wu G
Y(武冠云) . 1994.
Performances of soil microaggregates in storing and supplying moisture
and nut rients and role of their composit ional proportion in judging fer

t ility level. A cta Ped ol Sin (土壤学报) , 31(1) : 18~ 28( in Chinese)
4  Chen E
F(陈恩凤) . 1990. Material base of soil f ert ilit y and it s regula

t ion. Beijing: Science Press. ( in Chinese)
5  Chen L
J(陈利军) , Zhang X
L(张岫岚) , Zhou L
K(周礼恺) . 1998.
Mechanism of nut rient preservation and supply by soil and its regula

t ion I. P
preservat ion and supply by brow n earth type vegetable garden
soil. Chin J App l Ecol (应用生态学报) , 9( 3) : 254~ 256( in Chinese)
6  Chen L
J(陈利军 ) , Zhou L
K(周礼恺) . 1999. Mechanism of nut ri

ent preservat ion and supply by soil and it s regulat ion II. Binding status
of humus in brow n earth type vegetable garden soils and its role in soil
f ert ilit y. Chin J App l Ecol ( 应用生态学报) , 10 ( 4 ) : 427~ 429 ( in
Chinese)
7  Chen L
J(陈利军) , Zhou L
K(周礼恺) , Zhang X
L(张岫岚) . 1999.
Mechanism of nut rient preservation and supply by soil and its regula

t ion III. N
preservat ion and supply by brow n earth type vegetable gar

den soil. Chin J Ap pl Ecol (应用生态学报) , 10 ( 6 ) : 676~ 678 ( in
Chinese)
8  Li Y
K(李酉开) ed. 1983. Soil and Agro
chem ical Analysis. Beijing:
S cience Press. ( in Chinese)
9  Qiu F
Q( 邱凤琼) , Yan C
S( 严昶升) , Chen E
F (陈恩凤 ) . 1987.
Study on the essence of soil fert ility IV. Paddy soil. Acta Ped ol Sin
(土壤学报) , 24( 3) : 222~ 238( in Chinese)
10  Soil Science Institute of the Chinese Academy of Scien ces eds. 1978.
Physical
chemical Analysis of Soil. S hanghai: Shanghai S cience and
T echnology Press.
11  Xiong Y ( 熊  毅) , Li K
K(李庆逵) eds. 1987. Soils of China. Bei

jing: Science Press. ( in Chines e)
12  Yan C
S (严昶升) . 1988. Methods of Soil Fert ility Research. Beijing:
Agricultural Press. ( in Chinese)
13  Zhang J
H(张继宏) , Yan L (颜  丽) , Dou S(窦  森) eds. 1995. A
study on building up soil fert ility for sustainable development of agri

culture. S henyang: Northeast Univers ity Press. ( in Chinese)
14  Zhou L
K (周礼恺) , Yan C
S (严昶升 ) , Wu G
Y( 武冠云 ) et al .
1986. Study on the essence of soil fert ility & . Red earth. Ac ta Pedol
Sin (土壤学报) , 23( 3) : 193~ 203( in Ch inese)
作者简介  陈利军,男, 1968 年生,理学博士, 副研究员.主要从
事土壤酶学、土壤肥力学与土壤植物营养学研究, 发表论文 20
余篇. E
mail: ljchen@ iae. syb. ac. cn
534 应  用  生  态  学  报                    11卷