全 文 ：收稿日期：!""#$"%$!& 接受日期：!""’$"($)%
作者简介：戴茨华（)’*#—），女，云南宣威市人，高级农艺师，主要从事土壤改良培肥、耕地质量监测研究推广工作。
+,-："#&.$()!!()*，/0123-：45678*#*#9:28;;< 7=
戴容书和张佐道老师做了大量的工作，在此致以衷心感谢。
红壤旱地长期试验肥力演变
及玉米效应研究
戴茨华)，王劲松)，代 平!
（)云南省曲靖市土肥站，云南曲靖 %**"""；!云南省曲靖市麒麟区农产品质量安全中心，云南曲靖 %**"""）
摘要：采用长期定位试验研究方法，探讨高原旱地红壤施 >、>?、>@、>?@和 >?A对红壤肥力演变、养分供给能力及
玉米的效应。结果表明，>处理 #年玉米绝收；>?处理前期比施 >增产，长期施用不稳产，至 !.年绝收；>?@处理
玉米产量由试验前 )"年的 .%!# BC D 81!增加到后 )"年的 %#&* BC D 81!，增产 !!.& BC D 81!；在 >?处理基础上施 A!E
))!F* BC D 81!的 >? G A处理，比施 >?处理增产 !!%. BC D 81!。说明配施增产效果明显，但长期只施氮、磷会导致其
它元素失衡不能稳产。有机肥和氮磷配施，显著增加土壤有机质含量，红壤 !#年不施有机肥，有机质含量不下降，
年施有机肥 ("""" BC D 81!，不施化学钾肥，也能维持钾素平衡。长期不施化学钾或有机肥导致钾素枯竭。红壤磷素
自然供给能力极低，仅为 (F%!)*F&H，施磷显著增加速效磷含量，施磷或有机肥提高磷素自然供给能力。>?处理
))年不施钾，钾素自然供给能力由 (*H!%#H降低为 ))F"’H!!(F!H。
关键词：高原红壤旱地；长期施肥试验；肥力演变；玉米效应
中图分类号：I)*#；I*)(，"%! 文献标识码：J 文章编号：)""#$*"*K（!""’）"*$)"*)$"%
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植物营养与肥料学报 !""’，)*（*）：)"*)$)"*%
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红壤具有优越的生产性质，是我国发展农业最
有潜力的土壤类型之一［7］。红壤约占全国土地面积
的 879，占云南省土地面积的 :8;8<9。红壤肥力
演变研究在国内资料文献上已有许多报道，如蒋柏
藩等［8］对红壤地区磷素形态、转化研究；李寿田
等［:］红壤对磷的固定能力和释放量的研究；徐明岗
等［=］有关红壤活性有机质及碳库管理指数的影响
等。但采用长期定位试验对高原上红壤肥力演变和
作物的增产效应研究则少见报道。本研究通过 :>
年的定位试验，探讨不同施肥条件下高原红壤肥力
演变和增产效应，为红壤培肥和合理施肥提供理论
依据。
) 材料与方法
)*) 试验方法
试验区位于云南省曲靖市麒麟区越州镇。该区
海拔 7?>@ /，A8BC7DE@;DF，G7>:CB:EBB;=F，属低纬高
原季风气候。年均温 7:!7BH，!7>H积温 :B>>
!=>>>H，年降水量 ?>>!7>>> //，年蒸发量 8>>>
!88>> //，相对湿度 <>9!<=9。无霜期 8=B #。供
试土壤为老冲积母质发育的山原红壤，土种为涩红
土。试验前（7?;@
* I J*，全氮 7;> * I J*，速效磷痕量，速效钾 @<;>>
/* I J*，碱解氮 <7;>> /* I J*，1K值 @;7。种植作物春
玉米，一年一熟，冬休闲。
试验设：7）施 A 8<@ J* I )/8（A）；8）施 A 8<@
J* I )/8、L8MB 78> J* I )/8（AL）；:）施 A 8<@ J* I )/8、
农家肥 :>>>> J* I )/8（AN）；=）施 A 8<@ J* I )/8、L8MB
78> J* I )/8、农家肥 :>>>> J* I )/8（ALN）；7??>年起
将 AL处理裂区为加钾（O8M 778;B J* I )/8）和不加钾
8个处理。肥料施用方法：氮肥 :>9作苗肥，<>9
作穗肥；磷肥与农家肥作底肥穴施，钾肥与部分氮
肥混合作苗肥施用。玉米（!"# $#%&）品种为当地大
面积推广的杂交种（7?D!7?DD 年为京杂 @ 号、7?D?!7??7 年为罗单 7 号、
7??8! 8>>< 年为会单 = 号），种植密度 @<8>>
株 I )/8。每处理 :次重复，小区面积 @@;@< /8。
)*+ 分析测试项目及方法
土样取自 >—8> 6/ 耕层，为 : 次重复的混合
样，风干后待测。
有机质用硫酸 P重络酸钾湿烧法，土壤全氮用
凯氏法，全磷用碱熔—钼锑抗比色法，全钾用 A+MK
熔融—火焰光度法，碱解氮用扩散法，有效磷用
A+KQM: 浸提—钼抗比色法，速效钾用 >;B /%’ I R
A+K=MS6浸提—火焰光度法，1K 采用电位法［B］测
定。
玉米产量数据截止 8>><年，土壤理化分析数据
截止到 8>>B年。采用N&6!%$%(. G06"’ 8>>:和 TLTT软
件对数据进行统计分析。
+ 结果与分析
+*) 长期定位施肥对玉米产量的影响
8;7;7 主区玉米产量 施用化肥和有机肥在提高
产量的同时也使土壤肥力发生较大的变化［@］。试验
结果（表 7）看出，ALN 处理 :> 年玉米平均产量为
@7D: J* I )/8，分别比 A、AL 和 AN 处理增加 B?>?
J* I )/8、:=D@ J* I )/8和 8?@B J* I )/8。验证了在红壤
旱地上氮、磷化肥与农家肥配合施用，不仅为作物提
供均衡的营养，而且有改善土壤结构，促进养分吸收
等重要作用［<］。
从表 7可知，长期施氮肥（A处理），磷、钾缺乏，
养分严重不平衡，导致玉米子粒产量到第 D 年
（7?DB）绝收。AL处理，前 D年（7?均产量是 A处理的 77;D倍，但连续施用氮、磷肥玉
米产量呈减产趋势，第 8= 年（8>>7 年）玉米子粒绝
收。说明磷是红壤的主要障碍因子，但长期仅施用
氮、磷肥也不能获得增产，缺钾又逐渐成为障碍因
子，补充钾肥有显著的增产效果。AN处理，在第 7
!7B年玉米产量逐年增加，以 7@!8=年增加较快，
但到第 8B年后产量又逐年下降，说明红壤旱地长期
仅施用氮和有机肥，缺乏磷的补充，玉米产量低而不
稳。ALN处理，前 7> 年（7?产量 =@8D J* I )/8，最后 7> 年（7??D!8>>< 年）玉米
平均产量为 @D 年平均提高了
88=< J* I )/8。可见，低产红壤经过 :> 年的改良培
肥，生产能力已经达到中等以上肥力水平。
对试验期间 @ 个年度的玉米产量统计分析表
明，处理间的差异明显，其中 ALN处理与其他处理
差异达极显著水平（表 7）。
8;7;8 裂区（AL U O）玉米产量 自 7??>年起 AL处
理分为 AL 和 AL U O 的裂区处理。试验第 78 年
（8>>>年）AL 处理玉米子粒绝收。AL 处理玉米 7D
年平均产量为 7==7 J* I )/8；AL U O处理 7D年平均
产量为 =@@8 J* I )/8，AL U O 比 AL 处理玉米增产
8B>7 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 7B卷
!""# $% & ’("。#))*!"***年的 ##年间，+, - .处理
玉米产量比 +,处理增加 !/*" $% & ’("，##年平均每
$% ."0增产玉米 !*1"/ $%；但随时间的延长，+, - .
处理增产效果逐渐下降，"**#!"**2 年，+, - . 处
理仅增产玉米 "33" $% & ’("，2年平均每 $% ."0仅增
产玉米 "415" $%。说明红壤旱地长期施用化肥氮、
磷、钾虽有明显的增产效果，但会导致其他元素的不
平衡，也不能使玉米持续稳产（表 "）。
表 ! 不同处理玉米子粒平均产量（"# $ %&’）
()*+, ! (%, )-,.)#, #.)/0 1/,+23 45 &)/6, /0 7%,
!!
2/55,.,07 7.,)7&,073
年份 处理 6789:(8;:< 年份 处理!! 6789:(8;:<
!!=897 + +, +> +,> =897 + +, +> +,>
!!#)23 5* #554 3"4 !#)4 #))/ * /4** 434* 53#*
!!#)2) "/* !24* "5/* /!"* #))4 * ")/* /!3* 235*
#)3* /!4 ?@ !434 AB #3!* CD /2"4 9E #))5 * "##4 CD 4!! *2* AB 24#4 9E
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#))" * !/"* #424 //44 合计!! 6F:9G #)"* 5"*"4 )54/* #34/)4
#))! * 4"54 AB 42/4 AB 3*"4 9E 平均 >89; "2/ "5)2 !"#3 5#3!
注：同一年份不同处理的数值后不同大小写字母分别表示差异达 #H和 4H 显著水平。
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!!
.7/+/6,. 7.,)7&,07 /0 !889@’99:
年份 处理 6789:(8;:< 施 .增产 年份 处理 6789:(8;:< 施 .!!
增产
!!=897 +, +, - . R;C789<8 =897 +, +, - . R;C789<8
!!#))* #!4* !3/* "/)* "*** 2"* 544" 43!"
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’A’ 长期定位施肥条件下的土壤养分变化
"1"1# 土壤有机质变化 土壤有机质是衡量土壤
肥力的一个重要指标［3］。图 #看出，+和 +,处理，
"3年未施用有机肥，土壤有机质含量变化不大；而
施用有机肥（+>和 +,>处理），土壤有机质明显增
加。试验最后 ! 年与开始时 ! 年相比较，+ 和 +,
处理土壤有机质分别增加 *1"#H和 *1#2H；+>和
+,>处理分别增加 #1/4H和 #12"H。说明红壤旱
地上 "3年不施用有机肥，土壤有机质不会下降；而
有机肥与氮、磷肥配合施用，土壤有机质增加明显，
!4*#4期 戴茨华，等：红壤旱地长期试验肥力演变及玉米效应研究
这与徐明岗等［!］关于红壤 "#年不耕种不施肥土壤
有机质仍有增加的结论以及梦凡乔［$］关于有机肥和
化肥配施有机质有明显增加趋势的结果相吻合。郑
勇等［"#］研究也发现，长期施用有机肥显著提高土壤
有机质含量，有效地促进土壤微生物的生长和代谢
活动，对提高土壤肥力起着重要作用。
图 ! 土壤有机质含量变化
"#$%! &’( )’*+$(, -. ,-#/ -0$*+#) 1*22(0 )-+2(+2
%&%&% 土壤氮素养分的变化 土壤氮素水平是评
价土壤质量的主要指标之一，直接影响作物产量与
品质［""］。%’年每年施 ( %)* +, - ./%，试验最后 0年
和开始时 0年比较，(处理土壤全氮含量基本平衡，
(1、(2 和 (12 处理全氮则分别增加 #&#""3、
#&#*)3和 #&#*"3；而速效氮含量 (、(1、(2 和
(12处理分别增加 0%&)%、!#&’、)!&!和 )$&00 /, - +,
（图 %）。说明长期施用氮肥土壤氮素增加，其中以 (
处理增加较少，(12 处理增加较大。这与黄绍敏
等［"%］的报道一致。
%&%&0 土壤磷素养分的变化 定位试验 %’ 年，最
后 0年与开始时 0年比较，不施磷肥的 (和 (2处
图 3 土壤速效氮含量变化
"#$%3 &’( )’*+$(, -. ,-#/ *4*#/*5/( 6 )-+2(+2
理土壤速效磷含量分别增加 4&*% /, - +, 和 $&)*
/, - +,；施用磷肥的 (1 和 (12 处理增加 *%&"!
/, - +,和 **&!) /, - +,（图 0）。证明施用磷肥能明显
增加土壤中无机磷含量［"%］同时施用有机肥，可减少
土壤对磷的固定，活化土壤中难溶性磷化合物，使土
壤速效磷增加。我国粮区旱地土壤目前有效磷的增
产临界值高于 1 0# /, - +,［"0］，本试验中，1 和 (12
处理土壤速效磷含量已经达到了增产的临界值。
图 7 土壤速效磷含量变化
"#$%7 &’( )’*+$(, -. ,-#/ *4*#/*5/( 8 )-+2(+2
%&%&! 土壤钾素养分的变化 施钾可促进碳代谢，
提高植物组织含糖量，可以使植物提前开花成熟，提
高植株体内含钾量，增强抗病性［"!］。图 ! 看出，试
验最后 0年与开始时 0 年比较，(处理土壤速效钾
含量增加 %*&%’ /, - +,，(1处理下降 0"&$) /, - +,，
而 (2处理增加 0’&’* /, - +,，(12处理下降 %0&!%
/, - +,。这可能因为 (1和 (12处理，每年的玉米产
量高于 (和 (2处理，从土壤中带走的养分多，导致
土壤中速效钾含量下降。
图 9 土壤速效钾含量变化
"#$%9 &’( )’*+$(, -. ,-#/ *4*#/*5/( : )-+2(+2
!4#" 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 "4卷
!"# 长期定位施肥条件下土壤养分自然供给能力
的变化
土壤养分自然供给能力是指土壤在其它养分充
分供应时，不施某一养分，土壤供给的养分能够使作
物产量达到全肥时产量的百分比。其计算公式如
下：
土壤养分自然供给能力 !缺某元素时的作物产
量 "全肥时的作物产量 # $%%&。
在本长期定位施肥试验中，由于使用大量肥料，
使土壤养分发生了较大变化［$’()%］。根据表 $、表 )
玉米产量，可计算出旱地红壤磷、钾养分的自然供给
能力的变化规律。
红壤养分水平低，磷素是限制产量的重要因子
之一，施用磷肥有显著的增产效果。$*+,!$*,-年，
./处理磷素自然供给能力在 -01%&!$’0+%&，呈
先增加后减少趋势，与 .处理玉米产量第 ,年后绝
收相符合。红壤旱地磷素的自然供给能力与施肥品
种存在一定关系，施用有机肥能提高旱地红壤磷素
的自然供给能力，./2处理磷素自然供给能力达到
了 )’01-&!1-0’+&。
在严重缺钾的土壤上，钾素成为产量的限制因
素［)$］。红壤旱地钾素的潜在肥力不高，通过连续 $$
年在 ./区补施钾肥，红壤钾素的自然供给能力由
-’0%%&!1,0%%&降低到 $$0%*&!)-0)%&，红壤连
续 $%年不施钾肥，钾素自然供给能力逐渐枯竭。许
多研究证明，长期持续的施用化肥可保持禾谷类作
物持续高产［))］，但本试验自 $**%年在 ./处理区开
始实施 ./ 3 4配施处理，玉米产量仍越来越低，苗
期出现严重缺锌症状，这是否是养分失衡所致，有待
进一步研究探讨。
# 结论
$）高原红壤旱地经 -% 年改良培肥，其生产性
能已经达到中上等肥力水平。长期施氮肥和氮、磷
肥的处理，玉米子粒分别在连续种植第 ,年和第 )5
年绝收，施有机肥和氮肥（.2），玉米产量呈由低至
高再下降的趋势，产量低而不稳；化肥与有机肥配
施的处理（./2）比 ./处理有明显的增产效果。
)）高原红壤上氮、磷化肥与有机肥长期配合施
用，能显著增加土壤有机质含量。年施有机肥
-%%%% 67 " 89)，能明显增加土壤中速效钾含量，维持
土壤钾素平衡。
-）红壤旱地长期施磷，能显著提高土壤中速效
磷的含量。施用有机肥，土壤速效磷缓慢增加。
5）红壤旱地磷素自然供给能力低，仅为 -01!
$’0+&。施用磷肥可以提高磷素的自然供给能力。
红壤旱地钾素的潜在能力不高，其自然供给能力为
-’&!1,&；长期不补充钾素，钾的自然供给能力将
逐渐下降，逐渐枯竭。红壤旱地长期只施用氮肥，作
物产量不高，土壤中氮素含量也不高。
参 考 文 献：
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