长期有机肥与化肥配施对渭北旱塬苹果园水分生产力和土壤有机碳含量影响的定量模拟

作     者：彭星星 郭正 张玉娇 李军 PENG Xing-xing;GUO Zheng;ZHANG Yu-jiao;LI Jun

作者机构：西北农林科技大学农学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学林学院陕西杨凌712100 

出 版 物：《植物营养与肥料学报》 (Journal of Plant Nutrition and Fertilizers)

年 卷 期：2018年第24卷第1期

页      面：33-43页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：陕西省农业科技创新与攻关项目(K2015NY134)资助 

主　　题：渭北旱塬 苹果园 施肥 土壤含水量 土壤有机碳 

摘      要：【目的】利用数学模拟方法研究了长周期有机肥与化肥配施对渭北旱塬苹果园产量和深层土壤水分利用的影响。【方法】采用Win EPIC模型定量模拟研究了1965—2009年期间洛川苹果园在6种有机肥与化肥配施处理下苹果产量、0—15 m土层土壤水分和有机碳含量的响应动态。在施肥总量均为N 360 kg/hm^2、P_2O_5 180kg/hm^2的基础上,设置6种猪粪和氮磷化肥投入比例:M0(单施化肥)、M1(1/5腐熟猪粪)、M2(2/5腐熟猪粪)、M3(3/5腐熟猪粪)、M4(4/5腐熟猪粪)和M5(单施腐熟猪粪)。调查了每年11月份果园各处理0—15 m土层土壤有机碳和有效水分含量以及果园产量,模拟值与观测值相一致,并利用数学模型进行了长周期变化动态模拟。【结果】通过模型数据库组建、生长参数修订和模拟精度验证,表明Win EPIC模型能够较准确地模拟洛川苹果园产量和土壤水分利用响应,可用于渭北旱塬不同施肥处理下苹果园水分生产力模拟研究;在1965~2009年模拟研究期间,各施肥处理下苹果园果品产量随树龄增长呈现出前期急速增加后期波动降低,土壤含水量波动性下降,土壤有机碳呈逐渐积累的趋势。与M0相比,施用有机肥处理M1、M2、M3、M4和M5分别增产5.2%、9.8%、10.3%、1.3%和–6.6%,M3处理产量最高,其42年年均产量为30.98 t/hm^2;M1~M5果园土壤有效含水量分别较M0提高4.3%、6.2%、5.9%、9.0%和9.8%,其中M5处理保墒效果最优,0—15 m土层土壤有效含水量45年均值为1339 mm;M0~M5处理下苹果园0—15 m土层土壤湿度垂直变化剧烈,土壤干层出现时间分别为13年生、14年生、15年生、15年生、16年生和16年生,干层最大深度均达到11 m;6个施肥处理的0—500 cm土层土壤有机碳含量45年均值为6.43、7.68、7.97、8.67、8.71和8.78 g/kg,随着有机肥施用比例增加而提高,M1、M2、M3、M4和M5处理土壤有机碳含量分别较M0提高19.4%、24.0%、34.8%、35.4%和36.4%;不同施肥处理下,土壤含水量与果园利用年限间呈显著负相关,土壤有机碳含量与果园利用年限间呈正相关,随着有机肥施用比例的增加,这两个相关系数均增大。【结论】与单施化肥处理相比,5种有机肥施用处理均有利于提高土壤含水量和有机碳含量,且M1~M4四种有机肥与化肥配施处理均能够不同程度增加苹果园产量,综合0—15 m土层土壤有效含水量和4~45年生苹果园产量模拟结果考虑,在折算纯氮360 kg/hm^2用量条件下,洛川果园适宜有机肥与化肥配施比例为4∶6~6∶4。