论文摘要
为明确不同施肥方式对黑土肥力状况的长期影响,以长期试验田为平台,选取了土壤氮素、磷素以及土壤酶活性等黑土肥力重要指标,研究了长期施用化肥对黑土肥力变化的影响。旨在揭示长期施用化肥条件下黑土肥力的变化规律,并为作物施肥方式和肥料配比提供理论支撑,以期在获得农作物的优质高产前提下更好的培育土壤肥力。试验在海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站的长期定位试验地进行,自1990年开始,共设7个处理:（1）CK（无肥区）、（2）NP、（3）NK、（4）PK、（5）NPK、（6）NP2K、（7）NPK2。主要研究了经过17年不同施肥处理后,土壤氮素、磷素和土壤酶变化的规律。不同施肥方式对作物产量影响不同,不施肥处理（CK）小麦、玉米、大豆产量分别比NPK处理的产量多年平均降低了38.8%,37.8%和9.4%,但历年产量并没有随着试验的进行而逐年下降,小麦产量稳定在1873±337kg hm-2,玉米产量稳定在3889±608 kg hm-2,大豆产量稳定在2103±343kg hm-2;NPK长期配施显著提高了小麦、玉米、大豆产量,与无肥处理相比,分别增产63.6%,60.0%和15.9%,但其增产效应也不随试验的进行而逐年增加,年际间的产量波动与气象因素有关;在N施用的基础上提高P、K肥用量不能进一步提高作物产量;单纯施用PK对玉米没有增产作用,对小麦略有增产作用。在黑土农田土壤,NPK对作物影响程度N＞P＞K,NPK平衡施肥作物产量最高。黑土地区17年不施氮肥,土壤全氮含量显著降低,长期施用氮肥能够在不同程度上提高土壤全氮储量,其中以NP和NPK处理提高土壤全氮含量最为明显,增加量分别为0.19g kg-1土和0.15g kg-1土。长期不施化肥黑土的矿化量和硝化率较低,施氮肥可以显著提高矿化速率和硝化速率,从而提高黑土对作物的氮素供应,其中NPK配施的效果尤为显著。仅施用PK肥料也能小幅度的促进黑土的矿化作用和硝化作用,为作物生长提供部分氮素营养。施肥对黑土磷素状况的影响结果表明:在小麦、大豆和玉米三种作物轮作条件下,不施肥作物12年共吸收了磷60mg kg-1土,施用NK肥作物所吸的磷比不施肥处理多35%,在被吸收的土壤磷素中,有机磷占26.7%～29.7%,在被吸收的无机磷中,主要吸收Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P这四种形态的磷。所施用的磷肥除被作物吸收外,均残留于土壤0～20cm耕作层,残留磷肥能提高土壤有效磷含量,提高土壤有效磷含量因施肥品种和数量而异,NP和NPK配合施用提高土壤有效磷含量较少,PK配合提高土壤有效含量较多,磷肥施用量增加一倍,12年累计土壤有效磷增加1.3倍。残留肥料磷主要以Al-P,Fe-P和Ca8-P的形态存在于黑土中。应用农田生态系统的投入产出的盈亏方法所计算的土壤磷盈亏量与土壤全磷和有效磷有显著相关性,拟合方程为Y=0.02+1.01X和Y=2.08+0.15X。长期施用化肥不同程度地提高了0～20cm和20～40cm土层土壤磷酸酶、脲酶和转化酶活性,增幅分别为16.2%～104.4%、12.1%～48.5%、19.2%～51.9%（0～20cm）和69.8%～165.5%、3.3%～41.8%、21.6%～86.7%（20～40cm）,长期施用化肥对土壤过氧化氢酶活性影响不大。长期施用氮肥对土壤脲酶、施用磷肥对土壤磷酸酶有明显的促进作用。