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在充分调查银川平原枸杞主要栽培区土壤养分供应特征的基础上,系统研究了枸杞园土壤碳、氮、磷养分转化规律及有效化过程,探讨不同产区枸杞园土壤微生物代谢活性(包括土壤微生物生物量、基础呼吸、微生物区系组成、酶活性等)与土壤养分周转及与枸杞园土壤肥力因素的内在关系,并设置田间试验,研究枸杞合理施肥量,建立了测定和评价宁夏枸杞典型栽培区土壤肥力质量演变的新方法,为枸杞栽培合理施肥、改良培肥枸杞园土壤、降低肥料投入等提供了科学基础。
主要研究结果如下:
(1)银川平原枸杞园土壤全氮和有机质供应水平较高。其中,供试土壤有机质属于四级至二级水平(10.0-38.0gkg-1);全氮含量达到了四级至一级水平(0.75-2.0gkg-1),供氮潜力较高;土壤全氮与碱解氮、土壤矿化氮数量与土壤全氮含量之间,以及不同区域土壤之间矿化氮数量存在极显著正相关关系;土壤矿化氮量表层显著高于次表层,表现出较高的速效氮供应能力。
(2)银川平原枸杞主要栽培区土壤无机磷总量占全磷的84%;土壤无机磷中,闭蓄态磷最少,磷酸八钙最多;表土无机磷含量顺序为:O-P<Fe-P<Ca2-P<Ca10-P<Al-P<Ca8-P,次表土为:O-P<Fe-P<Ca2-P<Al-P<Ca10-P<Ca8-P。除Fe-P外,各形态无机磷之间,以及各形态无机磷与无机磷总量、全磷量之间都存在显著或极显著相关关系;不同形态无机磷与有效磷之间也均存在极显著相关关系。
表土有机磷以中稳性有机磷和中等活性有机磷为主,二者分别占有机磷总量的34.8%和35.87%;次表层有机磷含量顺序为:中等活性有机磷>中稳性有机磷>高稳定性有机磷>活性有机磷。活性有机磷、中稳性有机磷与土壤全磷和土壤无机磷极显著正相关。4种形态有机磷对有效磷的直接通径系数绝对值的大小依次为:中等活性有机磷(0.9063)>中稳性有机磷(0.725)>活性有机磷(0.326)>高稳性有机磷,中稳性有机磷和中等活性有机磷有可能成为衡量土壤有机质及土壤供应磷素丰缺的一项重要指标。
(3)不同枸杞栽培园土壤二大类群微生物总体早现不均匀分布,每千克土壤可培养微生物总量可以达到10亿个。微生物群体中,细菌占绝对优势,约占微生物总量的96%左右;放线菌占3-4%,真菌只占微生物总量的0.1%以下。
(4)不同枸杞栽培园土壤酶活性有极显著差异,表层高于次表层。总体上,酶活性最高的是具有深厚灌淤土层且排水良好的枸杞园土壤,最低的是排水不畅的枸杞园土壤。蔗糖酶及磷酸酶活性与土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷及脲酶之间呈显著或极显著相关关系。表明磷酸酶和蔗糖酶活性的大小可以代表宁夏枸杞主要栽培区土壤肥力和生产力的高低。
(5)银川平原主要枸杞栽培园区土壤微生物生物量碳(Cmic)变化于33-150mgkg-1,土壤呼吸速率介于0.73-1.72 mg kg-1 d-1之间,地区间差异极显著;表土Cmic的数量远高于次表土。代谢商变动于0.29%-1.26%之间,微生物商变化于0.82%-4.15%之间。土壤微生物活性的差异,导致土壤纤维素分解速率表土大于次表土。
(6)选取典型区域南梁农场枸杞园进行了氮磷钾肥效田间试验,结果表明,枸杞氮、钾的肥料效应可以用肥力-产量模型模拟,单施磷肥无实际意义;不同肥料配比都增加枸杞产量。氮、磷、钾肥的主效应分别为0.35、0.31、0.38 kg kg-1,钾的增产作用最大,氮其次,磷的增产作用最小;枸杞最高卢量施氮量为606.97 kg hm-2,施钾量为272 kg hm-2最佳经济效益施氮量为580 kghm-2,最佳经济效益施钾量为250 kg hm-2,磷肥适量配施。