喷灌条件对土壤物理化学性质的影响

2009年在黄羊滩农场，喷灌条件下种植农作物，取样测试土壤物理性质，进行土壤结构、土壤化学性质、土壤微生物和酶活性分析。

一、土壤质地结构变化

土壤质地结构测试数据（见表6-2-1），在喷灌条件下种植农作物随年代增加，土壤不同粒径的颗粒组成平均值变化。随着种植农作物年代的加长，土壤中粗粒级砂粒比例下降较为明显；黏粒在土壤中占的比例有所上升，尤其是在种植农作物第3年土壤黏粒开始有上升趋势。

表6-2-1　种植农作物土壤机械组成（不同粒径的颗粒组成/%）测试表

二、土壤肥力变化

在喷灌区种植农作物（玉米、马铃薯等）对土壤物理性质的影响，主要表现在长期喷灌使表层土壤理化成分发生变化，土壤表层通常是土壤黏粒在雨水、灌溉水、径流等外力的物理作用下，使土壤表层孔隙堵塞而成型的一层土表硬壳；结皮中的颗粒组成发生明显的变化，其中0.25～0.05 mm级别的粗粒明显减少，而且随着结皮形成的厚度的增加，其减少的幅度越大。同时，不同年代的喷灌，使土壤结皮厚度有所变化，喷灌条件下农作物栽植年代越长，土壤物理结皮厚度越大，其有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量也相对越高，结皮中的最高有机质含量是荒地的2.7倍。说明土壤物理结皮也具有显著的养分富积作用。随着种植农作物年代的增加，土壤有机质、速效氮、速效磷均呈增长趋势，尤其在3年种植后土壤中有机质、速效氮、速效磷增长速率较快，土壤pH一直在缓慢增加。

表6-2-2　不同年代喷灌条件下种植农作物的土壤肥力变化状况

从表6-2-2中可以看出，在喷灌条件下随着种植农作物年代的增加，土壤有机质、全氮含量增长速度较快，而速效氮、速效磷、速效钾却呈缓慢增长趋势，缓效钾只在5年耕地中才有明显增长。

三、土壤微生物量变化

1.土壤微生物生物量及方差分析

采用直接镜检法观测土壤微生物数量、种类变化（见表6-2-3）。可直观地了解各样地之间土壤微生物生物量的变化及差异。

表6-2-3　喷灌条件下不同年代耕地的土壤微生物菌落数、生物量（土层10～30 cm）

从表6-2-3看出，在喷灌条件下随着耕种年代的加长，各样地土壤微生物变化有以下几点趋势：A.土壤微生物总生物量，细菌、真菌、放线菌菌落数最高的为5年农作物耕地。B.随着耕种年代的加长细菌和放线菌数量增长较快，真菌数量增长较为缓慢。C.随着耕种年代的加长，土壤中总的微生物生物量呈现增长趋势，但在3～5年土壤中总的土壤微生物生物量呈现平稳变化趋势。

表6-2-4　土壤微生物生物量方差分析

通过对微生物生物量进行方差分析，发现土壤微生物量在各样地间（F=3.5050>F（0.05）=2.3232，Pvalue=0.0069<0.01）具有显著差异。可见，由于各样地植被类型及土壤质地等的分布不同，使得微生物含量具有明显的差异。这可能是由于该地区气候干燥，土壤湿度太低，有机质匮乏，限制于微生物区系的发展；相反，喷灌条件下种植农作物年代的加长，为农作物生长创造了良好的土壤环境，有利于微生物的生长繁殖，使土壤微生物生物量增长。

2.土壤微生物与各理化性质的相关性

土壤微生物的数量受到土壤通气性、水分含量、植物根系、营养元素含量的影响，在各样地不同土壤表现出较大的差异，通过对微生物量与各个理化性质相关性的分析，可以了解该地区制约微生物作用的主要因素。其分析数据如下：

表6-2-5　微生物量与各理化性质相关系数

注：“*”表示α=0.05的显著水平，n=32，r（0.05）=0.349；“**”表示α=0.01的显著水平，n=32，r（0.05）=0.449。

从微生物量与各理化性质相关系数表中发现，含盐量、pH与微生物活性的关系未达到显著，可能是因为该地区气候干燥、土壤微生物活动较弱，还看不出影响的大小。速效磷含量与微生物活性的关系不大，可能是因为该地区有效磷含量偏高，对微生物的活性没有限制。