【论文精选】黄土丘陵沟壑区治沟造地土壤快速培肥效应

来源：农业工程学报

《农业工程学报》2019年第35卷第21期刊载了西北农林科技大学等单位付威、雍晨旭、马东豪、樊军、张佳宝、魏宏安、冯小龙、魏润哲、刘霄飞、王光东与谭钧的论文——“黄土丘陵沟壑区治沟造地土壤快速培肥效应”。该研究由自然资源部土地整治中心外协项目资助。

土壤退化与城镇化建设对耕地的占用，严重威胁了中国耕地质量与数量安全。坚守18亿亩耕地红线不动摇，增加耕地面积与优质耕地数量迫在眉睫。大量土地整治工作在黄土高原地区逐步开展，但新垦黄土耕地土壤贫瘠、养分不均，加之机械平整过程来回碾压，土壤压实、结构性变差。因此，需提升新垦耕地的土壤结构与肥力，增加作物产量，保证区域粮食安全。木本泥炭（woodypeat）作为三大泥炭（藓类泥炭、草本泥炭和木本泥炭）之一，是经过漫长的地球生物化学循环过程形成的性质稳定的有机物质，其比表面积大，吸附螯合能力强，并且有较强的离子交换能力和盐分平衡能力。同时，与生物炭相比，木本泥炭保留了更为丰富的生物活性，在土壤培肥和改良中有良好效应。

本研究通过3 a田间定位试验。首先，利用一次标准化的技术流程来改变治沟造地后新垦耕地，以期快速并有效地构建能满足作物稳产高产的优质耕作层。其次，添加外源有机物质，结合化肥和腐熟秸秆有机肥，快速提升土壤有机质、养分含量，改善土壤水力学性质及物理性质。最后，在生物激发调节剂的作用下，刺激土壤酶活性，增强土壤微生物活性，调控土壤中的一系列生物化学过程。本文将从3种不同构建模式下6种处理，研究其对土壤有机质及土壤碳组分差异、土壤物理性质中的团聚体分布及其稳定性的影响、土壤养分变化特征，土壤重金属含量和作物产量及生物量等的影响，对人工优质耕作层快速构建模式进行综合评估。

连续3 a定位田间试验研究表明，通过一次性添加木本泥炭增加土壤惰性有机质含量，辅以生物激发调节剂来丰富土壤微生物群落并调节木本泥炭的分解速率，进行秸秆还田和化肥施用增加易分解有机质和速效养分含量所构建的黄绵土优质耕作层。施用后1 a、2 a和3 a 土壤有机质较对照分别可以增加16.7%、31.8%和93.9%，在生物激发调节剂的刺激作用下，土壤易氧化碳含量也提升，土壤团聚体破坏率降低16.4%，土壤团聚体含量及稳定性增加，提高了土壤当季肥力，促进作物生长发育，连续3 a分别提高产量17.5%、28.6%、1.0%。同时，不会导致土壤重金属超标。因此，木本泥炭在未来构建优质耕作层和建设高标准农田极具潜力。