杨春雪，鲁学文，童永贞，尤艳蓉，李治海，李城德*

（1.甘肃省永登县农业技术推广中心，甘肃永登730300；2.甘肃省农业技术推广总站，甘肃兰州730020；）

自20 世纪80 年代农村实行家庭联产承包责任制以来，部分农民由于只顾眼前利益，单纯追求农产品产量，长期过量施用化学肥料，忽视有机肥，致使大部分耕地出现盐化板结，土壤结构严重退化，肥力水平明显变差，农作物产量和品质持续下降，农民收入受到严重影响。这种现象如不及时进行纠正，农业和农产品供给就会出现大问题，国家粮食战略安全就会受到巨大威胁。因此，党中央高度重视，在党的十八大、十九大报告中及时明确提出了“耕地轮作休耕”的战略决策，通过政府引导和扶持，使大批已退化的耕地实行休耕修复，培肥地力，改良土壤，改善环境，进而提高农产品产量和品质，增加农民收入，实现“藏粮于地，藏粮于技”。2017 年永登县被列为甘肃省耕地休耕试点县之一，确定3 年为一个周期，种植豌豆、箭舌豌豆等绿肥作物，并在盛花期翻入土壤，增加土壤有机质，实现改良土壤的目的。但在具体实施中遇到了诸多技术难题，其中最主要的还是休耕模式、适宜养地的绿肥作物品种及适宜的绿肥翻压腐化技术等。因此，为了探索和研究适宜永登县耕地休耕的技术模式，并尽快应用于大田推广，2017—2019 年在永登县武胜驿镇火家台村设点进行了“耕地休耕模式试验”，取得了较好效果。

1 试验地基本情况

武胜驿镇火家台村位于永登县城西北部，距县城约30 km。该区海拔2 500 m 左右，年均气温2.7℃，年降雨量310mm 左右，年均蒸发量2000 mm，无霜期80 d，≥10℃的活动积温2 126.9℃。土壤主要为栗钙土，有机质含量17.0 g/kg、全氮含量0.99 g/kg、有效磷含量27.56 mg/kg、速效钾含量254.3 mg/kg、pH 值8.29。种植作物主要有蔬菜、小麦、豌豆、玉米、油料等，蔬菜产业是近几年发展起来的一个新兴产业，现已成为当地农业经济增长的一个亮点。

2 地块选择

选择地势平坦、肥力均匀且具有代表性的地块。

3 试验目的

本试验以观察研究不同绿肥作物组合组成的不同休耕模式，在3 年休耕周期中对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾等养分及土壤容重的影响，观察不同休耕模式对土壤结构的改良效果，进一步分析制定适合永登县耕地休耕的最佳模式，指导农民科学休耕，增加收入。

4 供试材料和方法

4.1 供试作物和肥料

供试作物为豌豆、箭舌豌豆、油菜。供试肥料为商品有机肥（“巍岭山”牌），由兰州富强微肥厂生产。

4.2 试验方法

本试验以豌豆、箭舌豌豆和油菜为参试绿肥作物及轮作倒茬作物，以3 年为一个休耕效果观察周期，同一小区3 年内轮换种植不同的绿肥作物或轮作倒茬作物，并将这些作物在盛花期适时翻压为一种休耕模式，以3 年种植收获小麦—油菜—小麦为对照，观察不同休耕模式对土壤结构、性状、养分等的改良效果。本试验共设5 个处理，处理1：豌豆—油菜—豌豆；处理2：油菜—豌豆—油菜；处理3：豌豆—油菜—箭舌豌豆；处理4：箭舌豌豆—油菜—箭舌豌豆；处理5：小麦—油菜—小麦（对照区，正常播种收获）。每处理试验面积30 m2，3次重复，15 个小区。

4.3 施肥方法

“巍岭山”牌有机肥作底肥1 425 kg/hm2，在播种前结合整地均匀撒施，作物生长中、后期不追肥。

4.4 播种

整地施肥后按划定小区先将地块耙耱整平，然后播种；豌豆、箭舌豌豆、小麦均采用机械平作条播方式播种；油菜采用人工均匀撒播方式播种。播种时间按当地传统于4 月下旬进行，豌豆、箭舌豌豆、小麦与油菜生长期采用人工除草，豌豆、箭舌豌豆、油菜于盛花期耕翻入土，9 月份土壤封冻前耙耱保墒。

4.5 田间管理

各试验小区田间管理同除草、病虫害防治等措施完全一样。

4.6 田间调查与记载

在生长发育过程中进行系统的、正确的观察记载，掌握第一手资料，为正确分析和得出正确结论提供依据。

4.6.1 土壤肥力变化情况调查 各处理小区每季绿肥作物播种前及杀青翻压后，适时取土化验分析，主要化验分析土壤pH 值、有机质、有效磷、全氮、速效钾等养分变化情况。

4.6.2 土壤结构变化情况调查 各处理小区绿肥作物播种前、生长期、翻压后分别进行一次土壤容重调查，分析比较各处理对土壤结构变化的影响。

5 结果与分析

5.1 有机质变化

由表1 统计的数据可以看出，采取耕地休耕及绿肥作物翻压措施后，土壤有机质均比对照田明显增加，且随着休耕年限的增加，土壤有机质含量也随之逐年增加，地力明显提升，其中处理4、处理1 和处理3 有机质提升最多，2017 年初处理4 有机质含量17.3 g/kg，当年种植并翻压箭舌豌豆后，有机质提升到20.47 g/kg，比年初增加了3.17 g/kg，2018 年轮作倒茬，种植翻压了1 茬油菜，再加上上一年度翻压的箭舌豌豆在土壤中逐渐腐化，有机质增加到22.8 g/kg，比休耕初增加了5.5 g/kg，2019 年继续轮作倒茬，再次种植翻压箭舌豌豆，加之前2 年翻入土壤的秸秆持续腐化，有机质数量增加明显，达到26.4 g/kg，比2017 年初增加了9.1 g/kg，休耕效果非常明显，土壤肥力明显提升。处理1 和处理3 有机质变化趋势与处理4 相似，到2019 年末有机质含量分别达到了26.1 g/kg 和23.8 g/kg，比2017 年初分别增加了8.8 g/kg 和6.5 g/kg，而处理2 休耕3 年后有机质变化不大，比2017 年初只增加了0.9 g/kg，这个结果明显与所选择种植的绿肥作物有关，处理4、处理1 和处理3 在3 年休耕中选择种植了2 茬豆科作物豌豆和箭舌豌豆，只在中间轮作倒茬种植了1 茬油菜，而豌豆和箭舌豌豆除了根部有大量根瘤菌可以固氮外，其茎叶产量比油菜高，在土壤中腐化也较快，所以有机质增加较多，而处理2 在3 年休耕中选择种植了2 茬油菜1 茬豌豆，且油菜茎叶产量较低，茎秆纤维含量较高，腐化速度较慢，土壤有机质增加也较慢，土壤肥力水平低，较耕地休耕前变化不大。

表1 耕地休耕模式试验土壤有机质变化趋势统计 单位：g/kg

5.2 全氮变化

从表2 统计数据可以看出，采取耕地轮作休耕措施后，土壤全氮含量明显提升，其中处理4 增加值最大，由2017 年初的1.30 g/kg，增加到2019 年末的1.68 g/kg，增加了0.38 g/kg，其次是处理3 和处理1，土壤全氮由2017 年初的1.30 g/kg，增加到2019 年末的1.57 g/kg 和1.54 g/kg，分别增加了0.27 g/kg 和0.24 g/kg，而处理2 数值变化很小，与休耕前几乎相同，说明豆科作物翻压后对土壤全氮有较明显的提升。处理5 对照田土壤全氮3 年后略有下降。

表2 耕地休耕模式试验土壤全氮变化趋势统计 单位：g/kg

5.3 有效磷变化

从表3 统计数据可以看出，采取耕地轮作休耕措施后，土壤有效磷含量亦明显提升，其中处理1 增加值最大，由2017 年初的16.10 mg/kg，增加到2019年末的23.20 mg/kg，增加了7.10 mg/kg，其次是处理3 和处理4，土壤有效磷由2017 年初的16.10 mg/kg，增加到2019 年末的21.82 mg/kg 和21.68 mg/kg，分别增加了5.72 mg/kg 和5.58 mg/kg。处理2 有效磷增加值相对较小，由2017 年初的16.10 mg/kg，增加到2019 年末的18.10 mg/kg，只增加了2.00 mg/kg，说明耕地休耕时选种的作物亦很重要，当选择种植豆科作物并在盛花期翻入土壤时，土壤有效磷增加值最好。而处理5 对照田土壤有效磷3 年后基本与之持平，没有变化。

表3 耕地休耕模式试验土壤有效磷变化趋势统计 单位：mg/kg

5.4 速效钾变化

从表4 统计数据可以看出，采取耕地轮作休耕技术措施3 年后，除对照外，各处理速效钾含量均有所提升，其中处理4 增加值最大，由2017 年初的163.00 mg/kg，增加到2019 年末的252.00 mg/kg，增加了89.00 mg/kg，其次是处理3 和处理1，土壤速效钾由2017 年初的163.00 mg/kg，增加到2019 年末的239.00 mg/kg 和229.00 mg/kg，分别增加了76.00 mg/kg 和66.00 mg/kg，处理2 速效钾增加值相对较小，由2017 年初的163.00 mg/kg，增加到2019年末的200.30 mg/kg，增加了37.30 mg/kg，说明采取休耕措施可以有效增加土壤速效钾的含量，其中豆科作物提升明显。而处理5 对照田土壤速效钾含量基本没有变化。

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5.5 土壤容重变化

从表5 统计数据可以看出，通过3 年耕地轮作休耕后，各处理小区土壤容重均有所下降，其中处理3 和处理4 下降较为明显，分别由2017 年初的1.37 g/cm3，下降到2019 年末的1.03 g/cm3和1.03 g/cm3，均下降0.34 g/cm3，其次是处理1 和处理2，土壤容重由2017 年初的1.37 g/cm3，下降到2019年末的1.12 g/cm3和1.22 g/cm3，分别下降了0.25 g/cm3和0.15 g/cm3，说明采取休耕措施后，随着土壤有机质的不断增加和积累，土壤结构开始发生变化，土壤变得疏松了，空隙度提高，通透性能增强，肥力不断提高。

综上对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、容重的调查统计和分析，从总体休耕效果来看，处理4 各项指标表现最好，其次为处理3 和处理1，处理2 效果较差。因此，适宜本区域耕地休耕、改良土壤、培肥地力的休耕模式是处理4，即箭舌豌豆—油菜—箭舌豌豆，其次为处理3 和处理1，即豌豆—油菜—箭舌豌豆，豌豆—油菜—豌豆。

表5 耕地休耕模式试验土壤容重变化趋势统计 单位：g/cm3

6 结论

采取耕地休耕措施可以有效提升土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾等养分含量，同时还使土壤容重逐步下降，土壤结构变得更加疏松透气。因此，耕地轮作休耕是培肥地力、改良土壤的途径之一。此外，通过3 年试验数据分析，适宜当地耕地休耕、改良土壤、培肥地力效果最好的休耕模式是箭舌豌豆—油菜—箭舌豌豆，其次是豌豆—油菜—箭舌豌豆和豌豆—油菜—豌豆。