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本研究以晋西黄土丘陵沟壑区新增耕地为研究对象,针对新增耕地土壤熟化程度低、土壤贫瘠、生产力低下等关键问题,选用无机肥、有机肥和生物菌肥等肥料对土壤进行培肥和改良,通过盆栽控制试验分析氮肥、磷肥不同施肥水平条件以及无机肥、有机肥和菌肥三种肥料不同配施措施条件对土壤物理特性、土壤养分含量、微生物多样性和大豆、玉米农艺性状等的影响,并分析有机肥和菌肥在大田土壤改良过程中对土壤有机碳组分、土壤酶活性和土壤微生物量的影响,探讨不同肥料对土壤的培肥效果和改良机理,经大田正交试验进行验证,筛选适合当地大豆和玉米种植的最佳施肥配方,旨在为晋西黄土丘陵沟壑区新增耕地快速有效培肥和土壤改良提供理论支持,主要结论如下:在晋西黄土区新增耕地上施加氮肥和磷肥均能在一定程度上改善土壤的物理性状,且均能够显著提高土壤有效养分含量和促进大豆的生长,氮肥利用率和磷肥利用率均随施肥量的增加表现出逐渐下降的趋势。针对氮肥而言,与各施肥量水平相比,N2处理下土壤密度最低,土壤孔隙度、持水量最高,土壤团聚状况最好,土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质等有效养分的含量最高,对大豆株高、冠幅、干物质量和产量的促进作用最强;针对磷肥而言,P3处理下土壤各有效养分含量均为最高,大豆株高、冠幅、干物质量和产量也最高。新增耕地适宜施氮量为167.6~178.0kg·hm-2,适宜施磷量为29.98~33.86kg·hm-2。O+NPK是晋西黄土区大豆种植的最佳施肥措施,相比O、B、B+NPK、NPK和CK而言,其土壤密度最低,土壤孔隙度、持水量最高,团聚状况最好,且土壤全氮、碱解氮、全磷、速效磷、有机质等养分含量也是最高,大豆增产235.95%。不同施肥措施对土壤微生物多样性的影响程度不同,NPK措施与对照(CK)的相似度最高,而B措施与CK的相似度最低,仅为47.4%,说明菌肥对土壤微生物多样性的影响作用最强;B+NPK措施下土壤微生物Shannon-Weaver指数最高,达2.531,说明该措施土壤微生物丰富度和均匀度最高。有机肥和菌肥对土壤易氧化有机碳、水溶性有机碳、酸溶性有机碳和难降解有机碳含量变化的影响作用显著,O3B1组合条件下土壤各有机碳指标含量均为最高,且分别达到216.860mg·kg-1、316.879mg·kg-1、975.086mg·kg-1、1302.819mg·kg-1;不同施肥水平有机肥和菌肥对土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性均表现出显著作用,但对过氧化氢酶活性影响作用不显著,O2B2组合下土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性都达到最高,分别为3.281nmol·h-1·g-1、10.837nmol·h-1·g-1、40.387mg·h-1·g-1,O3B2组合下土壤脲酶活性最高,达0.131mg·g-1;不同施肥水平有机肥和菌肥能够显著影响土壤细菌和真菌数量,且二者的交互作用大于单独效应,O1B1配方下土壤细菌拷贝数均值最高,达(3.02E+06)copies·ng-1,O2B2配方下土壤真菌拷贝数均值最高,达3483.33copies·ng-1。大豆正交试验结果显示,无机肥、有机肥和菌肥对大豆株高、冠幅、地径、干物质量和产量等农艺性状均有显著促进作用,且三种肥料之间交互作用显著,大豆农艺性状的最佳施肥量为O3B3I3;在土壤养分方面,有机肥和菌肥对土壤碱解氮、全磷、速效磷、有机质、阳离子交换量(CEC)和p H的影响均表现出显著作用,但无机肥仅对碱解氮、速效磷、CEC和p H有显著作用,土壤养分的最佳施肥配方为O3B2I3;在土壤物理特性方面,有机肥和菌肥对降低土壤密度,增加土壤持水量和孔隙度的作用显著,而无机肥在降低土壤密度和增加土壤持水量方面作用不显著,土壤物理性状的最佳施肥配方为O2B2I3;在经济效益方面,O3B1I2处理的经济效益最高,达4809.00元·hm-2;推荐晋西黄土区新增耕地种植大豆的最佳施肥配方为O3B1I2,即有机肥(33.75t·hm-2)+菌肥(750kg·hm-2)+无机肥(600kg·hm-2)。玉米正交试验结果显示,有机肥和无机复合肥均能显著促进玉米株高、冠幅、地径、干物质量和产量,且有机肥的影响作用大于无机复合肥,针对玉米农艺性状的最佳施肥配方为O3I3;在土壤养分方面,有机肥和无机复合肥均对土壤全氮、碱解氮、全磷、速效磷、CEC和p H值表现出显著作用,但无机复合肥对土壤有机质含量的影响作用不显著,而有机肥则能够显著促进土壤有机质含量的增加,针对土壤养分的最佳施肥配方为O3I2;在土壤物理特性方面,有机肥对土壤各物理特性各指标的影响作用均显著,但无机复合肥的作用不显著,针对土壤物理性状的最佳施肥配方为O2I2;O3I2处理的经济效益最高,达15035元·hm-2;推荐晋西黄土区新增耕地种植玉米的最佳施肥配方为O3I2,即有机肥为(33.75t·hm-2)+无机肥为(600kg·hm-2)。综上所述,无机肥、有机肥和菌肥均能在一定程度上改善土壤物理性状、提高土壤养分、促进大豆和玉米生长,无机肥对土壤物理性状的改善作用较小,但促进大豆和玉米生长的作用显著,菌肥主要通过影响土壤的微生态系统改善土壤结构,有机肥对改善土壤物理结构、提高土壤养分含量和促进农作物生长的作用均较强,在实际生产中应遵循土壤可持续利用的理念,充分考虑有机肥对土壤改良作用,采用有机无机肥配施的方式进行合理施肥。