旱田土壤调理剂改良酸性土壤的合理用量及蔬菜增产效果研究

2017-03-16丁和权温福群周富忠

现代农业科技 2017年2期

丁和权++温福群++周富忠

摘要土壤酸化是耕地退化的重要表现，也是制约土壤高产稳产的重要因素，严重影响了我国农业的可持续发展。通过在pH值小于5.5的酸性土壤上连续2季种植蔬菜的小区试验，研究“宜施壮”旱田土壤调理剂对酸性土壤pH值、CEC、硅铝率及蔬菜产量和相关生物学性状的影响。结果表明：“宜施壮”旱田土壤调理剂可以提升土壤pH值、CEC和硅铝率，提高蔬菜的产量；与常规施肥对照相比，2季连续施用“宜施壮”旱田土壤调理剂750～3 000 kg/hm2时，可使土壤 pH 值提升0.15～0.70个单位、CEC最高提高0.7 cmol/kg、硅铝率增加0.04～0.20，蔬菜产量增加 3.78%～12.48%，“宜施壮”旱田土壤调理剂可提高蔬菜整齐度，促进萝卜伸长膨大、白菜增高增粗，白菜结球更加紧实。其较为经济合理的用量为1 500～2 250 kg/hm2。

关键词 “宜施壮”旱田土壤调理剂；施用量；酸性土壤；蔬菜；效果

中图分类号 S63；S156 文献标识码 A 文章編号 1007-5739（2017）02-0043-003

土壤酸化是指在自然和人为条件下土壤pH值下降的现象，其过程是盐基阳离子淋失，从而使Al3+、H+ 成为土壤中的主要交换性阳离子；其实质是土壤交换性酸增加，而交换性盐基离子减少，这一过程十分缓慢[1]。土壤酸化会导致土壤中的Ca、Mg、P等营养元素大量淋失[2]。特别是在酸雨作用下，难溶性的Al被淋洗逐渐溶出，毒性大的Al3+、Al（OH）2+比例增加，导致大多数植物直接或间接出现生理障碍，其毒性主要作用于植物的根系，使植物不能正常吸收养分。同时降低植物对Ca的吸收和贮运，出现缺钙症，影响植物正常生长发育[3]。同时，土壤酸化还会增加有毒重金属离子的活性，不利于植物生长。

我国土壤的基本趋势是南酸北碱，南方大部分地区的土壤由于高温多雨而处于盐基不饱和状态[4]，所以我国的酸性土壤主要集中分布在长江以南的大部分热带、亚热带地区和云、贵、川等红、黄壤地区[5]。这些地区大部分土壤属于pH值小于5.5的酸性土壤，其中很大一部分pH值小于5.0，甚至低于4.5[6]。近些年来，酸雨沉降不断增加、铵态氮肥大量使用、农业种植制度、农田栽培管理措施以及人类工业化进程的加快，扩大了土壤酸化的范围、加快了土壤酸化的速度[7]，土壤酸化已成为制约我国农业可持续发展的重要障碍之一。

本研究以湖北宜施壮农业科技有限公司生产的富含有机质和Ca、Mg等碱基元素及Si营养的旱田土壤调理剂为主要材料，按《土壤调理剂效果试验和评价要求（NY/T2271-2012）》相关规定，采用田间定位试验法，在2016年4—10月，研究了旱田土壤调理剂在连续2季蔬菜连作模式下对酸性土壤的改良效果及其对蔬菜产量的影响，以期明确该土壤调理剂在鄂西南山区及土壤酸化相似区域的合理用量，为其在酸性土壤地区的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在湖北省西南部的利川市，该市地处武陵山腹地，耕地酸化是制约其农业生产的主要障碍之一，耕地平均pH值小于5.5，pH值4.5以下的耕地面积超过1/3[8]。试验在利川市的凉雾乡池谷村12组进行，地处东经108.780 235°，北纬30.265 473°，海拔1 108 m，代表利川高山蔬菜基地海拔1 100 m左右的二高山区域。土壤为第四纪黏土母质发育的黄棕壤土类，黏黄土土种。试验前取试验地块混合土样检测相关指标，其结果为阳离子交换量（CEC）15.4 cmol/kg、pH值5.03、有机质24.3 g/kg、全氮1.78 g/kg、有效磷24.8 mg/kg、速效钾90.6 mg/kg，肥力较高，酸化是试验土壤的主要障碍因子。

1.2 试验材料

主要试验材料为湖北宜施壮农业科技有限公司生产的“宜施壮”旱田土壤调理剂，标识技术指标：pH值（250倍稀释）8.5～11.0，有机质≥10%，CaO≥20%，MgO≥5%，SiO2≥10%，水分≤15%，Hg≤2 mg/kg，Cd≤3 mg/kg，As≤15 mg/kg，Pb≤50 mg/kg，Cr≤150 mg/kg；试验作物为蔬菜，即白菜—萝卜连作，其中，白菜品种为楚龙黄蕊、萝卜品种为大将；其他肥料、农药等材料按试验点农户习惯在当地市场上自行购买。

1.3 试验设计

试验设5个处理，分别为常规施肥（CK）、常规施肥+“宜施壮”旱田土壤调理剂750 kg/hm2（A）、常规施肥+“宜施壮”旱田土壤调理剂1 500 kg/hm2（B）、常规施肥+“宜施壮”旱田土壤调理剂2 250 kg/hm2（C）、常规施肥+“宜施壮”旱田土壤调理剂3 000 kg/hm2（D）。3次重复，随机区组排列，小区面积20 m2（4 m×5 m），试验地四周设保护区，蔬菜2季连作各小区排列顺序及各处理水平不变。

1.4 田间管理

第1季白菜4月8日保温育苗，5月2日移栽，7月5日收获，生育期88 d，移栽规格为每小区10株×8行=80株；第2季萝卜7月15日播种，9月28日收获，生育期75 d，种植规格为每小区16株×10行=160株。白菜常规施肥量为40%复合肥（15-10-15）900 kg/hm2+商品有机肥1 500 kg/hm2、萝卜常规施肥量为40%复合肥（15-10-15）750 kg/hm2+商品有机肥1 500 kg/hm2。“宜施壮”旱田土壤调理剂按设计用量与底肥混合均匀后穴施（白菜）或沟施（萝卜），因所试蔬菜品种生育期短，所需肥料作底肥一次性施足，不再追肥。病虫草害防治等其他田间管理措施各处理完全一致，按当地习惯进行。

1.5 调查内容与方法

每季蔬菜成熟后收获时测量实际产量，并按不同处理取土样检测pH值、阳离子交换量（CEC）、硅、铝等相关指标，取蔬菜植株样测量相关生物学性状指标。

1.6 分析方法

试验结果应用Excel进行统计分析并绘制相关图表。所取土样检测项目、标准及方法见表1。

2 结果与分析

2.1 “宜施壮”旱田土壤调理剂对土壤pH值的影响

试验结果表明，施用“宜施壮”旱田土壤调理剂可以提高土壤的 pH 值。由图 1、2可知，土壤 pH 值随着土壤调理剂施用量的增加呈增高趋势。与CK的土壤 pH 值相比，差异均达显著水平。第1季土壤 pH 值最高提升0.59个单位，连续2季最高提升0.7个单位。

2.2 “宜施壮”旱田土壤调理剂对土壤CEC值的影响

试验结果表明，施用“宜施壮”旱田土壤调理剂可以提高土壤的 CEC值。由图3可知，土壤CEC值随着土壤调理剂施用量的增加而呈增高趋势。第1季土壤CEC值最高提升0.4 cmol/kg，连续2季最高提升0.7 cmol/kg。

2.3 “宜施壮”旱田土壤调理剂对土壤硅铝率的影响

土壤硅铝率是土壤中 SiO2和 Al2O3 含量的比值，固态的矿物铝在酸性条件下极易被活化而易于被植物吸收，土壤酸化能够加速土壤中铝的活化，使得土壤溶液中活性铝明显增加。因此，铝被认为是酸化土壤上引起农作物减产、森林枯萎的重要原因之一[9]。通常认为土壤中的SiO2含量是稳定的、变化较小，因此可用硅铝率来表达土壤调理剂对酸性土壤结构的改变，硅铝率越高，表明土壤中活性铝含量越低，植物生长受影响越小；硅铝率越低，表明土壤中活性铝含量越高，植物生长受影响越大[2]。试验结果表明，施用“宜施壮”旱田土壤调理剂可以提高土壤的硅铝率。由图 4、5可知，土壤硅铝率随着土壤调理剂施用量的增加呈增高趋势。与CK的土壤硅铝率相比，差异达显著水平（第1季处理A除外）。第1季土壤硅铝率最高提升0.17，连续2季硅铝率升高0.2。

2.4 “宜施壮”旱田土壤调理剂对蔬菜产量的影响

从表2可以看出，施用“宜施壮”旱田土壤调理剂与CK对比，不同用量在连作的2季蔬菜上都表现出不同程度增产；2季蔬菜产量排序一致，均为处理C>处理B>处理D>处理A>CK，第1季白菜增产幅度在3.78%～12.48%之间；第2季萝卜增产幅度在7.02%～11.79%之间。经新复极差检验，“宜施壮”旱田土壤调理剂不同施用量的增产水平达显著至极显著水平（第1季处理A除外），经方差分析（表3），2季蔬菜产量处理间差异达显著至极显著水平，而重复间差异不显著。每季较合理的用量为1 500～2 250 kg/hm2。

2.5 “宜施壮”旱田土壤调理剂对蔬菜生物性状的影响

收获时按不同处理和作物分小区连续取植株样10株，测量其单株重量、高度（或长度）、直径，结果见表4。可以看出，与CK对比，施用“宜施壮”旱田土壤调理剂可增加蔬菜的单株重量、高度（或长度）以及直径，并随着用量增加均呈增长趋势；萝卜单株重量增加主要源于增粗，长度增加的贡献相对较小；白菜单株重量增加应该与叶片包裹的紧实度提高有关，因为增高与增粗的幅度都不大。田间观察，施用“宜施壮”旱田土壤调理剂的蔬菜植株整齐度更好，提高了蔬菜的外观商品质量。

3 結论与讨论

“宜施壮”旱田土壤调理剂呈碱性，富含有机质及Ca、Mg、Si等作物营养。该试验结果表明，“宜施壮”旱田土壤调理剂能有效提升土壤pH值、提高土壤阳离子交换量（CEC）、增大土壤中硅铝率，并能增加作物产量，每季较为合理的用量为1 500～2 250 kg/hm2。连续2季合理施用“宜施壮”旱田土壤调理剂可使土壤pH值提升0.30～0.64个单位，土壤阳离子交换量（CEC）增加0.2～0.5 cmol/kg，土壤硅铝率提高0.16～0.19，蔬菜产量增加10%以上。施用“宜施壮”旱田土壤调理剂后蔬菜整齐度提高，外观品质得到提升；一定程度上促进了萝卜伸长膨大、白菜增高增粗，从而提高蔬菜单株重量实现增产；特别是白菜结球更加紧实，利于运输[10-11]。因此，可以在酸性土壤上推广应用“宜施壮”旱田土壤调理剂，用于中和土壤酸性，改良酸性土壤。

此次试验在常规施肥的基础上进行，对单独施用“宜施壮”旱田土壤调理剂是否能使蔬菜及其他作物增产未作研究；也未单独检测试验前后土壤中Ca2+、Mg2+的含量，其变化规律尚不清楚，对土壤有机质、氮、磷、钾的影响等问题有待下一步研究。

4 参考文献

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