甜菜有机碳土壤调控剂的改土培肥效应和对甜菜经济效益的影响

郭 治

(甘肃省张掖市甘州区农业技术推广中心，甘肃 张掖 734000)

0 前言

盐化潮土是由沼泽土和草甸土经过排水脱沼泽以及农民长期耕种、灌溉和施肥等人为因素综合作用下形成的一种农业土壤，甘肃河西走廊制种甜菜面积常年稳定在10万公顷[1]主要分布在河西走廊三大内陆河流的盐化潮土上。近年来，随着种植年限的延长日益凸显的主要问题是：农户长期施用化肥，土壤胶体吸附的Ca2+离子被NH4+离子代换，团粒结构遭到破坏，导致土壤板结，有机质含量低，贮水功能减弱，土壤养分比例失衡，缺锌、缺硼和缺钼的生理性病害经常发生，甜菜产量低而不稳[2-3]。

孙岩、秦嘉海、陈先茂、赵淑宏、潘金华、宋明元、李季、姜美玲等研究了土壤改良剂对风沙土、红黄壤土、科尔沁风沙土的影响，但对盐化潮土和甜菜上的研究未见文献报道。甘肃河西走廊年产玉米芯65万吨，对环境造成了污染，为了促进有机碳肥资源的循环和增值，本文应用改土培肥理论，选择土壤结构改良剂——聚乙稀醇[4-5]、糠醛(有机碳肥)[6]、甜菜专用肥、保水剂[7-8]，采用田间试验，以便为有机碳土壤调控剂改土培肥效果做出确切的评价。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验地概况

试验地位于甘肃省酒泉市肃州区上坝镇光辉村一组，试验地选于连续种植制种甜菜10年的基地，试验地海拔高度为1 455 m，经度98°40′169″，北纬39°34′590″，年均温7.5℃，年均降水量86 mm，年均蒸发量2 400 mm，无霜期150 d，土壤类型是盐化潮土[9]，土壤质地为轻壤质土，前茬作物是甜菜。0～20 cm耕作层基本理化性状如表1。

表1 试验地耕层土壤理化性质

1.1.2 参试材料

甜菜专用肥(自主研发):将硫酸钾、尿素、磷酸二铵、硫酸锌、硼酸、钼酸铵重量比按0.507 5∶0.308 2∶0.151 1∶0.024 2∶0.006 0∶0.003 0混合，含N 15.42%，P2O56.95%，K2O 25.38%，Zn 0.56%，B 0.11% M0 0.16%。

有机碳肥(自主研发):将发酵糠醛渣、生物菌肥风干重量比按0.980 0∶0.02混合，含有机质62.72%，全氮0.61%，全磷0.36%，全钾1.18%，pH值为2.1，粒径1～2 mm；

聚乙稀醇：粒径0.05～2 mm；

保水剂：吸水倍率645 g/g，粒径1～2 mm；

甜菜品种为张甜201，由甘肃省张掖市农科院选育。

1.2 试验方法

1.2.1 种植方法

田间试验小区面积为32 m2(8 m×4 m)，小区四周筑埂，埂宽30 cm，高35 cm，参试肥料播种前施入20 cm土层，株距24 cm，行距50 cm，分别在播种后、播种15天后、生长盛期、块根膨大期、各灌水1次，每个试验小区灌水量相等。

试验一，有机碳土壤调控剂经济效益最佳施用量研究。

有机碳土壤调控剂产品合成：将有机碳肥、保水剂、甜菜专用肥、聚乙烯醇重量比按0.937 5∶0.002 5∶0.056 3∶0.003 7混合得到有机碳土壤调控剂，含有机质58.82% ，N0.87%，P2O50.39%，K2O 1.43%，Zn 0.03%，B 0.01%，M0 0.01%。

试验处理：将有机碳土壤调控剂施用量梯度设计为0.00(ck)，4.80，9.60，14.40，19.20，24.00，28.80 t/hm2共7个处理，以处理1为ck(对照)，每个处理重复3次，随机区组排列。

1.2.3 测定项目与方法

甜菜收获时，在试验小区内按照传统采样方法，连续采集30株，测定叶丛高度、叶丛重量、根体长度、根直径、 单株根重，取平均数进行统计分析，每个试验小区单独收获，将小区产量折合成公顷产量进行统计分析。

1.2.4 数据处理方法

采用DPSS 10.0统计软件和Excel2007。

2 结果与分析

2.1 不同剂量有机碳土壤调控剂对盐化潮土改土效应

2.1.1 对物理性质的影响

甜菜收获后采集耕作层0～20 cm土样测定结果可以看出，随着有机碳土壤调控剂施用量梯度的增加，盐化潮土容重在降低，孔隙度和团聚体在递增。容重最小的是有机碳土壤调控剂施用量28.80 t/hm2，平均为1.18 g/cm3，与ck比较，容重降低10.61%，差异极显著(P<0.01)。总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度最大的是有机碳土壤调控剂施用量28.80 t/hm2，与ck比较，分别增加10.52%、10.49%和10.55%，差异极显著(P<0.01)。团聚体最多的是有机碳土壤调控剂施用量28.80 t/hm2，平均为35.56%，与ck比较，团聚体增加47.55%，差异极显著(P<0.01)。

2.1.2 对持水量的影响

从表2可知，随着有机碳土壤调控剂施用量梯度的增加，盐化潮土持水量在递增。盐化潮土饱和持水量、毛管持水量和非毛管持水量最大的是有机碳土壤调控剂施用量28.80 t/hm2，与ck比较，分别增加105.60 t/hm2、59.00 t/hm2和46.60 t/hm2，差异极显著(P<0.01)。

表2 不同剂量有机碳土壤调控剂对盐化潮土物理性质和持水量的影响

注：同列数据大写字母不同表示LSR0.01，小写字母不同表示LSR0.05差异显著水平，下同。

2.1.3 对化学性质及有机质和速效养分影响

从表2可知，随着有机碳土壤调控剂施用量梯度的增加，盐化潮土pH在降低，有机质和速效养分在递增。pH最低的是有机碳土壤调控剂施用量28.80 t/hm2，平均为7.68，与ck比较，pH降低了7.91%，差异极显著(P<0.05)。有机碳土壤调控剂施用量28.80 t/hm2，有机质含量最高，与ck比较，有机质增加11.75%，差异极显著(P<0.01)。有机碳土壤调控剂施用量28.80 t/hm2，碱解氮、速效磷和速效钾含量最高，与ck比较，分别增加31.52%、34.23%和9.52%，差异极显著(P<0.01)。

表3 不同剂量有机碳土壤调控剂对盐化潮土有机质及速效氮磷钾和pH的影响

2.2 不同剂量有机碳土壤调控剂对甜菜农艺性状及施肥利润的影响

甜菜收获后测定数据(表4)用量梯度的增加，甜菜农艺性状在递增。随着有机碳调控剂施用量的增加，农艺性状均有先增长后降低的趋势。有机碳土壤调控剂施用量为28.80 t/hm2时，甜菜叶丛高度、叶丛重量、单株根重、根产量、施肥利润达到最大值，与ck比较，分别增加36.29%、0.27% 、0.31%、和0.27%，差异极显著(P<0.01)。

表4 不同剂量有机碳土壤调控剂对甜菜农艺性状及经济性状和经济效益的影响

备注：价格(元/吨)：尿素2 000；磷酸二铵4 000；硫酸钾3 500；硫酸锌4 000；硼酸4 000；钼酸铵5 000；聚乙烯醇10 000；保水剂4 000；有机碳肥60；甜菜专用肥3 132.85(硫酸钾、尿素、磷酸二铵、硫酸锌、硼酸、钼酸铵重量比按0.507 5∶0.308 2∶0.151 1∶0.024 2∶0.006 0∶0.003 0混合)；有机碳土壤调控剂279.63(有机碳肥、保水剂、甜菜专用肥、聚乙烯醇重量比按0.937 5∶0.002 5∶0.056 3∶0.003 7混合)甜菜块根售价350计算。

3 讨论与结论

有机碳土壤调控剂含有丰富的有机质、胶结物质聚乙烯醇和保水剂，使板结的土壤疏松了，增大了孔隙度，降低了容重，总孔隙度增大，有机碳土壤调控剂中的有机质在土壤微生物的作用下合成了土壤腐殖质，腐殖质中的酚羟基、羧基、甲氧基、羰基、羟基、醌基等功能团解离后带负电荷[10-13]，吸附了盐化潮土中的胶结物质Ca2+，有利于土壤团聚体的形成。随着有机碳土壤调控剂施用量梯度的增加，盐化潮土持水量在增加，因而提高了甜菜产量。研究结果表明：在甘肃河西内陆的盐化潮土上施用有机碳土壤调控剂24.00 t/hm2，有效的改善了土壤理化性质，提高了甜菜的经济效益。