施碱性基质肥对雷竹林土壤性状与雷笋产量、品质的影响

李松昊，张炜，阮弋飞，张小华，邬奇峰，祝小祥*

(1.杭州市临安区农林技术推广中心，浙江 临安 311300； 2.中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江 富阳 311400)

雷竹(Phyllostachyspraecox)为禾本科竹亚科刚竹属植物，是我国出笋最早、笋味鲜美、产量高、效益大的优良散生笋用竹种[1-2]。近年来，雷竹种植面积不断增加，浙江省余杭、德清、临安等地雷竹种植总面积已达6万hm2[3]。自上世纪90年代起，杭州市临安区等地采取以地表覆盖增温为核心的集约经营技术，该经营模式极大地提高了笋农的经济效益[4]。然而，随着覆盖年限的增加，化肥逐年投入，远远超出了竹林当年所需施肥量，进而使雷竹林出现明显的退化现象，主要表现为竹鞭上浮、竹林开花、雷竹笋产量下降、土壤和竹笋品质下降等[5]。目前，人们对于集约经营下雷竹林地养分性质的变化有较多报道[6-9]，其中土壤酸化及质量退化是较为突出的问题。根据雷竹主产区浙江省杭州市临安区农林部门近年来对雷竹林地土壤采样监测、地力长期定位监测分析以及实地农户调查，目前雷竹林地及生产经营中存在4方面突出问题：一是土壤酸化严重，土壤pH值<4.5的竹林面积占51.5%、pH值4.5～5.4的占32.7%；二是养分严重失衡，如雷竹林土壤有效磷含量平均达到117 mg·kg-1以上，其中覆盖竹林土壤有效磷含量甚至高达1 000 mg·kg-1以上，大大高于40 mg·kg-1的合理水平；三是生态环境恶化，主要是竹农长期大量盲目使用化肥和未经发酵处理的畜禽粪便作为孵笋原料，导致产区地表水体富营养化加剧，毗邻河流水体DOC含量达16.55 mg·L-1；四是鲜笋品质明显下降，口感硬，可食用部分减少。

当前雷竹林土壤改良方法一般采用客土法或施石灰等手段，但客土法存在取土困难、费工费力，施石灰容易造成土壤板结、改土效果差等缺陷，尚未见有利用生物碱性有机物料搭配其他有机无机营养物质研制生产的用于退化雷竹林土壤改良用的基质肥料的方法路径。为此杭州锦海农业科技有限公司以牛粪、山核桃外蒲壳基质为主要原料开发了一种碱性基质肥。其主要成分为50%牛粪干基，20%山核桃外蒲壳基质，其他为蛭石等填加料及少量缓释肥。其容重0.454 g·cm-3，pH值7.7，全氮1.55%，全磷2.96%，全钾1.24%；缓释肥养分含量38%(N∶P∶K为18∶8∶12)。旨在探索出一条降低雷竹林速效肥使用量，改良退化雷竹林土壤性质的新路。

为评价其作为集约经营雷竹林土壤改良肥料的效果和可行性，以期为竹农合理施肥、降低生产成本、缓解土壤环境问题提供理论依据和科学参考，我们在杭州市临安区太湖源镇、於潜镇分别开展了试验研究。

1 材料与方法

1.1 材料

供试肥料为一种利用农林废弃物(牛粪、山核桃蒲壳)开发的碱性基质肥料(杭州锦海农业科技有限公司生产)；45%复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)市售；生石灰及鸡粪(农户自购)。

1.2 方法

1.2.1 处理设计

碱性基质肥对土壤理化指标的影响。试验在杭州市临安区於潜镇潜东村雷竹地进行，试验地竹林为15年以上退化雷竹林，林地为洪积泥砂田，土壤pH值4.9。试验于6月初结合林地土壤翻耕进行，设3个处理3次重复共9个小区。雨天前将各处理用料一次性均匀撒施于土表，然后再进行土壤翻耕。各试验处理施肥种类及剂量为：处理1，生石灰7.5 t·hm-2；处理2，碱性基质肥30 t·hm-2；处理3，空白对照不施肥。

碱性基质肥对笋产量与品质的影响。试验设在杭州市临安区太湖源镇畈龙村，该地是我国雷竹的主要产区之一，也是雷竹覆盖技术推广实施最早的地区，试验地竹林为10年左右成林雷竹林，试验前该林地已连续孵笋2年，由于管理不善竹林已现败退现象，林地土壤类型为洪积泥砂田，土壤pH值为4.7。试验于12月初结合覆盖孵笋时进行，试验设碱性基质肥处理、农户常规施肥、空白对照3个处理，每处理3次重复共9个小区，每小区面积92 m2，小区随机排列。施肥前先用水浇湿土壤，然后各处理将肥料一次性均匀撒施于土表，再覆盖麦糠和谷壳。各试验处理施肥种类及剂量为：处理1，农户常规施肥鸡粪12 t·hm-2+复合肥0.75 t·hm-2；处理2，碱性基质肥处理30 t·hm-2；处理3，空白对照不施肥(表中复合肥养分含量45%(氮、磷、钾有效养分含量均15%)。

1.2.2 采样和调查

土壤采样检测。于施前、施后3个月进行土壤采样，采集0～15 cm耕层土壤，采样时去除土壤表层的枯枝落叶和覆盖物。主要检测pH、阳离子交换量、交换性酸、铝、钙、镁及土壤孔隙度(持水力)等指标。

鲜笋产量调查。在采挖笋期间，每次分小区进行鲜笋称量记录，鲜笋品质指标在出笋盛期进行采样检测。

1.3 分析方法

1.3.1 土壤理化指标分析

土样经风干、研磨、过筛后测定基本理化性质，各指标测定分析方法依据农业部《测土配方施肥技术规范》(2008)规定的标准方法进行。pH值用酸度计测定；阳离子交换量(CEC)用乙酸铵、无水乙醇、氯化钠分别淋洗后用靛酚蓝比色法测定NH4+-N浓度转化而来[10]；交换性酸、铝用1 mol·L-1KCI溶液淋溶2 mm土样，然后用标准碱液滴定滤液中的总酸度测定；交换性钙镁用乙酸铵交换1 mol·L-1溶液容量法测定；土壤孔隙度用环刀法进行测定。

1.3.2 笋样指标检测

竹笋样品分析。氨基酸采用液相色谱法测定；总氮含量采用克氏定氮法测定；总糖采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定；灰分用马福炉灼烧法测定；单宁用皮粉法测定。

1.4 数据处理方法

数据处理采用SPSS 22.0统计软件进行，单因素方差分析Duncan’s检验比较各处理之间的差异显著性(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 碱性基质肥对土壤理化指标的影响

根据施后3个月土壤采样检测分析，施碱性基质肥处理，样地土壤pH、交换性钙、镁均有不同程度提升，交换性酸、铝均有下降，检测结果见表1。

表1 试验各处理土壤理化性状指标

土壤pH值比空白对照提升0.53，与施生石灰处理接近，碱性基质肥对雷竹林土壤酸化具有明显改善作用。另外，施碱性基质肥土壤孔隙度指标也有所提高，使得土壤持水能力得到提升，这对砂性土壤竹笋生长是有利的。

2.2 碱性基质肥对雷笋产量的影响

经对各处理小区采挖笋和销售金额分析累加统计(表2)可知，碱性基质肥处理下，鲜笋667 m2平均产量为1 701.8 kg，产值为24 725.6元，较农民常规施肥鲜笋产量高28.2%，产值高27.1%；比空白对照处理产量高84.0%，产值高近1倍。

表2 试验各处理鲜笋株数、产量、产值统计

2.3 碱性基质肥对雷竹笋品质的影响

从鲜笋品质指标检测结果(表3)来看，相比对照，施碱性基质肥处理鲜笋中脂肪、可溶性糖、蛋白质、灰分草酸含量略高，单宁含量较低，游离氨基酸与其他处理差异变化不大。

表3 不同处理雷竹笋品质检测情况

糖分是雷竹笋的重要呈味物质，施碱性基质肥处理的雷竹笋可溶性糖含量略高；施碱性基质肥处理的单宁含量最低；游离氨基酸是构成雷竹笋的主要鲜味物质，施碱性基质肥处理含量略偏低；雷竹笋中脂肪含量是蔬菜中含量最高的一种，其中施碱性基质肥处理含量是最高的。另外，也观察到施碱性基质肥处理鲜笋要比空白对照的笋更鲜嫩，笋可食用部分增加。因此，施用碱性基质肥的雷竹笋在有关口感的指标上表现总体要好于农户常规用肥与空白对照处理。

3 小结

该基质肥对酸化雷竹林土壤理化性状有明显改良效果。经试验，施用该基质肥后，土壤pH比对照处理区高0.53，且与施生石灰处理区接近，土壤交换性酸、交换性铝含量也均低于对照处理区，而交换性钙、镁含量则明显高于对照处理区，说明该基质肥中的钙镁物质能缓冲土壤酸的释出，降低了土壤交换性酸总量，结合碱性基质作用的发挥，最终达到了提高土壤pH值的目的。一般而言，过量施用化肥和大气酸沉降是引起雷竹林土壤酸化的主要原因[11]。而土壤酸化会导致Al3+的活化和释放，铝毒是强酸性土壤地区作物产量的主要限制因子[12-13]，对雷竹的生长造成影响。刘鸿[14]研究发现，在覆盖经营的雷竹林土壤中混施鸡粪和油枯有机物料可显著提高土壤pH，而施用复合肥处理则导致土壤pH降低，与本研究结果一致。另外，该基质肥处理区土壤阳离子交换量与土壤孔隙度等指标也都明显高于对照处理区和石灰处理区。因此从实践数据综合来看，该基质肥处理区各项土壤理化指标均优于对照处理区，总体也优于施生石灰处理区，对酸化雷竹林土壤理化性状改良效果明显。但由于观测时间相对较短，碱性基质肥对土壤性质的长期影响方面还有待进一步观测。

该基质肥对覆盖雷竹林鲜笋产量与品质提升效果明显。对产量影响方面，经试验测产，施该基质肥处理区雷笋667 m2产量平均达到1 701.8 kg，比农民常规施肥处理区高374.4 kg，增幅达28.2%，比空白对照处理区高777.1 kg，增幅达84.0%。产量的增加主要源于该基质肥配料全面，并添加了缓释肥，其综合肥效好，在将近3个月的采笋期，其肥效持续时间长，促进了笋产量的提高。对笋品质影响方面，经检测，施用碱性基质肥处理后，雷竹笋中可溶性糖、脂肪含量较对照增加，同时具有涩味的单宁含量下降，总体笋的口感指标上要优于对照处理，另外还能直观地判断出鲜笋的硬度下降，笋的可食用部分增加。一般认为，施碱性基质肥改善了雷竹林土壤理化性状与竹子生长环境，使原有土壤养分失衡状态有所改善，土壤肥效的持续性增加，进而提高了笋产量，改善了笋品质。