加拿大碳酸钙火山盐岩（SRC）对酸化土壤的改良作用及在甘蓝上的应用效果

周富忠，朱学祝，刘仁波

（1.利川市土肥站，湖北 利川 445400；2.利川市种子技术推广站，湖北 利川 445400；3.利川市农业执法大队，湖北 利川 445400）

利川市是湖北省发展高山蔬菜的重点区域，甘蓝常年种植面积1 万hm2左右，单产约60 000 kg/hm2。因土壤严重酸化导致根肿病连年偏重发生，高山基地减产严重，并出现部分绝收现象，且呈快速扩展之势，严重影响了利川市高山蔬菜产业的稳步健康发展［1］。近年来，利川市土肥站着力于有效治理酸化耕地的新材料、新产品、新方法、新措施研究，故引进博莱生态农业科技有限公司代理的加拿大碳酸钙火山盐岩（SRC），设置田间小区试验和大区示范，验证该产品对酸化土壤的改良作用及在甘蓝上的增产效果。

1 材料与方法

1.1 材料

加拿大碳酸钙火山盐岩，博莱生态农业科技有限公司提供，公司资料介绍该产品为纯天然矿物，含有多种高品质、可溶性和枸溶性矿物质，50 余种微量元素及部分稀土元素，主要成分：65.0% 方解石、12.0% 磷灰石、15.0% 黑云母和蛭石云母、1.5% 菱镁矿、1.5% 辉石、1.0% 正长石、2.0% 磁铁矿和2.0%赤铁矿。 主要养分指标0.10% N、2.00% P2O5、0.13% K2O、22.80% Ca、0.47% Mg；pH 9.42，呈碱性。该产品有补充作物所需营养元素，提高作物产量10%～30%，改善作物品质，改良土壤酸性，钝化土壤重金属等作用。

肥料：45%（14-16-15）三宁复合肥；45%（15-15-15）宜化复合肥；46.4% 建峰尿素；宜施壮商品有机肥，总养分—5%（2-1-2），有机质—45%。

作物：甘蓝，品种为奥奇娜（小区试验）和金优70（大区示范），属利川市甘蓝主推品种。

1.2 试验地点及土壤

2019 年3—7 月，按NY/T 2271—2016［2］的相关要求，在利川市柏杨坝镇龙门村9 组设置了小区试验，试验田地处东经108.95°、北纬30.54°、海拔1 200 m；柏杨坝镇齐心村1 组设置了大区对比示范，示范田地处东经108.94°、北纬30.50°、海拔1 155 m，2 个点皆属利川市二高山蔬菜核心种植区。

小区试验田土壤为泥质页岩母质发育的黄棕壤土类，山地黄棕壤亚类，泥质页岩山地黄棕壤土属，土种为扁砂泥土［3］，土层厚度1 m 以上，耕层厚度30 cm，土壤质地中壤，肥力中下等，面积0.13 hm2，代表面积33.33 hm2；大区示范田土壤为石灰岩母质发育的黄棕壤土类，山地黄棕壤亚类，石灰岩山地黄棕壤土属，土种为灰泡土［3］，土层厚度1 m 以上，耕层厚度30 cm，土壤质地中壤，肥力中等偏上，面积0.53 hm2，代表面积66.67 hm2。

1.3 试验设计

小区试验设4 个处理，4 次重复，随机区组排列，小区面积30 m2，四周设保护区。处理1，三宁复合肥900 kg/hm2+商品有机肥2 400 kg/hm2（常规施肥CK）；处理2，CK+碳酸钙火山盐岩600 kg/hm2；处理3，CK+ 碳酸钙火山盐岩1 200 kg/hm2（推荐用量）；处理4，CK+碳酸钙火山盐岩1 800 kg/hm2。

大区示范设3 个处理，不设重复。示范一，不施肥（CK0），面积0.03 hm2；示范二，宜化复合肥1 950 kg/hm2+建峰尿素300 kg/hm2（常规施肥CK），面积0.33 hm2；示范三，常规施肥+碳酸钙火山盐岩1 200 kg/hm2，面积0.17 hm2。

1.4 田间管理

小区试验和大区示范甘蓝皆采用保温育苗，小区试验2019 年3 月3 日播种，5 月9 日移栽，移栽时按处理设计将肥料及碳酸钙火山盐岩一次性穴施覆土；大区示范4 月10 日播种，4 月20 日整地起垄，垄距1 m，5 月12 日移栽，5 月22 日施肥，按各处理设计将肥料及碳酸钙火山盐岩一次性穴施覆土。种植规格皆为40 005 株/hm2。病虫草害防治及其他农事活动各处理与四周保护区完全一致，不同生育时期对其相关性状进行观察记载。7 月17日收获，小区试验按小区计实产；大区示范按处理各选5 个点，每个点验收30 m2折算单产。播种前及收获后按处理取混合土样检测pH，测定交换性铝、交换性钙、交换性镁、有效铁、有效锰等指标。

1.5 土样检测方法

采用NY/T 1973—2010 检测调理剂pH，采用NY/T 1121.6—2006 检测土样pH，参照NY/T 1211.13—2006 中的火焰原子吸收分光光度法检测土壤交换性钙、交换性镁，参照NY/T 890—2004 中的火焰原子吸收分光光度法检测土壤有效铁、有效锰，参照LY/T 1243—1999 森林土壤阳离子交换量的测定方法检测阳离子交换量，参照崔朋辉等［4］的方法测定交换性铝。

1.6 数据统计分析

采用Excel 进行数据分析及绘图，对甘蓝产量进行F 检验，处理间差异用新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 加拿大碳酸钙火山盐岩对甘蓝产量及效益的影响

小区试验甘蓝产量结果如表1 所示。各处理产量为35 805～40 455 kg/hm2，并随着碳酸钙火山盐岩用量增加甘蓝单产不断提高。与常规施肥对比，推荐用量（增施1 200 kg/hm2碳酸钙火山盐岩）甘蓝增产7.80%，增施1 800 kg/hm2碳酸钙火山盐岩时增产12.99%。方差分析（表2）表明，处理间差异显著，区组间差异不显著；新复极差多重比较（表3）表明，在常规施肥基础上增施碳酸钙火山盐岩用量达1 800 kg/hm2时，甘蓝增产达显著水平。

表1 小区试验不同处理的甘蓝产量

表2 小区试验不同处理甘蓝产量结果方差分析

表3 小区（30 m2）试验各处理甘蓝产量新复极差多重比较

大区示范因甘蓝品种、施肥水平、管理水平及耕地地力的差异，单产均高于小区试验，不施肥处理产量为53 280 kg/hm2，基础地力在75% 以上。在常规施肥的基础上增施碳酸钙火山盐岩1 200 kg/hm2增产幅度与小区试验相当，为7.92%（表4）。

表4 大区示范各处理的甘蓝产量

2.2 加拿大碳酸钙火山盐岩对甘蓝性状的影响

在甘蓝生长关键生育期进行田间观察，大区示范不施肥处理在移栽20 d 后叶片颜色开始变淡发黄，出现脱肥现象，长势明显变弱；其他处理及小区试验各处理之间叶色、长势差异不明显，各生育期无明显变化。

收获时小区试验每小区连续取10 棵甘蓝、大区示范每处理连续取20 棵甘蓝，分别测量其重量、高度、直径，并计算极差、标准差及相对标准差（RSD），结果见表5。大区示范在常规施肥基础上增施碳酸钙火山盐岩甘蓝单棵重量增加，极差、标准差和相对标准差降低；单棵高度降低，标准差、相对标准差降低，但极差增大；单棵直径降低，标准差、相对标准差降低，但极差增大。小区试验随着碳酸钙火山盐岩用量增加，甘蓝单棵重量增加，极差、标准差及相对标准差下降；单棵高度下降，极差、标准差及相对标准差也随之下降；单棵直径增大，极差增大，标准差、相对标准差下降。说明碳酸钙火山盐岩主要通过提高甘蓝单棵重量实现增产，且有利于提高甘蓝的整齐度和紧实度，从而改善商品外观品质、提高商品率，有利于长途运输远销各蔬菜大市场。

2.3 加拿大碳酸钙火山盐岩对改良土壤酸化的效果

从小区试验田结果（图1）来看，随着碳酸钙火山盐岩用量增加，土壤pH 不断上升；试验前、后对比，常规施肥土壤pH 试验后土壤pH 下降幅度大，随着碳酸钙火山盐岩用量增加，下降幅度逐步减小。增施1 200 kg/hm2土壤pH 与试验前基本持平，与常规施肥相比，土壤pH 相对提升0.12 个单位，增施1 800 kg/hm2时土壤pH 高于试验前，土壤pH 相对提升0.28 个单位，达到治理土壤酸化的目的。从大区示范田结果（图2）来看，不施肥土壤pH 略有下降，常规施肥处理试验后土壤pH 明显下降（0.19 个单位），增施碳酸钙火山盐岩1 200 kg/hm2又回升到基本持平水平（相对提升0.15 个单位），与小区试验结果基本一致。说明不施肥土壤pH 变化不明显，常规施肥使耕地进一步酸化，特别是单纯施用化肥耕地酸化更严重；而碳酸钙火山盐岩对土壤酸化有良好的治理效果，随着用量增加可不断缓解和提升土壤pH。

表5 甘蓝单棵性状统计分析结果

图1 小区试验各处理试验前后土壤pH 变化趋势

图2 大区示范各处理示范前后土壤pH 变化趋势

2.4 加拿大碳酸钙火山盐岩对土壤有效铁、有效锰含量的影响

从小区试验田结果（图3、图4）来看，试验后常规施肥土壤有效铁含量略下降，随着碳酸钙火山盐岩用量增加下降幅度逐渐增大；土壤有效锰含量试验后整体下降50% 左右，随着碳酸钙火山盐岩用量增加下降幅度略增大。从大区示范田结果（图5、图6）来看，试验后不施肥土壤有效铁、有效锰含量皆有较大幅度下降；常规施肥土壤有效铁含量变化不大，而有效锰含量有较大幅度下降；增施碳酸钙火山盐岩1 200 kg/hm2土壤有效铁、有效锰含量下降幅度皆较大。

图3 小区试验各处理试验前后土壤有效铁含量变化趋势

图4 小区试验各处理试验前后土壤有效锰含量变化趋势

图5 大区示范各处理示范前后土壤有效铁含量变化趋势

图6 大区示范各处理示范前后土壤有效锰含量变化趋势

2.5 加拿大碳酸钙火山盐岩对土壤交换性钙、交换性镁含量的影响

从小区试验田结果（图7、图8）来看，试验后常规施肥土壤交换性钙、交换性镁含量略有下降，随着碳酸钙火山盐岩用量增加交换性钙、交换性镁含量呈增长之势。从大区示范田结果（图9、图10）来看，试验后不施肥土壤交换性钙、交换性镁含量皆下降，常规施肥土壤交换性钙、镁变化不大，增施碳酸钙火山盐岩1 200 kg/hm2土壤交换性钙、交换性镁含量皆上升。增施碳酸钙火山盐岩为土壤提供了一定数量的钙、镁，使土壤交换性钙、交换性镁含量增加，有利于耕地地力的提高。

图7 小区试验各处理试验前后土壤交换性钙含量变化趋势

图8 小区试验各处理试验前后土壤交换性镁含量变化趋势

图9 大区示范各处理示范前后土壤交换性钙含量变化趋势

图10 大区示范各处理示范前后土壤交换性镁含量变化趋势

2.6 加拿大碳酸钙火山盐岩对土壤交换性铝和阳离子交换量的影响

从小区试验田结果（图11、图12）来看，试验后常规施肥土壤交换性铝含量上升，阳离子交换量变化不大；随着碳酸钙火山盐岩用量增加交换性铝含量呈下降之势，而阳离子交换量呈明显的上升之势。从大区示范田结果（图13、图14）来看，试验后不施肥、常规施肥处理土壤交换性铝略上升，而阳离子交换量略下降；增施碳酸钙火山盐岩1 200 kg/hm2土壤交换性铝含量降低，阳离子交换量则上升。增施碳酸钙火山盐岩可降低交换性铝含量，减轻铝毒害；提升阳离子交换量，增强土壤的保肥供肥能力。

图11 小区试验各处理试验前后土壤交换性铝变化趋势

图12 小区试验各处理试验前后土壤阳离子交换量变化趋势

图13 大区示范各处理示范前后土壤交换性铝变化趋势

图14 大区示范各处理示范前后土壤阳离子交换量变化趋势

3 小结与讨论

1）在常规施肥的基础上适量增施碳酸钙火山盐岩可显著提高甘蓝单产。随着火山盐岩用量增加甘蓝产量不断提高，增施碳酸钙火山盐岩1 200 kg/hm2，甘蓝增产幅度超过5%；增施碳酸钙火山盐岩1 800 kg/hm2，甘蓝增产幅度超过10%，增产达显著水平。

2）碳酸钙火山盐岩通过提高甘蓝单棵重量而提高其单产，还可提高甘蓝整齐度、紧实度，从而提高甘蓝的商品质量和商品率，利于长途运输远销全国蔬菜大市场。

3）通过对试验、示范前后土壤pH 检测对比，碳酸钙火山盐岩对改良酸化土壤有良好效果，施用600～1 800 kg/hm2当季可相对提高土壤pH 0.07～0.28 个单位，接近同等数量石灰的当季治理效果［5-8］。

4）适量增施碳酸钙火山盐岩可降低土壤交换性铝含量，减轻酸性土壤铝毒害；提高土壤阳离子交换量，增强土壤的供肥、保肥能力。

5）适量增施碳酸钙火山盐岩可提高土壤交换性钙、交换性镁含量，为土壤和作物补充中量元素营养；降低有效铁、有效锰含量，使试验、示范区域土壤有效铁、有效锰偏高的状况得到一定缓解。

本次试验、示范对酸化土壤其他物理化学性质的改良效果有待进一步检测分析，在其他区域和作物上能否重现，也有待进一步多点试验、示范验证。