泰安市岱岳区果园土壤酸化及改良方法
2022-09-02宫小敏牛军剑李颖芳徐英赵贝贝
宫小敏,牛军剑,李颖芳,徐英,赵贝贝
(1.泰安市岱岳区农业农村局,山东泰安 271000;2.山东省果树研究所,山东泰安 271000;3.新泰市林业保防发展中心,山东新泰 271200;4.新泰市行政审批服务局,山东新泰 271200)
土壤酸化属于土壤质量退化,是指Na+、K+、Ca2+、Mg2+等盐基性阳离子减少,H+、Al3+增加,土壤pH值降低的过程,是由自然和人为因素共同作用导致的土壤性质恶化[1]。土壤酸化不仅影响植物对K+、Ca2+、Mg2+等营养物质的吸收,使作物发生缺素症,加重生理病害[2];还会活化土壤中的有毒重金属离子、破坏土壤物理结构、减少微生物种群数量,导致作物重金属中毒、土壤板结、微生物种群失衡,影响作物的正常生长发育,以及产量和品质的形成[3]。
泰安市岱岳区是泰安市果树的主要产区之一,位于鲁中地区,土壤类型有棕壤、褐土、沙姜黑土、河潮土4个土类[4],成土母质多为酸性岩风化物,土壤pH值在5.5~8.5之间[5],呈微酸性、中性到微碱性。但由于果树的连年种植,以及近年来不合理的果园土壤管理,导致部分地区果园土壤出现明显的酸化现象[6,7],已严重阻碍岱岳区果树产业的健康、可持续发展。笔者通过检测岱岳区苹果、梨、樱桃、葡萄等果园的土壤pH值,分析果园土壤酸化程度,为预防岱岳区果园土壤持续酸化提供基础数据;探讨土壤酸化原因,并提出土壤酸化改良方法,保障岱岳区果园土壤的可持续生产能力。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2021年4~ 5月进行,在泰安市岱岳区选择苹果、梨、樱桃、葡萄园各10个,共计40个果园,每个果园采集3个土壤混合样品,共120个土壤混合样本。一个土壤混合样本由一个地块设置10个采样点,按照S型分布。采样点避开施肥区,去除地表杂草、石块、木屑等杂质,采用不锈钢取土器采集0~20 cm土层土壤,再将10个采样点的土壤混合成一个土壤样本,装入自封袋,做好标记,带回试验室待测。
1.2 试验方法
肥料施用情况调查,采用问卷调查法。给农户发放调查问卷,调查土壤采集地块的施肥量、肥料种类、施肥时间、施肥方法等;土壤pH值采用水土比5∶1的pH计测定法[8]。
2 结果与分析
2.1 岱岳区果园土壤酸化程度分析
根据土壤酸碱性分级标准(表1),将岱岳区不同果园土壤pH进行分级(表2)后发现,苹果、梨、樱桃、葡萄园土壤都存在不同程度的酸化现象。其中梨园的土壤酸化比例和程度较高,pH<5.5的酸性土壤占比20.1%,平均值5.98,总体呈微酸性,但个别果园的pH达到3.27,为强酸性,酸化程度尤为突出;其次是樱桃园,pH<5.5的酸性土壤占比14.4%,平均值6.14,总体呈微酸性;葡萄园土壤pH<5.5的酸性土壤占比仅8.5%,平均值6.57,总体呈中性。
表1 土壤酸碱性分级标准(全国第二次土壤普查分级标准)
表2 岱岳区不同果园土壤pH分级比例
表3 岱岳区不同果园全年肥料施用概况
2.2 岱岳区果园肥料施用情况
走访的40个果园中,施用基肥的果园占95%以上,主要以农家粪肥为主,仅部分果园有施用少量的商品有机肥,其中苹果园的有机肥每666.7 m2施用量最高3 000~6 000 kg,其它果园间差别不大。在土壤追肥上,除樱桃园为1~2次外,其它果园大多在2~3次,均以复合肥为主,尿素、硫酸钾、磷酸氢二铵等单质化肥为辅,施肥量上以苹果园和梨园较高,分别为每666.7 m2施200~260 kg和180~220 kg,这可能与其较高的产量有关。调查发现,大部分苹果园和梨园氮、磷肥施用量大,这可能是导致果园土壤酸化的原因之一。果园的施肥方法基本上以沟施、穴施、冲施为主,部分果园还有撒施的习惯,且只有少部分果园配有滴灌设备,主要集中在葡萄园。
3 岱岳区果园土壤酸化原因及改良建议
3.1 酸化原因
3.1.1 地理位置,成土母质因素 岱岳区属于温带大陆性半湿润季风气候,土壤类型有棕壤、褐土、沙姜黑土、河潮土4个土类,其中以棕壤为主,占比60%以上,主要由酸性和基性岩石风化物发育而成,在各种土壤类型中易被外界环境影响,造成土壤酸化[9]。
3.1.2 种植年限长,肥料逐年积累 岱岳区是泰安市的果树主产区,尤其是苹果和梨,种植历史悠久,在走访的果园中种植年限最高的可达20年,果树的连年种植和化学肥料逐年积累,使果园土壤性质发生改变。
3.1.3 盲目施肥,施肥种类、施肥量和施肥方式不合理 走访调研发现,大部分农户在施肥过程中比较盲目,施肥量和施肥次数随意性较大,一般根据经验法施肥,肥料种类、施肥量和施肥方式存在不合理性。肥料种类单一,农家粪肥的腐熟度低、质量差,部分果园仍在大量施用未腐熟的牛、羊粪;大量元素施用量过大,大部分果园为追求产量,大量施用氮、磷、钾肥,尤其是三元复合肥、硫酸钾、尿素、磷酸二铵的过量施用,会导致土壤逐渐酸化[10];中微量元素施用不足,土壤营养失衡,土壤营养功能减弱缓存性下降,易酸化[11];大水漫灌、随水冲肥的不合理水肥施用方式,加速土壤酸化进程[12]。
3.2 改良方法
3.2.1 调整施用肥料的种类结构 减少化学肥料的施用比例,增加优质有机肥和生物有机肥的施用。优质农家肥和生物有机肥的合理施用,可改善土壤结构、提高有机质含量、活化土壤养分、促进土壤微生物活动,有效提高土壤pH值,达到改良酸性土壤的目的。优质农家肥一定是要经过腐熟并调节过pH值的家畜粪肥。
尽量减少生理酸性或酸性肥料的施用,例如:硫酸铵、氯化铵、硫酸钾、氯化钾等;选择施用生理碱性或化学碱性肥料,例如:碳酸氢铵、磷酸氢钙、钙镁磷肥、氨水、液氨或一些新型碱性肥料等,这些碱性肥料能在酸性土壤中充分发挥肥效,还能中和土壤中的H+,缓解土壤酸化程度。
3.2.2 合理施肥,改善施肥方法 按需、按时、按量的合理施用肥料,避免施肥的盲目性。有机肥土壤施用,中微量元素肥尽量选择叶面喷施,减少土壤中营养元素的富集。
3.2.3 建立合理的耕作制度 在果树生产中,可进行生草或者覆盖栽培,生草包括自然生草和人工生草;覆盖包括覆草和材料覆盖。通过减少地面裸露,来减轻降水对土壤的冲刷,以及土壤中碱性盐基离子的淋溶,进而防止土壤酸化。
3.2.4 施用土壤改良剂 当土壤酸性程度过高时,可施用酸性土壤改良剂来提高土壤的pH,改善酸性土壤性质。常用的酸性土壤改良剂有以下几类:①石灰,能中和土壤中的H+,对表层土(0~20 cm)有较好的降酸效果;②生物碳,碱性,具有疏松土壤、改善土壤结构的作用;③作物的茎秆、绿肥、草木灰等物质,可降低土壤酸性,还能提高土壤有机质;④白云石、磷石膏、磷矿粉等工矿副产物,效果较好,但要注意用量。