酸性土壤改良剂对土壤理化与蔬菜产量的影响

2023-03-21荣航贾幸宸唐易王明元

东南园艺 2023年6期

荣航贾幸宸唐易王明元

摘要要：【目的】采用酸性土壤改良劑对南方酸性土质菜园的土壤进行改良，以改善土壤理化性状，提高蔬菜产量。【方法】在蔬菜种植前，每667 m2土壤分别施入酸性土壤改良剂0、25、50、75 kg，待小白菜采收后测定土壤理化性状指标与植株产量。【结果】施用酸性土壤改良剂后均能提高土壤pH值，最高可以提升0.47个单位；每667 m2施用75 kg改良剂，菜园土壤全氮、磷和钾含量最高，同时垂直土层土壤氮磷钾含量表现为0～15 cm >16～30 cm >31～45 cm；同时可以明显提高土壤中钙、镁和硅含量，平衡土壤营养，且随着改良剂施用量的增加而增加。在垂直土层，土壤pH值、钙、硅含量高低均表现为：0～15 cm >16～30 cm >31～45 cm，说明随着土层的加深，土壤改良剂对土壤的改良成效下降。施用改良剂后小白菜产量明显提升，其中，每667 m2施用50 kg改良剂的植株鲜重最高，而施用75 kg的植株干重最大。【结论】酸性土壤改良剂对蔬菜园土壤具有一定的改良效果，可适用于大田酸性土壤的改良应用。

关键词：蔬菜园；酸性土壤；改良剂

中图分类号：S156.2 文献标识码：A 文章编号：2095-5774（2023）06-0426-06

Effects of Acidic Soil Amendment on Soil Physical and Chemical Properties and Vegetable Yield

Rong Hang，Jia Xingchen，Tang Yi，Wang Mingyuan*

（Institute of Horticulture Science and Engineering，Huaqiao University，Xiamen，Fujian 361021，China）

Abstract：【Objective】 The acidic soil amendment was used to improve acidic soil in vegetable garden of southern China so as to improve soil physical and chemical properties and vegetable yield. 【Method】 Before vegetable planting，the experiment was carried out by soil amendment application rates of 0 kg，25 kg，50 kg，and 75 kg per 667 m2. After harvest，soil physical and chemical properties and vegetable yield were measured. 【Result】 Application of soil amendment could improve soil pH value，reaching higher by 0.47 unit. When 75 kg per 667 m2 soil amendment was applied，total N，P and K content in soil were the highest，total N，P and K content in vertical soil layer were ranked in order that in 0～15 cm layer >16～30 cm layer >31～45 cm layer. Application of soil amendment could improve Ca，Mg and Si content in soil and balance soil nutrient. With the increasing content of soil amendment，Ca，Mg and Si content in soil were increased. In vertical soil layer，pH value，Ca and Si content in soil were ranked in order that 0～15 cm layer >16～30 cm layer >31～45 cm layer. With the increasing depth of soil layer，the effectiveness of soil amendments decreased. When 75 kg per 667 m2 soil amendment was applied，plant dry weight was the largest. 【Conclusion】 Acidic soil amendment could improve soil in vegetable garden and was suitable in field acidic soil improvement.

Key words：Vegetable garden；Acid soil；Soil Amendment

我国南方农用土壤酸化现象普遍存在。唐易等［1］调研福建永春芦柑园，发现土壤pH值均低于5.5，最低甚至只有3.8。土壤酸化后，不仅影响土壤中矿质元素溶解度以及植物对营养元素吸收的均衡性，而且土壤微生物群落结构也发生明显改变，直接影响植物的产量与品质。对此，研究人员已采用物理、化学、生物等方法探索改良酸性土壤，闫静等［2］发现碱渣、牡蛎粉和石灰等3种改良剂对酸性烟田土壤改良效果良好，土壤pH值和钙、镁等金属元素明显提升。陈建等［3］认为新型调酸复合肥不仅可有效提升酸性土壤 pH值，还可促进作物产量的提高，兼具营养和改良土壤双重功效。张梦阳等［4］用生物炭作为土壤改良剂，发现其对酸性土壤（红壤、黄棕壤、潮土）的理化性质均具有更好的改良效果。杨小敏等［5］研究表明元胡-水稻两季施用改良剂的酸性土壤改良效果和作物产量均优于元胡单季施用。

廈门市翔安区是厦门市重要的蔬菜种植基地，主要生产小白菜、胡萝卜、葱等，由于化肥的长期施用，土壤酸化问题普遍存在，传统上施用生石灰、白云石粉、草木灰等，对土壤有一定的改良效果，但存在持效性短、长期施用弊端大、养分不均衡等缺点，困扰了菜农的生产积极性。本文以厦门翔安的小白菜园为例，研究酸性土壤改良剂对蔬菜园不同深度土壤理化性质的影响，为进一步评估酸性土壤改良剂大田应用的可能性提供基础资料。

1材料与方法

1.1试验材料

试验实施的蔬菜园位于厦门市翔安区新圩镇，土壤的pH值6.4，全氮1.04 g/kg、磷1.91 g/kg、钾3.75%。供试的蔬菜品种为‘小白苗小白菜。酸性土壤改良剂由华侨大学园艺植物生物学实验室研制并提供，其主要成分及含量为：氮6.5%、氧化钾10%、二氧化硅20%、氧化钙30%、氧化镁8%，pH值10.0，不含重金属。

1.2试验处理

2023年4月10日将田地翻耕30 cm，细耙，整理成宽1 m、长28 m的苗床。使用自制的酸性土壤改良剂，按每667 m2施用量0 kg（CK）、25 kg（即A25处理）、50 kg（A50处理）和75 kg（A75处理）设四个梯度，每个苗床为1个处理，采用随机小区设计，每个处理3次重复。将与土壤改良剂混合过筛后的细土，均匀撒施在苗床表面。4月12日，播种小白菜。小白菜的生产周期（整地、播种到采收）为25～30 d，在小白菜采收前，每隔1周喷淋一次液体微生物肥料，液体微生物肥料由大豆粕、红糖和水混合发酵15 d制备而成。生长期每2～3 d喷灌浇水一次，试验组与对照组同等管理。

1.3 测定方法

5月4日采收小白菜，整株挖出再清水洗净根系，吸水纸吸干水分。每处理选取10棵称重，将整株切分为地上部和地下部，再分别称重。随后置于50℃恒温干燥箱烘干至恒重，称干重。

采用手持式取土钻采集土壤，在每个处理随机选择6个样点，每个样点按0～15 cm、16～30 cm和31～45 cm垂直土层采集土壤，再均匀混合每个处理的土样，带回实验室。室温下自然风干，密封，保存在干燥器内备用。称取通过2 mm筛孔的干燥土样10 g并放置于50 mL烧杯中，加入25 mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌1～2 min，静置30 min。土壤的pH值测定采用《HJ 962-2018 土壤 pH值的测定电位法》，全氮含量采用《HJ 717-2014 土壤质量全氮的测定凯氏法》，磷含量采用《LYT 1232-2015森林土壤磷的测定》，钾、镁、硅含量采用《HJ 974-2018 土壤和沉积物11种元素的测定碱熔-电感耦合等离子体发射光谱法》，钙含量采用《NY/T 296-1995土壤全量钙、镁、钠的测定》。

1.4 数据分析

采用 SAS 8.0软件进行数据的差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 酸性土壤改良剂对土壤pH值的影响

由表1可知，施入土壤改良剂后，蔬菜园土壤pH值均有提高，其中A75处理的土壤pH值最高，达到了7.43，较对照提高了0.47，但差异不显著。蔬菜园垂直土层的pH值呈现，随着改良剂施用量的增加，土壤pH值呈上升的趋势。同时，随着土层的加深，土壤pH值下降，说明改良剂对表层土壤pH值影响较大。

2.2 酸性土壤改良剂对土壤全氮、磷和钾含量的影响

改良剂施用后对蔬菜园土壤氮磷钾含量产生了影响（表2），经A75处理各土层土壤氮含量均高于CK，但差异不显著。表层土（0～15 cm）土壤全氮含量最高，超过1.00 g/kg，含量最低的是31～45 cm土层，说明蔬菜园表层土氮含量比较丰富，更适合蔬菜快速生长。

从表2可知，所有处理中，仅0～15 cm土层、A75处理的土壤全磷含量显著高于CK，达到了3.14 g/kg；在其它土层各处理的土壤磷含量也高于CK，但差异不显著。

各土层A75处理的土壤中全钾含量均高于CK，但差异不显著。此外，土壤中钾含量在垂直土层表现为0～15 cm >16～30 cm>31～45 cm。

2.3 酸性土壤改良剂对土壤钙、镁和硅含量的影响

从表3可以看出，A75和A50处理，蔬菜园土壤钙含量显著高于CK，其中在0～15 cm土层，最高含量达到3.4 g/kg和2.7 g/kg，较CK分别提高了26.32%和42.11%。同时，A75处理的土壤钙含量显著高于A50处理，然而，在其它土层中，二者含量差异不显著。

A75和A50处理的土壤中镁含量均低于CK，且在0～15 cm土层差异显著，但二者处理间差异不显著。在垂直土层，蔬菜园镁含量表现为0～15 cm >31～45 cm>16～30 cm。

各处理土壤硅含量随着土壤改良剂施入量的增加而增加，经A75处理土壤硅含量最高，达到72.6%，显著高于CK（50.0%）；在同一处理，垂直土层中硅含量随着土层的加深而减少，说明硅元素的移动性非常差，土壤中施入硅元素后，很难移到更深层土壤。

2.4 酸性土壤改良剂对小白菜产量的影响

从表4可以看出，不同改良剂处理间，A75和A50处理的小白菜植株总鲜重和地上部鲜重最高，均显著高于CK，但差异不显著。处理组地上部鲜重较CK提高幅度在60.34%～115.51%，总重提高54.84%～108.06%。以上说明，酸性土壤改良剂能够提高小白菜产量，尤其是地上部鲜量。

酸性土壤改良剂处理后，小白菜总干重和地上部干重在A75处理中最高，其次是A50处理，均显著高于CK。同时，处理组地上部干重较CK提高55.65%～105.88%，总干重提高53.14%～98.80%。以上表明，A75和A50处理更有利于小白菜生物量的积累。

3 结论与讨论

本试验采用自制的酸性土壤改良剂，对厦门蔬菜园的酸性土壤进行改良，结果发现施用改良剂能够明显提升土壤pH值，最高提高0.47个单位，说明该改良剂碱性强，对菜园土尤其表土改良效果显著。在我国南方地区，土壤一方面由于长期施入化肥，一方面由于降雨多，金属元素淋溶明显，导致土壤pH值普遍较低，严重阻碍植物根系对营养物质的吸收，进而影响作物的产量与品质［6，7］。同时，土壤pH值随着改良剂施用量的增加而增加。这也与韩科峰等［8］、杨慧豪等［9］研究结果一致。酸性土壤改良剂的评价不仅仅是考察土壤pH值提升的效果，对土壤中金属元素的补充亦非常重要。良好的土壤环境应具备合理的pH值范围，兼具良好的矿质元素平衡性。传统上，生石灰、白云石粉等作为酸性土壤改良剂，仅仅是提升pH值，对土壤中矿质元素的补充有限［10，11］。生物炭属强碱性，能显著提升酸性土壤pH值，然而生物炭的制备成本非常高，需要高温厌氧环境，在农田应用上依然还有一定距离。

本试验蔬菜园施用酸性土壤改良剂后，土壤中钾、钙和硅元素随着施用量的增加而增加，这是由于土壤改良剂中含有对应元素所致。南方酸性土壤金属元素普遍含量较低，而土壤pH值越低，金属元素含量越低［12］。已有研究证实含有硅、钙、镁等元素的改良剂在蔬菜、果树等应用效果良好［13，14］。

本试验结果表明，酸性土壤改良剂能够明显提高小白菜产量，尤其是鲜重提高更为显著，提高幅度超过100%。李江文等［15］研究发现，施用氧化钙调理剂配合硝酸磷钾复合肥能够提高小白菜21%的产量。小白菜生物量的增加可能是由于改良剂的施用，增加了土壤中钾、钙等元素，同时调和了土壤pH值，增加作物更多的营养吸收空间。但施用量并非越多越好。方煜［16］认为，石灰生物炭组配（石灰4 500 kg/hm2、生物炭15 000 kg/hm2）对玉米生长量最适合；周昊文等［17］研究表明施肥配施1 500 kg/hm2矿物质调理剂，油菜籽粒产量最高；梁军伟［18］则认为0.75 g/kg生石灰显著提高烟草的株高、地上部和地下部的生物量。

因此，本試验所用的酸性土壤改良剂，对提高土壤pH值，以及改善土壤金属元素含量均具有良好作用，在南方酸性土壤的改良方面具有良好的应用前景。

参考文献：

［1］唐易，王明元，周钰皓，等. 微生物肥对永春芦柑品质及土壤养分的影响［J］.华侨大学学报（自然科学版），2022，43（5）： 643-649.

［2］闫静，时仁勇，王昌军，等. 不同改良剂对酸性烟田的改良效果及其对烤烟生长的影响［J］. 2023，55（3）：612-618.

［3］陈建，陈剑秋，李新柱，等. 调酸复合肥料在酸性土壤花生上的应用效果研究［J］.安徽农学通报，2023，23（7）：119-121，141.

［4］张梦阳. 生物炭对酸性土壤微生物群落及钾素的作用机制［D］.武汉：华中农业大学，2021.

［5］杨小敏，司华，高鹏，等. 不同改良剂对元胡-水稻轮作酸化土壤改良效果研究［J］.中国农学通报，2022，38（17）：98-102.

［6］宋少华，陈雪林，刘勤．优质‘阳丰甜柿叶片矿质元素含量适宜值研究［J］. 果树学报，2016，33（3）：324-331.

［7］郭春铭，刘卫军，樊小林. 碱性长效缓释氮肥对蕉园土壤pH和香蕉氮肥利用效率的影响［J］. 植物营养与肥料学，2017，23（1）：128- 136.

［8］韩科峰，陈余平，胡铁军，等. 硅钙钾镁肥对浙江省酸性水稻土壤的改良效果［J］. 浙江农业学报，2018，30（1）：117-122.

［9］杨慧豪，郭秋萍，黄帮裕，等. 生物炭基土壤调理剂对酸性菜田土壤的改良效果［J］.农业资源与环境学报，2023，40（1）：15-24.

［10］邓小华，黄杰，杨丽丽，等. 石灰、绿肥和生物有机肥协同改良酸性土壤并提高烟草生产效益［J］. 植物营养与肥料学报，2019，25（9）：1577-1587.