不同土壤调理剂对酸化土壤改良及在黄瓜品质和产量上的应用效果

周 丽 高进华 ，3 解学仕 ，3 王婷婷 吴文涛 李元峰 曾希柏

1 史丹利农业集团股份有限公司 临沂 276700

2 山东省绿色肥料技术创新中心 临沂 276700

3 蚯蚓测土实验室（山东）有限公司 临沂 276700

腐植酸影响着矿物迁移积累、碳循环、土壤肥力和生态平衡等，且在农业生产、碳减排、土壤修复和环境保护等方面具有很大的应用潜能[1，2]。近年来，以腐植酸为基础物料的调理剂研发与应用较多，作为腐植酸土壤调理剂，一方面其添加的腐植酸物质，施入土壤以后可以增加土壤有机质含量，形成弱酸缓冲体系，维持土壤酸碱平衡，改善土壤理化性状；另一方面，添加了钙、镁、硅等矿物成分，对提高土壤阳离子交换容量、降低盐碱化程度具有重要作用[3～5]。为探索不同土壤调理剂对酸化土壤养分及黄瓜产量及品质的影响，以不施土壤调理剂为对照，设置3种不同类型的土壤调理剂，在酸化严重的黄瓜大棚进行了试验，研究土壤养分和黄瓜产量的变化特征。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验在山东省临沂市兰陵县温室黄瓜大棚进行，种植年限12年，大棚长70 m、宽7 m、脊高3 m，土壤类型为潮土。施肥前进行基础土样的采集并对供试土壤的基础指标进行了检测，其结果见表1。

表1 供试土壤的基本理化性状Tab.1 Basic physical and chemical properties of the tested soil

1.2 试验材料

供试作物：黄瓜，品种为“乾德二号”，定植密度为300株/亩。

传统土壤调理剂：生石灰，主要成分是CaO，CaO≥52%。

含硅钾钙土壤调理剂：史丹利农业集团股份有限公司提供，主要成分是K2O≥4%、CaO≥32%、SiO2≥30%，粉状。

含腐植酸土壤调理剂：史丹利农业集团股份有限公司提供，主要由腐植酸、生石灰和钙镁磷肥、含钾酸硅盐矿物等材料复配制成，粉状，其基本性质见表2。

表2 含腐植酸土壤调理剂基本性质Tab.2 Basic properties of humic acid soil conditioner

1.3 试验设计

试验共设4个处理，以农民常规管理，即不施用土壤调理剂为对照（CK）；土壤调理剂处理组分别为T1、T2、T3，具体设计见表3。

表3 黄瓜大棚试验设计Tab.3 Design of cucumber field experiment

每个处理设置3次重复，每个处理占地3畦，同时在试验地周围设置保护行，一共15个种植小区，每个小区长度为5 m、宽度为4 m、垄宽0.8 m、垄沟宽0.7 m，每畦种植2行黄瓜，每畦中黄瓜株距0.5 m、行距0.8 m，每行种植10株黄瓜。

常规施肥：2022年4月1日基施肥料，5月3日、20日，6月2日、20日和7月5日追肥5次，第一次冲施大量元素水溶肥料（20-20-20）10 kg/亩，而后每次冲施大量元素水溶肥料（20-10-30）用量10 kg/亩。在黄瓜种植前，将各处理所用的土壤调理剂按40 kg/亩用量一次性施入土壤，深翻20 cm，确保土壤调理剂与土壤混合均匀。之后进行灌水泡田，每小区灌水量5 m3，待水层自然下渗4 d后定植。黄瓜定植后每4 d灌水一次，采用沟灌方式进行灌溉，每次灌水量约30～40 mm。采用沟灌方式于初花期、坐果前期、坐果中期、坐果后期进行追肥，所有处理的除草、农药等其他栽培管理措施统一按照当地管理措施进行。

黄瓜苗于2022年4月3日定植；每次采收时都按小区单独采收、称重、计产，其他栽培管理措施同当地农民习惯一致。

1.4 项目测定

1.4.1 土壤样品的采集与测定

在黄瓜成熟期时，采用五点取样法在每个小区内采集黄瓜根际附近的土壤取混合土样，土壤样品的取土深度分别为0～20、20～40 cm。土壤运回实验室后，过滤掉土壤中的杂质，并且自然风干后进行研磨，研磨后的土壤使用1 mm孔筛过滤，装袋保存用于后续指标测定[6]。

土壤pH值采用去CO2蒸馏水浸提（土水比1∶2.5），精密pH计（TARTER2100）测定。土壤有机质和全氮测定：样品用盐酸除去无机碳，烘干，真空去除多余盐酸；去除无机碳的样品用球磨机磨5 min后，用元素分析仪（Vario Max C/n，Elementar，Hanau，Germany）上机测定。土壤有效磷测定：0.5 mol/L碳酸钠溶液浸取土壤中的磷离子，用钼锑抗试剂显色后进行比色测定。土壤有效钾测定：用1 mol/L醋酸铵溶液浸取土壤中的钾离子，在火焰光度计上测定读数[6]。

1.4.2 黄瓜植株生长状况、品质及产量测定

黄瓜生长测定：于2022年6月12日，黄瓜定植后60 d，在黄瓜生长中期选取15株黄瓜，对黄瓜株高、茎粗和叶绿素含量进行原位测量。用米尺测黄瓜植株除去地下根部的总长度确定株高；用游标卡尺测茎基直径确定茎粗；用SPAD 502plus叶绿素仪测定叶片的叶绿素相对含量，叶绿素测定用SPAD 502plus叶绿素仪测定，每一株黄瓜顶端往下第四片叶子，测3次取平均值。

黄瓜品质测定：可溶性固形物含量采用手持折光仪测定；Vc含量采用2，6-二氯靛酚滴定法测定；硝酸盐含量采用紫外分光光度法测定；可溶性糖含量用蒽酮比色法测定[7]。

1.5 数据分析

采用Excel 2016软件进行数据整理，使用Microsoft Excel 2010软件进行数据整理，使用SPSS12.0软件进行方差分析和显著性（P＜0.05）分析。

2 结果与分析

2.1 不同土壤调理剂对土壤理化性质的影响

由表4可以看出，与CK相比，T1、T2、T3处理均可显著提高酸性土壤pH值。3种土壤调理剂施入0～30 d内，土壤pH值均大幅提高，之后趋于稳定；施入240 d后，与CK相比，T1、T2和T3处理的土壤pH值分别提高2.42、2.43和2.43个单位，但3种土壤调理剂的效果之间没有显著性差异。

表4 不同土壤调理剂处理对土壤pH值的影响Tab.4 Effects of different soil conditioners on pH of soil

土壤有机质既是植物矿质营养和有机营养的供给源，也是形成土壤结构的重要因素。因此，土壤有机质直接影响着土壤的保肥性、保水性、缓冲性、耕性和通气状况等。由表5可以看出，与CK相比，T1生石灰为无机产品，施入后对土壤有机质含量基本无影响；而T2、T3处理能显著增加土壤有机质含量，施用后土壤有机质含量分别提高7.27%和8.18%，差异显著，但T2、T3处理后的有机质含量无显著差异，表明含腐植酸土壤调理剂和含硅钾钙土壤调理剂均具有一定的土壤培肥功能。

表5 不同土壤调理剂处理对土壤理化性质的影响Tab.5 Effects of different soil conditioners on physical and chemical properties of soil

与CK处理相比，T1处理土壤速效磷、速效钾含量稍有升高，但均未达到显著性差异。与T1处理相比，T2、T3处理土壤速效磷含量分别提高1.54%和6.40%；T2、T3处理土壤速效钾含量分别提高12.80%和14.86%，说明T3处理能够有效提高土壤速效磷、速效钾的含量；与CK处理相比，T1处理虽然能够降低土壤容重，但差异不显著；与T1处理相比，T2、T3处理能够显著降低土壤容重，分别降低了4.10%和8.30%，改良效果达到显著性差异水平。

2.2 不同土壤调理剂对黄瓜生长、品质和产量的影响

2.2.1 不同土壤调理剂对黄瓜生长指标的影响

黄瓜定植60 d后，处理T1～T3对黄瓜株高、茎粗、叶片数有一定的促进作用，其中对黄瓜茎粗作用更明显（表6），T2、T3处理的茎粗较T1处理分别提高了26.73%和33.66%。T2、T3处理叶绿素相对含量无显著差异，与CK、T1处理相比有显著差异。说明T2、T3处理对黄瓜生长指标均优于CK和T1处理，但是T2、T3处理间无明显差异。

表6 不同土壤调理剂处理对黄瓜生长指标的影响Tab.6 Effects of different soil conditioners on growth index of cucumber

2.2.2 不同土壤调理剂对黄瓜品质的影响

Vc、可溶性固形物、可溶性糖、硝酸盐含量是黄瓜品质鉴定的主要指标。在不同处理下黄瓜的Vc、可溶性糖、硝酸盐含量差异显著，T1～T3对硝酸盐含量均有降低作用，对可溶性糖含量有提高作用（表7）。与CK相比，T1、T2、T3处理Vc含量分别提高了5.24%、6.52%、14.55%，硝酸盐含量分别降低了17.93%、23.37%、25.91%，可溶性糖含量分别提高了9.34%、13.51%、22.36%。与T1相比，T2、T3处理的Vc、可溶性糖含量相对较高，差异显著；T3处理的可溶性固形物含量相对较高，差异显著。T3比T2的Vc、可溶性固形物、可溶性糖含量分别提高了7.53%、7.33%、7.79%，差异显著；T3比T2对硝酸盐含量降低率为3.32%，差异显著，因此T3处理的黄瓜口感最好，品质最高。

表7 不同土壤调理剂处理对黄瓜品质及产量的影响Tab.7 Effects of different soil conditioners on the quality and yield of cucumber

2.2.3 不同土壤调理剂对黄瓜产量的影响

从4月3日黄瓜定植到9月20日拉秧的过程中分次采收，进行计产，换算成黄瓜的亩产量，并对结果进行统计分析（表7）。不同处理产量分析表明，施用土壤调理剂的黄瓜产量显著高于CK，T1、T2、T3处理增产率分别为9.22%、17.23%、31.69%，其中T3处理增产率最高，各处理之间差异均显著。

3 结论与讨论

试验结果显示，与CK相比，施用传统土壤调理剂（T1）、含硅钾钙土壤调理剂（T2）和含腐植酸土壤调理剂（T3）均可显著提高酸性土壤pH值，但3种土壤酸化改良剂的效果之间没有显著性差异。施用含腐植酸土壤调理剂的土壤有机质含量，土壤速效磷、速效钾含量较CK分别提高了8.18%、17.4%、16.0%，且能够显著降低土壤容重，较CK降低了12.5%，说明含腐植酸土壤调理剂具有培肥地力、改良土壤的功能。而且试验表明，施用含腐植酸土壤调理剂黄瓜品质最好。

腐植酸施入土壤后能够增加土壤有机质，加速土壤团粒结构的形成和土壤交换性钾的释放。同时，作为一种酸碱缓冲物质，腐植酸土壤调理剂中的部分腐植酸类物质与土壤中的离子结合成盐，形成缓冲体系，改善土壤理化性状，增加土壤养分含量。由于施用传统土壤调理剂生石灰，还得补充外源的磷素和钾素，而含腐植酸土壤调理剂中的腐植酸施到土壤中减少了土壤中磷的固定和钾的淋失，从而提高土壤速效磷、钾的含量。

试验结果表明，与传统土壤调理剂、含硅钾钙土壤调理剂相比，含腐植酸土壤调理剂不但能够改善土壤的理化性状，增加土壤养分，还能够提高黄瓜产量，改善黄瓜品质。

综上所述，施用腐植酸类土壤调理剂在改良酸化土壤、活化土壤养分以及提高农作物产量和品质等方面效果较好，有利于绿色生态低碳农业的发展，可推广应用。