“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑改良酸性土壤的效果

余斌+王明瓊+周富忠

摘 要：土壤酸化是耕地退化的重要表現(xiàn)，也是制約土壤高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要因素， 嚴(yán)重影響了我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。通過在pH值小于5.5的酸性土壤上連續(xù)兩季種植蔬菜，研究了“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑對(duì)酸性土壤 pH值、CEC、硅鋁率及蔬菜產(chǎn)量和相關(guān)生物學(xué)性狀的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可以提升土壤 pH值、CEC和硅鋁率，提高蔬菜的產(chǎn)量；與對(duì)照相比，兩季連續(xù)施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑50～200 kg/667 m2時(shí)， 可使土壤 pH值提升0.06～0.49個(gè)單位、CEC提高0.1～0.6 cmol/kg、硅鋁率增加0.05～0.16，蔬菜產(chǎn)量增加 4.26%～11.71%，同時(shí)“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可提高蔬菜整齊度，促進(jìn)蘿卜伸長膨大、白菜增高增粗，使白菜結(jié)球更加緊實(shí)。研究發(fā)現(xiàn)，“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑在試驗(yàn)區(qū)域的合理用量為100～150 kg/667 m2。

關(guān)鍵詞：“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑；施用量；酸性土壤；蔬菜；改良效果

中圖分類號(hào)：S631.1；S634.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-3547（2017）06-0067-04

土壤酸化是指在自然和人為條件下土壤pH 值下降的現(xiàn)象，其過程是鹽基陽離子淋失，從而使Al3+、H+成為土壤中的主要交換性陽離子；其實(shí)質(zhì)是土壤交換性酸增加，而交換性鹽基離子減少，這一過程十分緩慢[1]。土壤酸化會(huì)導(dǎo)致土壤中的Ca、Mg、P等營養(yǎng)元素大量淋失[2]。特別是在酸雨作用下，難溶性的Al被淋洗逐漸溶出，Al3+、Al（OH）2+比例增加，導(dǎo)致大多數(shù)植物直接或間接出現(xiàn)生理障礙，其毒性主要作用于植物的根系，使植物不能正常吸收養(yǎng)分。同時(shí)降低植物對(duì)Ca 的吸收和貯運(yùn)，出現(xiàn)缺鈣癥，影響植物正常生長發(fā)育[3] 。土壤酸化還會(huì)增加有毒重金屬離子的活性，不利于植物生長。我國土壤的基本趨勢(shì)是南酸北堿，南方大部分地區(qū)的土壤由于高溫多雨而處于鹽基不飽和狀態(tài)[4]，所以，我國的酸性土壤主要集中分布在長江以南的大部分熱帶、亞熱帶地區(qū)和云、貴、川等紅、黃壤地區(qū)[5]。這些地區(qū)大部分土壤屬于pH 值小于5.5的酸性土壤，其中很大一部分pH值小于5.0，甚至低于4.5[6]。近些年來，隨著酸雨沉降不斷增加、銨態(tài)氮肥大量使用、農(nóng)業(yè)種植制度、農(nóng)田栽培管理措施以及人類工業(yè)化進(jìn)程的加快，擴(kuò)大了土壤酸化的范圍、加快了土壤酸化的速度[7]，土壤酸化已成為制約我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要障礙之一。

本研究以湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的富含有機(jī)質(zhì)和Ca、Mg等堿基元素及Si營養(yǎng)的旱田土壤調(diào)理劑為主要材料，按NY/T 2271-2012《土壤調(diào)理劑效果試驗(yàn)和評(píng)價(jià)要求》相關(guān)規(guī)定，采用田間定位試驗(yàn)法，在2016年4～10月，研究了旱田土壤調(diào)理劑在連續(xù)兩季蔬菜連作模式下對(duì)酸性土壤的改良效果及其對(duì)蔬菜產(chǎn)量的影響，以期明確該土壤調(diào)理劑在鄂西南山區(qū)及土壤酸化相似區(qū)域的合理用量，為其在酸性土壤地區(qū)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)設(shè)在湖北省西南部的利川市，該市地處武陵山腹地，耕地酸化是制約其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要障礙之一，耕地平均pH值小于5.5，4.5以下的耕地面積超過1/3[8]。試驗(yàn)在利川市的汪營鎮(zhèn)天上坪村1組進(jìn)行，地處東經(jīng)108.6°、北緯30.2°、海拔1 696 m，代表利川高山蔬菜基地海拔1 500 m左右的高山區(qū)域。土壤為石灰?guī)r母質(zhì)發(fā)育的棕壤土類，冷灰泡土土種。試驗(yàn)前取試驗(yàn)地塊混合土樣檢測(cè)相關(guān)指標(biāo)，其結(jié)果為：陽離子交換量（CEC）15.0 cmol/kg、pH值4.20，含有機(jī)質(zhì)28.6 mg/kg、全氮2.54 mg/kg、有效磷15.5 mg/kg、速效鉀135.3 mg/kg，肥力較高，嚴(yán)重酸化是土壤主要障礙因子。

1.2 試驗(yàn)材料

主要試驗(yàn)材料為湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑，標(biāo)識(shí)技術(shù)指標(biāo)為：pH值（250倍稀釋）8.5～11.0，含有機(jī)質(zhì)≥10%，CaO≥20%，MgO≥5%，SiO2≥10%，水分≤15%，

Hg≤2 mg/kg，Cd≤3 mg/kg，As≤15 mg/kg，Pb≤

50 mg/kg，Cr≤150 mg/kg。試驗(yàn)作物為蔬菜：蘿卜—白菜連作，蘿卜品種為世農(nóng)R501、白菜品種為魯信壯根。其他肥料、農(nóng)藥等材料按試驗(yàn)點(diǎn)農(nóng)戶習(xí)慣在當(dāng)?shù)厥袌錾献孕匈徺I。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積20 m2（4 m×5 m），試驗(yàn)四周設(shè)保護(hù)區(qū)，蔬菜兩季連作各小區(qū)排列順序及各處理水平不變。

處理1：常規(guī)施肥（CK）；處理2：常規(guī)施肥+“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑50 kg/667 m2；處理3：常規(guī)施肥+“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑100 kg/667 m2；處理4：常規(guī)施肥+“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑

150 kg/667 m2；處理5：常規(guī)施肥+“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑200 kg/667 m2。

1.4 田間管理

第一季蘿卜2016年4月15日播種，6月25日收獲，生育期71 d，種植規(guī)格為每小區(qū)160株（16株、10行）；第二季白菜7月5日移栽，9月23日收獲，生育期80 d，種植規(guī)格為每小區(qū)80株（10株、8行）。蘿卜常規(guī)施肥量為40%復(fù)合肥（15-10-15）

50 kg/667 m2+商品有機(jī)肥100 kg/667 m2，白菜常規(guī)施肥量為40%復(fù)合肥（15-10-15）60 kg/667 m2+商品有機(jī)肥100 kg/667 m2?！耙耸选焙堤锿寥勒{(diào)理劑按設(shè)計(jì)用量與底肥混合均勻后溝施（蘿卜）或穴施（白菜），因所試蔬菜品種生育期短，所需肥料作底肥一次性施足，不再追肥。病蟲草害防治等其他田間管理措施各處理完全一致，按當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行。每季蔬菜成熟后收獲時(shí)測(cè)量實(shí)際產(chǎn)量，并按不同處理取土樣檢測(cè)pH值、陽離子交換量（CEC）、硅、鋁等相關(guān)指標(biāo)，取蔬菜植株樣測(cè)量相關(guān)生物學(xué)性狀指標(biāo)。所取土樣檢測(cè)項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)及方法見表1。收獲時(shí)按不同處理和作物分小區(qū)連續(xù)取植株10株，測(cè)量其單株質(zhì)量量、高度（或長度）、直徑。

1.5 分析方法

試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并繪制相關(guān)圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 “宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑對(duì)試驗(yàn)地土壤pH值的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可以提高土壤的 pH 值。由圖 1、2可知，土壤 pH 值隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加呈增高趨勢(shì)。與CK的土壤 pH 值相比，差異均達(dá)顯著水平。第一季蘿卜土壤 pH 值最高提升0.41個(gè)單位，連續(xù)兩季最高提升0.49個(gè)單位。

2.2 “宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑對(duì)試驗(yàn)地土壤CEC的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可以提高土壤 CEC，由圖3可以看出，土壤CEC隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加而呈增高趨勢(shì)。第一季土壤CEC最高提升0.3 cmol/kg，連續(xù)兩季最高提升0.6 cmol/kg。

2.3 “宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑對(duì)試驗(yàn)地土壤硅鋁率的影響

土壤硅鋁率是土壤中 SiO2 和 Al2O3 含量的比值，固態(tài)的礦物鋁在酸性條件下極易被活化而易于被植物吸收，土壤酸化能夠加速土壤中鋁的活化，使得土壤溶液中活性鋁明顯增加，因此，鋁被認(rèn)為是酸化土壤上引起農(nóng)作物減產(chǎn)、森林枯萎的重要原因之一[9]。通常認(rèn)為土壤中的SiO2含量是穩(wěn)定的、變化較小，因此可用硅鋁率來表達(dá)土壤調(diào)理劑對(duì)酸性土壤結(jié)構(gòu)的改變，硅鋁率越高，表明土壤中活性鋁含量越低，植物生長受影響越?。还桎X率越低，表明土壤中活性鋁含量越高，植物生長受影響越大[2]。試驗(yàn)結(jié)果表明，施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可以提高土壤的硅鋁率。由圖 4、5可知，土壤硅鋁率隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加呈增高趨勢(shì)。與CK的土壤硅鋁率相比，差異達(dá)顯著水平。第一季蘿卜土壤硅鋁率最高提升0.14，連續(xù)兩季升高0.16。

2.4 “宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑對(duì)蔬菜產(chǎn)量的影響

由表2可知，與CK對(duì)比，施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑不同用量在連作的兩季蔬菜上都表現(xiàn)出不同程度增產(chǎn)。第一季蘿卜產(chǎn)量排序?yàn)椋禾幚?>處理5>處理3>處理2>處理1（CK），增產(chǎn)幅度在4.26%～11.71%；第二季白菜產(chǎn)量排序?yàn)椋禾幚?>處理3>處理5>處理2>處理1（CK），增產(chǎn)幅度在5.85%～10.82%。經(jīng)新復(fù)極差檢驗(yàn)，“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑不同施用量處理下，兩季蔬菜的產(chǎn)量均存在極顯著差異，每季667 m2較合理用量為100～

150 kg。

2.5 “宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑對(duì)蔬菜生物學(xué)性狀的影響

由表3可知，與CK對(duì)比，施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可增加蔬菜的單株質(zhì)量、高度（或長度）以及直徑，并隨著用量增加均呈增長趨勢(shì)；第一季蘿卜單株質(zhì)量增加主要源于增粗，長度增加的貢獻(xiàn)相對(duì)較??；第二季白菜單株質(zhì)量增加應(yīng)該與葉片包裹的緊實(shí)度提高有關(guān)，因?yàn)樵龈吲c增粗的幅度都不大。田間觀察，施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑的蔬菜植株整齊度更好，提高了蔬菜的外觀商品質(zhì)量。

3 結(jié)論與討論

“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑呈堿性，富含有機(jī)質(zhì)及Ca、Mg、Si等作物所需營養(yǎng)元素，能有效提升土壤pH值、提高土壤陽離子交換量（CEC）、增大土壤中硅鋁率，并能增加作物產(chǎn)量。此次試驗(yàn)結(jié)果表明，“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑每季較為合理的用量為100～150 kg/667 m2，連續(xù)兩季合理施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可使土壤pH值提升0.36～0.47個(gè)單位，土壤陽離子交換量（CEC）增加0.4 cmol/kg，土壤硅鋁率提高0.12～0.15，蔬菜產(chǎn)量增加10%左右。施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑后蔬菜整齊度提高，外觀品質(zhì)得到提升；一定程度上促進(jìn)了蘿卜肉質(zhì)根伸長膨大、白菜增高增粗，從而提高蔬菜單株質(zhì)量實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)，特別是白菜結(jié)球更加緊實(shí)，利于運(yùn)輸。因此，可以在酸性土壤上推廣應(yīng)用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑，用于中和土壤酸性，改良酸性土壤。

此次試驗(yàn)在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上進(jìn)行，對(duì)單獨(dú)施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑是否能使蔬菜及其他作物增產(chǎn)未作研究；也未單獨(dú)檢測(cè)試驗(yàn)前后土壤中Ca2+、Mg2+的含量，其變化規(guī)律尚不清楚，以及對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀的影響等問題有待下一步研究。

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Effects of Soil Conditioner Yishizhuang for Dry Farmland on Improving Acid Soil

YU Bin1， WANG Mingqiong2， ZHOU Fuzhong2

（ 1.Agricultural Service Center in Liangwu Village， Lichuan， Hubei， 445400；

2.Soil and Fertilizer Work Station in Lichuan City of Hubei Province ）

Abstract： Soil acidification is the important character of cultivated land degradation and also is the important factor of

restricting high and stable yield， which has a strong impact on the sustainable development of China's agriculture. This paper studied the effects of soil conditioner Yishizhuang for dry farmland on the pH value， CEC， silica-alaumina ratio， vegetable yield and related biological characters of acid soil by continuously planting two season vegetables on the acid soil of pH value blow 5.5. The results showed that soil conditioner Yishizhuang for dry farmland could improve the soil pH value， CEC， silica-alaumina ratio and vegetable yield. Compared with the control， that applying 50-200 kg soil

conditioner per 667 m2 could increase 0.06-0.49 in pH value， 0.1～0.6 cmol/kg in CEC， 0.05-0.16 in silica-alaumina

ratio and 4.26%-11.71% in vegetable yield. It also could improve the vegetable uniformity and promote the radish

elongating and expanding， Chinese cabbage rising， thickening， and heading tightly. The reasonable dosage of soil

acidification Yishizhuang for dry farmland in this experiment was 100-150 kg/667 m2.

Key words： Soil conditioner Yishizhuang for dry farmland； Dosage； Acid soil； Vegetable； Improvement effect