蔬菜地土壤酸化治理研究初報

李戎 彭文學 向華輝 周成林

摘 要 2014—2016年，重慶市九龍坡區(qū)以“測土配方施肥技術”為基礎，土壤相關理化指標背景值測定結果為依據(jù)，“配方施肥+肥料調(diào)節(jié)劑”和施用方法選擇為手段，采用對比研究的方法，就相同的配方肥增施不同肥料調(diào)節(jié)劑，在蔬菜種植過程中，對土壤酸的容量、強度、組成及其修復效果進行了田間小區(qū)試驗研究和大田試驗示范。增產(chǎn)效率和酸化土壤改良效果表現(xiàn)：“田師傅”和“天脊調(diào)理劑”最好，其中，在增產(chǎn)效果上，“天脊調(diào)理劑”稍優(yōu)于“田師傅”，而在酸化土改良效果方面，初期試驗結果是“田師傅”優(yōu)于“天脊調(diào)理劑”；“鈣鎂磷肥”對酸化土壤的改良效果明顯優(yōu)于“施地佳”，且具有更長的后續(xù)效應，二者在增產(chǎn)效果上相近。

關鍵詞 蔬菜地；土壤酸化；土壤改良；肥料調(diào)節(jié)劑

中圖分類號：S156 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.4.010

2014—2016年，為保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，修復已退化農(nóng)地土壤，九龍坡區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣站就本區(qū)蔬菜基地嚴重退化（酸化）問題土壤進行了改良和修復性研究。按照“利用中保護，利用中修復”的原則，本項目以“測土配方施肥技術”為基礎，土壤相關理化指標背景值測定結果為依據(jù)，“配方施肥+肥料調(diào)節(jié)劑”和施用方法選擇為手段，采用對比研究的方法，就相同的配方肥增施不同肥料調(diào)節(jié)劑，在蔬菜種植過程中，對土壤酸的容量、強度、組成及其修復效果進行了田間小區(qū)試驗研究和大田試驗示范。

1 材料與方法

1.1 小區(qū)試驗研究

1.1.1 試驗用地

試驗小區(qū)1：選用金鳳鎮(zhèn)凈慈寺村八社，唐文軍租賃地，土壤類型是由侏羅紀沙溪廟組（J2s）紫色母質(zhì)發(fā)育的強酸性土壤“紫黃泥夾白鱔泥土種”（水改旱），土壤質(zhì)地為“重壤—輕黏土”。

試驗小區(qū)2：選用金鳳鎮(zhèn)凈慈寺村八社，牟代平租賃地，土壤類型是由侏羅紀沙溪廟組（J2s）紫色母質(zhì)發(fā)育的強酸性土壤“紫黃泥夾白鱔泥土種”（水改旱），土壤質(zhì)地為“輕黏土”。

試驗小區(qū)土壤的其他基本理化性質(zhì)見表1。

1.1.2 小區(qū)設計

試驗小區(qū)1、2均采用完全對比試驗，設5個處理（4個肥料“調(diào)節(jié)劑+配方肥”，以配方肥小區(qū)為對照），3次重復；小區(qū)規(guī)格：長×寬為3.5 m×2.2 m，面積為7.7 m2；共15個小區(qū)。種植作物為“適花菜心”（生長期80 d），連續(xù)種植4季（“試驗小區(qū)2”僅完成2季有產(chǎn)連續(xù)試驗）。配方肥選用華強化工集團生產(chǎn)的“高塔復合肥料”，N、P、K質(zhì)量比為25∶10∶18，各肥料調(diào)節(jié)劑品種用量及主成份含量分別見表2、表3、表4。

1.1.3 小區(qū)處理實施

1.1.3.1試驗小區(qū)1

第一季：2015年2月10日，將雞糞5.77 kg（667 m2用量500 kg，下同）施于小區(qū)后翻耕；2月12日，按“表2”施用量折算后，將50%的配方肥和全量肥料調(diào)節(jié)劑作為底肥施入各處理中；2月26日，將菜心種籽直播于各小區(qū)。剩余的50%配方肥于作物生長盛期作為追肥施入各小區(qū)。2015年4月23日，田間收、測產(chǎn)量（生長期共計56 d）。

第二季：2015年5月25日，將雞糞5.77 kg和50%的配方肥施入小區(qū)后翻耕；5月28日，直接將菜種直播于各小區(qū)（未加肥料調(diào)節(jié)劑處理）。剩余的50%配方肥于作物生長盛期作為追肥施入各小區(qū)。2015年6月4日，田間收產(chǎn)（生長期共計37 d）。

第三季：2015年6月10日，將雞糞5.77 kg、50%的配方肥和全量肥料調(diào)節(jié)劑施于小區(qū)，翻耕；6月22日播種。剩余的50%配方肥用作追肥。8月14日，田間收產(chǎn)（生長期53 d）。

第四季：2015年8月16日，將雞糞5.77 kg和50%的配方肥施入小區(qū)后翻耕；8月19日，各小區(qū)按相同規(guī)格將菜苗植入土中（未加肥料調(diào)節(jié)劑處理）。剩余的50%配方肥用作追肥。9月23日，田間收產(chǎn)（田間生長期35 d）。

1.1.3.2試驗小區(qū)2

共進行3季連續(xù)種植試驗，其中：2季為“適花菜心”，1季為“瓠子瓜”（未收產(chǎn)）。

第一季：2015年3月24日施肥并播種菜心種籽，5月4日田間收產(chǎn)測產(chǎn)，施肥方式同“試驗小區(qū)1”的“第一季”。

第二季：2015年5月20日施肥并移栽“瓠子瓜”，未收產(chǎn)，施肥方式同“試驗小區(qū)1” 的“第二季”。

第三季：2015年9月15日施肥并播種菜心，10月26日田間收產(chǎn)測產(chǎn)，施肥方式同“試驗小區(qū)1” 的“第一季”。

各試驗區(qū)、各處理和各生長季均按常規(guī)進行相同的除草、松土、病蟲害防治等田間管理。

1.2 大田試驗示范

1.2.1 試驗用地

共設置3個大田試驗區(qū)，分別是金鳳鎮(zhèn)凈慈村“唐文軍租賃地”（7 333 m2）、“牟代平租賃地”（6 533 m2）和“唐國林租賃地”（4 133 m2），土壤基本理化性質(zhì)大致相同；區(qū)域土壤類型仍為侏羅紀沙溪廟組（J2s）紫色母質(zhì)發(fā)育的強酸性土壤“紫黃泥夾白鱔泥土種”，土壤質(zhì)地“重壤—輕黏”，土壤基本理化性質(zhì)見表1。

1.2.2 試驗處理

在3個大田試驗區(qū)分別各選擇9個地塊（每個地塊面積不小于667 m2，以實測面積為準）用作大田試驗示范。

大田試驗一（配方肥+肥料調(diào)節(jié)劑大田示范）：在大田栽培條件下，印證并示范小區(qū)試驗效果。具體做法是在“唐文軍租賃地”和“牟代平租賃地”內(nèi)各選擇5個地塊，按小區(qū)試驗相同處理和實施方式，并與小區(qū)試驗同步進行大田栽培。

大田試驗二：分別在“唐文軍租賃地”和“牟代平租賃地”內(nèi)各選擇4個地塊以及“唐國林租賃地”的4個地塊，用于有機肥及有機調(diào)理劑對酸化土壤改良效果初探試驗，具體處理見表5。仍以“高塔復合肥料”，按50 kg·667 m-2的用量作為本試驗基礎配方肥在每個生長季使用。

大田試驗三（其他大田試驗處理）：進一步印證小區(qū)試驗在不同作物類型的應用上對土壤酸化改良和產(chǎn)量效果；同時，廣泛選擇研究酸化土壤技術和方法，在選定物質(zhì)類型小區(qū)及大田示范研究的基礎上，擴展研究范圍。具體處理見表6。

2 結果與分析評價

2.1 小區(qū)試驗產(chǎn)量結果比較

小區(qū)試驗產(chǎn)量結果見表7、表8。

由表可見，各處理較常規(guī)配方肥（空白）單獨施肥均表現(xiàn)出不同程度的增產(chǎn)效果；其中，以“田師傅”和“天脊調(diào)理劑”2種肥料調(diào)節(jié)劑增產(chǎn)效果最好；“鈣鎂磷肥”和“施地佳”在2個試驗區(qū)表現(xiàn)出不同的增產(chǎn)效果，“鈣鎂磷肥”在“試驗小區(qū)2”的效果優(yōu)于“試驗小區(qū)1”，其原因可能與“試驗小區(qū)2”的土壤更酸，鹽基飽和度更低，同時有效磷含量不如“試驗小區(qū)1”高有關（參見表1）；“鈣鎂磷肥”在增加有效磷的同時，增加土壤鹽基飽和度，提高土壤pH值的效果較“施地佳”更好。

2.2 大田試驗產(chǎn)量結果比較

2.2.1 “配方肥+肥料調(diào)節(jié)劑”各大田試驗區(qū)產(chǎn)量結果

由表9可見，配方肥+各種肥料調(diào)節(jié)劑在大田栽培條件下的增產(chǎn)趨勢與小區(qū)試驗效果大致相近，即：“天脊調(diào)理劑”“田師傅”增產(chǎn)效果最好，其次是“鈣鎂磷肥”，最差的是“施地佳+菌肥”。在大田試驗條件下，“天脊調(diào)理劑”的效果更優(yōu)于“田師傅”，其原因可由表4主要成份含量得以解釋。

2.2.2 大田試驗二（有機復合肥及調(diào)理劑）產(chǎn)量結果比較

由表10可見，各有機復合肥和調(diào)理劑處理較單一施用配方肥均有不同程度的增產(chǎn)效果，其增產(chǎn)率高低為：大榮調(diào)理劑>好陽光有機肥>益禾有機肥。

2.3 酸化土壤改良效果

據(jù)土壤學理論，土壤酸堿性變化過程主要發(fā)生在以土壤膠體為載體的陽離子交換性能變化過程中，因此，在表達各種肥料調(diào)節(jié)劑配合配方肥施用后對酸化土壤的影響時，可重點選擇土壤pH值變幅，土壤交換性鈣、鎂增加量，土壤交換性酸水平降幅和鹽基飽和度大小。各調(diào)節(jié)劑處理對各供試區(qū)（包括小區(qū)、大田試驗）土壤上述指標的影響見表11。

2.3.1 土壤pH值變化

土壤pH值又稱為“土壤酸強度”，它取決于土壤膠體吸附的H+和Al3+（二者之和稱為交換性酸，又稱“土壤酸容量”）在一定交換量水平條件下所能電離出的H+活度大小，這就是說，pH值只表明該土壤酸的強度大小而不能體現(xiàn)土壤酸的總量有多少。因此，酸性土壤的改良關鍵在于：1）降低土壤交換性酸的總量；2）改變土壤交換性酸的構成，從降低土壤酸的電離度達到降低土壤酸強度（提高土壤pH值）的目的。由表11可見，各肥料調(diào)節(jié)劑處理中，土壤pH值增加最為明顯的是“田師傅”處理，而其他處理從統(tǒng)計學意義上改變不明顯，究其原因，主要在于酸性土壤的改良需要一個相對長期的過程，僅一個種植季（不足一年）是難于顯現(xiàn)出明顯結果的。建議進行相對較長時間的定位試驗。

2.3.2 土壤交換性Ca2+變化

就南方地區(qū)紫色土壤來說，土壤交換性鈣含量的高低對土壤總鹽基水平（鹽基飽和度）起著決定性影響，土壤交換性Ca2+的增加，對于降低土酸容量（交換性酸）和改變交換性酸的構成具有重要意義。由表11可以看出，各處理交換性Ca2+平均增加量順序為：“田師傅”>“天脊調(diào)理劑”>“常規(guī)施肥”>“施地佳”>“鈣鎂磷肥”。

2.3.3 土壤交換性Mg2+變化

交換性鎂在土壤交換性陽離子構成中盡管比例較低，但它除了是植物鎂營養(yǎng)的主要來源之外，還影響到交換性酸的電離度水平，因此，提高土壤交換性鎂含量，在一定程度上也能達到改良酸化土壤的目的。由表11可以看出，各肥料調(diào)節(jié)劑處理中，交換性鎂改變平均大小順序為：“鈣鎂磷肥”>“天脊調(diào)理劑”>“田師傅”>“施地佳”>“常規(guī)施肥”。

2.3.4 土壤交換性酸變化

對于酸化土壤的改良，最直接有效的結果是降低土壤交換性酸總量。由表10可以看出，各處理經(jīng)一季作物栽培后，土壤交換性酸相對于試驗前降低的平均效果順序為：“田師傅”>“天脊調(diào)理劑”，其他處理尚未表現(xiàn)出降低作用。

2.3.5 土壤鹽基飽和度

土壤陽離子交換性能指標和土壤鹽基飽和度的大小最能體現(xiàn)土壤的酸堿特征，也最能說明酸化土壤改良的效果。一般來說，鹽基飽和度大于80%，土壤表現(xiàn)為“中性—石灰性土”特征（pH>6.5）；鹽基飽和度在70%～80%，土壤表現(xiàn)為弱酸性（5.5“天脊調(diào)理劑”>“鈣鎂磷肥”>“常規(guī)施肥”>“施地佳”。

2.4 各供試肥料調(diào)節(jié)劑綜合試驗效果評價

根據(jù)各供試肥料調(diào)節(jié)劑小區(qū)和大田試驗結果指標評價，無論從增產(chǎn)效率和酸化土壤改良效果均表現(xiàn)為：“田師傅”和“天脊調(diào)理劑”最好，其中，在增產(chǎn)效果上，“天脊調(diào)理劑”稍優(yōu)于“田師傅”，而在酸化土改良效果方面，初期試驗結果是“田師傅”優(yōu)于“天脊調(diào)理劑”；“鈣鎂磷肥”對酸化土壤的改良效果明顯優(yōu)于“施地佳”，且具有更長的后續(xù)效應，二者在增產(chǎn)效果上相近。

2.5 有機復合肥及其他調(diào)節(jié)劑對酸化土壤改良效果

“大田試驗二”其他復合肥及調(diào)節(jié)劑處理因土壤樣品采集不規(guī)范、不完整，導致對“大田試驗二”涉及的各處理改良酸性土壤的效果無法作出相應評價。（責任編輯：丁志祥）