施用沼渣、黃腐酸鉀、鈣鎂磷肥對退化山核桃林的改土和增產(chǎn)效果

曾詩媛 丁立忠 馬閃閃 倪幸 趙偉明 葉正錢

摘要：為探討退化山核桃（CarVa catha-yensis）林地酸性土壤改良優(yōu)化技術(shù)措施，通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗研究了沼渣、黃腐酸鉀、鈣鎂磷肥及其組合對土壤有效養(yǎng)分和土壤酸性的影響及動態(tài)變化，通過大田試驗研究了黃腐酸鉀和鈣鎂磷肥配施對山核桃樹木生長及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：與對照相比，各肥料處理都能夠提高土壤pH、有效氮含量、有效磷含量、速效鉀含量，降低土壤交換性鋁離子濃度，但在效果上以施用黃腐酸鉀和鈣鎂磷肥組合處理最優(yōu)。黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配施對退化的山核桃酸性土壤的有效氮、有效磷、速效鉀和pH較對照分別提高了112.4mg/kg、21.8 mg/kg、192.6 mg/kg和1.05個單位（P<0.05），交換性鋁離子濃度從2. 54 cmol/kg降至0.27 cmol/kg（P<0.05）。大田試驗結(jié)果表明，黃腐酸鉀和鈣鎂磷肥單施及配合施用都能夠顯著改善山核桃生長，提高山核桃果實產(chǎn)量（P<0.05），以黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配合處理最佳，其效果也顯著優(yōu)于單施黃腐酸鉀、鈣鎂磷肥（P<0.05），

關(guān)鍵詞： 山核桃;有機物料;土壤酸化;土壤改良

中圖分類號：S664.1

文獻標識碼：A

文章編號： 1000-4440（2019）03-0618-06

山核桃（Carya cathayensis）屬于胡桃科（Juglan-daceae）山核桃屬（Carya Nutt），是中國特有的名優(yōu)干果和木本油料作物，具有很高的經(jīng)濟價值[1]，主要產(chǎn)于浙皖交界的天目山地區(qū)，是山核桃產(chǎn)區(qū)林農(nóng)的重要收入來源。然而，隨著栽植面積不斷擴大，經(jīng)營管理強度的增加，特別是盲目施肥用藥，無論山核桃老樹林，還是剛進入結(jié)果期的新樹林，都相繼出現(xiàn)了樹木生長不良和樹林衰敗的問題，嚴重威脅山核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展。導(dǎo)致這一問題的根本原因在于土壤管理不善，尤以土壤酸害問題為最，通過施用石灰、有機物料可以改良土壤酸性，使山核桃樹木生長得到明顯改善[2-3]。石灰是傳統(tǒng)的土壤酸性改良劑，但不當施用會引起土壤板結(jié)、養(yǎng)分失調(diào)，導(dǎo)致作物減產(chǎn)[4-6]。鈣鎂磷肥既是常用的磷肥，也可以作為土壤改良劑[7-8]，含有豐富的鈣、鎂、硅等元素，能夠促進植物生長[9-10]，并且其售價低廉。劉可星等‘II]的模擬試驗結(jié)果表明，用腐殖酸活化過的鈣鎂磷肥效果優(yōu)于普通鈣鎂磷肥。張亞飛等[12]在桃樹上的試驗證明黃腐酸鉀與化肥配施能有效提高肥料利用率。有機、無機物料結(jié)合施用，不僅能起到改良土壤酸性的作用，還可以增加土壤有機質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)等，從而提高土壤肥力。為此，本研究通過有機肥與鈣鎂磷肥配施的大田實驗，并采取實驗室培養(yǎng)試驗的方式以探討其內(nèi)在機制，以期為田間實際山核桃酸性土壤改良提供更加有效和實用的土壤改良配方，為山核桃生產(chǎn)以及科學經(jīng)營提供切實可行的方法和理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 培養(yǎng)試驗

試驗土壤為嚴重衰敗的山核桃林地土壤，2014年采自臨安市龍崗鎮(zhèn)林坑村。采樣深度為0- 20cm，新鮮土壤樣品自然風干，過2.00 mm篩，用于土壤pH、土壤潛性酸和土壤有效氮磷鉀養(yǎng)分含量測定;過0. 15 mm篩，用于土壤有機質(zhì)分析測定。土壤主要性質(zhì)：pH 4.4，交換性氫和交換性鋁含量分別為0. 28 cmol/kg和4.25 cmol/kg，有機質(zhì)22.2 g/kg，有效氮、有效磷、速效鉀含量分別為147.0 mg/kg、4.8 mg/kg、34.0 mg/kg。

沼渣取自正興牧業(yè)養(yǎng)殖場，pH 5.5，有機質(zhì)含量28%，氮含量17 g/kg，磷含量2.0g/kg，鉀含量13.4g/kg。黃腐酸鉀有機肥（以下簡稱黃腐酸鉀）為山東高唐嘉和潤肥料有限公司產(chǎn)品，黃腐酸含量16%，pH6.8，有機質(zhì)含量30%，N含量10.3 g/kg，P205含量4.5 g/kg，K20含量13.8 g/kg。鈣鎂磷肥為浙江浩豐施特肥業(yè)有限公司產(chǎn)品，pH8.5，P205含量12. 5%，Ca0含量25. 4%，Si02含量38.2%，Mg0含量4.7%。

基于前期試驗結(jié)果‘21進行室內(nèi)土壤培養(yǎng)試驗。設(shè)置5個肥料添加水平處理：沼渣（T1），添加10.0g/kg沼渣;黃腐酸鉀（T2），添加10.0 g/kg黃腐酸鉀;鈣鎂磷肥（T3），添加1.0g/kg鈣鎂磷肥;沼渣+鈣鎂磷肥（ T4），添加沼10.0g/kg渣和1.0 g/kg鈣鎂磷肥;黃腐酸鉀+鈣鎂磷肥（T5），添加10.0g/kg黃腐酸鉀和1.0 g/kg鈣鎂磷肥;對照（CK），不添加沼渣、黃腐酸鉀和鈣鎂磷肥。每個處理重復(fù)4次。600.0g風干土壤與肥料充分混勻后裝入1.5 L塑料杯中，并用去離子水將土壤含水量調(diào)至田間最大持水量的70%，用保鮮膜及橡皮筋封口，在保鮮膜上打孔便于氣體互換。將塑料杯置于25℃培養(yǎng)箱中，每周稱量1次并補充水份，確保土壤含水量恒定。在培養(yǎng)開始后Od、10 d、20 d、30 d、60 d、90 d取土壤樣品，自然風干，過篩，用于分析測定。

1.2 大田試驗

大田試驗在臨安市龍崗鎮(zhèn)一退化山核桃林地酸性土壤上進行，選用黃腐酸鉀有機肥（以下簡稱黃腐酸鉀）作為大田試驗有機肥料，與鈣鎂磷肥配合施用。山核桃林地為老樹林，樹齡60年，主要表現(xiàn)癥狀有葉片發(fā)黃、枝梢死亡，特別是大量根系死亡、細根根尖死亡，已經(jīng)有2年不施任何肥料。土壤pH 4.9，有機質(zhì)含量36.8 g/kg，有效氮、有效磷、速效鉀含量分別為291.2 mg/kg、3.0 mg/kg、56.0 mg/kg。設(shè)置4個施肥處理：①每株施2.0 kg黃腐酸鉀;②每株施2.0 kg鈣鎂磷肥;③每株施2.0 kg黃腐酸鉀和2.0 kg鈣鎂磷肥;④以不施肥作為對照。重復(fù)6次。于2014年3月，沿山核桃樹冠滴水線進行開溝條施，深度約20cm，肥料施入后覆土。圍繞每株處理山核桃樹四周至少留1圈樹不作施肥處理，作為隔離保護。記錄2014、2015年山核桃樹的生長、結(jié)果情況。

1.3 土壤樣品的分析測定

風干土壤樣品分別過20目和100目篩后進行理化性質(zhì)分析。pH值采用pH計法測定，有效氮含量采用堿解擴散法測定，有效磷含量采用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提一鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用中性1 mol/L醋酸銨提取一火焰光度計法測定[13]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2010進行數(shù)據(jù)處理，SPSS 18.0軟件進行統(tǒng)計分析，Origin8.6軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用不同肥料對退化山核桃林土壤養(yǎng)分的影響

室內(nèi)土壤培養(yǎng)試驗結(jié)果表明，與不施肥對照相比，各施肥處理都顯著提高了土壤有效氮含量，但不同肥料的作用效果不同（圖1）。對照、沼渣處理、沼渣與鈣鎂磷肥配施處理的土壤有效氮含量隨著培養(yǎng)時間延長變化比較平穩(wěn)，沒有呈現(xiàn)顯著起伏，對照土壤有效氮含量基本保持在148 - 150 mg/kg，沼渣處理219 - 228 mg/kg，沼渣與鈣鎂磷肥配施處理178 -189 mg/kg;而鈣鎂磷肥單施、黃腐酸鉀單施、鈣鎂磷肥和黃腐酸鉀配施3個處理的土壤有效氮含量都隨培養(yǎng)時間的增加而提高，培養(yǎng)前期0-30 d上升速度較快，至90 d時黃腐酸鉀單施處理和黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配施處理的土壤有效氮含量比對照分別提高97%和74%。至90 d時各處理土壤有效氮含量大小順序為：黃腐酸鉀>黃腐酸鉀+鈣鎂磷肥>鈣鎂磷肥>沼渣>沼渣+鈣鎂磷肥>對照。

隨著培養(yǎng)時間的增加，各施肥處理的土壤有效磷含量均呈增加趨勢，培養(yǎng)初期0-10 d提升迅速，30 d后變化明顯變緩，各處理土壤有效磷含量接近平衡，不同處理間土壤有效磷含量提高的變化速率各異（圖2）。鈣鎂磷肥處理和黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配施處理的土壤有效磷含量最高，但是黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配施處理的土壤有效磷含量初始時就最高，后期含量較為穩(wěn)定，試驗結(jié)束時（90 d）土壤有效磷含量為26.7 mg/kg。各處理土壤有效磷含量大小次序為：黃腐酸鉀+鈣鎂磷肥>鈣鎂磷肥>黃腐酸鉀>沼渣+鈣鎂磷肥>沼渣>CK。

各施肥處理土壤速效鉀含量較對照均大幅度增加，且在整個培養(yǎng)期間土壤速效鉀含量基本穩(wěn)定（圖3）。至第90 d時，黃腐酸鉀單施處理和黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配施處理的土壤速效鉀含量較對照分別提高了225.6 mg/kg和226.5 mg/kg，而沼渣單施、鈣鎂磷肥單施、沼渣+鈣鎂磷肥配施處理的土壤速效鉀含量分別為110.0 mg/kg、82.0 mg/kg、96.5 mg/kg。

2.2 施用不同肥料對退化山核桃林土壤酸性的改良作用

各施肥處理土壤pH值較對照明顯升高（圖4）。至第90 d時，各處理土壤pH上升幅度均在0.5個單位以上，且以黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配合處理最佳。各處理土壤pH都隨著培養(yǎng)時間的增加而上升，單施有機肥料（沼渣和黃腐酸鉀）的2個處理土壤pH升高最快的時間是0-10 d，此后上升幅度較小;其他處理在第0-10 d土壤pH快速上升后，在第10-30 d仍有較大的上升，特別是黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配合處理，土壤pH仍表現(xiàn)出上升態(tài)勢。第90 d時各處理對土壤酸性的改良效果大小順序為：黃腐酸鉀+鈣鎂磷肥（ pH5. 53）>沼渣+鈣鎂磷肥（ pH5. 23）>鈣鎂磷肥（pH5. 17）>黃腐酸鉀（ pH4. 97）>沼渣（pH4. 90》CK（ pH4. 48）.

由圖5可見，所有施肥處理土壤的鋁活性都明顯低于對照，但肥料配合施用對土壤鋁活性降低的效果明顯優(yōu)于單施處理，以黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配合為最佳，其次為沼渣與鈣鎂磷肥配合。與土壤pH的變化類似，各施肥處理的土壤鋁活性隨著培養(yǎng)時間的變化以0-10 d最為迅速，此后減緩，至90 d時，黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配合處理土壤交換性鋁含量僅為0.2 cmol/kg，而不施肥對照高達4.0cmol/kg。各處理土壤交換性鋁含量降低率大小順序為：黃腐酸鉀+鈣鎂磷肥（93.14%）>沼渣+鈣鎂磷肥（88.95%）>黃腐酸鉀（80.93%）>鈣鎂磷肥（51.16%）>沼渣（34.19%）。

2.3 施用不同肥料對退化山核桃林果實產(chǎn)量的影響

山核桃大田試驗的結(jié)果表明，不同施肥處理對山核桃生長和產(chǎn)量都有良好的作用。對山核桃樹木根系及葉片生長狀況的改良作用在當年就有明顯效果，在山核桃坐果期（6月）、收獲期（9月）和落葉期（11月）的跟蹤調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，各施肥處理的山核桃根系均長出新根，葉片數(shù)量增多，葉片顏色增綠，新枝增加。但是對山核桃當年結(jié)果產(chǎn)量沒有明顯作用，土壤改良效果在第2年才開始顯現(xiàn)，不同處理山核桃次年產(chǎn)量的增加均達到顯著水平（P<0.05），增產(chǎn)順序為：黃腐酸鉀+鈣鎂磷肥（每株13.9 kg/m）>黃腐酸鉀（每株11.5 kg/m）>鈣鎂磷肥（每株9.8kg/m2》CK（每株3.6 kg/m）（圖6）。 3 討論

室內(nèi)土壤培養(yǎng)試驗結(jié)果表明，單獨與組合施加沼渣、黃腐酸鉀、鈣鎂磷肥對提高土壤氮磷鉀養(yǎng)分有效性水平都有顯著作用，以單施黃腐酸鉀及黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配施處理對土壤氮、鉀養(yǎng)分有效性的作用最為明顯。黃腐酸鉀作為一種腐植酸，在活化土壤中磷、鈣、鎂等元素時，也為土壤微生物提供豐富的碳源和生長物質(zhì)，促進土壤中微生物生長[14]。有研究結(jié)果表明施用腐植酸后土壤細菌、真菌、放線菌等的數(shù)量均大幅上升[15]。由于含有多種具有較強吸附能力的活性基團，腐植酸還能減少土壤氨揮發(fā)，吸附銨態(tài)氮，從而減少土壤氮素損失[12]，因此對土壤速效氮的提升作用效果顯著。單獨施用沼渣可使土壤C/N比上升，通過微生物的活動，加速分解釋放養(yǎng)分，從而迅速提高土壤速效氮含量[16]。

酸性土壤中活性鐵、鋁含量高，易與磷形成難溶性的鐵磷和鋁磷，或是有效性更低的閉蓄態(tài)磷，使絕大部分土壤磷轉(zhuǎn)化為固定態(tài)磷[17]。本試驗土壤為強酸性土壤（ pH4.4），有效磷含量較低，施人有機和無機肥料后土壤有效磷含量明顯增加。鈣鎂磷肥單施和黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配施的2個處理提升有效磷含量的效果最佳，這是因為除鈣鎂磷肥本身富含有效磷外，土壤中原有難利用的無機磷在有機肥施入后被有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的有機物、有機酸絡(luò)合溶解，進而活化成可利用磷[18]?？赡苡捎邳S腐酸鉀富含黃腐酸，而黃腐酸螯合溶解能力強，所以黃腐酸鉀提高土壤有效磷含量的效果高于沼渣。

在提高土壤速效鉀含量方面，不同肥料處理均有顯著效果，但黃腐酸鉀有機肥處理的效果最佳。一方面是由于各施肥處理提高了原有土壤鉀的有效性，另一方面是由于各有機肥料本身含有較多鉀元素，而黃腐酸鉀含鉀量最為豐富，因此較其他肥料處理效果更優(yōu)。

土壤酸化是當前山核桃林退化的最重要的土壤障礙因子[19]。本試驗所用肥料都具有提高酸性土壤pH和降低鋁活性的土壤改良作用，有機、無機肥料配合施用更佳，以黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配合對退化酸性土壤的改良效果最好。試驗中土壤交換性鋁含量變化與土壤pH值的變化存在明顯的負相關(guān)關(guān)系，這與馬閃閃[19]、宋素靈[20]的研究結(jié)果一致。鈣鎂磷肥為堿性熱制磷肥，能夠升高土壤pH，使交換性鋁在土壤中形成沉淀，從而降低土壤活性鋁含量。有機肥可以降低鋁毒，Shen等[21]發(fā)現(xiàn)有機肥可降低酸性紅壤溶液中Al3+濃度，提高礦物質(zhì)養(yǎng)分含量，改善綠豆的生長。試驗中黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配合對土壤交換性鋁含量的降低效果最為顯著。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，土壤pH與土壤有效氮、有效磷、速效鉀含量均呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系。大田試驗結(jié)果進一步證明黃腐酸鉀與鈣鎂磷肥配合施用具有對土壤培肥改良的效果，說明有機、無機肥料配合對退化山核桃林土壤的綜合改良作用效果顯著。

山核桃適合生長于微酸性土壤。實際生產(chǎn)中大多數(shù)山核桃林農(nóng)長期施用氮磷鉀復(fù)合肥，化肥用量較大，有機肥和微量元素肥料少施或不施，導(dǎo)致土壤酸化[19，22]。有機、無機肥料配施不但能改良土壤酸性，還有利于土壤養(yǎng)分協(xié)調(diào)，改善土壤理化性質(zhì)。有機肥料資源豐富，種類繁多，廉價易得，通過與無機肥料配施，可實現(xiàn)對山核桃林酸性土壤的有效改良。

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（責任編輯：張震林）