鈣鎂磷肥對元胡種植區(qū)酸化土壤改良效果的探究

高 鵬，楊小敏，簡紅忠，李丹妮，司 華

(漢中市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心, 陜西 漢中 723000)

0 引言

中藥材元胡是漢中市城固縣農(nóng)民主要增收項目之一，種植歷史已有40余年，種植面積穩(wěn)定在0.6萬hm2左右，占全國總面積的65%以上。在元胡種植中，為了追求更高產(chǎn)量，一些種植戶大量施用化學(xué)肥料，尤其是氮肥的過量施用導(dǎo)致酸沉降，引起元胡適生區(qū)土壤大面積酸化，并且這種問題還在進一步加劇。土壤酸化嚴重制約了當?shù)卦N植和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，因此，開展元胡種植區(qū)酸化土壤改良具有重要意義。

鈣鎂磷肥是一種堿性礦質(zhì)肥料[1]，除了含植物生長所需的磷元素，還能提供植物所需的鈣、鎂、硅等中微量元素。已有研究表明，鈣鎂磷肥施入土壤后，能顯著提高土壤pH，改良酸性土壤，并能通過降低土壤重金屬活性，提升作物營養(yǎng)與品質(zhì)[2～4]。因此，鈣鎂磷肥在酸化土壤改良中具有較大的應(yīng)用潛力。本研究選擇鈣鎂磷肥作為土壤調(diào)理劑，探究其在元胡種植區(qū)酸化土壤上的改良效果，通過田間試驗，設(shè)置不同用量鈣鎂磷肥對土壤理化性狀和元胡產(chǎn)量、經(jīng)濟效益的影響，以期為鈣鎂磷肥在元胡酸化土壤改良應(yīng)用上提供有效的技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地位于城固縣上元觀鎮(zhèn)鴨兒池村，海拔469 m，年降水量823 mm，年平均氣溫14℃，無霜期237 d，≥5℃活動積溫4 961.6℃，主要的土壤類型有沙土、壤土、沙壤土，耕層土壤基本理化性狀為：有機質(zhì)20.1 mg/kg，全氮1.17 g/kg，有效磷55.2 mg/kg，pH 5.09，速效鉀78.4 mg/kg，種植結(jié)構(gòu)為元胡-休閑輪作。

1.2 試驗設(shè)計

共設(shè)4個處理，處理1(CK)：對照，為農(nóng)戶常規(guī)施用氮磷鉀肥(N-P2O5-K2O：270-180-270 kg/hm2)，氮肥采用尿素、磷肥采用重過磷酸鈣、鉀肥采用硫酸鉀；處理2(T50)：氮肥、鉀肥同處理1，磷肥采用鈣鎂磷肥750 kg/ hm2；處理3(T100)：氮肥、鉀肥同處理1，磷肥采用鈣鎂磷肥1 500 kg/ hm2；處理4(T150)：氮肥、鉀肥同處理1，磷肥采用鈣鎂磷肥2 250 kg/ hm2。

1.3 供試材料

(1)元胡品種：當?shù)刂髟哉阍?/p>

(2) 肥料品種：尿素(N≥46%)、重過磷酸鈣(P2O5≥46%)、硫酸鉀肥(K2O≥50%)、鈣鎂磷肥(P2O5≥12%)。

1.4 大田試驗管理措施

試驗為兩年定位試驗，元胡第一年種植時間為2018年10月10日，收獲時間為2019年5月10日，第二年種植時間為2019年9月30日，收獲時間為5月3日，試驗小區(qū)面積10.8 m2，隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次，共12個小區(qū)。小區(qū)間以排水溝隔離，采用簡易水肥一體化裝置進行灌溉，單灌單排，避免串水串肥。各處理在播種前一周內(nèi)按照試驗方案用量一次性基施調(diào)理劑+化肥后，進行深翻。

1.5 樣品采集及測定分析

第二年元胡收獲后，采集各小區(qū)0～20 cm土壤，每個小區(qū)3個點混合成1個土壤樣品，風(fēng)干過篩后測定土壤pH，交換性酸總量、氫、鋁，土壤陽離子交換總量、鈣、鎂、鈉，土壤有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀，具體檢測方法參照鮑士旦《土壤農(nóng)戶分析》[5]。數(shù)據(jù)用SPPS22.0進行各處理的基本運算和方差分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同處理對土壤pH和交換性酸影響

土壤pH反映土壤溶液中的氫離子，是活性酸，土壤交換性酸是土壤膠體上吸附的氫離子和鋁離子，是潛性酸，二者處于動態(tài)平衡中。表1結(jié)果顯示，與對照相比，元胡收獲后，連續(xù)兩年施用鈣鎂磷肥750 kg/hm2(T50，P2O590 kg/hm2)、1 500 kg/hm2(T100，P2O5180 kg/hm2)、2 250 kg/hm2(T150，P2O5270 kg/hm2)土壤pH分別提高了0.27、0.30、0.31個單位，不同用量鈣鎂磷肥處理之間土壤pH差異不顯著；T50處理對土壤交換性酸總量無顯著影響，T100、T150兩個處理土壤交換性酸總量和交換性氫含量下降顯著，分別降低了0.16 cmol/kg、0.27 cmol/kg和0.14 cmol/kg、0.11 cmol/kg，但兩個處理之間無明顯差異；僅有T150處理土壤交換性鋁含量下降顯著，降低了0.16 cmol/kg。

表1 不同處理對土壤pH和交換性酸的影響 (cmol/kg)

2.2 不同處理對土壤陽離子交換量(CEC)和交換性鹽基離子的影響

土壤陽離子交換量(CEC)是指土壤膠體所能吸附各種陽離子的總量，土壤交換性鹽基離子是指土壤膠體吸附的堿金屬和堿土金屬離子，均是影響土壤酸堿度的重要因素。從表2可以看出，連續(xù)兩年施用鈣鎂磷肥，土壤CEC顯著上升，其中T100和T150較對照分別提高了2.08和2.01 cmol/kg，二者之間提升幅度無顯著差異；對交換性鹽基離子的影響結(jié)果表明，施用鈣鎂磷肥能顯著提升土壤交換性鈣，T50、T100、T150分別較對照增加了0.22、0.3和0.28 cmol/kg，三個處理之間無明顯差異；交換性鎂僅有T150處理顯著高于對照；而施用鈣鎂磷肥對交換性鈉、鉀提升效果不顯著。

表2 不同處理對土壤CEC和土壤交換性鹽基離子的影響 (cmol/kg)

2.3 不同處理對土壤有機質(zhì)和氮磷鉀含量的影響

土壤有機質(zhì)和氮磷鉀含量是土壤肥力的重要指標，也是土壤改良效果的重要依據(jù)。2年的試驗結(jié)果表明，施用鈣鎂磷肥對土壤有機質(zhì)、全氮、速效鉀無顯著影響(表3)；T50、T100處理對土壤有效磷含量無顯著影響，T150處理兩年后，土壤有效磷顯著提升，較對照處理提高了13.1%，這可能與T150處理施磷量顯著高于當?shù)爻Ｒ?guī)施肥量有關(guān)。

表3 不同處理對土壤有機質(zhì)和氮磷鉀含量的影響

2.4 不同處理對元胡產(chǎn)量效益的影響

表4結(jié)果表明，與對照處理(CK)相比，連續(xù)兩年施用鈣鎂磷肥均能顯著提高元胡產(chǎn)量，T50、T100、T150處理分別較對照增加了4.7%、5.3%和6.0%。從元胡經(jīng)濟效益看，除去肥料成本后，不同用量鈣鎂磷肥經(jīng)濟效益均高于過磷酸鈣，T50、T100、T150新增純收益分別較對照增加了4 449.2、3 913.2、3 521.2元/hm2。

表4 不同處理對元胡產(chǎn)量效益的影響

3 結(jié)論與建議

本次田間試驗結(jié)果表明，連續(xù)兩年施用鈣鎂磷肥，較農(nóng)戶常規(guī)施用重過磷酸鈣能顯著提升土壤pH、土壤陽離子交換量、土壤交換性鈣、元胡產(chǎn)量和經(jīng)濟效益；當鈣鎂磷肥用量等于或高于當?shù)爻Ｒ?guī)施肥水平(P2O5: 180 kg/hm2)時，能降低土壤交換性酸總量和交換性氫含量；當鈣鎂磷肥用量高于當?shù)爻Ｒ?guī)施肥水平時，能顯著降低土壤交換性鋁含量、提高土壤交換性鎂和土壤有效磷含量。這主要是因為鈣鎂磷肥是富含堿性營養(yǎng)元素如鈣、鎂、鉀、硅的礦質(zhì)肥料，施入土壤后，能夠中和土壤溶液中的酸，并有效補充土壤耕層的礦質(zhì)元素，為作物生長提供必需的微量元素。綜合來看，施用750～1 500kg/hm2鈣鎂磷肥，就能滿足土壤pH的提升及元胡產(chǎn)量經(jīng)濟效益的增加；施用2 250kg/hm2鈣鎂磷肥，其磷肥用量已超過當?shù)爻Ｒ?guī)施肥水平，會提升肥料成本，降低元胡種植戶純收益，更為嚴重的是會造成磷肥資源浪費，加劇了農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險，因此，推薦在陜南中藥材元胡酸化土壤改良中，應(yīng)用鈣鎂磷肥作為改良劑，施用量為750～1 500kg/hm2最為適宜。