不同土壤調(diào)理劑對(duì)酸化土壤改良及在黃瓜品質(zhì)和產(chǎn)量上的應(yīng)用效果

周 麗 高進(jìn)華 ，3 解學(xué)仕 ，3 王婷婷 吳文濤 李元峰 曾希柏

1 史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司 臨沂 276700

2 山東省綠色肥料技術(shù)創(chuàng)新中心 臨沂 276700

3 蚯蚓測(cè)土實(shí)驗(yàn)室（山東）有限公司 臨沂 276700

腐植酸影響著礦物遷移積累、碳循環(huán)、土壤肥力和生態(tài)平衡等，且在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、碳減排、土壤修復(fù)和環(huán)境保護(hù)等方面具有很大的應(yīng)用潛能[1，2]。近年來，以腐植酸為基礎(chǔ)物料的調(diào)理劑研發(fā)與應(yīng)用較多，作為腐植酸土壤調(diào)理劑，一方面其添加的腐植酸物質(zhì)，施入土壤以后可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，形成弱酸緩沖體系，維持土壤酸堿平衡，改善土壤理化性狀；另一方面，添加了鈣、鎂、硅等礦物成分，對(duì)提高土壤陽離子交換容量、降低鹽堿化程度具有重要作用[3～5]。為探索不同土壤調(diào)理劑對(duì)酸化土壤養(yǎng)分及黃瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，以不施土壤調(diào)理劑為對(duì)照，設(shè)置3種不同類型的土壤調(diào)理劑，在酸化嚴(yán)重的黃瓜大棚進(jìn)行了試驗(yàn)，研究土壤養(yǎng)分和黃瓜產(chǎn)量的變化特征。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在山東省臨沂市蘭陵縣溫室黃瓜大棚進(jìn)行，種植年限12年，大棚長(zhǎng)70 m、寬7 m、脊高3 m，土壤類型為潮土。施肥前進(jìn)行基礎(chǔ)土樣的采集并對(duì)供試土壤的基礎(chǔ)指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)，其結(jié)果見表1。

表1 供試土壤的基本理化性狀Tab.1 Basic physical and chemical properties of the tested soil

1.2 試驗(yàn)材料

供試作物：黃瓜，品種為“乾德二號(hào)”，定植密度為300株/畝。

傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑：生石灰，主要成分是CaO，CaO≥52%。

含硅鉀鈣土壤調(diào)理劑：史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司提供，主要成分是K2O≥4%、CaO≥32%、SiO2≥30%，粉狀。

含腐植酸土壤調(diào)理劑：史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司提供，主要由腐植酸、生石灰和鈣鎂磷肥、含鉀酸硅鹽礦物等材料復(fù)配制成，粉狀，其基本性質(zhì)見表2。

表2 含腐植酸土壤調(diào)理劑基本性質(zhì)Tab.2 Basic properties of humic acid soil conditioner

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，以農(nóng)民常規(guī)管理，即不施用土壤調(diào)理劑為對(duì)照（CK）；土壤調(diào)理劑處理組分別為T1、T2、T3，具體設(shè)計(jì)見表3。

表3 黃瓜大棚試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.3 Design of cucumber field experiment

每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，每個(gè)處理占地3畦，同時(shí)在試驗(yàn)地周圍設(shè)置保護(hù)行，一共15個(gè)種植小區(qū)，每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)度為5 m、寬度為4 m、壟寬0.8 m、壟溝寬0.7 m，每畦種植2行黃瓜，每畦中黃瓜株距0.5 m、行距0.8 m，每行種植10株黃瓜。

常規(guī)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，第一次沖施大量元素水溶肥料（20-20-20）10 kg/畝，而后每次沖施大量元素水溶肥料（20-10-30）用量10 kg/畝。在黃瓜種植前，將各處理所用的土壤調(diào)理劑按40 kg/畝用量一次性施入土壤，深翻20 cm，確保土壤調(diào)理劑與土壤混合均勻。之后進(jìn)行灌水泡田，每小區(qū)灌水量5 m3，待水層自然下滲4 d后定植。黃瓜定植后每4 d灌水一次，采用溝灌方式進(jìn)行灌溉，每次灌水量約30～40 mm。采用溝灌方式于初花期、坐果前期、坐果中期、坐果后期進(jìn)行追肥，所有處理的除草、農(nóng)藥等其他栽培管理措施統(tǒng)一按照當(dāng)?shù)毓芾泶胧┻M(jìn)行。

黃瓜苗于2022年4月3日定植；每次采收時(shí)都按小區(qū)單獨(dú)采收、稱重、計(jì)產(chǎn)，其他栽培管理措施同當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣一致。

1.4 項(xiàng)目測(cè)定

1.4.1 土壤樣品的采集與測(cè)定

在黃瓜成熟期時(shí)，采用五點(diǎn)取樣法在每個(gè)小區(qū)內(nèi)采集黃瓜根際附近的土壤取混合土樣，土壤樣品的取土深度分別為0～20、20～40 cm。土壤運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，過濾掉土壤中的雜質(zhì)，并且自然風(fēng)干后進(jìn)行研磨，研磨后的土壤使用1 mm孔篩過濾，裝袋保存用于后續(xù)指標(biāo)測(cè)定[6]。

土壤pH值采用去CO2蒸餾水浸提（土水比1∶2.5），精密pH計(jì)（TARTER2100）測(cè)定。土壤有機(jī)質(zhì)和全氮測(cè)定：樣品用鹽酸除去無機(jī)碳，烘干，真空去除多余鹽酸；去除無機(jī)碳的樣品用球磨機(jī)磨5 min后，用元素分析儀（Vario Max C/n，Elementar，Hanau，Germany）上機(jī)測(cè)定。土壤有效磷測(cè)定：0.5 mol/L碳酸鈉溶液浸取土壤中的磷離子，用鉬銻抗試劑顯色后進(jìn)行比色測(cè)定。土壤有效鉀測(cè)定：用1 mol/L醋酸銨溶液浸取土壤中的鉀離子，在火焰光度計(jì)上測(cè)定讀數(shù)[6]。

1.4.2 黃瓜植株生長(zhǎng)狀況、品質(zhì)及產(chǎn)量測(cè)定

黃瓜生長(zhǎng)測(cè)定：于2022年6月12日，黃瓜定植后60 d，在黃瓜生長(zhǎng)中期選取15株黃瓜，對(duì)黃瓜株高、莖粗和葉綠素含量進(jìn)行原位測(cè)量。用米尺測(cè)黃瓜植株除去地下根部的總長(zhǎng)度確定株高；用游標(biāo)卡尺測(cè)莖基直徑確定莖粗；用SPAD 502plus葉綠素儀測(cè)定葉片的葉綠素相對(duì)含量，葉綠素測(cè)定用SPAD 502plus葉綠素儀測(cè)定，每一株黃瓜頂端往下第四片葉子，測(cè)3次取平均值。

黃瓜品質(zhì)測(cè)定：可溶性固形物含量采用手持折光儀測(cè)定；Vc含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測(cè)定；硝酸鹽含量采用紫外分光光度法測(cè)定；可溶性糖含量用蒽酮比色法測(cè)定[7]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用SPSS12.0軟件進(jìn)行方差分析和顯著性（P＜0.05）分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤調(diào)理劑對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由表4可以看出，與CK相比，T1、T2、T3處理均可顯著提高酸性土壤pH值。3種土壤調(diào)理劑施入0～30 d內(nèi)，土壤pH值均大幅提高，之后趨于穩(wěn)定；施入240 d后，與CK相比，T1、T2和T3處理的土壤pH值分別提高2.42、2.43和2.43個(gè)單位，但3種土壤調(diào)理劑的效果之間沒有顯著性差異。

表4 不同土壤調(diào)理劑處理對(duì)土壤pH值的影響Tab.4 Effects of different soil conditioners on pH of soil

土壤有機(jī)質(zhì)既是植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)的供給源，也是形成土壤結(jié)構(gòu)的重要因素。因此，土壤有機(jī)質(zhì)直接影響著土壤的保肥性、保水性、緩沖性、耕性和通氣狀況等。由表5可以看出，與CK相比，T1生石灰為無機(jī)產(chǎn)品，施入后對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量基本無影響；而T2、T3處理能顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，施用后土壤有機(jī)質(zhì)含量分別提高7.27%和8.18%，差異顯著，但T2、T3處理后的有機(jī)質(zhì)含量無顯著差異，表明含腐植酸土壤調(diào)理劑和含硅鉀鈣土壤調(diào)理劑均具有一定的土壤培肥功能。

表5 不同土壤調(diào)理劑處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響Tab.5 Effects of different soil conditioners on physical and chemical properties of soil

與CK處理相比，T1處理土壤速效磷、速效鉀含量稍有升高，但均未達(dá)到顯著性差異。與T1處理相比，T2、T3處理土壤速效磷含量分別提高1.54%和6.40%；T2、T3處理土壤速效鉀含量分別提高12.80%和14.86%，說明T3處理能夠有效提高土壤速效磷、速效鉀的含量；與CK處理相比，T1處理雖然能夠降低土壤容重，但差異不顯著；與T1處理相比，T2、T3處理能夠顯著降低土壤容重，分別降低了4.10%和8.30%，改良效果達(dá)到顯著性差異水平。

2.2 不同土壤調(diào)理劑對(duì)黃瓜生長(zhǎng)、品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

2.2.1 不同土壤調(diào)理劑對(duì)黃瓜生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

黃瓜定植60 d后，處理T1～T3對(duì)黃瓜株高、莖粗、葉片數(shù)有一定的促進(jìn)作用，其中對(duì)黃瓜莖粗作用更明顯（表6），T2、T3處理的莖粗較T1處理分別提高了26.73%和33.66%。T2、T3處理葉綠素相對(duì)含量無顯著差異，與CK、T1處理相比有顯著差異。說明T2、T3處理對(duì)黃瓜生長(zhǎng)指標(biāo)均優(yōu)于CK和T1處理，但是T2、T3處理間無明顯差異。

表6 不同土壤調(diào)理劑處理對(duì)黃瓜生長(zhǎng)指標(biāo)的影響Tab.6 Effects of different soil conditioners on growth index of cucumber

2.2.2 不同土壤調(diào)理劑對(duì)黃瓜品質(zhì)的影響

Vc、可溶性固形物、可溶性糖、硝酸鹽含量是黃瓜品質(zhì)鑒定的主要指標(biāo)。在不同處理下黃瓜的Vc、可溶性糖、硝酸鹽含量差異顯著，T1～T3對(duì)硝酸鹽含量均有降低作用，對(duì)可溶性糖含量有提高作用（表7）。與CK相比，T1、T2、T3處理Vc含量分別提高了5.24%、6.52%、14.55%，硝酸鹽含量分別降低了17.93%、23.37%、25.91%，可溶性糖含量分別提高了9.34%、13.51%、22.36%。與T1相比，T2、T3處理的Vc、可溶性糖含量相對(duì)較高，差異顯著；T3處理的可溶性固形物含量相對(duì)較高，差異顯著。T3比T2的Vc、可溶性固形物、可溶性糖含量分別提高了7.53%、7.33%、7.79%，差異顯著；T3比T2對(duì)硝酸鹽含量降低率為3.32%，差異顯著，因此T3處理的黃瓜口感最好，品質(zhì)最高。

表7 不同土壤調(diào)理劑處理對(duì)黃瓜品質(zhì)及產(chǎn)量的影響Tab.7 Effects of different soil conditioners on the quality and yield of cucumber

2.2.3 不同土壤調(diào)理劑對(duì)黃瓜產(chǎn)量的影響

從4月3日黃瓜定植到9月20日拉秧的過程中分次采收，進(jìn)行計(jì)產(chǎn)，換算成黃瓜的畝產(chǎn)量，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（表7）。不同處理產(chǎn)量分析表明，施用土壤調(diào)理劑的黃瓜產(chǎn)量顯著高于CK，T1、T2、T3處理增產(chǎn)率分別為9.22%、17.23%、31.69%，其中T3處理增產(chǎn)率最高，各處理之間差異均顯著。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果顯示，與CK相比，施用傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑（T1）、含硅鉀鈣土壤調(diào)理劑（T2）和含腐植酸土壤調(diào)理劑（T3）均可顯著提高酸性土壤pH值，但3種土壤酸化改良劑的效果之間沒有顯著性差異。施用含腐植酸土壤調(diào)理劑的土壤有機(jī)質(zhì)含量，土壤速效磷、速效鉀含量較CK分別提高了8.18%、17.4%、16.0%，且能夠顯著降低土壤容重，較CK降低了12.5%，說明含腐植酸土壤調(diào)理劑具有培肥地力、改良土壤的功能。而且試驗(yàn)表明，施用含腐植酸土壤調(diào)理劑黃瓜品質(zhì)最好。

腐植酸施入土壤后能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)，加速土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成和土壤交換性鉀的釋放。同時(shí)，作為一種酸堿緩沖物質(zhì)，腐植酸土壤調(diào)理劑中的部分腐植酸類物質(zhì)與土壤中的離子結(jié)合成鹽，形成緩沖體系，改善土壤理化性狀，增加土壤養(yǎng)分含量。由于施用傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑生石灰，還得補(bǔ)充外源的磷素和鉀素，而含腐植酸土壤調(diào)理劑中的腐植酸施到土壤中減少了土壤中磷的固定和鉀的淋失，從而提高土壤速效磷、鉀的含量。

試驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑、含硅鉀鈣土壤調(diào)理劑相比，含腐植酸土壤調(diào)理劑不但能夠改善土壤的理化性狀，增加土壤養(yǎng)分，還能夠提高黃瓜產(chǎn)量，改善黃瓜品質(zhì)。

綜上所述，施用腐植酸類土壤調(diào)理劑在改良酸化土壤、活化土壤養(yǎng)分以及提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)等方面效果較好，有利于綠色生態(tài)低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展，可推廣應(yīng)用。