魏嵐，楊少海，鄒獻(xiàn)中*，巫金龍，寧建鳳

（1.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料研究所，廣東 廣州 510640；2. 廣東省養(yǎng)分資源循環(huán)利用與耕地保育重點實驗室，廣東 廣州 510640）

土壤酸化是制約中國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要問題之一．中國各類酸化土壤面積約2億hm2，其中廣東省約占60%[1-2]．近年來，酸雨沉降不斷增加、銨態(tài)氮肥大量使用等導(dǎo)致土壤酸化加劇[3-6]．土壤酸化導(dǎo)致土壤中的Ca、Mg、P等營養(yǎng)元素大量淋失，土壤中的 Al大量溶出．酸性土壤鋁毒害是抑制作物生長和導(dǎo)致作物減產(chǎn)的主要原因[7-9].

堿渣是制堿廠的廢棄物，主要成分為 CaCl2、CaCO3、CaSO4等鈣鹽和 Mg（OH）2等，偏堿性（pH 9～12），富含Ca、Mg、Si、K等作物生長有益元素．用其替代石灰作為酸性土壤改良劑，不僅可以提高土壤pH，而且可以補(bǔ)充土壤Ca、Mg等營養(yǎng)元素，達(dá)到變廢為寶、綜合利用資源的效果[7,10-11]．堿渣中有機(jī)質(zhì)含量較少，速效P含量低，單獨使用往往會造成土壤板結(jié)、作物缺P等問題[11]．菇渣是蘑菇收獲后的廢棄物，其有機(jī)質(zhì)含量豐富，N、P、K含量較高，是一種很好的有機(jī)肥和土壤調(diào)理劑．菇渣施入土壤后可以提高土壤肥力，改良土壤結(jié)構(gòu)[12-13]，因此，研究不同土壤調(diào)理劑對酸性土壤的調(diào)節(jié)作用和施用效果，對合理利用堿渣和菇渣等廢料和改善土壤酸化具有重要意義．

1 材料與方法

1.1 材 料

表 1中堿渣取自東莞市大眾農(nóng)業(yè)科技有限公司，污泥為廣州市城市污泥，菇渣取自廣州市五山鎮(zhèn)岑村蘑菇種植場，泥炭取自廣東省廈門市田野綠泥炭土廠，土壤取自廣東中山小欖鎮(zhèn)菜地．辣椒種子購自廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所．主要儀器有便攜式葉綠素測定儀SPAD-502、TAS-986火焰原子吸收分光光度計（AAS）和紫外-可見分光光度計.

表1 土壤和不同土壤調(diào)理劑的基本理化性質(zhì)Table 1 Basicphysical and chemical properties of the soil and modifiers

1.2 方 法

將土壤自然風(fēng)干，過4 mm篩后裝盆，每盆裝土15 kg．共設(shè)8個處理：以不施土壤調(diào)理劑為對照（CK）；每盆施10 g堿渣（處理1）；每盆施10 g菇渣（處理2）；每盆施10 g污泥（處理3）；每盆施10 g泥炭（處理4）；每盆施5 g堿渣和5 g菇渣（處理5）；每盆施5 g堿渣和5 g污泥（處理6）；每盆施5 g堿渣和5 g泥炭（處理7）．每處理設(shè)4個重復(fù)．反復(fù)混勻，平衡3周后，移入辣椒幼苗．移苗前每盆取土壤樣品作理化性質(zhì)分析．

挑選均勻一致的辣椒種子，用0.1%的次氯酸鈉消毒后，播于育苗缽中，2周后移植，每盆1株．生長 40 d左右用便攜式葉綠素測定儀測定辣椒葉片SPAD值；辣椒接近成熟時（移苗后 60 d左右）收獲．收獲時測定辣椒植株高度、植株地上部鮮重、植株根系鮮重和辣椒掛果數(shù)、單果重、產(chǎn)量以及辣椒V-C和可溶性糖含量．

1.3 指標(biāo)測定

土壤基本理化性質(zhì)分析參照文獻(xiàn)[14]的方法；有機(jī)質(zhì)含量的測定采用重鉻酸鉀容量法；速效氮含量的測定采用堿解擴(kuò)散法；速效磷含量的測定采用浸提鉬銻抗比色法；速效鉀含量的測定采用醋酸氨浸提火焰光度法；全鈣、全鎂含量的測定采用原子吸收分光光度法；交換性鈣、交換性鎂含量的測定采用乙酸銨交換-原子吸收分光光度法；交換性鋁含量用1 mol/L KCl浸提，中和滴定法測定[15]．

辣椒葉片SPAD值的測定采用SPAD-502葉綠素儀測定，每片葉測6個點，結(jié)果取平均值．辣椒果實V-C含量的測定采用2,6-二氯酚靛酚滴定法，可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[16]．

2 結(jié)果與討論

2.1 各土壤調(diào)理劑對土壤理化性質(zhì)的影響

由表2可見，對照土壤pH為4.09，屬于強(qiáng)酸性土壤．酸性土壤中Fe、Al、Mn等元素具有較高的活度，當(dāng)土壤pH小于5時，這些元素迅速溶解并毒害某些農(nóng)作物生長，同時，土壤中NH4+、K+、Ca2+、Mg2+等陽離子大量淋失，造成土壤貧瘠，從而使作物生長受害[8,17]．各土壤調(diào)理劑的施用（除污泥外）都可以顯著提高土壤的pH，而單獨施用污泥對土壤pH影響不顯著．這主要是由于各土壤調(diào)節(jié)劑自身理化性質(zhì)不同引起的．污泥自身pH較低，因此單獨施用污泥對土壤pH調(diào)節(jié)能力不大．處理1、處理5、處理7均可以將土壤pH提高到5.0以上．施用各土壤調(diào)節(jié)劑均可以有效降低土壤交換性鋁含量，其中以處理5效果最佳．每盆施加5 g堿渣+5 g菇渣后，可以使交換性鋁含量由311 mg/kg下降到143 mg/kg，二者差異顯著．土壤交換性鋁含量與土壤pH的變化呈負(fù)相關(guān)（y=－4.99x+521.55，R2=0.410），但其相關(guān)性不顯著．這與呂煥哲等[18]的報道不一致．這主要是因為土壤交換性鋁含量除了受土壤pH影響外，還受土壤中水溶性有機(jī)質(zhì)和有機(jī)小分子化合物含量的影響[17,19-20]．菇渣有機(jī)質(zhì)含量（50.6%）豐富，施入土壤中可以顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，從而促進(jìn)鋁有機(jī)復(fù)合物的形成，降低交換性鋁含量，因此，處理5土壤中交換性鋁含量最低，為對照土壤的46%．

表2 各處理土壤的理化性質(zhì)Table 2 Basicphysical and chemical properties of soils in different treatments

由表2可見，施用各土壤調(diào)理劑后，土壤中速效氮、速效磷、速效鉀含量和交換性鈣及交換性鎂含量均不同程度提高，其中以處理5土壤中交換性鈣、交換性鎂含量最高，分別是對照土壤的2.67、1.46倍．單獨施入菇渣（處理2），土壤中速效氮、速效磷、速效鉀含量最高，分別是對照土壤的1.80、 1.59、1.52倍，但處理2與處理5土壤中速效氮、速效磷、速效鉀含量無顯著差異．菇渣和堿渣在調(diào)節(jié)土壤肥力上表現(xiàn)出一定的互補(bǔ)性，這一方面可能與各調(diào)理劑自身理化性質(zhì)有關(guān)，堿渣中含有豐富的鈣、鎂，而菇渣中有機(jī)質(zhì)和速效氮、速效磷、速效鉀含量較高（表1），另一方面可能是堿渣和菇渣配合施用后提高了土壤 pH，增加了土壤微生物活性，促進(jìn)了土壤及菇渣中養(yǎng)分的分解釋放[7]．

2.2 各土壤調(diào)理劑對辣椒植株生長的影響

由表3可以看出，不同土壤調(diào)理劑均可不同程度地促進(jìn)辣椒植株生長，與對照相比，處理2、處理4、處理5、處理6、處理7均可顯著提高辣椒葉片SPAD值，提高辣椒的光合作用；除單獨污泥處理外，各土壤調(diào)理劑處理均可顯著提高辣椒植株的株高；處理2、處理5、處理7可以顯著增加辣椒根系鮮重；處理2、處理4、處理5、處理7可以顯著提高辣椒地上部鮮重，其中以處理5對辣椒植株葉片SPAD值、株高、根系鮮重、地上部鮮重增加效果最明顯，分別是對照的1.17、1.32、3.44、1.45倍.

表3 各處理辣椒的生長情況Table 3 Growth of pepper on different treatment

酸性土壤鋁溶出后，會對植物根系產(chǎn)生毒害，抑制根系的生長[8]．本試驗中辣椒根系鮮重與土壤交換性鋁含量呈顯著負(fù)相關(guān)（y=－0.201x+76.27, R2=0.8048）．這說明各土壤調(diào)理劑可以有效降低酸性土壤鋁活性，從而緩解鋁對辣椒根系生長的毒害作用．同時，辣椒根系生長也與土壤中有效磷含量相關(guān)，酸性土壤鋁毒害往往是由于缺磷造成的[20]．在本試驗中，各土壤調(diào)理劑均可不同程度提高土壤有效磷含量，因此施用不同土壤調(diào)理劑可以緩解辣椒根系鋁毒害．處理5土壤中交換性鋁含量最低，速效磷含量僅低于單獨施用菇渣處理（無顯著差異，P>0.05），因此，處理5辣椒根系鮮重最高，是對照的3.44倍．隨著根系鮮重的增加，根冠比增加．處理5辣椒根冠比最高，是對照的2.38倍．植物較高的根冠比有利于吸收營養(yǎng)元素，并將營養(yǎng)元素向地上部運輸，有利于提高其產(chǎn)量和品質(zhì)[21]．

2.3 各土壤調(diào)理劑對辣椒產(chǎn)量的影響

由表4可知，施用各土壤調(diào)理劑均可不同程度地增加辣椒產(chǎn)量，與對照相比，處理 2、處理 4、處理5、處理6、處理7的增產(chǎn)效果顯著，其產(chǎn)量增幅分別達(dá) 74.1%、159.2%、188.7%、88.8%、183.7%．施用各土壤調(diào)理劑后辣椒的增產(chǎn)主要表現(xiàn)在辣椒的掛果數(shù)顯著增加 （P<0.05），而單果重增加不顯著（P>0.05）．這可能與改良后的酸性土壤可以提高辣椒的分枝能力有關(guān)[10]．

表4 各處理辣椒的產(chǎn)量性狀Table 4 Yield characters of pepper in different treatments

2.4 各土壤調(diào)理劑對辣椒果實品質(zhì)的影響

V-C是衡量蔬菜品質(zhì)的重要指標(biāo)[22]．辣椒是V-C含量較高的蔬菜之一．由圖1可見，對照辣椒果實的V-C含量達(dá)158 mg/（100 g）．施用各種土壤調(diào)理劑均不同程度提高辣椒果實V-C含量，其中處理2、處理4、處理5、處理7辣椒果實V-C含量顯著高于對照（P<0.05），分別是對照的 1.45、1.40、1.78、1.59倍；處理5辣椒果實V-C含量最高，達(dá)282 mg/（100 g）．

圖 1 各處理辣椒果實的V-C含量Fig.1 V-C content in fruit of pepper on different treatment

可溶性糖含量是衡量蔬菜品質(zhì)的主要指標(biāo)之一[22]．由圖2可見，施用各土壤調(diào)理劑均可顯著增加辣椒果實可溶性糖含量（P<0.05）．處理1、處理2、處理3、處理4、處理5、處理6、處理7辣椒果實可溶性糖含量分別比對照增加了 38.4%、47.2%、29.6%、111.3%、177.1%、60.6%、121.4%，其中以處理5辣椒果實可溶性糖含量最高，達(dá)3.68%．

圖 2 各處理辣椒果實的可溶性糖含量Fig.2 Water-soluble sugar contents in fruit of pepper on different treatment

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，堿渣、菇渣、污泥、泥炭等土壤調(diào)理劑均能提高土壤 pH，降低酸性土壤交換性鋁含量，提高土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂含量；均能降低酸性土壤活性鋁對辣椒的毒害作用，提高辣椒品質(zhì)，使辣椒根系鮮重、地上部鮮重和辣椒產(chǎn)量增加，辣椒根系鮮重與土壤交換性鋁含量呈顯著負(fù)相關(guān)，其中以堿渣+菇渣處理的效果最顯著，該處理辣椒葉片SPAD值、株高、根系鮮重、地上部鮮重、辣椒產(chǎn)量分別比不施土壤調(diào)理劑處理（對照）增加了 17%、32%、244%、45%、189%，辣椒V-C、可溶性糖含量分別是對照的1.78、2.77倍；堿渣和菇渣在調(diào)節(jié)土壤酸性、改善土壤肥料方面表現(xiàn)出很好的互補(bǔ)性．

向酸性土壤中施加堿渣、菇渣、污泥、泥炭等土壤調(diào)理劑，既可將堿渣、菇渣等廢棄物農(nóng)用，變廢為寶，又可改良酸性土壤，降低酸性土壤的Al毒害，從而提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，對合理利用堿渣和菇渣等廢料以及改善土壤酸化具有重要意義．

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英文編輯：羅文翠