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        旱田土壤調(diào)理劑改良酸性土壤的合理用量及蔬菜增產(chǎn)效果研究

        2017-03-16 16:53:37丁和權(quán)溫福群周富忠
        現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2017年2期
        關(guān)鍵詞:施用量蔬菜效果

        丁和權(quán)++溫福群++周富忠

        摘要 土壤酸化是耕地退化的重要表現(xiàn),也是制約土壤高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要因素,嚴(yán)重影響了我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。通過在pH值小于5.5的酸性土壤上連續(xù)2季種植蔬菜的小區(qū)試驗(yàn),研究“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑對(duì)酸性土壤pH值、CEC、硅鋁率及蔬菜產(chǎn)量和相關(guān)生物學(xué)性狀的影響。結(jié)果表明:“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可以提升土壤pH值、CEC和硅鋁率,提高蔬菜的產(chǎn)量;與常規(guī)施肥對(duì)照相比,2季連續(xù)施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑750~3 000 kg/hm2時(shí),可使土壤 pH 值提升0.15~0.70個(gè)單位、CEC最高提高0.7 cmol/kg、硅鋁率增加0.04~0.20,蔬菜產(chǎn)量增加 3.78%~12.48%,“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可提高蔬菜整齊度,促進(jìn)蘿卜伸長膨大、白菜增高增粗,白菜結(jié)球更加緊實(shí)。其較為經(jīng)濟(jì)合理的用量為1 500~2 250 kg/hm2。

        關(guān)鍵詞 “宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑;施用量;酸性土壤;蔬菜;效果

        中圖分類號(hào) S63;S156 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2017)02-0043-003

        土壤酸化是指在自然和人為條件下土壤pH值下降的現(xiàn)象,其過程是鹽基陽離子淋失,從而使Al3+、H+ 成為土壤中的主要交換性陽離子;其實(shí)質(zhì)是土壤交換性酸增加,而交換性鹽基離子減少,這一過程十分緩慢[1]。土壤酸化會(huì)導(dǎo)致土壤中的Ca、Mg、P等營養(yǎng)元素大量淋失[2]。特別是在酸雨作用下,難溶性的Al被淋洗逐漸溶出,毒性大的Al3+、Al(OH)2+比例增加,導(dǎo)致大多數(shù)植物直接或間接出現(xiàn)生理障礙,其毒性主要作用于植物的根系,使植物不能正常吸收養(yǎng)分。同時(shí)降低植物對(duì)Ca的吸收和貯運(yùn),出現(xiàn)缺鈣癥,影響植物正常生長發(fā)育[3]。同時(shí),土壤酸化還會(huì)增加有毒重金屬離子的活性,不利于植物生長。

        我國土壤的基本趨勢(shì)是南酸北堿,南方大部分地區(qū)的土壤由于高溫多雨而處于鹽基不飽和狀態(tài)[4],所以我國的酸性土壤主要集中分布在長江以南的大部分熱帶、亞熱帶地區(qū)和云、貴、川等紅、黃壤地區(qū)[5]。這些地區(qū)大部分土壤屬于pH值小于5.5的酸性土壤,其中很大一部分pH值小于5.0,甚至低于4.5[6]。近些年來,酸雨沉降不斷增加、銨態(tài)氮肥大量使用、農(nóng)業(yè)種植制度、農(nóng)田栽培管理措施以及人類工業(yè)化進(jìn)程的加快,擴(kuò)大了土壤酸化的范圍、加快了土壤酸化的速度[7],土壤酸化已成為制約我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要障礙之一。

        本研究以湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的富含有機(jī)質(zhì)和Ca、Mg等堿基元素及Si營養(yǎng)的旱田土壤調(diào)理劑為主要材料,按《土壤調(diào)理劑效果試驗(yàn)和評(píng)價(jià)要求(NY/T2271-2012)》相關(guān)規(guī)定,采用田間定位試驗(yàn)法,在2016年4—10月,研究了旱田土壤調(diào)理劑在連續(xù)2季蔬菜連作模式下對(duì)酸性土壤的改良效果及其對(duì)蔬菜產(chǎn)量的影響,以期明確該土壤調(diào)理劑在鄂西南山區(qū)及土壤酸化相似區(qū)域的合理用量,為其在酸性土壤地區(qū)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)地概況

        試驗(yàn)設(shè)在湖北省西南部的利川市,該市地處武陵山腹地,耕地酸化是制約其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要障礙之一,耕地平均pH值小于5.5,pH值4.5以下的耕地面積超過1/3[8]。試驗(yàn)在利川市的涼霧鄉(xiāng)池谷村12組進(jìn)行,地處東經(jīng)108.780 235°,北緯30.265 473°,海拔1 108 m,代表利川高山蔬菜基地海拔1 100 m左右的二高山區(qū)域。土壤為第四紀(jì)黏土母質(zhì)發(fā)育的黃棕壤土類,黏黃土土種。試驗(yàn)前取試驗(yàn)地塊混合土樣檢測相關(guān)指標(biāo),其結(jié)果為陽離子交換量(CEC)15.4 cmol/kg、pH值5.03、有機(jī)質(zhì)24.3 g/kg、全氮1.78 g/kg、有效磷24.8 mg/kg、速效鉀90.6 mg/kg,肥力較高,酸化是試驗(yàn)土壤的主要障礙因子。

        1.2 試驗(yàn)材料

        主要試驗(yàn)材料為湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑,標(biāo)識(shí)技術(shù)指標(biāo):pH值(250倍稀釋)8.5~11.0,有機(jī)質(zhì)≥10%,CaO≥20%,MgO≥5%,SiO2≥10%,水分≤15%,Hg≤2 mg/kg,Cd≤3 mg/kg,As≤15 mg/kg,Pb≤50 mg/kg,Cr≤150 mg/kg;試驗(yàn)作物為蔬菜,即白菜—蘿卜連作,其中,白菜品種為楚龍黃蕊、蘿卜品種為大將;其他肥料、農(nóng)藥等材料按試驗(yàn)點(diǎn)農(nóng)戶習(xí)慣在當(dāng)?shù)厥袌錾献孕匈徺I。

        1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理,分別為常規(guī)施肥(CK)、常規(guī)施肥+“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑750 kg/hm2(A)、常規(guī)施肥+“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑1 500 kg/hm2(B)、常規(guī)施肥+“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑2 250 kg/hm2(C)、常規(guī)施肥+“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑3 000 kg/hm2(D)。3次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列,小區(qū)面積20 m2(4 m×5 m),試驗(yàn)地四周設(shè)保護(hù)區(qū),蔬菜2季連作各小區(qū)排列順序及各處理水平不變。

        1.4 田間管理

        第1季白菜4月8日保溫育苗,5月2日移栽,7月5日收獲,生育期88 d,移栽規(guī)格為每小區(qū)10株×8行=80株;第2季蘿卜7月15日播種,9月28日收獲,生育期75 d,種植規(guī)格為每小區(qū)16株×10行=160株。白菜常規(guī)施肥量為40%復(fù)合肥(15-10-15)900 kg/hm2+商品有機(jī)肥1 500 kg/hm2、蘿卜常規(guī)施肥量為40%復(fù)合肥(15-10-15)750 kg/hm2+商品有機(jī)肥1 500 kg/hm2。“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑按設(shè)計(jì)用量與底肥混合均勻后穴施(白菜)或溝施(蘿卜),因所試蔬菜品種生育期短,所需肥料作底肥一次性施足,不再追肥。病蟲草害防治等其他田間管理措施各處理完全一致,按當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行。

        1.5 調(diào)查內(nèi)容與方法

        每季蔬菜成熟后收獲時(shí)測量實(shí)際產(chǎn)量,并按不同處理取土樣檢測pH值、陽離子交換量(CEC)、硅、鋁等相關(guān)指標(biāo),取蔬菜植株樣測量相關(guān)生物學(xué)性狀指標(biāo)。

        1.6 分析方法

        試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并繪制相關(guān)圖表。所取土樣檢測項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)及方法見表1。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 “宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑對(duì)土壤pH值的影響

        試驗(yàn)結(jié)果表明,施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可以提高土壤的 pH 值。由圖 1、2可知,土壤 pH 值隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加呈增高趨勢(shì)。與CK的土壤 pH 值相比,差異均達(dá)顯著水平。第1季土壤 pH 值最高提升0.59個(gè)單位,連續(xù)2季最高提升0.7個(gè)單位。

        2.2 “宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑對(duì)土壤CEC值的影響

        試驗(yàn)結(jié)果表明,施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可以提高土壤的 CEC值。由圖3可知,土壤CEC值隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加而呈增高趨勢(shì)。第1季土壤CEC值最高提升0.4 cmol/kg,連續(xù)2季最高提升0.7 cmol/kg。

        2.3 “宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑對(duì)土壤硅鋁率的影響

        土壤硅鋁率是土壤中 SiO2和 Al2O3 含量的比值,固態(tài)的礦物鋁在酸性條件下極易被活化而易于被植物吸收,土壤酸化能夠加速土壤中鋁的活化,使得土壤溶液中活性鋁明顯增加。因此,鋁被認(rèn)為是酸化土壤上引起農(nóng)作物減產(chǎn)、森林枯萎的重要原因之一[9]。通常認(rèn)為土壤中的SiO2含量是穩(wěn)定的、變化較小,因此可用硅鋁率來表達(dá)土壤調(diào)理劑對(duì)酸性土壤結(jié)構(gòu)的改變,硅鋁率越高,表明土壤中活性鋁含量越低,植物生長受影響越?。还桎X率越低,表明土壤中活性鋁含量越高,植物生長受影響越大[2]。試驗(yàn)結(jié)果表明,施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可以提高土壤的硅鋁率。由圖 4、5可知,土壤硅鋁率隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加呈增高趨勢(shì)。與CK的土壤硅鋁率相比,差異達(dá)顯著水平(第1季處理A除外)。第1季土壤硅鋁率最高提升0.17,連續(xù)2季硅鋁率升高0.2。

        2.4 “宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑對(duì)蔬菜產(chǎn)量的影響

        從表2可以看出,施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑與CK對(duì)比,不同用量在連作的2季蔬菜上都表現(xiàn)出不同程度增產(chǎn);2季蔬菜產(chǎn)量排序一致,均為處理C>處理B>處理D>處理A>CK,第1季白菜增產(chǎn)幅度在3.78%~12.48%之間;第2季蘿卜增產(chǎn)幅度在7.02%~11.79%之間。經(jīng)新復(fù)極差檢驗(yàn),“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑不同施用量的增產(chǎn)水平達(dá)顯著至極顯著水平(第1季處理A除外),經(jīng)方差分析(表3),2季蔬菜產(chǎn)量處理間差異達(dá)顯著至極顯著水平,而重復(fù)間差異不顯著。每季較合理的用量為1 500~2 250 kg/hm2。

        2.5 “宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑對(duì)蔬菜生物性狀的影響

        收獲時(shí)按不同處理和作物分小區(qū)連續(xù)取植株樣10株,測量其單株重量、高度(或長度)、直徑,結(jié)果見表4??梢钥闯觯cCK對(duì)比,施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可增加蔬菜的單株重量、高度(或長度)以及直徑,并隨著用量增加均呈增長趨勢(shì);蘿卜單株重量增加主要源于增粗,長度增加的貢獻(xiàn)相對(duì)較?。话撞藛沃曛亓吭黾討?yīng)該與葉片包裹的緊實(shí)度提高有關(guān),因?yàn)樵龈吲c增粗的幅度都不大。田間觀察,施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑的蔬菜植株整齊度更好,提高了蔬菜的外觀商品質(zhì)量。

        3 結(jié)論與討論

        “宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑呈堿性,富含有機(jī)質(zhì)及Ca、Mg、Si等作物營養(yǎng)。該試驗(yàn)結(jié)果表明,“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑能有效提升土壤pH值、提高土壤陽離子交換量(CEC)、增大土壤中硅鋁率,并能增加作物產(chǎn)量,每季較為合理的用量為1 500~2 250 kg/hm2。連續(xù)2季合理施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑可使土壤pH值提升0.30~0.64個(gè)單位,土壤陽離子交換量(CEC)增加0.2~0.5 cmol/kg,土壤硅鋁率提高0.16~0.19,蔬菜產(chǎn)量增加10%以上。施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑后蔬菜整齊度提高,外觀品質(zhì)得到提升;一定程度上促進(jìn)了蘿卜伸長膨大、白菜增高增粗,從而提高蔬菜單株重量實(shí)現(xiàn)增產(chǎn);特別是白菜結(jié)球更加緊實(shí),利于運(yùn)輸[10-11]。因此,可以在酸性土壤上推廣應(yīng)用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑,用于中和土壤酸性,改良酸性土壤。

        此次試驗(yàn)在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上進(jìn)行,對(duì)單獨(dú)施用“宜施壯”旱田土壤調(diào)理劑是否能使蔬菜及其他作物增產(chǎn)未作研究;也未單獨(dú)檢測試驗(yàn)前后土壤中Ca2+、Mg2+的含量,其變化規(guī)律尚不清楚,對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀的影響等問題有待下一步研究。

        4 參考文獻(xiàn)

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