張春燕,胡海榮,田曉莉,吳 韓,張光國,秦明堂
(1.宜昌市耕地質(zhì)量和肥料管理站,湖北 宜昌 443000;2.秭歸縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,湖北 秭歸 443600;3.長陽土家族自治縣耕地質(zhì)量和肥料管理站,湖北 長陽 443500)
2015—2018年,為有效解決土壤酸化對高山蔬菜生產(chǎn)的危害,保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和有效供給,宜昌市耕地質(zhì)量和肥料管理站根據(jù)多年來測土配方施肥項目土壤檢測結(jié)果,采用對比研究的方法,開展了高山蔬菜基地土壤酸化成因分析和研究,通過對多年來多地多點多品種的試驗示范研究結(jié)果不斷篩選優(yōu)化,初步形成了一套高山蔬菜基地土壤酸化治理技術(shù)和方法。
宜昌市高山蔬菜生產(chǎn)基地主要位于海拔800~1 900 m的二高山或高山區(qū)域,面積超過3.33萬hm2。土壤類型為黃棕壤和棕壤,亞類為暗黃棕壤和酸性棕壤,其中暗黃棕壤主要分布在長陽縣榔坪鎮(zhèn)、賀家坪鎮(zhèn),五峰縣長樂坪鎮(zhèn),興山縣榛子鄉(xiāng)、黃糧鎮(zhèn),夷陵區(qū)樟村坪鎮(zhèn),遠安縣花林寺鎮(zhèn)等地;酸性棕壤主要分布在長陽縣火燒坪鄉(xiāng),秭歸縣楊林橋鎮(zhèn)等地。
根據(jù)作物的特性和海拔的影響,在二高山區(qū)域內(nèi)種植的是辣椒、番茄、茄子等茄科蔬菜,在高山區(qū)域內(nèi)種植的是蘿卜、大白菜等十字花科蔬菜。這些類型蔬菜的共同特點是喜歡中性(pH值6.5~7.5)、土層厚、疏松且有機質(zhì)含量高的土壤,土壤酸化將影響這些作物的生長[1]。
宜昌市高山蔬菜地區(qū)土壤成土母質(zhì)主要是石英質(zhì)砂巖、酸性結(jié)晶巖、泥質(zhì)巖、碳酸巖等風化物。其中60%以上的高山蔬菜基地土壤成土母質(zhì)為石英質(zhì)砂巖、酸性結(jié)晶巖、泥質(zhì)巖等風化物,這些巖石的風化物本身就是酸性,從而更易導(dǎo)致土壤酸化。
宜昌市高山蔬菜地區(qū)位于北緯30°左右,年降水量為983.5~1 600.0 mm,由于每年季風氣團進退不一,降水量年際變化大,年內(nèi)分布不均,旱澇災(zāi)害頻繁。汛期多暴雨,又易發(fā)生洪澇災(zāi)害。一年四季的降雨量以冬季最少,僅占年降雨量的5%~7%;秋季和春季次之,均占24%~30%;夏季最多,占40%~50%。70%以上降水量都集中在春夏兩季。由于降水量大而且集中,淋溶作用強烈,造成鈣、鎂、鉀等堿性鹽基大量流失,氫離子增加。
宜昌市高山蔬菜地區(qū)位于二高山或高山地區(qū),沒有開墾為蔬菜地前為闊葉、針葉混交林或針葉林生長區(qū),土壤pH值一般為5.5~6.5,當森林破壞后,土壤酸堿度下降1~2個pH單位,造成土壤酸化嚴重。
不合理施肥,特別是過量施用氮肥,可使土壤中硝酸根和亞硝酸根離子增加,因而加重土壤酸化。
根據(jù)宜昌市高山蔬菜基地土壤酸化狀況[2],采用對比研究的方法,2015年、2016年在長陽、五峰、秭歸、夷陵等縣(區(qū))酸化嚴重的高山蔬菜基地進行了不同肥料(調(diào)理劑)對土壤酸堿度影響的試驗研究(表1),對高山蔬菜土壤酸化治理的肥料進行了篩選,供試田塊基本情況見表2。
表1 高山蔬菜基地土壤酸化治理施肥措施
表2 供試田塊基本情況
由表3、4可知,與試驗前土壤pH值相比,農(nóng)民習慣施肥抑酸效果不明顯;與農(nóng)民習慣施肥相比,施用有機肥、生石灰、鈣鎂磷肥、奧力硅的土壤調(diào)理劑對治理土壤酸化都有明顯的效果,尤其以生石灰治理效果最好,pH值提高0.2~0.7,平均為0.44;施用奧力硅的土壤調(diào)理劑的治理效果次之,pH值提高0.1~0.5,平均為0.38;施用鈣鎂磷肥,pH值提高0.1~0.3,平均為0.22;施用有機肥,pH值提高0.08。增施這些肥料比習慣施肥都有一定的增產(chǎn)作用,以施用有機肥增產(chǎn)效果最好,超過20%。
根據(jù)宜昌市高山蔬菜基地土壤理化性狀調(diào)查結(jié)果得知,土壤酸化嚴重的高山蔬菜基地,有機質(zhì)含量普遍低下,普遍缺氮、磷,速效鉀含量不均,鈣、硼、鎂、鋅等微量元素也處于缺乏狀態(tài)[1]。結(jié)合2015、2016年2年不同肥料(調(diào)理劑)對土壤酸堿度影響的試驗研究效果,制定了“有機肥+配方肥”的施肥技術(shù)模式,2017—2018年在長陽、五峰、秭歸、遠安等縣高山蔬菜基地繼續(xù)開展高山蔬菜基地土壤酸化治理試驗示范研究,并設(shè)立示范對比田,示范田基本情況見表5。
表3 2015年長陽火燒坪施用不同的肥料治理土壤酸化的效果
表4 2016年宜昌市多點施用不同物質(zhì)治理土壤酸化治理的效果
3.2.1 2017年示范情況
表5 示范對比田基本情況
處理C1:習慣施肥,即每667 m2施45%(15-15-15)硫基復(fù)合肥100 kg;處理C2:有機肥+配方肥,即每667 m2施生物有機肥80 kg+鈣鎂磷肥50 kg+尿素20 kg+硫酸鉀鎂10 kg+硼酸0.4 kg。
表6結(jié)果表明:實施高山蔬菜土壤酸化治理的處理C2比習慣施肥具有較好的酸化治理效果和明顯的增產(chǎn)效果,pH值提高0.04~0.20,平均為0.1;增產(chǎn)幅度為10.21%~19.23%,平均為13.81%,大白菜增產(chǎn)1 051 kg,蘿卜增產(chǎn)410~700 kg,辣椒增產(chǎn)293 kg,參試蔬菜品種以大白菜增產(chǎn)效果最好。
3.2.2 2018年示范情況
2018年,調(diào)整了配方,繼續(xù)以有機肥+配方肥的技術(shù)模式開展高山蔬菜土壤酸化治理應(yīng)用示范。習慣施肥(D1)調(diào)整為667 m2施45%(15-15-15)硫基復(fù)合肥150 kg;配方肥(D2)調(diào)整為667 m2施生物有機肥100 kg+尿素25 kg+磷酸一銨25 kg+硫酸鉀20 kg+硫酸鎂10 kg+硼酸1.5 kg。
表6 2017年高山蔬菜土壤酸化治理示范對比田的效果
表7結(jié)果表明:調(diào)整配方后,實施酸化治理的高山蔬菜土壤pH值明顯提高,提升0.26~0.40,平均為0.36;花椰菜增產(chǎn)100 g,蔬菜增產(chǎn)效果明顯,大白菜增產(chǎn)1 444 kg,花椰菜增產(chǎn)100 kg,蘿卜增產(chǎn)816 kg,辣椒增產(chǎn)200 kg,蔬菜平均增產(chǎn)17.44%,其中以大白菜增產(chǎn)效果最好。
綜合表6、7的示范結(jié)果,以667 m2施生物有機肥100 kg+尿素25 kg+磷酸一銨25 kg+硫酸鉀20 kg+硫酸鎂10 kg+硼酸1.5 kg效果較好。
高山蔬菜土壤酸化治理的肥料(調(diào)理劑)為生石灰、生物有機肥、鈣鎂磷肥、含硅鈣的土壤調(diào)理劑等。以施用生石灰治理土壤酸化效果最好,增施有機肥增產(chǎn)效果明顯。實施有機肥+配方肥技術(shù)模式治理的高山蔬菜基地土壤pH值明顯提高,酸化趨勢得到遏制,蔬菜增產(chǎn)效果明顯,其中以大白菜增產(chǎn)效果最好。經(jīng)過篩選,以667 m2施生物有機肥100 kg+尿素25 kg+磷酸一銨25 kg+硫酸鉀20 kg+硫酸鎂10 kg+硼酸1.5 kg效果最好。
表7 2018年高山蔬菜土壤酸化治理示范對比田的效果
綜上所述,對于酸化程度不同的高山蔬菜基地土壤,應(yīng)該采取“一調(diào)”(施用石灰調(diào)酸補鈣)、“二改”(改施硫酸鉀肥為硫酸鉀鎂肥、改施普鈣為鈣鎂磷肥)、“三增”(增施有機肥,增施微生物肥料,增施中、微量元素肥料)的技術(shù)措施進行土壤酸化治理。