周富忠，朱學祝，劉仁波

（1.利川市土肥站，湖北 利川 445400；2.利川市種子技術推廣站，湖北 利川 445400；3.利川市農(nóng)業(yè)執(zhí)法大隊，湖北 利川 445400）

利川市是湖北省發(fā)展高山蔬菜的重點區(qū)域，甘藍常年種植面積1 萬hm2左右，單產(chǎn)約60 000 kg/hm2。因土壤嚴重酸化導致根腫病連年偏重發(fā)生，高山基地減產(chǎn)嚴重，并出現(xiàn)部分絕收現(xiàn)象，且呈快速擴展之勢，嚴重影響了利川市高山蔬菜產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步健康發(fā)展［1］。近年來，利川市土肥站著力于有效治理酸化耕地的新材料、新產(chǎn)品、新方法、新措施研究，故引進博萊生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司代理的加拿大碳酸鈣火山鹽巖（SRC），設置田間小區(qū)試驗和大區(qū)示范，驗證該產(chǎn)品對酸化土壤的改良作用及在甘藍上的增產(chǎn)效果。

1 材料與方法

1.1 材料

加拿大碳酸鈣火山鹽巖，博萊生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司提供，公司資料介紹該產(chǎn)品為純天然礦物，含有多種高品質(zhì)、可溶性和枸溶性礦物質(zhì)，50 余種微量元素及部分稀土元素，主要成分：65.0% 方解石、12.0% 磷灰石、15.0% 黑云母和蛭石云母、1.5% 菱鎂礦、1.5% 輝石、1.0% 正長石、2.0% 磁鐵礦和2.0%赤鐵礦。 主要養(yǎng)分指標0.10% N、2.00% P2O5、0.13% K2O、22.80% Ca、0.47% Mg；pH 9.42，呈堿性。該產(chǎn)品有補充作物所需營養(yǎng)元素，提高作物產(chǎn)量10%～30%，改善作物品質(zhì)，改良土壤酸性，鈍化土壤重金屬等作用。

肥料：45%（14-16-15）三寧復合肥；45%（15-15-15）宜化復合肥；46.4% 建峰尿素；宜施壯商品有機肥，總養(yǎng)分—5%（2-1-2），有機質(zhì)—45%。

作物：甘藍，品種為奧奇娜（小區(qū)試驗）和金優(yōu)70（大區(qū)示范），屬利川市甘藍主推品種。

1.2 試驗地點及土壤

2019 年3—7 月，按NY/T 2271—2016［2］的相關要求，在利川市柏楊壩鎮(zhèn)龍門村9 組設置了小區(qū)試驗，試驗田地處東經(jīng)108.95°、北緯30.54°、海拔1 200 m；柏楊壩鎮(zhèn)齊心村1 組設置了大區(qū)對比示范，示范田地處東經(jīng)108.94°、北緯30.50°、海拔1 155 m，2 個點皆屬利川市二高山蔬菜核心種植區(qū)。

小區(qū)試驗田土壤為泥質(zhì)頁巖母質(zhì)發(fā)育的黃棕壤土類，山地黃棕壤亞類，泥質(zhì)頁巖山地黃棕壤土屬，土種為扁砂泥土［3］，土層厚度1 m 以上，耕層厚度30 cm，土壤質(zhì)地中壤，肥力中下等，面積0.13 hm2，代表面積33.33 hm2；大區(qū)示范田土壤為石灰?guī)r母質(zhì)發(fā)育的黃棕壤土類，山地黃棕壤亞類，石灰?guī)r山地黃棕壤土屬，土種為灰泡土［3］，土層厚度1 m 以上，耕層厚度30 cm，土壤質(zhì)地中壤，肥力中等偏上，面積0.53 hm2，代表面積66.67 hm2。

1.3 試驗設計

小區(qū)試驗設4 個處理，4 次重復，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積30 m2，四周設保護區(qū)。處理1，三寧復合肥900 kg/hm2+商品有機肥2 400 kg/hm2（常規(guī)施肥CK）；處理2，CK+碳酸鈣火山鹽巖600 kg/hm2；處理3，CK+ 碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2（推薦用量）；處理4，CK+碳酸鈣火山鹽巖1 800 kg/hm2。

大區(qū)示范設3 個處理，不設重復。示范一，不施肥（CK0），面積0.03 hm2；示范二，宜化復合肥1 950 kg/hm2+建峰尿素300 kg/hm2（常規(guī)施肥CK），面積0.33 hm2；示范三，常規(guī)施肥+碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2，面積0.17 hm2。

1.4 田間管理

小區(qū)試驗和大區(qū)示范甘藍皆采用保溫育苗，小區(qū)試驗2019 年3 月3 日播種，5 月9 日移栽，移栽時按處理設計將肥料及碳酸鈣火山鹽巖一次性穴施覆土；大區(qū)示范4 月10 日播種，4 月20 日整地起壟，壟距1 m，5 月12 日移栽，5 月22 日施肥，按各處理設計將肥料及碳酸鈣火山鹽巖一次性穴施覆土。種植規(guī)格皆為40 005 株/hm2。病蟲草害防治及其他農(nóng)事活動各處理與四周保護區(qū)完全一致，不同生育時期對其相關性狀進行觀察記載。7 月17日收獲，小區(qū)試驗按小區(qū)計實產(chǎn)；大區(qū)示范按處理各選5 個點，每個點驗收30 m2折算單產(chǎn)。播種前及收獲后按處理取混合土樣檢測pH，測定交換性鋁、交換性鈣、交換性鎂、有效鐵、有效錳等指標。

1.5 土樣檢測方法

采用NY/T 1973—2010 檢測調(diào)理劑pH，采用NY/T 1121.6—2006 檢測土樣pH，參照NY/T 1211.13—2006 中的火焰原子吸收分光光度法檢測土壤交換性鈣、交換性鎂，參照NY/T 890—2004 中的火焰原子吸收分光光度法檢測土壤有效鐵、有效錳，參照LY/T 1243—1999 森林土壤陽離子交換量的測定方法檢測陽離子交換量，參照崔朋輝等［4］的方法測定交換性鋁。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 進行數(shù)據(jù)分析及繪圖，對甘藍產(chǎn)量進行F 檢驗，處理間差異用新復極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 加拿大碳酸鈣火山鹽巖對甘藍產(chǎn)量及效益的影響

小區(qū)試驗甘藍產(chǎn)量結(jié)果如表1 所示。各處理產(chǎn)量為35 805～40 455 kg/hm2，并隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加甘藍單產(chǎn)不斷提高。與常規(guī)施肥對比，推薦用量（增施1 200 kg/hm2碳酸鈣火山鹽巖）甘藍增產(chǎn)7.80%，增施1 800 kg/hm2碳酸鈣火山鹽巖時增產(chǎn)12.99%。方差分析（表2）表明，處理間差異顯著，區(qū)組間差異不顯著；新復極差多重比較（表3）表明，在常規(guī)施肥基礎上增施碳酸鈣火山鹽巖用量達1 800 kg/hm2時，甘藍增產(chǎn)達顯著水平。

表1 小區(qū)試驗不同處理的甘藍產(chǎn)量

表2 小區(qū)試驗不同處理甘藍產(chǎn)量結(jié)果方差分析

表3 小區(qū)（30 m2）試驗各處理甘藍產(chǎn)量新復極差多重比較

大區(qū)示范因甘藍品種、施肥水平、管理水平及耕地地力的差異，單產(chǎn)均高于小區(qū)試驗，不施肥處理產(chǎn)量為53 280 kg/hm2，基礎地力在75% 以上。在常規(guī)施肥的基礎上增施碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2增產(chǎn)幅度與小區(qū)試驗相當，為7.92%（表4）。

表4 大區(qū)示范各處理的甘藍產(chǎn)量

2.2 加拿大碳酸鈣火山鹽巖對甘藍性狀的影響

在甘藍生長關鍵生育期進行田間觀察，大區(qū)示范不施肥處理在移栽20 d 后葉片顏色開始變淡發(fā)黃，出現(xiàn)脫肥現(xiàn)象，長勢明顯變?nèi)?；其他處理及小區(qū)試驗各處理之間葉色、長勢差異不明顯，各生育期無明顯變化。

收獲時小區(qū)試驗每小區(qū)連續(xù)取10 棵甘藍、大區(qū)示范每處理連續(xù)取20 棵甘藍，分別測量其重量、高度、直徑，并計算極差、標準差及相對標準差（RSD），結(jié)果見表5。大區(qū)示范在常規(guī)施肥基礎上增施碳酸鈣火山鹽巖甘藍單棵重量增加，極差、標準差和相對標準差降低；單棵高度降低，標準差、相對標準差降低，但極差增大；單棵直徑降低，標準差、相對標準差降低，但極差增大。小區(qū)試驗隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加，甘藍單棵重量增加，極差、標準差及相對標準差下降；單棵高度下降，極差、標準差及相對標準差也隨之下降；單棵直徑增大，極差增大，標準差、相對標準差下降。說明碳酸鈣火山鹽巖主要通過提高甘藍單棵重量實現(xiàn)增產(chǎn)，且有利于提高甘藍的整齊度和緊實度，從而改善商品外觀品質(zhì)、提高商品率，有利于長途運輸遠銷各蔬菜大市場。

2.3 加拿大碳酸鈣火山鹽巖對改良土壤酸化的效果

從小區(qū)試驗田結(jié)果（圖1）來看，隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加，土壤pH 不斷上升；試驗前、后對比，常規(guī)施肥土壤pH 試驗后土壤pH 下降幅度大，隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加，下降幅度逐步減小。增施1 200 kg/hm2土壤pH 與試驗前基本持平，與常規(guī)施肥相比，土壤pH 相對提升0.12 個單位，增施1 800 kg/hm2時土壤pH 高于試驗前，土壤pH 相對提升0.28 個單位，達到治理土壤酸化的目的。從大區(qū)示范田結(jié)果（圖2）來看，不施肥土壤pH 略有下降，常規(guī)施肥處理試驗后土壤pH 明顯下降（0.19 個單位），增施碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2又回升到基本持平水平（相對提升0.15 個單位），與小區(qū)試驗結(jié)果基本一致。說明不施肥土壤pH 變化不明顯，常規(guī)施肥使耕地進一步酸化，特別是單純施用化肥耕地酸化更嚴重；而碳酸鈣火山鹽巖對土壤酸化有良好的治理效果，隨著用量增加可不斷緩解和提升土壤pH。

表5 甘藍單棵性狀統(tǒng)計分析結(jié)果

圖1 小區(qū)試驗各處理試驗前后土壤pH 變化趨勢

圖2 大區(qū)示范各處理示范前后土壤pH 變化趨勢

2.4 加拿大碳酸鈣火山鹽巖對土壤有效鐵、有效錳含量的影響

從小區(qū)試驗田結(jié)果（圖3、圖4）來看，試驗后常規(guī)施肥土壤有效鐵含量略下降，隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加下降幅度逐漸增大；土壤有效錳含量試驗后整體下降50% 左右，隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加下降幅度略增大。從大區(qū)示范田結(jié)果（圖5、圖6）來看，試驗后不施肥土壤有效鐵、有效錳含量皆有較大幅度下降；常規(guī)施肥土壤有效鐵含量變化不大，而有效錳含量有較大幅度下降；增施碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2土壤有效鐵、有效錳含量下降幅度皆較大。

圖3 小區(qū)試驗各處理試驗前后土壤有效鐵含量變化趨勢

圖4 小區(qū)試驗各處理試驗前后土壤有效錳含量變化趨勢

圖5 大區(qū)示范各處理示范前后土壤有效鐵含量變化趨勢

圖6 大區(qū)示范各處理示范前后土壤有效錳含量變化趨勢

2.5 加拿大碳酸鈣火山鹽巖對土壤交換性鈣、交換性鎂含量的影響

從小區(qū)試驗田結(jié)果（圖7、圖8）來看，試驗后常規(guī)施肥土壤交換性鈣、交換性鎂含量略有下降，隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加交換性鈣、交換性鎂含量呈增長之勢。從大區(qū)示范田結(jié)果（圖9、圖10）來看，試驗后不施肥土壤交換性鈣、交換性鎂含量皆下降，常規(guī)施肥土壤交換性鈣、鎂變化不大，增施碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2土壤交換性鈣、交換性鎂含量皆上升。增施碳酸鈣火山鹽巖為土壤提供了一定數(shù)量的鈣、鎂，使土壤交換性鈣、交換性鎂含量增加，有利于耕地地力的提高。

圖7 小區(qū)試驗各處理試驗前后土壤交換性鈣含量變化趨勢

圖8 小區(qū)試驗各處理試驗前后土壤交換性鎂含量變化趨勢

圖9 大區(qū)示范各處理示范前后土壤交換性鈣含量變化趨勢

圖10 大區(qū)示范各處理示范前后土壤交換性鎂含量變化趨勢

2.6 加拿大碳酸鈣火山鹽巖對土壤交換性鋁和陽離子交換量的影響

從小區(qū)試驗田結(jié)果（圖11、圖12）來看，試驗后常規(guī)施肥土壤交換性鋁含量上升，陽離子交換量變化不大；隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加交換性鋁含量呈下降之勢，而陽離子交換量呈明顯的上升之勢。從大區(qū)示范田結(jié)果（圖13、圖14）來看，試驗后不施肥、常規(guī)施肥處理土壤交換性鋁略上升，而陽離子交換量略下降；增施碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2土壤交換性鋁含量降低，陽離子交換量則上升。增施碳酸鈣火山鹽巖可降低交換性鋁含量，減輕鋁毒害；提升陽離子交換量，增強土壤的保肥供肥能力。

圖11 小區(qū)試驗各處理試驗前后土壤交換性鋁變化趨勢

圖12 小區(qū)試驗各處理試驗前后土壤陽離子交換量變化趨勢

圖13 大區(qū)示范各處理示范前后土壤交換性鋁變化趨勢

圖14 大區(qū)示范各處理示范前后土壤陽離子交換量變化趨勢

3 小結(jié)與討論

1）在常規(guī)施肥的基礎上適量增施碳酸鈣火山鹽巖可顯著提高甘藍單產(chǎn)。隨著火山鹽巖用量增加甘藍產(chǎn)量不斷提高，增施碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2，甘藍增產(chǎn)幅度超過5%；增施碳酸鈣火山鹽巖1 800 kg/hm2，甘藍增產(chǎn)幅度超過10%，增產(chǎn)達顯著水平。

2）碳酸鈣火山鹽巖通過提高甘藍單棵重量而提高其單產(chǎn)，還可提高甘藍整齊度、緊實度，從而提高甘藍的商品質(zhì)量和商品率，利于長途運輸遠銷全國蔬菜大市場。

3）通過對試驗、示范前后土壤pH 檢測對比，碳酸鈣火山鹽巖對改良酸化土壤有良好效果，施用600～1 800 kg/hm2當季可相對提高土壤pH 0.07～0.28 個單位，接近同等數(shù)量石灰的當季治理效果［5-8］。

4）適量增施碳酸鈣火山鹽巖可降低土壤交換性鋁含量，減輕酸性土壤鋁毒害；提高土壤陽離子交換量，增強土壤的供肥、保肥能力。

5）適量增施碳酸鈣火山鹽巖可提高土壤交換性鈣、交換性鎂含量，為土壤和作物補充中量元素營養(yǎng)；降低有效鐵、有效錳含量，使試驗、示范區(qū)域土壤有效鐵、有效錳偏高的狀況得到一定緩解。

本次試驗、示范對酸化土壤其他物理化學性質(zhì)的改良效果有待進一步檢測分析，在其他區(qū)域和作物上能否重現(xiàn)，也有待進一步多點試驗、示范驗證。