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        天脊土壤調(diào)理劑在湘南紅壤旱地的應(yīng)用效果

        2021-11-13 01:27:26龍艷麗高菊生
        湖南農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021年8期

        龍艷麗,陳 暢,黃 晶,高 鵬,高菊生

        (1. 祁陽市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,湖南 祁陽 426101;2. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院衡陽紅壤實驗站,湖南 祁陽 426101;3. 湖南省農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)研究所,湖南 長沙 410125)

        紅壤是湖南重要的土壤資源,主要存在酸性強、土質(zhì)黏重等問題[1-2],探索改良紅壤的新技術(shù)對培肥地力、保障國家糧食安全具有重要意義。土壤調(diào)理劑作為土壤改良的重要材料,已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用[3-6]。為了解天脊土壤調(diào)理劑在湖南省紅壤長期使用過程中對土壤理化性質(zhì)的改變、農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響以及對土壤有無副作用,筆者自2015 年開始,在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院紅壤實驗站內(nèi)的紅壤旱地開展了天脊土壤調(diào)理劑的應(yīng)用效果研究。

        1 材料與方法

        1.1 試驗地概況

        試驗地位于湖南省祁陽市文富市鎮(zhèn)官山坪村的中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院紅壤實驗站內(nèi)(111°52′ E,26°45′ N),海拔150~170 m,地處中亞熱帶,年均氣溫18℃,≥10℃積溫5 600℃,年降雨量1 255 mm,年蒸發(fā)量1 470 mm,無霜期約300 d,年日照時數(shù)1 610 h。土壤為第四紀(jì)紅土母質(zhì)發(fā)育的紅壤。試驗地平整、方正,排灌方便,土壤肥力適中,周邊土壤分布均勻。試驗開始時0~20 cm 土壤基本理化性狀為:pH 值6.57,有機質(zhì)9.15 g/kg,全氮0.78 g/kg,堿解氮59.0 mg/kg,全磷0.4 g/kg,有效磷8.0 mg/kg,速效鉀217.0 mg/kg,交換性鋁4.3 mg/kg,陽離子交換量9.7 mg/kg。

        1.2 供試材料

        天脊土壤調(diào)理劑由天脊煤化工集團股份有限公司現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技分公司提供,其他供試材料在市場上自行采購。

        1.3 試驗方法

        2015—2019 年共種植花生(2015 年)、玉米(2016年)、油菜(2017 年)、紅薯(2017 年)、大豆(2018 年)、花生(2019 年)等6 茬作物,均按當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣進行常規(guī)施肥,試驗設(shè)施天脊土壤調(diào)理劑900 kg/hm2(處理1)、天脊土壤調(diào)理劑1 800 kg/hm2(處理2)、生石灰900 kg/hm2(處理3)、生石灰1 200 kg/hm2(處理4)和不施土壤修復(fù)劑(即常規(guī)施肥作對照)5 個處理。每個處理重復(fù)3 次,按隨機區(qū)組排列,小區(qū)面積為10 m×4 m= 40 m2。區(qū)間設(shè)置隔離區(qū),小區(qū)實行單灌單排,避免串灌串排。各處理除土壤修復(fù)劑施用不同外,其他農(nóng)事操作均按當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 土壤調(diào)理劑對產(chǎn)量的影響

        增施天脊土壤調(diào)理劑或生石灰能明顯增加2015—2019 年各茬作物的年均產(chǎn)量,較對照增產(chǎn)22.5%~31.5%,其中以處理2 (施天脊土壤調(diào)理劑1 800 kg/hm2)的增產(chǎn)幅度最大,達31.5%,并且顯著高于對照(見表1)。

        表1 不同處理各茬作物產(chǎn)量比較

        2.2 土壤調(diào)理劑對土壤pH 值的影響

        增施天脊土壤調(diào)理劑和生石灰都能明顯提高土壤pH 值,施天脊土壤調(diào)理劑和生石灰后,隨著試驗?zāi)晗薜脑黾油寥纏H 值逐漸增加,2019 年土壤pH 值較試驗開始時提高了0.75~1.22,但常規(guī)施肥(CK)2019 年的土壤pH 值較試驗開始時只增加了0.01(見圖1)。

        圖1 土壤調(diào)理劑對土壤pH 值的影響

        2.3 土壤調(diào)理劑對土壤有機質(zhì)含量的影響

        施用天脊土壤調(diào)理劑和生石灰都能提高土壤有機質(zhì)含量,土壤有機質(zhì)含量均隨著施用年限的增加而呈增加的趨勢,但常規(guī)施肥(CK)從2018 年開始出現(xiàn)明顯下降,5 a 后,各處理的土壤有機質(zhì)含量較試驗開始時的初始值(9.2 g/kg)增加了17.9%~41.9%,其中,處理2(施天脊土壤調(diào)理劑1 800 kg/hm2)的土壤有機質(zhì)含量較對照提高了7.7%(見圖2)。

        圖2 土壤調(diào)理劑對土壤有機質(zhì)含量的影響

        2.4 土壤調(diào)理劑對土壤堿解氮含量的影響

        各處理的土壤堿解氮含量隨著年限的增加總體上呈下降趨勢(見圖3),經(jīng)5 a 后,各處理的土壤堿解氮含量較試驗開始時降低了22.1%~30.7%,其中,施天脊土壤調(diào)理劑(處理1 和處理2)的土壤堿解氮含量降低了4.4%~5.6%,其降幅大于處理3 和處理4(施用石灰)。施天脊土壤調(diào)理劑后作物可能增強了對土壤中氮素的吸收以提高產(chǎn)量,從而降低了土壤堿解氮含量。

        圖3 土壤調(diào)理劑對土壤堿解氮含量的影響

        2.5 土壤調(diào)理劑對土壤有效磷含量的影響

        各處理的土壤有效磷含量隨著年限的增加總體上也呈下降趨勢(見圖4),5 a 后,各處理的土壤有效磷含量較試驗開始時降低了12.5%~42.8%,其中,處理1(施天脊土壤調(diào)理劑900 kg/hm2)的土壤有效磷含量較對照(CK)降低了9.9%。

        圖4 土壤調(diào)理劑對土壤有效磷含量的影響

        2.6 土壤調(diào)理劑對土壤速效鉀含量的影響

        各處理的土壤速效鉀含量均隨著年限的增加而降低,5 a 后,各處理的土壤速效鉀含量較試驗開始時降低了42.0%~59.6%,且施天脊土壤調(diào)理劑的降幅(處理1 和處理2 分別為52.7%和59.6%)大于施用石灰處理(處理3 和處理4 分別為42.0%和43.5%),處理1 和處理2 的土壤速效鉀含量分別較對照降低了6.1%和19.8%(見圖5)。其原因可能是天脊土壤調(diào)理劑和石灰的施入提高了土壤pH 值,從而增強土壤對鉀的吸附。

        圖5 土壤調(diào)理劑對土壤速效鉀含量的影響

        2.7 土壤調(diào)理劑對土壤交換性鋁和陽離子交換量的影響

        陽離子交換量可以作為評價土壤保水保肥能力的指標(biāo),是改良土壤和合理施肥的重要依據(jù)之一。在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上連續(xù)施天脊土壤調(diào)理劑和石灰5 a 后,土壤交換性鋁和陽離子交換量發(fā)生了明顯變化(見表2)。施天脊土壤調(diào)理劑和石灰后土壤交換性鋁隨著施用年限的增加而降低,5 a 后,處理1~4 的土壤交換性鋁從試驗前的4.3 mg/kg 分別下降為3.0、3.0、3.3和3.6 mg/kg,而常規(guī)施肥處理(CK)的土壤交換性鋁含量從試驗前的4.3 mg/kg 增加到了5.1 mg/kg。施用天脊土壤調(diào)理劑和石灰后土壤陽離子交換量隨著施用年限的增加而增加,5 a 后,處理1~4 的土壤陽離子交換量從試驗前的9.7 mg/kg 分別增加到了12.8、12.7、10.1 和10.1 mg/kg,而常規(guī)施肥處理(CK)的土壤陽離子交換量從試驗前的9.7 mg/kg 降低為9.6 mg/kg。

        表2 土壤調(diào)理劑對土壤交換性鋁和陽離子交換量的影響(mg/kg)

        3 小 結(jié)

        在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上,施天脊調(diào)理劑或石灰均能提高作物產(chǎn)量,且施天脊調(diào)理劑的效果優(yōu)于石灰,以處理2(施天脊調(diào)理劑1 800 kg/hm2)的增產(chǎn)幅度最大,各茬作物的年均產(chǎn)量較常規(guī)施肥(CK)增加31.5%,達顯著水平。施天脊調(diào)理劑或生石灰5 a 后,均能有效提高土壤pH 值和土壤有機質(zhì)含量,且以施天脊調(diào)理劑的效果更好。綜合考慮增產(chǎn)和提肥作用及成本,認(rèn)為在湘南紅壤旱地施天脊調(diào)理劑900 kg/hm2較為合適,同時應(yīng)注意根據(jù)土壤基礎(chǔ)肥力情況優(yōu)化氮、磷、鉀肥的施用量。

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