宮小敏,牛軍劍,李穎芳,徐英,趙貝貝
(1.泰安市岱岳區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,山東泰安 271000;2.山東省果樹研究所,山東泰安 271000;3.新泰市林業(yè)保防發(fā)展中心,山東新泰 271200;4.新泰市行政審批服務(wù)局,山東新泰 271200)
土壤酸化屬于土壤質(zhì)量退化,是指Na+、K+、Ca2+、Mg2+等鹽基性陽離子減少,H+、Al3+增加,土壤pH值降低的過程,是由自然和人為因素共同作用導(dǎo)致的土壤性質(zhì)惡化[1]。土壤酸化不僅影響植物對K+、Ca2+、Mg2+等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,使作物發(fā)生缺素癥,加重生理病害[2];還會(huì)活化土壤中的有毒重金屬離子、破壞土壤物理結(jié)構(gòu)、減少微生物種群數(shù)量,導(dǎo)致作物重金屬中毒、土壤板結(jié)、微生物種群失衡,影響作物的正常生長發(fā)育,以及產(chǎn)量和品質(zhì)的形成[3]。
泰安市岱岳區(qū)是泰安市果樹的主要產(chǎn)區(qū)之一,位于魯中地區(qū),土壤類型有棕壤、褐土、沙姜黑土、河潮土4個(gè)土類[4],成土母質(zhì)多為酸性巖風(fēng)化物,土壤pH值在5.5~8.5之間[5],呈微酸性、中性到微堿性。但由于果樹的連年種植,以及近年來不合理的果園土壤管理,導(dǎo)致部分地區(qū)果園土壤出現(xiàn)明顯的酸化現(xiàn)象[6,7],已嚴(yán)重阻礙岱岳區(qū)果樹產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。筆者通過檢測岱岳區(qū)蘋果、梨、櫻桃、葡萄等果園的土壤pH值,分析果園土壤酸化程度,為預(yù)防岱岳區(qū)果園土壤持續(xù)酸化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù);探討土壤酸化原因,并提出土壤酸化改良方法,保障岱岳區(qū)果園土壤的可持續(xù)生產(chǎn)能力。
試驗(yàn)于2021年4~ 5月進(jìn)行,在泰安市岱岳區(qū)選擇蘋果、梨、櫻桃、葡萄園各10個(gè),共計(jì)40個(gè)果園,每個(gè)果園采集3個(gè)土壤混合樣品,共120個(gè)土壤混合樣本。一個(gè)土壤混合樣本由一個(gè)地塊設(shè)置10個(gè)采樣點(diǎn),按照S型分布。采樣點(diǎn)避開施肥區(qū),去除地表雜草、石塊、木屑等雜質(zhì),采用不銹鋼取土器采集0~20 cm土層土壤,再將10個(gè)采樣點(diǎn)的土壤混合成一個(gè)土壤樣本,裝入自封袋,做好標(biāo)記,帶回試驗(yàn)室待測。
肥料施用情況調(diào)查,采用問卷調(diào)查法。給農(nóng)戶發(fā)放調(diào)查問卷,調(diào)查土壤采集地塊的施肥量、肥料種類、施肥時(shí)間、施肥方法等;土壤pH值采用水土比5∶1的pH計(jì)測定法[8]。
根據(jù)土壤酸堿性分級標(biāo)準(zhǔn)(表1),將岱岳區(qū)不同果園土壤pH進(jìn)行分級(表2)后發(fā)現(xiàn),蘋果、梨、櫻桃、葡萄園土壤都存在不同程度的酸化現(xiàn)象。其中梨園的土壤酸化比例和程度較高,pH<5.5的酸性土壤占比20.1%,平均值5.98,總體呈微酸性,但個(gè)別果園的pH達(dá)到3.27,為強(qiáng)酸性,酸化程度尤為突出;其次是櫻桃園,pH<5.5的酸性土壤占比14.4%,平均值6.14,總體呈微酸性;葡萄園土壤pH<5.5的酸性土壤占比僅8.5%,平均值6.57,總體呈中性。
表1 土壤酸堿性分級標(biāo)準(zhǔn)(全國第二次土壤普查分級標(biāo)準(zhǔn))
表2 岱岳區(qū)不同果園土壤pH分級比例
表3 岱岳區(qū)不同果園全年肥料施用概況
走訪的40個(gè)果園中,施用基肥的果園占95%以上,主要以農(nóng)家糞肥為主,僅部分果園有施用少量的商品有機(jī)肥,其中蘋果園的有機(jī)肥每666.7 m2施用量最高3 000~6 000 kg,其它果園間差別不大。在土壤追肥上,除櫻桃園為1~2次外,其它果園大多在2~3次,均以復(fù)合肥為主,尿素、硫酸鉀、磷酸氫二銨等單質(zhì)化肥為輔,施肥量上以蘋果園和梨園較高,分別為每666.7 m2施200~260 kg和180~220 kg,這可能與其較高的產(chǎn)量有關(guān)。調(diào)查發(fā)現(xiàn),大部分蘋果園和梨園氮、磷肥施用量大,這可能是導(dǎo)致果園土壤酸化的原因之一。果園的施肥方法基本上以溝施、穴施、沖施為主,部分果園還有撒施的習(xí)慣,且只有少部分果園配有滴灌設(shè)備,主要集中在葡萄園。
3.1.1 地理位置,成土母質(zhì)因素 岱岳區(qū)屬于溫帶大陸性半濕潤季風(fēng)氣候,土壤類型有棕壤、褐土、沙姜黑土、河潮土4個(gè)土類,其中以棕壤為主,占比60%以上,主要由酸性和基性巖石風(fēng)化物發(fā)育而成,在各種土壤類型中易被外界環(huán)境影響,造成土壤酸化[9]。
3.1.2 種植年限長,肥料逐年積累 岱岳區(qū)是泰安市的果樹主產(chǎn)區(qū),尤其是蘋果和梨,種植歷史悠久,在走訪的果園中種植年限最高的可達(dá)20年,果樹的連年種植和化學(xué)肥料逐年積累,使果園土壤性質(zhì)發(fā)生改變。
3.1.3 盲目施肥,施肥種類、施肥量和施肥方式不合理 走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn),大部分農(nóng)戶在施肥過程中比較盲目,施肥量和施肥次數(shù)隨意性較大,一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法施肥,肥料種類、施肥量和施肥方式存在不合理性。肥料種類單一,農(nóng)家糞肥的腐熟度低、質(zhì)量差,部分果園仍在大量施用未腐熟的牛、羊糞;大量元素施用量過大,大部分果園為追求產(chǎn)量,大量施用氮、磷、鉀肥,尤其是三元復(fù)合肥、硫酸鉀、尿素、磷酸二銨的過量施用,會(huì)導(dǎo)致土壤逐漸酸化[10];中微量元素施用不足,土壤營養(yǎng)失衡,土壤營養(yǎng)功能減弱緩存性下降,易酸化[11];大水漫灌、隨水沖肥的不合理水肥施用方式,加速土壤酸化進(jìn)程[12]。
3.2.1 調(diào)整施用肥料的種類結(jié)構(gòu) 減少化學(xué)肥料的施用比例,增加優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥和生物有機(jī)肥的施用。優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥和生物有機(jī)肥的合理施用,可改善土壤結(jié)構(gòu)、提高有機(jī)質(zhì)含量、活化土壤養(yǎng)分、促進(jìn)土壤微生物活動(dòng),有效提高土壤pH值,達(dá)到改良酸性土壤的目的。優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥一定是要經(jīng)過腐熟并調(diào)節(jié)過pH值的家畜糞肥。
盡量減少生理酸性或酸性肥料的施用,例如:硫酸銨、氯化銨、硫酸鉀、氯化鉀等;選擇施用生理堿性或化學(xué)堿性肥料,例如:碳酸氫銨、磷酸氫鈣、鈣鎂磷肥、氨水、液氨或一些新型堿性肥料等,這些堿性肥料能在酸性土壤中充分發(fā)揮肥效,還能中和土壤中的H+,緩解土壤酸化程度。
3.2.2 合理施肥,改善施肥方法 按需、按時(shí)、按量的合理施用肥料,避免施肥的盲目性。有機(jī)肥土壤施用,中微量元素肥盡量選擇葉面噴施,減少土壤中營養(yǎng)元素的富集。
3.2.3 建立合理的耕作制度 在果樹生產(chǎn)中,可進(jìn)行生草或者覆蓋栽培,生草包括自然生草和人工生草;覆蓋包括覆草和材料覆蓋。通過減少地面裸露,來減輕降水對土壤的沖刷,以及土壤中堿性鹽基離子的淋溶,進(jìn)而防止土壤酸化。
3.2.4 施用土壤改良劑 當(dāng)土壤酸性程度過高時(shí),可施用酸性土壤改良劑來提高土壤的pH,改善酸性土壤性質(zhì)。常用的酸性土壤改良劑有以下幾類:①石灰,能中和土壤中的H+,對表層土(0~20 cm)有較好的降酸效果;②生物碳,堿性,具有疏松土壤、改善土壤結(jié)構(gòu)的作用;③作物的莖稈、綠肥、草木灰等物質(zhì),可降低土壤酸性,還能提高土壤有機(jī)質(zhì);④白云石、磷石膏、磷礦粉等工礦副產(chǎn)物,效果較好,但要注意用量。