喜洋洋土壤調(diào)理劑改良酸化土壤及蘿卜增產(chǎn)效果研究

田景芝 李 林 鄒愛陽 周富忠

（1.利川市綠色食品管理辦公室 湖北利川 445400；2.利川市沙溪鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心 湖北利川 445400；3.利川市涼霧鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心 湖北利川 445400；4.利川市土壤肥料工作站 湖北利川 445400）

湖北利川耕地酸化問題相當(dāng)突出，尚在2006 年就被利川市土壤肥料工作站發(fā)現(xiàn)，其酸化狀況與全國一致，呈現(xiàn)出面積大、分布廣及酸化程度高等特點[1]。酸化是土壤退化的重要表現(xiàn)，高強度的人為活動大大加速了土壤酸化的進程, 對生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害不斷加劇[2]。 因此, 采取有效措施減緩?fù)寥浪峄?yán)重酸化土壤進行改良和修復(fù), 對保護生態(tài)環(huán)境和保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[3]。 近十余年來，利川市土壤肥料工作站對耕地酸化的成因及改良措施研究較多[4-5]，引進大量新型土壤調(diào)理劑試驗示范，取得較好效果[6-7]，還結(jié)合利川實際制定了相應(yīng)的治理技術(shù)[8]和土壤調(diào)理劑的科學(xué)使用方法[9]。 2021 年本文作者受宜昌市匯豐生物科技有限公司委托，按《土壤調(diào)理劑 效果試驗和評價要求》（NY/T 2271-2016）的相關(guān)規(guī)定，在湖北利川市高山酸化棕壤上開展試驗， 驗證其產(chǎn)品喜洋洋土壤調(diào)理劑對酸化土壤的改良效果，以及對蘿卜的增產(chǎn)作用，為該產(chǎn)品登記及推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及供試材料

1.1.1 試驗地點 利川市沙溪鄉(xiāng)黃泥塘村， 海拔1 540 m；土壤為棕壤，土種為碳酸鹽巖發(fā)育的冷大泥土，質(zhì)地為中壤土，主要障礙為酸化，試驗前取樣檢測pH 4.92。

1.1.2 試驗材料 喜洋洋土壤調(diào)理劑， 灰褐色固體粉末，CaO 含量≥20%，MgO 含量≥5%，SiO2含量≥10%，有機質(zhì)含量≥10%，pH 8.5～11.0，由宜昌市匯豐生物科技有限公司生產(chǎn)；28%宜施壯蔬菜肥（13∶7∶8）、宜施壯商品有機肥料， 由湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)提供；試驗作物為蘿卜，品種為新如意113。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗共設(shè)置6 個處理，4 次重復(fù)，隨機區(qū)組排列；小區(qū)面積35 m2，長19 m、寬1.84 m。各處理為：處理A，不施肥；處理B，配方肥，宜施壯蔬菜肥100 kg/畝；處理C，兩肥結(jié)合，配方肥+宜施壯有機肥120 kg/畝；處理D，兩肥+喜洋洋土壤調(diào)理劑100 kg/畝；處理E，兩肥+調(diào)理劑200 kg/畝；處理F，兩肥+調(diào)理劑300 kg/畝（處理中未標(biāo)明用量者同前）。

試驗于2021 年6 月1 日播種，播種前按設(shè)計條施，再機械起壟、覆膜、播種；壟寬92 cm，每小區(qū)2 壟，每壟2 行，錯位播種，每穴1 粒蘿卜種子，壟上行距20 cm、株距18 cm，密度為8 000 株/畝；因試驗區(qū)域雨水偏多，蘿卜黑腐病（當(dāng)?shù)胤Q黑心病）發(fā)生偏重，分別在6 月27 日、7 月6 日、7 月15 日3 次進行藥劑防治，但防效不是很好，感病仍較重。 7 月30 日收獲，按小區(qū)計實產(chǎn)，并按處理取樣測量相關(guān)生物學(xué)性狀。 試驗前、后分別按處理取混合土樣，檢測土壤pH、交換性鋁含量、有效錳含量、鹽基飽和度、交換性鈣和鎂含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析及樣品檢測

采用Excel 進行數(shù)據(jù)分析和繪圖，對不同處理蘿卜產(chǎn)量結(jié)果作F檢驗， 處理間差異用新復(fù)極差法進行多重比較。 蘿卜及土樣相關(guān)指標(biāo)檢測方法見表1。

表1 蘿卜及土樣相關(guān)指標(biāo)檢測標(biāo)準(zhǔn)及方法

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對蘿卜產(chǎn)量的影響

蘿卜產(chǎn)量結(jié)果見表2， 按處理順序號蘿卜產(chǎn)量逐步提高。 試驗地基礎(chǔ)地力較高， 不施肥蘿卜產(chǎn)量貢獻率在63.15%～77.43%。 兩肥結(jié)合比單施配方肥增產(chǎn)462 kg/畝， 增幅超過10%； 每畝增施100 kg、200 kg、 300 kg 喜洋洋土壤調(diào)理劑比單施配方肥增產(chǎn)697 kg/畝、 774 kg/畝、 954 kg/畝， 增幅分別為16.52%、 18.35%、22.62%；比兩肥結(jié)合增產(chǎn)234 kg/畝、311 kg/畝、491 kg/畝， 增 幅 分 別 為5.01%、6.66%、10.50%。 經(jīng)方差分析，處理間、區(qū)組間差異皆極顯著，區(qū)組間差異極顯著與試驗地為坡地， 肥力隨坡向梯級變化有關(guān)。 經(jīng)新復(fù)極差法比較，各施肥處理比不施肥增產(chǎn)極顯著；兩肥結(jié)合比單施配方肥增產(chǎn)極顯著；畝增施調(diào)理劑200 kg 以上比兩肥結(jié)合增產(chǎn)顯著；調(diào)理劑用量間差異不顯著。

表2 不同處理蘿卜產(chǎn)量分析

用Excel 擬合處理C、 處理D、 處理E、 處理F 4 個處理調(diào)理劑用量與蘿卜產(chǎn)量的二次、三次回歸函數(shù)[10]，相關(guān)系數(shù)皆達極顯著（df=4-2=2 時，r0.05=0.950、r0.01=0.990）。 利用二次函數(shù)計算調(diào)理劑最大用量及蘿卜最高產(chǎn)量，分別為698.2 kg/畝、5 375 kg/畝（圖1）。

圖1 喜洋洋用量與蘿卜產(chǎn)量回歸函數(shù)擬合

2.2 不同處理對蘿卜生物學(xué)性狀的影響

收獲時每小區(qū)取10 株蘿卜測量其長度、腰部直徑、單棵整株質(zhì)量、蘿卜質(zhì)量等指標(biāo)，計算其均值、整齊度，結(jié)果見表3。 不施肥所測指標(biāo)皆明顯低于其他處理；單施配方肥稍高，兩肥結(jié)合更高；隨著喜洋洋土壤調(diào)理劑用量增加，所測指標(biāo)皆呈升高之勢；土壤調(diào)理劑主要促進蘿卜加長、增粗，從而實現(xiàn)增產(chǎn)。 蘿卜長度、莖粗、整株重及蘿卜重等指標(biāo)的整齊度，單施配方肥最低，兩肥結(jié)合略高；隨著調(diào)理劑用量增加，各項指標(biāo)整齊度不斷提高，不施肥最高，應(yīng)該與不施肥土壤肥力更均勻有關(guān)。

表3 不同處理蘿卜經(jīng)濟性狀調(diào)查

2.3 不同處理對蘿卜畸形率及感病率的影響

收獲時每小區(qū)取10 株（每處理40 株）調(diào)查畸形和黑腐病感病蘿卜數(shù)量，計算畸形率和感病率，結(jié)果見圖2。不施肥處理蘿卜的畸形率和黑腐病感病率最低，其他處理的蘿卜畸形率差異不大，單施配方肥的黑腐病感病率最高； 隨著喜洋洋土壤調(diào)理劑用量增加，蘿卜黑腐病感病率呈下降趨勢。

圖2 不同處理蘿卜畸形率及感病率分布

2.4 不同處理對改良酸化土壤的作用

2.4.1 喜洋洋土壤調(diào)理劑對土壤pH 的影響 試驗后土壤pH 整體下降，不施肥下降0.16 個單位，一個種植季節(jié)內(nèi)土壤pH 變化不明顯；配方肥、兩肥結(jié)合下降幅度較大，分別下降0.75、0.63 個單位，增施有機肥對土壤酸化有所緩解；隨著該調(diào)理劑用量增加，土壤pH 下降程度明顯減小， 比試驗前分別下降0.55、 0.20、 0.11 個單位， 該調(diào)理劑用量越大， 中和土壤酸性的能力越強， 對酸化土壤的改良效果越好（圖3）。

圖3 不同處理試驗前后土壤pH 變化

2.4.2 喜洋洋土壤調(diào)理劑對土壤交換性鋁的影響土壤交換性鋁是土壤潛在酸的主要來源， 其含量越高，潛在酸度越大。 與土壤交換性氫一起組成了土壤的交換性酸總量，是土壤酸度的容量指標(biāo)[12]。 試驗后整體下降，不施肥下降0.38 cmol/kg，配方肥、兩肥結(jié)合分別下降0.80 cmol/kg、1.38 cmol/kg， 平衡施肥和增施有機肥對土壤鋁的轉(zhuǎn)換有一定抑制作用； 隨著該調(diào)理劑用量增加，土壤交換性鋁不斷下降，分別下降1.69 cmol/kg、2.08 cmol/kg、3.73 cmol/kg，有效抑制了鋁在土壤中的轉(zhuǎn)換，土壤活性酸降低，酸化得到緩解，鋁毒害風(fēng)險得到控制（圖4）。

圖4 不同處理試驗前后土壤交換性鋁含量變化

2.4.3 喜洋洋土壤調(diào)理劑對土壤有效錳含量的影響試驗后土壤有效錳含量整體下降，不施肥、配方肥、兩肥結(jié)合的處理降幅度相當(dāng)， 分別下降14.1 mg/kg、9.3 mg/kg、7.8 mg/kg；隨著該調(diào)理劑用量增加，土壤有效錳含量下降幅度迅速增大， 分別下降59.2 mg/kg、84.5 mg/kg、117.4 mg/kg，有效抑制了土壤錳向有效態(tài)轉(zhuǎn)化，錳過量緩解（圖5）。

圖5 不同處理試驗前后土壤有效錳含量變化

2.4.4 喜洋洋土壤調(diào)理劑對土壤鹽基飽和度的影響一般鹽基飽和度≥80%的土壤為較肥沃的土壤；50%～80%的土壤為中等肥力水平；而低于50%，土壤肥力較低[13]。 試驗后不施肥下降2.72 個百分點，配方肥、兩肥結(jié)合上升幅度相當(dāng)，分別上升6.40、6.23 個百分點；隨著該調(diào)理劑用量增加，土壤鹽基飽和度不斷上升，分別上升13.07、16.13、22.36 個百分點，土壤肥力不斷增強、酸性得到改良（圖6）。

圖6 不同處理試驗前后土壤鹽基飽和度變化

2.4.5 喜洋洋土壤調(diào)理劑對土壤交換性鈣、鎂含量的影響 試驗后土壤交換性鈣、鎂的含量整體大幅度上升，是否與采樣時間有關(guān)有待研究。不施肥的處理土壤交換性鈣、鎂含量上升幅度最小，分別為1.17 cmol/kg、0.287 cmol/kg，配方肥、兩肥結(jié)合的處理土增加幅度相當(dāng)，交換性鈣分別增加2.71 cmol/kg、2.89 cmol/kg，交換性鎂分別增加0.397 cmol/kg、0.345 cmol/kg；隨著該調(diào)理劑用量的增加，土壤交換性鈣、鎂的含量不斷增加，交換性鈣分別增加3.94 cmol/kg、4.15 cmol/kg、5.30 cmol/kg， 交換性鎂分別增加0.584 cmol/kg、0.678 cmol/kg、0.714 cmol/kg， 調(diào)理劑提供了一定量鈣、鎂元素，促進了土壤鈣、鎂的積累（圖7、圖8）。

圖7 不同處理試驗前后土壤交換性鈣含量的變化

圖8 不同處理試驗前后土壤交換性鎂含量的變化

3 討論與結(jié)論

在有機肥與配方肥結(jié)合施用的基礎(chǔ)上每畝增施該調(diào)理劑200 kg 以上，蘿卜增產(chǎn)達顯著水平，每畝增收蘿卜300 kg 以上，增幅超過5%。 該調(diào)理劑主要促進了蘿卜伸長、 增粗， 并增強了蘿卜對黑腐病的抗性，抑制了蘿卜畸形率，外觀商品質(zhì)量提高，從而實現(xiàn)增產(chǎn)增收。

用Excel 能很好擬合該調(diào)理劑用量與蘿卜產(chǎn)量的二次、三次回歸函數(shù)，相關(guān)系數(shù)極顯著。 二次回歸函數(shù)求得該調(diào)理劑最大用量為698.2 kg/畝， 蘿卜最高產(chǎn)量為5 375 kg/畝。 但此用量投入大， 人工成本高，建議年用量在200 kg/畝左右，連續(xù)3～5 年施用，多年分?jǐn)偝杀荆鸩礁牧妓峄寥馈?/p>

該調(diào)理劑對改良酸化土壤效果較好。 隨著該調(diào)理劑用量增加， 土壤pH 下降幅度明顯減小， 鹽基飽和度、 交換性鈣含量、 交換性鎂含量明顯上升，交換性鋁含量、 有效錳含量則明顯下降， 土壤酸性得到中和、 鋁毒害風(fēng)險得到緩解、 有效錳含量過高得到有效控制、 肥力不斷增強。 與配方肥和有機肥配合施用對比， 畝增施該調(diào)理劑100～300 kg 可使土壤pH 提升0.08～0.52 個單位， 交換性鋁含量下降0.31～2.35 cmol/kg， 有效錳含量下降51.4～109.6 mg/kg，鹽基飽和度提升6.84～16.13 個百分點， 交換性鈣含量提升1.05～2.41 cmol/kg，交換性鎂含量提升0.239～0.369 cmol/kg。

在試驗地及相似區(qū)域酸化棕壤上可廣泛推廣該調(diào)理劑，建議繼續(xù)進行多地區(qū)多作物試驗示范，驗證其治理酸化土壤的作用和對不同作物的增產(chǎn)效果，為其大面積推廣提供更充分的數(shù)據(jù)支撐。