不同土壤調理劑對酸化土壤改良及在黃瓜品質和產量上的應用效果

周 麗 高進華 ，3 解學仕 ，3 王婷婷 吳文濤 李元峰 曾希柏

1 史丹利農業集團股份有限公司 臨沂 276700

2 山東省綠色肥料技術創新中心 臨沂 276700

3 蚯蚓測土實驗室（山東）有限公司 臨沂 276700

腐植酸影響著礦物遷移積累、碳循環、土壤肥力和生態平衡等，且在農業生產、碳減排、土壤修復和環境保護等方面具有很大的應用潛能[1，2]。近年來，以腐植酸為基礎物料的調理劑研發與應用較多，作為腐植酸土壤調理劑，一方面其添加的腐植酸物質，施入土壤以后可以增加土壤有機質含量，形成弱酸緩沖體系，維持土壤酸堿平衡，改善土壤理化性狀；另一方面，添加了鈣、鎂、硅等礦物成分，對提高土壤陽離子交換容量、降低鹽堿化程度具有重要作用[3～5]。為探索不同土壤調理劑對酸化土壤養分及黃瓜產量及品質的影響，以不施土壤調理劑為對照，設置3種不同類型的土壤調理劑，在酸化嚴重的黃瓜大棚進行了試驗，研究土壤養分和黃瓜產量的變化特征。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在山東省臨沂市蘭陵縣溫室黃瓜大棚進行，種植年限12年，大棚長70 m、寬7 m、脊高3 m，土壤類型為潮土。施肥前進行基礎土樣的采集并對供試土壤的基礎指標進行了檢測，其結果見表1。

表1 供試土壤的基本理化性狀Tab.1 Basic physical and chemical properties of the tested soil

1.2 試驗材料

供試作物：黃瓜，品種為“乾德二號”，定植密度為300株/畝。

傳統土壤調理劑：生石灰，主要成分是CaO，CaO≥52%。

含硅鉀鈣土壤調理劑：史丹利農業集團股份有限公司提供，主要成分是K2O≥4%、CaO≥32%、SiO2≥30%，粉狀。

含腐植酸土壤調理劑：史丹利農業集團股份有限公司提供，主要由腐植酸、生石灰和鈣鎂磷肥、含鉀酸硅鹽礦物等材料復配制成，粉狀，其基本性質見表2。

表2 含腐植酸土壤調理劑基本性質Tab.2 Basic properties of humic acid soil conditioner

1.3 試驗設計

試驗共設4個處理，以農民常規管理，即不施用土壤調理劑為對照（CK）；土壤調理劑處理組分別為T1、T2、T3，具體設計見表3。

表3 黃瓜大棚試驗設計Tab.3 Design of cucumber field experiment

每個處理設置3次重復，每個處理占地3畦，同時在試驗地周圍設置保護行，一共15個種植小區，每個小區長度為5 m、寬度為4 m、壟寬0.8 m、壟溝寬0.7 m，每畦種植2行黃瓜，每畦中黃瓜株距0.5 m、行距0.8 m，每行種植10株黃瓜。

常規施肥：2022年4月1日基施肥料，5月3日、20日，6月2日、20日和7月5日追肥5次，第一次沖施大量元素水溶肥料（20-20-20）10 kg/畝，而后每次沖施大量元素水溶肥料（20-10-30）用量10 kg/畝。在黃瓜種植前，將各處理所用的土壤調理劑按40 kg/畝用量一次性施入土壤，深翻20 cm，確保土壤調理劑與土壤混合均勻。之后進行灌水泡田，每小區灌水量5 m3，待水層自然下滲4 d后定植。黃瓜定植后每4 d灌水一次，采用溝灌方式進行灌溉，每次灌水量約30～40 mm。采用溝灌方式于初花期、坐果前期、坐果中期、坐果后期進行追肥，所有處理的除草、農藥等其他栽培管理措施統一按照當地管理措施進行。

黃瓜苗于2022年4月3日定植；每次采收時都按小區單獨采收、稱重、計產，其他栽培管理措施同當地農民習慣一致。

1.4 項目測定

1.4.1 土壤樣品的采集與測定

在黃瓜成熟期時，采用五點取樣法在每個小區內采集黃瓜根際附近的土壤取混合土樣，土壤樣品的取土深度分別為0～20、20～40 cm。土壤運回實驗室后，過濾掉土壤中的雜質，并且自然風干后進行研磨，研磨后的土壤使用1 mm孔篩過濾，裝袋保存用于后續指標測定[6]。

土壤pH值采用去CO2蒸餾水浸提（土水比1∶2.5），精密pH計（TARTER2100）測定。土壤有機質和全氮測定：樣品用鹽酸除去無機碳，烘干，真空去除多余鹽酸；去除無機碳的樣品用球磨機磨5 min后，用元素分析儀（Vario Max C/n，Elementar，Hanau，Germany）上機測定。土壤有效磷測定：0.5 mol/L碳酸鈉溶液浸取土壤中的磷離子，用鉬銻抗試劑顯色后進行比色測定。土壤有效鉀測定：用1 mol/L醋酸銨溶液浸取土壤中的鉀離子，在火焰光度計上測定讀數[6]。

1.4.2 黃瓜植株生長狀況、品質及產量測定

黃瓜生長測定：于2022年6月12日，黃瓜定植后60 d，在黃瓜生長中期選取15株黃瓜，對黃瓜株高、莖粗和葉綠素含量進行原位測量。用米尺測黃瓜植株除去地下根部的總長度確定株高；用游標卡尺測莖基直徑確定莖粗；用SPAD 502plus葉綠素儀測定葉片的葉綠素相對含量，葉綠素測定用SPAD 502plus葉綠素儀測定，每一株黃瓜頂端往下第四片葉子，測3次取平均值。

黃瓜品質測定：可溶性固形物含量采用手持折光儀測定；Vc含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定；硝酸鹽含量采用紫外分光光度法測定；可溶性糖含量用蒽酮比色法測定[7]。

1.5 數據分析

采用Excel 2016軟件進行數據整理，使用Microsoft Excel 2010軟件進行數據整理，使用SPSS12.0軟件進行方差分析和顯著性（P＜0.05）分析。

2 結果與分析

2.1 不同土壤調理劑對土壤理化性質的影響

由表4可以看出，與CK相比，T1、T2、T3處理均可顯著提高酸性土壤pH值。3種土壤調理劑施入0～30 d內，土壤pH值均大幅提高，之后趨于穩定；施入240 d后，與CK相比，T1、T2和T3處理的土壤pH值分別提高2.42、2.43和2.43個單位，但3種土壤調理劑的效果之間沒有顯著性差異。

表4 不同土壤調理劑處理對土壤pH值的影響Tab.4 Effects of different soil conditioners on pH of soil

土壤有機質既是植物礦質營養和有機營養的供給源，也是形成土壤結構的重要因素。因此，土壤有機質直接影響著土壤的保肥性、保水性、緩沖性、耕性和通氣狀況等。由表5可以看出，與CK相比，T1生石灰為無機產品，施入后對土壤有機質含量基本無影響；而T2、T3處理能顯著增加土壤有機質含量，施用后土壤有機質含量分別提高7.27%和8.18%，差異顯著，但T2、T3處理后的有機質含量無顯著差異，表明含腐植酸土壤調理劑和含硅鉀鈣土壤調理劑均具有一定的土壤培肥功能。

表5 不同土壤調理劑處理對土壤理化性質的影響Tab.5 Effects of different soil conditioners on physical and chemical properties of soil

與CK處理相比，T1處理土壤速效磷、速效鉀含量稍有升高，但均未達到顯著性差異。與T1處理相比，T2、T3處理土壤速效磷含量分別提高1.54%和6.40%；T2、T3處理土壤速效鉀含量分別提高12.80%和14.86%，說明T3處理能夠有效提高土壤速效磷、速效鉀的含量；與CK處理相比，T1處理雖然能夠降低土壤容重，但差異不顯著；與T1處理相比，T2、T3處理能夠顯著降低土壤容重，分別降低了4.10%和8.30%，改良效果達到顯著性差異水平。

2.2 不同土壤調理劑對黃瓜生長、品質和產量的影響

2.2.1 不同土壤調理劑對黃瓜生長指標的影響

黃瓜定植60 d后，處理T1～T3對黃瓜株高、莖粗、葉片數有一定的促進作用，其中對黃瓜莖粗作用更明顯（表6），T2、T3處理的莖粗較T1處理分別提高了26.73%和33.66%。T2、T3處理葉綠素相對含量無顯著差異，與CK、T1處理相比有顯著差異。說明T2、T3處理對黃瓜生長指標均優于CK和T1處理，但是T2、T3處理間無明顯差異。

表6 不同土壤調理劑處理對黃瓜生長指標的影響Tab.6 Effects of different soil conditioners on growth index of cucumber

2.2.2 不同土壤調理劑對黃瓜品質的影響

Vc、可溶性固形物、可溶性糖、硝酸鹽含量是黃瓜品質鑒定的主要指標。在不同處理下黃瓜的Vc、可溶性糖、硝酸鹽含量差異顯著，T1～T3對硝酸鹽含量均有降低作用，對可溶性糖含量有提高作用（表7）。與CK相比，T1、T2、T3處理Vc含量分別提高了5.24%、6.52%、14.55%，硝酸鹽含量分別降低了17.93%、23.37%、25.91%，可溶性糖含量分別提高了9.34%、13.51%、22.36%。與T1相比，T2、T3處理的Vc、可溶性糖含量相對較高，差異顯著；T3處理的可溶性固形物含量相對較高，差異顯著。T3比T2的Vc、可溶性固形物、可溶性糖含量分別提高了7.53%、7.33%、7.79%，差異顯著；T3比T2對硝酸鹽含量降低率為3.32%，差異顯著，因此T3處理的黃瓜口感最好，品質最高。

表7 不同土壤調理劑處理對黃瓜品質及產量的影響Tab.7 Effects of different soil conditioners on the quality and yield of cucumber

2.2.3 不同土壤調理劑對黃瓜產量的影響

從4月3日黃瓜定植到9月20日拉秧的過程中分次采收，進行計產，換算成黃瓜的畝產量，并對結果進行統計分析（表7）。不同處理產量分析表明，施用土壤調理劑的黃瓜產量顯著高于CK，T1、T2、T3處理增產率分別為9.22%、17.23%、31.69%，其中T3處理增產率最高，各處理之間差異均顯著。

3 結論與討論

試驗結果顯示，與CK相比，施用傳統土壤調理劑（T1）、含硅鉀鈣土壤調理劑（T2）和含腐植酸土壤調理劑（T3）均可顯著提高酸性土壤pH值，但3種土壤酸化改良劑的效果之間沒有顯著性差異。施用含腐植酸土壤調理劑的土壤有機質含量，土壤速效磷、速效鉀含量較CK分別提高了8.18%、17.4%、16.0%，且能夠顯著降低土壤容重，較CK降低了12.5%，說明含腐植酸土壤調理劑具有培肥地力、改良土壤的功能。而且試驗表明，施用含腐植酸土壤調理劑黃瓜品質最好。

腐植酸施入土壤后能夠增加土壤有機質，加速土壤團粒結構的形成和土壤交換性鉀的釋放。同時，作為一種酸堿緩沖物質，腐植酸土壤調理劑中的部分腐植酸類物質與土壤中的離子結合成鹽，形成緩沖體系，改善土壤理化性狀，增加土壤養分含量。由于施用傳統土壤調理劑生石灰，還得補充外源的磷素和鉀素，而含腐植酸土壤調理劑中的腐植酸施到土壤中減少了土壤中磷的固定和鉀的淋失，從而提高土壤速效磷、鉀的含量。

試驗結果表明，與傳統土壤調理劑、含硅鉀鈣土壤調理劑相比，含腐植酸土壤調理劑不但能夠改善土壤的理化性狀，增加土壤養分，還能夠提高黃瓜產量，改善黃瓜品質。

綜上所述，施用腐植酸類土壤調理劑在改良酸化土壤、活化土壤養分以及提高農作物產量和品質等方面效果較好，有利于綠色生態低碳農業的發展，可推廣應用。