土壤調(diào)理劑對(duì)油菜產(chǎn)量、品質(zhì)及酸性土壤改良的影響

范文靜，楊力，林海濤，宋效宗，劉蘋，陳劍秋，沈玉文,3,4

(1. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所,山東 濟(jì)南 250100；2. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所, 山東 濟(jì)南 250100；3. 農(nóng)業(yè)部廢棄物基質(zhì)化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100；4. 山東省植物營(yíng)養(yǎng)與肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100；5. 金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司/養(yǎng)分資源高效開發(fā)與綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 臨沭 276700)

土壤調(diào)理劑對(duì)油菜產(chǎn)量、品質(zhì)及酸性土壤改良的影響

范文靜1，楊力2，林海濤2，宋效宗2，劉蘋2，陳劍秋5，沈玉文2,3,4

(1. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所,山東 濟(jì)南 250100；2. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所, 山東 濟(jì)南 250100；3. 農(nóng)業(yè)部廢棄物基質(zhì)化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100；4. 山東省植物營(yíng)養(yǎng)與肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100；5. 金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司/養(yǎng)分資源高效開發(fā)與綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 臨沭 276700)

采用盆栽試驗(yàn)研究了以工業(yè)副產(chǎn)品硅鈣鎂磷鉀等為主要成分的酸性土壤調(diào)理劑對(duì)油菜產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤改良效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，在油菜生育期內(nèi)，調(diào)理劑可以顯著提高酸性土壤的pH值和電導(dǎo)率；與空白(CK)處理相比，僅施用調(diào)理劑(T)就可以使油菜產(chǎn)量提高13.0%，調(diào)理劑和復(fù)合肥配施(T+F)可以使油菜產(chǎn)量提高45.0%；僅用調(diào)理劑可以使油菜VC含量提高4.3%，硝酸鹽含量提高22.45%，對(duì)可溶性糖基本無影響。

土壤調(diào)理劑；酸性土壤；油菜；產(chǎn)量；品質(zhì)

AbstractA pot experiment was conducted to study the effects of byproduct amendments containing silicon, calcium, magnesium, phosphorus and potassium on yield, quality of oilseed rape and improvement of acidic soil. The results showed that, during the growth period of oilseed rape, the pH value and conductivity of acidic soil could be significantly improved by amendments. Compared with the control (CK), the amendments (T) could significantly increase the yield of oilseed rape by 13.0%, and the amendments with fertilizer (T+F) could increase the yield of oilseed rape by 45.0%. The amendments could increase the content of vitamin C by 4.3%, and the nitrate content by 22.45%, but had little influence on the soluble sugar content.

KeywordsSoil conditioner; Acidic soil; Oilseed rape; Yield; Quality

土壤酸化主要是指土壤中的H+和Al3+數(shù)量增加，導(dǎo)致土壤陽離子庫的耗竭，是土壤質(zhì)量退化的重要形式之一[1，2]。土壤酸化不僅造成土壤中Ca、Mg、P等營(yíng)養(yǎng)元素的流失，土壤理化性質(zhì)惡化，土壤微生物活性降低，而且使得土壤中重金屬化合物和金屬元素Al的有效性提高，而酸性土壤中Al的毒害是抑制作物生長(zhǎng)和導(dǎo)致作物減產(chǎn)的主要原因[3-5]。近年來，中國土壤酸化在酸度和酸化面積上均呈加速擴(kuò)大趨勢(shì)[6]，嚴(yán)重制約了我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[7，8]。Guo等[9]研究表明，我國農(nóng)田土壤pH值在過去20年間平均下降了約0.5個(gè)單位，相當(dāng)于土壤酸量(H+)在原有基礎(chǔ)上增加了2.2倍。

施用土壤調(diào)理劑是修復(fù)退化土壤的重要措施之一[10], 土壤調(diào)理劑能有效改善土壤物理、化學(xué)和生物性質(zhì)，使其更適宜于作物生長(zhǎng)[11-14]。石灰是傳統(tǒng)的改良酸性土壤的調(diào)理劑，但長(zhǎng)期或大量使用石灰會(huì)引起土壤板結(jié)，導(dǎo)致土壤中部分養(yǎng)分失衡甚至引起作物減產(chǎn)[15]。硅鈣鎂鉀調(diào)理劑作為一種工業(yè)副產(chǎn)物，一方面可調(diào)理土壤酸堿度，改良酸性土壤; 另一方面其含有大量的硅、鈣、鎂中量元素以及鐵、鉬、鋅、硼等微量元素，養(yǎng)分全面[16，17]。因此，我們針對(duì)膠東地區(qū)酸性土壤存在的問題，以盆栽小油菜為試驗(yàn)材料，研究硅鈣鎂鉀調(diào)理劑在改良土壤酸化、提高作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì)等方面的作用，探索解決膠東地區(qū)土壤酸化的新途徑。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年8月23日至10月22日在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。 供試土壤來自膠東種植了8年的蘋果園，棕壤， pH值5.67，硝態(tài)氮含量49.89 mg/kg，氨態(tài)氮83.09 mg/kg，速效磷27.61 mg/kg，速效鉀164 mg/kg，有機(jī)質(zhì)1.31%。

1.2試驗(yàn)材料

供試材料為“蘇州青”油菜。硅鈣鎂鉀調(diào)理劑成分見表1，硝基復(fù)合肥，N- P2O5- K2O含量為15%-15%-15%。

表1硅鈣鎂鉀調(diào)理劑指標(biāo)

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì), 設(shè)4個(gè)處理,分別為：空白對(duì)照CK, 不施用任何肥料和調(diào)理劑；T，單施土壤調(diào)理劑處理；F, 單施復(fù)合肥處理；T+F, 同時(shí)施用調(diào)理劑和復(fù)合肥處理。每處理重復(fù)3次。調(diào)理劑施用量為48.9 g/盆，全部基施；復(fù)合肥施用量為3.67 g/盆，全部基施。8月23日播種，盆直徑25 cm, 每盆裝土10 kg，播種若干粒，15天后間苗，每盆留10棵油菜。盆栽灌溉均使用pH值為6.78的去離子水。

1.4測(cè)定項(xiàng)目及數(shù)據(jù)分析

土壤pH值和電導(dǎo)率測(cè)定:盆栽試驗(yàn)開始后，分別于0、1、2、5、10、30、60、120天測(cè)定土壤pH值及電導(dǎo)率，每盆分不同位置，同一高度測(cè)4個(gè)點(diǎn)，油菜收獲后仍定期灌溉及測(cè)定直至120天。

田間試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，每個(gè)處理隨機(jī)采取5棵油菜鮮樣用于測(cè)定硝酸鹽、VC、可溶性糖含量。硝酸鹽含量采用硫酸-水楊酸比色法測(cè)定；VC含量采用2, 6-二氯靛酚滴定法測(cè)定；可溶性糖采用蒽酮比色法測(cè)定。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Micrsoft Excel和DPS軟件分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1土壤調(diào)理劑對(duì)土壤pH值及電導(dǎo)率的影響

由圖1看出，調(diào)理劑施入后， T、T+F處理的土壤pH值顯著升高，由原來的5.67提高到7.50以上；復(fù)合肥的施加可以使土壤pH值提高0.2左右；無調(diào)理劑處理(CK、F)土壤pH值處理在7天左右略微提高，30天后，所有處理土壤的pH值均降低，60天之后pH值基本保持不變。

由圖2可以看出， F、T+F處理土壤電導(dǎo)率升高明顯，這是由于復(fù)合肥中大量無機(jī)鹽溶解造成的；單施調(diào)理劑處理(T)土壤電導(dǎo)率在施用7天后才有顯著提高，說明調(diào)理劑中的枸溶性物質(zhì)在土壤中逐漸溶解，從而提高了土壤的電導(dǎo)率。

圖1 土壤pH值隨時(shí)間變化曲線

圖2 土壤電導(dǎo)率值隨時(shí)間變化曲線

2.2土壤調(diào)理劑對(duì)油菜生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

由表2看出, 與空白對(duì)照(CK)處理相比, 單施復(fù)合肥和調(diào)理劑均能顯著提高油菜產(chǎn)量；單施調(diào)理劑處理(T)油菜產(chǎn)量比CK提高13.0%；單施復(fù)合肥處理(F)油菜產(chǎn)量比CK提高31.1%；調(diào)理劑和復(fù)合肥配合施用處理(T+F)油菜產(chǎn)量提高45.0%，說明調(diào)理劑和復(fù)合肥配合施用對(duì)作物增產(chǎn)效果明顯。

表2不同施肥處理對(duì)油菜株高及產(chǎn)量的影響

處理株高(cm)產(chǎn)量(g/盆)增產(chǎn)率(%)CK7.42a779.6dT7.89b881.2c13.0F8.22c1022.04b31.1T+F8.65d1130.4a45.0

2.3土壤調(diào)理劑對(duì)油菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

人類膳食中90%以上的VC來自蔬菜和水果[18]，并且蔬菜對(duì)人體攝入硝酸鹽的貢獻(xiàn)率超過80%[19，20]。由表3可以看出，施用調(diào)理劑處理(T)油菜VC含量最高，比CK處理提高4.3%，調(diào)理劑和復(fù)合肥配施處理VC含量最低。與CK相比，施用調(diào)理劑和復(fù)合肥均可顯著提高油菜的硝酸鹽含量，其中調(diào)理劑處理硝酸鹽含量增加量最少，比CK高22.45%，而調(diào)理劑與復(fù)合肥配施硝酸鹽提高達(dá)56.16%。這是因?yàn)橛筒耸窍驳魑?，?fù)合肥中氮肥的施用會(huì)導(dǎo)致植株累積硝態(tài)氮，從而增加了油菜硝酸鹽含量?？扇苄蕴鞘菂⑴c細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)的主要物質(zhì)之一，糖的積累能提高細(xì)胞滲透濃度，增加植物的抗性。與CK和T處理相比， F、T+F處理顯著降低了油菜的可溶性糖含量，調(diào)理劑對(duì)油菜可溶性糖含量基本沒有負(fù)面影響。

表3不同施肥處理對(duì)油菜品質(zhì)的影響

處理VC(mg/kg)硝酸鹽(mg/kg)可溶性糖(%)CK421.82a38.39c1.64aT439.85a47.01b1.61aF411.38a57.44a0.90bT+F342.78b59.95a0.87b

3 小 結(jié)

本試驗(yàn)結(jié)果表明，施用調(diào)理劑短期內(nèi)可以顯著提升酸性土壤的pH值和電導(dǎo)率，而復(fù)合肥對(duì)酸性土壤的pH值影響不大。調(diào)理劑的加入可以顯著提高油菜產(chǎn)量，調(diào)理劑和復(fù)合肥配合施用對(duì)油菜增產(chǎn)效果最為明顯；調(diào)理劑的加入可以提高油菜的VC含量并且對(duì)可溶性糖影響不大，改善了油菜品質(zhì)。而復(fù)合肥的加入會(huì)降低油菜VC和可溶性糖含量，顯著提高硝酸鹽含量，可見過量施肥會(huì)降低油菜的品質(zhì)。因此，調(diào)理劑可以作為酸性土壤調(diào)理劑來改善土壤生態(tài)系統(tǒng)，提高土壤質(zhì)量，在農(nóng)業(yè)上具有一定的應(yīng)用前景。

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EffectofAmendmentsonYield,QualityofOilseedRapeandImprovementofAcidicSoil

Fan Wenjing1, Yang Li2, Lin Haitao2, Song Xiaozong2, Liu Ping2, Chen Jianqiu5, Shen Yuwen2,3,4

(1.InstituteofAgriculturalQualityStandardsandTestingTechnology,ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan250100,China; 2.InstituteofAgriculturalResourcesandEnvironment,ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan250100,China; 3.KeyLaboratoryofWastesMatrixUtilization,MinistryofAgriculture,Jinan250100,China; 4.ShandongProvincialKeyLaboratoryofPlantNutritionandFertilizer,Jinan250100,China; 5.KingentaEcologicalEngineeringGroupCo.,Ltd./StateKeyLaboratoryofEfficientDevelopmentandIntegratedUtilizationofNutritionResources,Linshu276700,China)

10.14083/j.issn.1001-4942.2017.09.021

2017-08-06

“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAD11B02); 山東省自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目“生物表面活性劑體系聚集行為及其對(duì)重金屬污染土壤淋洗修復(fù)效果的影響”(ZR2016BQ30)； 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年英才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目 “陰陽離子表面活性劑復(fù)配體系對(duì)水溶肥料溶解度的影響”

范文靜(1988—)，女，學(xué)士，研究實(shí)習(xí)員，主要從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)工作。E-mail：waini6627@sina.com

沈玉文(1982—)，女，博士，副研究員，主要從事新型肥料研制工作。E-mail：wendy_yws@163.com

S156.2：S634.3

A

1001-4942(2017)09-0114-04