施用硼鎂鈣土壤調(diào)理劑對(duì)紅壤旱地芝麻產(chǎn)量和土壤性質(zhì)的影響

宋惠潔 王惠明 胡秋萍

摘 要：連續(xù)2年以常規(guī)施肥為對(duì)照，進(jìn)行硼鎂鈣土壤調(diào)理劑不同用量的田間試驗(yàn)，研究其對(duì)芝麻產(chǎn)量和土壤性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，施用硼鎂鈣土壤調(diào)理劑可提高芝麻產(chǎn)量，施用量為2.25×103kg/hm2時(shí)，增產(chǎn)幅度最大，增產(chǎn)35.34%～43.17%;對(duì)紅壤旱地土壤有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分含量沒(méi)有顯著影響;可提高土壤pH、降低土壤交換性酸、交換性氫與交換性鋁的含量，對(duì)土壤酸化有一定的阻控效果。

關(guān)鍵詞：硼鎂鈣土壤調(diào)理劑;紅壤;芝麻;土壤改良;

中圖分類(lèi)號(hào) S156.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）24-0119-04

Abstract：The field experiments were carried out ?to analyze the effects of different dosage of boron magnesium calcium soil conditioner（conventional fertilization as control）on sesame yield and soil properties.the Result shred that the application of this soil conditioner could increase the yield of sesame，and the yield of sesame increased by 35.34% ～ 43.17% when 2.25×103 kg/hm2 was applied;the application of soil conditioner had no significant effect on the content of organic matter and N，P，K of red soil;the application of soil conditioner could increase the pH value of soil and decrease the total amount of exchangeable acid.The boron magnesium calcium soil conditioner could increase the output of sesame of red soil，ando had a certain improvement effect on acidified soil.

Key words：Boron magnesium calcium soil conditioner;Red soil upland;Sesame;Soil improvement

紅壤是我國(guó)南方地區(qū)重要的耕地資源，自然資源豐富，被視為最有潛力的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地 [1-3]。江西省是最典型的紅壤分布區(qū)，耕地土壤以紅壤居多，分布面積最廣，約占江西省總面積的70.6%。但因紅壤本身酸性強(qiáng)、肥力低的特征[4]，加上長(zhǎng)期以來(lái)高強(qiáng)度的農(nóng)業(yè)活動(dòng)和化肥的大量施用，土壤性質(zhì)發(fā)生了一系列變化，導(dǎo)致紅壤土進(jìn)一步酸化[5]，生產(chǎn)力水平逐漸退化和生態(tài)系統(tǒng)被破壞[6]。目前，紅壤地區(qū)很多耕地土壤pH小于5.5，甚至小于5.0[7]，且糧田、菜地、茶園等不同利用方式的土壤中都出現(xiàn)酸化現(xiàn)象[8]。長(zhǎng)期過(guò)度施用化肥，尤其是氮肥，必然會(huì)加重土壤酸化。酸化會(huì)引起土壤中Al3+沉積，對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用以及造成土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的缺失，從而導(dǎo)致作物減產(chǎn) [9-11]。長(zhǎng)久以來(lái)，人們習(xí)慣用石灰來(lái)改良土壤的酸化問(wèn)題，雖然石灰性物質(zhì)能提高土壤pH，緩解土壤中Al3+的毒害，但是長(zhǎng)期施用石灰會(huì)造成土壤板結(jié)，有機(jī)質(zhì)含量降低，營(yíng)養(yǎng)元素失衡，且停止施用后，土壤易出現(xiàn)“復(fù)酸化”現(xiàn)象[12]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，也常施用有機(jī)物料來(lái)改善土壤酸化，但有機(jī)物料的施入有可能會(huì)給土壤帶來(lái)病原菌或重金屬污染等危害[13]。近年來(lái)，土壤調(diào)理劑的研發(fā)是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，土壤調(diào)理劑作為新興改良劑，以工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品為原料，不僅能解決工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)品帶來(lái)的污染問(wèn)題，還有改良土壤的效果，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。魏嵐[14]等人研究發(fā)現(xiàn)，堿渣、菇渣、污泥、泥炭土壤調(diào)理劑均具有改良酸性土壤，提升作物產(chǎn)量和品質(zhì)的作用。周金波[15]等人通過(guò)研究不同土壤調(diào)理劑對(duì)黃瓜生長(zhǎng)和土壤理化性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)土壤調(diào)理劑能增強(qiáng)黃瓜的抗病能力，促進(jìn)黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育，緩解土壤酸化。張雁[16]等人研究發(fā)現(xiàn)BGA土壤調(diào)理劑能增加土壤養(yǎng)分含量，提高土壤的保水保墑能力。陶林[17]等人發(fā)現(xiàn)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)理劑能提高土壤的保水能力及養(yǎng)分供應(yīng)能力，進(jìn)而促進(jìn)木薯的生長(zhǎng)發(fā)育，提高木薯產(chǎn)量。范文靜[18]等人研究發(fā)現(xiàn)，在油菜生育期施用以工業(yè)副產(chǎn)品硅鈣鎂磷鉀等為主要成分的酸性土壤調(diào)理劑顯著提高了土壤的pH值和作物產(chǎn)量。針對(duì)我國(guó)南方紅壤旱地土壤退化嚴(yán)重，酸性強(qiáng)以及我國(guó)環(huán)境污染的現(xiàn)狀，金瑪（寬甸）肥業(yè)有限公司推出了一種新型的土壤調(diào)理劑—硼鎂鈣土壤調(diào)理劑[19]。該土壤調(diào)理劑在煙草，水稻、玉米、小麥、花生等作物生產(chǎn)上研究的比較多，但在芝麻生產(chǎn)上應(yīng)用的研究鮮有報(bào)道。因此，本研究以江西紅壤旱地為對(duì)象，以芝麻為供試作物，2017和2018邊續(xù)2年進(jìn)行田間試驗(yàn)研究硼鎂鈣土壤調(diào)理劑不同施用量對(duì)江西紅壤旱地的改良效果，以期為其推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地設(shè)在江西省進(jìn)賢縣張公鎮(zhèn)（116°

9′59.7″E，28°21′4.56″N），土壤為第四紀(jì)紅色粘土母質(zhì)發(fā)育的紅壤旱地，土質(zhì)中度熟化，肥力中等偏瘦，持水力較弱。一直進(jìn)行紅薯、花生等旱作物種植。試驗(yàn)前土壤性質(zhì)為：pH為5.05，有機(jī)質(zhì)18.16g/kg，全氮1.32g/kg，全磷0.66g/kg，全鉀10.22g/kg。堿解氮83.44mg/kg，有效磷37.21mg/kg，速效鉀51.37mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料 供試肥料硼鎂鈣土壤調(diào)理劑為灰色或褐色顆粒狀、粉狀，均勻，無(wú)機(jī)械雜質(zhì)。氧化硼、氧化鎂和氧化鈣含量分別為0.5～2.5%、10.0%和3.0%，pH在6.0～7.0之間，呈弱堿性。其他環(huán)境指標(biāo)等均符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定。

供試作物為芝麻（贛芝8號(hào)）。播種量為3.75kg/hm2，播種期為6月上旬，收獲期為10月中旬。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2017年4月至2018年11月進(jìn)行，為隨機(jī)區(qū)組排列，共設(shè)4個(gè)處理：CK：常規(guī)施肥（N、P2O5和K2O分別為90kg/hm2、60kg/hm2和105kg/hm2）。T50：常規(guī)施肥+硼鎂鈣土壤調(diào)理劑0.75×103kg/hm2。T100：常規(guī)施肥+硼鎂鈣土壤調(diào)理劑1.5×103kg/hm2。T150：常規(guī)施肥+硼鎂鈣土壤調(diào)理劑2.25×103kg/hm2。其中，2017和2018連續(xù)2年的試驗(yàn)中，硼鎂鈣土壤調(diào)理劑均全部做基肥一次性施用，氮磷鉀用量與CK相同。氮磷鉀肥的種類(lèi)分別為尿素、鈣鎂磷肥和氯化鉀。每處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積為40m2，其他管理措施均按當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣。

1.4 樣品測(cè)定方法 在芝麻成熟期測(cè)定每個(gè)小區(qū)的籽粒產(chǎn)量。在芝麻收獲后用土鉆采集耕層土壤樣品（0-20cm），每個(gè)小區(qū)采集5個(gè)點(diǎn)，混合成一個(gè)土壤樣品。帶回室內(nèi)風(fēng)干過(guò)篩，分析土壤pH、交換性酸、交換性鋁和速效氮磷鉀，具體方法參考魯如坤著的《土壤農(nóng)化分析》[20]。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析 數(shù)據(jù)分析采用Excel 2003進(jìn)行，方差分析采用SPSS 16.0進(jìn)行，顯著性檢驗(yàn)采用LSD方法，不同的小寫(xiě)字母表示各處理存在顯著差異（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同硼鎂鈣土壤調(diào)理劑用量對(duì)芝麻產(chǎn)量的影響 由表1可知，施用硼鎂鈣土壤調(diào)理劑可以顯著提高紅壤旱地上的芝麻產(chǎn)量。與CK相比，2017年，T50、T100和T150處理下芝麻產(chǎn)量分別增加了14.00%、18.94%和35.34%，且以T150處理的產(chǎn)量最高;2018年，受干旱影響，芝麻產(chǎn)量較2017年明顯下降，但施用硼鎂鈣土壤調(diào)理仍可以增加芝麻產(chǎn)量，其中T100和T150處理下芝麻產(chǎn)量增加顯著，增幅分別為26.27%和43.17%。因此，紅壤旱地施用硼鎂鈣土壤調(diào)理劑具有穩(wěn)定的增產(chǎn)作用。

2.2 不同硼鎂鈣土壤調(diào)理劑用量對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響 從連續(xù)2年的結(jié)果來(lái)看，施用硼鎂鈣土壤調(diào)理劑對(duì)紅壤旱地土壤有機(jī)質(zhì)含量有一定的提升作用，但效果不顯著（表2）。2017年，T50、T100和T150處理下有機(jī)質(zhì)含量較CK分別增加了0.35%、3.40%和3.80%，以T150處理有機(jī)質(zhì)含量最高;2018年，各處理下有機(jī)質(zhì)含量的變化趨勢(shì)與2017年一致，T150處理下有機(jī)質(zhì)含量為最高，T50、T100和T150處理有機(jī)質(zhì)含量較CK分別增加了0.81%、3.25%和4.07%。

2.3 不同硼鎂鈣土壤調(diào)理劑用量對(duì)土壤速效氮磷鉀含量的影響 由表3可知，施用硼鎂鈣土壤調(diào)理劑使紅壤旱地土壤速效氮、磷和鉀養(yǎng)分含量有下降趨勢(shì)，且隨著調(diào)理劑的用量增加，下降幅度增大，但總體來(lái)說(shuō)，各處理的變化均不顯著。其中2017年，T150處理下降幅度最大，堿解氮、有效磷、速效鉀分別較CK降低了22.27%、31.51%和24.85%;2018年與2017年變化趨勢(shì)相同，下降幅度小于2017年，T150處理下堿解氮、有效磷、速效鉀較CK分別降低了14.26%、19.10%和18.41%。

2.4 不同硼鎂鈣土壤調(diào)理劑用量對(duì)土壤酸化改良的影響 研究發(fā)現(xiàn)，施用硼鎂鈣土壤調(diào)理劑可以較好地緩解紅壤旱地的土壤酸化問(wèn)題（表4）。2017年，與CK相比，各處理土壤pH顯著升高，交換性酸總量、交換性氫和交換性鋁均有所降低，其中，T100降酸效果最好，T100處理下交換性酸總量、交換性氫與交換性鋁較CK分別降低了10.28%、38.89%和7.65%;2018年，與CK相比，各處理下土壤pH顯著升高，交換性酸總量、交換性氫和交換性鋁也均有降低趨勢(shì)，其中，以T150降酸效果最好，T150處理下交換性酸總量、交換性氫與交換性鋁較CK分別降低了10.60%、31.25%和8.96%。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，在江西紅壤旱地種植芝麻，施用硼鎂鈣土壤調(diào)理劑可以顯著增加芝麻產(chǎn)量，對(duì)土地酸化有一定的阻控效果，以2.25×103 kg/hm2施用量效果最佳。

土壤是作物生長(zhǎng)發(fā)育的基石，土壤中的養(yǎng)分是作物吸收養(yǎng)分的主要來(lái)源，因此土壤酸化、土地貧瘠、耕地土壤退化會(huì)給作物生長(zhǎng)發(fā)育帶來(lái)一系列的問(wèn)題[21-22]。本研究采用的是金瑪（寬甸）肥業(yè)有限公司研發(fā)的一種新型的硼鎂鈣土壤調(diào)理劑，是將硼砂廢棄物、廉價(jià)的硼鎂礦石、腐殖酸和復(fù)合微生物菌劑加工而成，不僅有改良土壤，增加作物產(chǎn)量的效果，還具有節(jié)能減排的功能。2017和2018連續(xù)2年施用硼鎂鈣土壤調(diào)理劑，芝麻產(chǎn)量均增加，且隨著硼鎂鈣土壤調(diào)理劑施用量的增加而增加，說(shuō)明該調(diào)理劑有增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的作用;隨著硼鎂鈣土壤調(diào)理劑施用量的增加，土壤pH值上升，交換性酸總量、交換性氫和交換性鋁均有所下降，說(shuō)明該調(diào)理劑有一定的降酸效果，這與前人的研究結(jié)果相一致[23]。施入硼鎂鈣土壤調(diào)理劑土壤有機(jī)質(zhì)含量沒(méi)有顯著增加，土壤氮磷鉀養(yǎng)分含量也略有降低的趨勢(shì)，這可能是由于硼鎂鈣土壤調(diào)理劑增加了作物的產(chǎn)量，作物吸收帶走養(yǎng)分的增加會(huì)造成土壤中有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分的降低。

參考文獻(xiàn)

[1]孫波，張?zhí)伊?，趙其國(guó).我國(guó)東南丘陵山區(qū)土壤肥力的綜合評(píng)價(jià)[J].土壤學(xué)報(bào)，1995，32（4）：362–369.

[2]武琳，黃尚書(shū)，葉川，等.土地利用方式對(duì)江西紅壤旱地碳庫(kù)管理指數(shù)的影響[J].土壤，2017，49（06）：1275-1279.

[3]王長(zhǎng)松，周海波，葉川.江西省紅壤旱地多年輪種模式的綜合效益評(píng)價(jià)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2019（14）：163-167.

[4]李慶逵.中國(guó)紅壤[M].北京：科學(xué)出版社，1983.

[5]于天一，孫秀山，石程仁，等.土壤酸化危害及防治技術(shù)研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)雜志，2014，33（11）：3137–3143.

[6]唐賢，蔡澤江，徐明崗，等.紅壤不同利用方式下的剖面酸度特征[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2018，24（06）：1704-1712.

[7]柳開(kāi)樓，熊華榮，胡惠文，等.特貝鈣土壤調(diào)理劑對(duì)紅壤旱地花生產(chǎn)量和阻控土壤酸化的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，44（05）：93-98.

[8]姬鋼.不同土地利用方式下紅壤酸化特征及趨勢(shì)[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2015.

[9]Guo J H，Liu X J，Zhang Y，et al.Significant acidification inmajor Chinese croplands[J].Science，2010，327：1008-1010.

[10]顏雄，彭新華，張楊珠，等.長(zhǎng)期施肥對(duì)紅壤性水稻土理化性質(zhì)的影響及土壤肥力質(zhì)量評(píng)價(jià)[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（03）：49-52.

[11]Cregan P D，Scott B J.Soil acidification an agricultural andenvironmental problem [A].Pratley J E，Robertson A.Agriculturaland the environmental imperative[M].Melbourne：CSIROPublishing，1998.98–128.

[12]李昂.四種土壤調(diào)理劑對(duì)酸性土壤鋁毒害改良效果研究[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2014.

[13]王寧，李九玉，徐仁扣.三種植物物料對(duì)兩種茶園土壤酸度的改良效果[J].土壤，2009，41（05）：764-771.

[14]魏嵐，楊少海，鄒獻(xiàn)中，等.不同土壤調(diào)理劑對(duì)酸性土壤的改良效果[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，36（1）：77-81.

[15]周金波，金樹(shù)權(quán)，姚紅燕，等.不同土壤調(diào)理劑對(duì)黃瓜生長(zhǎng)及土壤理化性質(zhì)的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（01）：38-40.

[16]張雁，張素萍，賈慧文.“BGA土壤調(diào)理劑”在小麥上的肥效試驗(yàn)初報(bào)[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)（下半月刊），2010，16（22）：61+98.

[17]陶林，羅興錄.土壤調(diào)理劑對(duì)土壤肥力和木薯產(chǎn)量的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，45（02）：61-67.

[18]范文靜，楊力，林海濤，等.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[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，49（09）：114-117.

[19]于廣武，孫偉，劉金友，等.硼鎂鈣生物土壤調(diào)理劑的研究與開(kāi)發(fā)[J].化肥工業(yè)，2018，45（06）：7-10+43.

[20]魯如坤.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1999.

[21]王豐建.土壤酸化與營(yíng)養(yǎng)失衡的原因及解決對(duì)策[N].山東科技報(bào)，2019-09-23（005）.

[22]吳甫成，彭世良，王曉燕，等.酸沉降影響下近20年來(lái)衡山土壤酸化研究[J].土壤學(xué)報(bào)，2005，42（2）：219-224.

[23]陳士更，張民，丁方軍，等.腐植酸土壤調(diào)理劑對(duì)酸化果園土壤理化性狀及蘋(píng)果產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].土壤，2019，51（01）：83-89. （責(zé)編：張 麗）