施堿性基質(zhì)肥對雷竹林土壤性狀與雷筍產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

李松昊，張煒，阮弋飛，張小華，鄔奇峰，祝小祥*

(1.杭州市臨安區(qū)農(nóng)林技術(shù)推廣中心，浙江 臨安 311300； 2.中國林業(yè)科學研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 富陽 311400)

雷竹(Phyllostachyspraecox)為禾本科竹亞科剛竹屬植物，是我國出筍最早、筍味鮮美、產(chǎn)量高、效益大的優(yōu)良散生筍用竹種[1-2]。近年來，雷竹種植面積不斷增加，浙江省余杭、德清、臨安等地雷竹種植總面積已達6萬hm2[3]。自上世紀90年代起，杭州市臨安區(qū)等地采取以地表覆蓋增溫為核心的集約經(jīng)營技術(shù)，該經(jīng)營模式極大地提高了筍農(nóng)的經(jīng)濟效益[4]。然而，隨著覆蓋年限的增加，化肥逐年投入，遠遠超出了竹林當年所需施肥量，進而使雷竹林出現(xiàn)明顯的退化現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為竹鞭上浮、竹林開花、雷竹筍產(chǎn)量下降、土壤和竹筍品質(zhì)下降等[5]。目前，人們對于集約經(jīng)營下雷竹林地養(yǎng)分性質(zhì)的變化有較多報道[6-9]，其中土壤酸化及質(zhì)量退化是較為突出的問題。根據(jù)雷竹主產(chǎn)區(qū)浙江省杭州市臨安區(qū)農(nóng)林部門近年來對雷竹林地土壤采樣監(jiān)測、地力長期定位監(jiān)測分析以及實地農(nóng)戶調(diào)查，目前雷竹林地及生產(chǎn)經(jīng)營中存在4方面突出問題：一是土壤酸化嚴重，土壤pH值<4.5的竹林面積占51.5%、pH值4.5～5.4的占32.7%；二是養(yǎng)分嚴重失衡，如雷竹林土壤有效磷含量平均達到117 mg·kg-1以上，其中覆蓋竹林土壤有效磷含量甚至高達1 000 mg·kg-1以上，大大高于40 mg·kg-1的合理水平；三是生態(tài)環(huán)境惡化，主要是竹農(nóng)長期大量盲目使用化肥和未經(jīng)發(fā)酵處理的畜禽糞便作為孵筍原料，導致產(chǎn)區(qū)地表水體富營養(yǎng)化加劇，毗鄰河流水體DOC含量達16.55 mg·L-1；四是鮮筍品質(zhì)明顯下降，口感硬，可食用部分減少。

當前雷竹林土壤改良方法一般采用客土法或施石灰等手段，但客土法存在取土困難、費工費力，施石灰容易造成土壤板結(jié)、改土效果差等缺陷，尚未見有利用生物堿性有機物料搭配其他有機無機營養(yǎng)物質(zhì)研制生產(chǎn)的用于退化雷竹林土壤改良用的基質(zhì)肥料的方法路徑。為此杭州錦海農(nóng)業(yè)科技有限公司以牛糞、山核桃外蒲殼基質(zhì)為主要原料開發(fā)了一種堿性基質(zhì)肥。其主要成分為50%牛糞干基，20%山核桃外蒲殼基質(zhì)，其他為蛭石等填加料及少量緩釋肥。其容重0.454 g·cm-3，pH值7.7，全氮1.55%，全磷2.96%，全鉀1.24%；緩釋肥養(yǎng)分含量38%(N∶P∶K為18∶8∶12)。旨在探索出一條降低雷竹林速效肥使用量，改良退化雷竹林土壤性質(zhì)的新路。

為評價其作為集約經(jīng)營雷竹林土壤改良肥料的效果和可行性，以期為竹農(nóng)合理施肥、降低生產(chǎn)成本、緩解土壤環(huán)境問題提供理論依據(jù)和科學參考，我們在杭州市臨安區(qū)太湖源鎮(zhèn)、於潛鎮(zhèn)分別開展了試驗研究。

1 材料與方法

1.1 材料

供試肥料為一種利用農(nóng)林廢棄物(牛糞、山核桃蒲殼)開發(fā)的堿性基質(zhì)肥料(杭州錦海農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn))；45%復合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)市售；生石灰及雞糞(農(nóng)戶自購)。

1.2 方法

1.2.1 處理設計

堿性基質(zhì)肥對土壤理化指標的影響。試驗在杭州市臨安區(qū)於潛鎮(zhèn)潛東村雷竹地進行，試驗地竹林為15年以上退化雷竹林，林地為洪積泥砂田，土壤pH值4.9。試驗于6月初結(jié)合林地土壤翻耕進行，設3個處理3次重復共9個小區(qū)。雨天前將各處理用料一次性均勻撒施于土表，然后再進行土壤翻耕。各試驗處理施肥種類及劑量為：處理1，生石灰7.5 t·hm-2；處理2，堿性基質(zhì)肥30 t·hm-2；處理3，空白對照不施肥。

堿性基質(zhì)肥對筍產(chǎn)量與品質(zhì)的影響。試驗設在杭州市臨安區(qū)太湖源鎮(zhèn)畈龍村，該地是我國雷竹的主要產(chǎn)區(qū)之一，也是雷竹覆蓋技術(shù)推廣實施最早的地區(qū)，試驗地竹林為10年左右成林雷竹林，試驗前該林地已連續(xù)孵筍2年，由于管理不善竹林已現(xiàn)敗退現(xiàn)象，林地土壤類型為洪積泥砂田，土壤pH值為4.7。試驗于12月初結(jié)合覆蓋孵筍時進行，試驗設堿性基質(zhì)肥處理、農(nóng)戶常規(guī)施肥、空白對照3個處理，每處理3次重復共9個小區(qū)，每小區(qū)面積92 m2，小區(qū)隨機排列。施肥前先用水澆濕土壤，然后各處理將肥料一次性均勻撒施于土表，再覆蓋麥糠和谷殼。各試驗處理施肥種類及劑量為：處理1，農(nóng)戶常規(guī)施肥雞糞12 t·hm-2+復合肥0.75 t·hm-2；處理2，堿性基質(zhì)肥處理30 t·hm-2；處理3，空白對照不施肥(表中復合肥養(yǎng)分含量45%(氮、磷、鉀有效養(yǎng)分含量均15%)。

1.2.2 采樣和調(diào)查

土壤采樣檢測。于施前、施后3個月進行土壤采樣，采集0～15 cm耕層土壤，采樣時去除土壤表層的枯枝落葉和覆蓋物。主要檢測pH、陽離子交換量、交換性酸、鋁、鈣、鎂及土壤孔隙度(持水力)等指標。

鮮筍產(chǎn)量調(diào)查。在采挖筍期間，每次分小區(qū)進行鮮筍稱量記錄，鮮筍品質(zhì)指標在出筍盛期進行采樣檢測。

1.3 分析方法

1.3.1 土壤理化指標分析

土樣經(jīng)風干、研磨、過篩后測定基本理化性質(zhì)，各指標測定分析方法依據(jù)農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》(2008)規(guī)定的標準方法進行。pH值用酸度計測定；陽離子交換量(CEC)用乙酸銨、無水乙醇、氯化鈉分別淋洗后用靛酚藍比色法測定NH4+-N濃度轉(zhuǎn)化而來[10]；交換性酸、鋁用1 mol·L-1KCI溶液淋溶2 mm土樣，然后用標準堿液滴定濾液中的總酸度測定；交換性鈣鎂用乙酸銨交換1 mol·L-1溶液容量法測定；土壤孔隙度用環(huán)刀法進行測定。

1.3.2 筍樣指標檢測

竹筍樣品分析。氨基酸采用液相色譜法測定；總氮含量采用克氏定氮法測定；總糖采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定；灰分用馬福爐灼燒法測定；單寧用皮粉法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進行，單因素方差分析Duncan’s檢驗比較各處理之間的差異顯著性(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 堿性基質(zhì)肥對土壤理化指標的影響

根據(jù)施后3個月土壤采樣檢測分析，施堿性基質(zhì)肥處理，樣地土壤pH、交換性鈣、鎂均有不同程度提升，交換性酸、鋁均有下降，檢測結(jié)果見表1。

表1 試驗各處理土壤理化性狀指標

土壤pH值比空白對照提升0.53，與施生石灰處理接近，堿性基質(zhì)肥對雷竹林土壤酸化具有明顯改善作用。另外，施堿性基質(zhì)肥土壤孔隙度指標也有所提高，使得土壤持水能力得到提升，這對砂性土壤竹筍生長是有利的。

2.2 堿性基質(zhì)肥對雷筍產(chǎn)量的影響

經(jīng)對各處理小區(qū)采挖筍和銷售金額分析累加統(tǒng)計(表2)可知，堿性基質(zhì)肥處理下，鮮筍667 m2平均產(chǎn)量為1 701.8 kg，產(chǎn)值為24 725.6元，較農(nóng)民常規(guī)施肥鮮筍產(chǎn)量高28.2%，產(chǎn)值高27.1%；比空白對照處理產(chǎn)量高84.0%，產(chǎn)值高近1倍。

表2 試驗各處理鮮筍株數(shù)、產(chǎn)量、產(chǎn)值統(tǒng)計

2.3 堿性基質(zhì)肥對雷竹筍品質(zhì)的影響

從鮮筍品質(zhì)指標檢測結(jié)果(表3)來看，相比對照，施堿性基質(zhì)肥處理鮮筍中脂肪、可溶性糖、蛋白質(zhì)、灰分草酸含量略高，單寧含量較低，游離氨基酸與其他處理差異變化不大。

表3 不同處理雷竹筍品質(zhì)檢測情況

糖分是雷竹筍的重要呈味物質(zhì)，施堿性基質(zhì)肥處理的雷竹筍可溶性糖含量略高；施堿性基質(zhì)肥處理的單寧含量最低；游離氨基酸是構(gòu)成雷竹筍的主要鮮味物質(zhì)，施堿性基質(zhì)肥處理含量略偏低；雷竹筍中脂肪含量是蔬菜中含量最高的一種，其中施堿性基質(zhì)肥處理含量是最高的。另外，也觀察到施堿性基質(zhì)肥處理鮮筍要比空白對照的筍更鮮嫩，筍可食用部分增加。因此，施用堿性基質(zhì)肥的雷竹筍在有關(guān)口感的指標上表現(xiàn)總體要好于農(nóng)戶常規(guī)用肥與空白對照處理。

3 小結(jié)

該基質(zhì)肥對酸化雷竹林土壤理化性狀有明顯改良效果。經(jīng)試驗，施用該基質(zhì)肥后，土壤pH比對照處理區(qū)高0.53，且與施生石灰處理區(qū)接近，土壤交換性酸、交換性鋁含量也均低于對照處理區(qū)，而交換性鈣、鎂含量則明顯高于對照處理區(qū)，說明該基質(zhì)肥中的鈣鎂物質(zhì)能緩沖土壤酸的釋出，降低了土壤交換性酸總量，結(jié)合堿性基質(zhì)作用的發(fā)揮，最終達到了提高土壤pH值的目的。一般而言，過量施用化肥和大氣酸沉降是引起雷竹林土壤酸化的主要原因[11]。而土壤酸化會導致Al3+的活化和釋放，鋁毒是強酸性土壤地區(qū)作物產(chǎn)量的主要限制因子[12-13]，對雷竹的生長造成影響。劉鴻[14]研究發(fā)現(xiàn)，在覆蓋經(jīng)營的雷竹林土壤中混施雞糞和油枯有機物料可顯著提高土壤pH，而施用復合肥處理則導致土壤pH降低，與本研究結(jié)果一致。另外，該基質(zhì)肥處理區(qū)土壤陽離子交換量與土壤孔隙度等指標也都明顯高于對照處理區(qū)和石灰處理區(qū)。因此從實踐數(shù)據(jù)綜合來看，該基質(zhì)肥處理區(qū)各項土壤理化指標均優(yōu)于對照處理區(qū)，總體也優(yōu)于施生石灰處理區(qū)，對酸化雷竹林土壤理化性狀改良效果明顯。但由于觀測時間相對較短，堿性基質(zhì)肥對土壤性質(zhì)的長期影響方面還有待進一步觀測。

該基質(zhì)肥對覆蓋雷竹林鮮筍產(chǎn)量與品質(zhì)提升效果明顯。對產(chǎn)量影響方面，經(jīng)試驗測產(chǎn)，施該基質(zhì)肥處理區(qū)雷筍667 m2產(chǎn)量平均達到1 701.8 kg，比農(nóng)民常規(guī)施肥處理區(qū)高374.4 kg，增幅達28.2%，比空白對照處理區(qū)高777.1 kg，增幅達84.0%。產(chǎn)量的增加主要源于該基質(zhì)肥配料全面，并添加了緩釋肥，其綜合肥效好，在將近3個月的采筍期，其肥效持續(xù)時間長，促進了筍產(chǎn)量的提高。對筍品質(zhì)影響方面，經(jīng)檢測，施用堿性基質(zhì)肥處理后，雷竹筍中可溶性糖、脂肪含量較對照增加，同時具有澀味的單寧含量下降，總體筍的口感指標上要優(yōu)于對照處理，另外還能直觀地判斷出鮮筍的硬度下降，筍的可食用部分增加。一般認為，施堿性基質(zhì)肥改善了雷竹林土壤理化性狀與竹子生長環(huán)境，使原有土壤養(yǎng)分失衡狀態(tài)有所改善，土壤肥效的持續(xù)性增加，進而提高了筍產(chǎn)量，改善了筍品質(zhì)。