加拿大碳酸鈣火山鹽巖（SRC）對(duì)酸化土壤的改良作用及在甘藍(lán)上的應(yīng)用效果

周富忠，朱學(xué)祝，劉仁波

（1.利川市土肥站，湖北 利川 445400；2.利川市種子技術(shù)推廣站，湖北 利川 445400；3.利川市農(nóng)業(yè)執(zhí)法大隊(duì)，湖北 利川 445400）

利川市是湖北省發(fā)展高山蔬菜的重點(diǎn)區(qū)域，甘藍(lán)常年種植面積1 萬(wàn)hm2左右，單產(chǎn)約60 000 kg/hm2。因土壤嚴(yán)重酸化導(dǎo)致根腫病連年偏重發(fā)生，高山基地減產(chǎn)嚴(yán)重，并出現(xiàn)部分絕收現(xiàn)象，且呈快速擴(kuò)展之勢(shì)，嚴(yán)重影響了利川市高山蔬菜產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步健康發(fā)展［1］。近年來(lái)，利川市土肥站著力于有效治理酸化耕地的新材料、新產(chǎn)品、新方法、新措施研究，故引進(jìn)博萊生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司代理的加拿大碳酸鈣火山鹽巖（SRC），設(shè)置田間小區(qū)試驗(yàn)和大區(qū)示范，驗(yàn)證該產(chǎn)品對(duì)酸化土壤的改良作用及在甘藍(lán)上的增產(chǎn)效果。

1 材料與方法

1.1 材料

加拿大碳酸鈣火山鹽巖，博萊生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司提供，公司資料介紹該產(chǎn)品為純天然礦物，含有多種高品質(zhì)、可溶性和枸溶性礦物質(zhì)，50 余種微量元素及部分稀土元素，主要成分：65.0% 方解石、12.0% 磷灰石、15.0% 黑云母和蛭石云母、1.5% 菱鎂礦、1.5% 輝石、1.0% 正長(zhǎng)石、2.0% 磁鐵礦和2.0%赤鐵礦。 主要養(yǎng)分指標(biāo)0.10% N、2.00% P2O5、0.13% K2O、22.80% Ca、0.47% Mg；pH 9.42，呈堿性。該產(chǎn)品有補(bǔ)充作物所需營(yíng)養(yǎng)元素，提高作物產(chǎn)量10%～30%，改善作物品質(zhì)，改良土壤酸性，鈍化土壤重金屬等作用。

肥料：45%（14-16-15）三寧復(fù)合肥；45%（15-15-15）宜化復(fù)合肥；46.4% 建峰尿素；宜施壯商品有機(jī)肥，總養(yǎng)分—5%（2-1-2），有機(jī)質(zhì)—45%。

作物：甘藍(lán)，品種為奧奇娜（小區(qū)試驗(yàn)）和金優(yōu)70（大區(qū)示范），屬利川市甘藍(lán)主推品種。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)及土壤

2019 年3—7 月，按NY/T 2271—2016［2］的相關(guān)要求，在利川市柏楊壩鎮(zhèn)龍門村9 組設(shè)置了小區(qū)試驗(yàn)，試驗(yàn)田地處東經(jīng)108.95°、北緯30.54°、海拔1 200 m；柏楊壩鎮(zhèn)齊心村1 組設(shè)置了大區(qū)對(duì)比示范，示范田地處東經(jīng)108.94°、北緯30.50°、海拔1 155 m，2 個(gè)點(diǎn)皆屬利川市二高山蔬菜核心種植區(qū)。

小區(qū)試驗(yàn)田土壤為泥質(zhì)頁(yè)巖母質(zhì)發(fā)育的黃棕壤土類，山地黃棕壤亞類，泥質(zhì)頁(yè)巖山地黃棕壤土屬，土種為扁砂泥土［3］，土層厚度1 m 以上，耕層厚度30 cm，土壤質(zhì)地中壤，肥力中下等，面積0.13 hm2，代表面積33.33 hm2；大區(qū)示范田土壤為石灰?guī)r母質(zhì)發(fā)育的黃棕壤土類，山地黃棕壤亞類，石灰?guī)r山地黃棕壤土屬，土種為灰泡土［3］，土層厚度1 m 以上，耕層厚度30 cm，土壤質(zhì)地中壤，肥力中等偏上，面積0.53 hm2，代表面積66.67 hm2。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

小區(qū)試驗(yàn)設(shè)4 個(gè)處理，4 次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積30 m2，四周設(shè)保護(hù)區(qū)。處理1，三寧復(fù)合肥900 kg/hm2+商品有機(jī)肥2 400 kg/hm2（常規(guī)施肥CK）；處理2，CK+碳酸鈣火山鹽巖600 kg/hm2；處理3，CK+ 碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2（推薦用量）；處理4，CK+碳酸鈣火山鹽巖1 800 kg/hm2。

大區(qū)示范設(shè)3 個(gè)處理，不設(shè)重復(fù)。示范一，不施肥（CK0），面積0.03 hm2；示范二，宜化復(fù)合肥1 950 kg/hm2+建峰尿素300 kg/hm2（常規(guī)施肥CK），面積0.33 hm2；示范三，常規(guī)施肥+碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2，面積0.17 hm2。

1.4 田間管理

小區(qū)試驗(yàn)和大區(qū)示范甘藍(lán)皆采用保溫育苗，小區(qū)試驗(yàn)2019 年3 月3 日播種，5 月9 日移栽，移栽時(shí)按處理設(shè)計(jì)將肥料及碳酸鈣火山鹽巖一次性穴施覆土；大區(qū)示范4 月10 日播種，4 月20 日整地起壟，壟距1 m，5 月12 日移栽，5 月22 日施肥，按各處理設(shè)計(jì)將肥料及碳酸鈣火山鹽巖一次性穴施覆土。種植規(guī)格皆為40 005 株/hm2。病蟲草害防治及其他農(nóng)事活動(dòng)各處理與四周保護(hù)區(qū)完全一致，不同生育時(shí)期對(duì)其相關(guān)性狀進(jìn)行觀察記載。7 月17日收獲，小區(qū)試驗(yàn)按小區(qū)計(jì)實(shí)產(chǎn)；大區(qū)示范按處理各選5 個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)驗(yàn)收30 m2折算單產(chǎn)。播種前及收獲后按處理取混合土樣檢測(cè)pH，測(cè)定交換性鋁、交換性鈣、交換性鎂、有效鐵、有效錳等指標(biāo)。

1.5 土樣檢測(cè)方法

采用NY/T 1973—2010 檢測(cè)調(diào)理劑pH，采用NY/T 1121.6—2006 檢測(cè)土樣pH，參照NY/T 1211.13—2006 中的火焰原子吸收分光光度法檢測(cè)土壤交換性鈣、交換性鎂，參照NY/T 890—2004 中的火焰原子吸收分光光度法檢測(cè)土壤有效鐵、有效錳，參照LY/T 1243—1999 森林土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定方法檢測(cè)陽(yáng)離子交換量，參照崔朋輝等［4］的方法測(cè)定交換性鋁。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及繪圖，對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量進(jìn)行F 檢驗(yàn)，處理間差異用新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 加拿大碳酸鈣火山鹽巖對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量及效益的影響

小區(qū)試驗(yàn)甘藍(lán)產(chǎn)量結(jié)果如表1 所示。各處理產(chǎn)量為35 805～40 455 kg/hm2，并隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加甘藍(lán)單產(chǎn)不斷提高。與常規(guī)施肥對(duì)比，推薦用量（增施1 200 kg/hm2碳酸鈣火山鹽巖）甘藍(lán)增產(chǎn)7.80%，增施1 800 kg/hm2碳酸鈣火山鹽巖時(shí)增產(chǎn)12.99%。方差分析（表2）表明，處理間差異顯著，區(qū)組間差異不顯著；新復(fù)極差多重比較（表3）表明，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施碳酸鈣火山鹽巖用量達(dá)1 800 kg/hm2時(shí)，甘藍(lán)增產(chǎn)達(dá)顯著水平。

表1 小區(qū)試驗(yàn)不同處理的甘藍(lán)產(chǎn)量

表2 小區(qū)試驗(yàn)不同處理甘藍(lán)產(chǎn)量結(jié)果方差分析

表3 小區(qū)（30 m2）試驗(yàn)各處理甘藍(lán)產(chǎn)量新復(fù)極差多重比較

大區(qū)示范因甘藍(lán)品種、施肥水平、管理水平及耕地地力的差異，單產(chǎn)均高于小區(qū)試驗(yàn)，不施肥處理產(chǎn)量為53 280 kg/hm2，基礎(chǔ)地力在75% 以上。在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上增施碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2增產(chǎn)幅度與小區(qū)試驗(yàn)相當(dāng)，為7.92%（表4）。

表4 大區(qū)示范各處理的甘藍(lán)產(chǎn)量

2.2 加拿大碳酸鈣火山鹽巖對(duì)甘藍(lán)性狀的影響

在甘藍(lán)生長(zhǎng)關(guān)鍵生育期進(jìn)行田間觀察，大區(qū)示范不施肥處理在移栽20 d 后葉片顏色開(kāi)始變淡發(fā)黃，出現(xiàn)脫肥現(xiàn)象，長(zhǎng)勢(shì)明顯變?nèi)?；其他處理及小區(qū)試驗(yàn)各處理之間葉色、長(zhǎng)勢(shì)差異不明顯，各生育期無(wú)明顯變化。

收獲時(shí)小區(qū)試驗(yàn)每小區(qū)連續(xù)取10 棵甘藍(lán)、大區(qū)示范每處理連續(xù)取20 棵甘藍(lán)，分別測(cè)量其重量、高度、直徑，并計(jì)算極差、標(biāo)準(zhǔn)差及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差（RSD），結(jié)果見(jiàn)表5。大區(qū)示范在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施碳酸鈣火山鹽巖甘藍(lán)單棵重量增加，極差、標(biāo)準(zhǔn)差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差降低；單棵高度降低，標(biāo)準(zhǔn)差、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差降低，但極差增大；單棵直徑降低，標(biāo)準(zhǔn)差、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差降低，但極差增大。小區(qū)試驗(yàn)隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加，甘藍(lán)單棵重量增加，極差、標(biāo)準(zhǔn)差及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差下降；單棵高度下降，極差、標(biāo)準(zhǔn)差及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差也隨之下降；單棵直徑增大，極差增大，標(biāo)準(zhǔn)差、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差下降。說(shuō)明碳酸鈣火山鹽巖主要通過(guò)提高甘藍(lán)單棵重量實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)，且有利于提高甘藍(lán)的整齊度和緊實(shí)度，從而改善商品外觀品質(zhì)、提高商品率，有利于長(zhǎng)途運(yùn)輸遠(yuǎn)銷各蔬菜大市場(chǎng)。

2.3 加拿大碳酸鈣火山鹽巖對(duì)改良土壤酸化的效果

從小區(qū)試驗(yàn)田結(jié)果（圖1）來(lái)看，隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加，土壤pH 不斷上升；試驗(yàn)前、后對(duì)比，常規(guī)施肥土壤pH 試驗(yàn)后土壤pH 下降幅度大，隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加，下降幅度逐步減小。增施1 200 kg/hm2土壤pH 與試驗(yàn)前基本持平，與常規(guī)施肥相比，土壤pH 相對(duì)提升0.12 個(gè)單位，增施1 800 kg/hm2時(shí)土壤pH 高于試驗(yàn)前，土壤pH 相對(duì)提升0.28 個(gè)單位，達(dá)到治理土壤酸化的目的。從大區(qū)示范田結(jié)果（圖2）來(lái)看，不施肥土壤pH 略有下降，常規(guī)施肥處理試驗(yàn)后土壤pH 明顯下降（0.19 個(gè)單位），增施碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2又回升到基本持平水平（相對(duì)提升0.15 個(gè)單位），與小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果基本一致。說(shuō)明不施肥土壤pH 變化不明顯，常規(guī)施肥使耕地進(jìn)一步酸化，特別是單純施用化肥耕地酸化更嚴(yán)重；而碳酸鈣火山鹽巖對(duì)土壤酸化有良好的治理效果，隨著用量增加可不斷緩解和提升土壤pH。

表5 甘藍(lán)單棵性狀統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

圖1 小區(qū)試驗(yàn)各處理試驗(yàn)前后土壤pH 變化趨勢(shì)

圖2 大區(qū)示范各處理示范前后土壤pH 變化趨勢(shì)

2.4 加拿大碳酸鈣火山鹽巖對(duì)土壤有效鐵、有效錳含量的影響

從小區(qū)試驗(yàn)田結(jié)果（圖3、圖4）來(lái)看，試驗(yàn)后常規(guī)施肥土壤有效鐵含量略下降，隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加下降幅度逐漸增大；土壤有效錳含量試驗(yàn)后整體下降50% 左右，隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加下降幅度略增大。從大區(qū)示范田結(jié)果（圖5、圖6）來(lái)看，試驗(yàn)后不施肥土壤有效鐵、有效錳含量皆有較大幅度下降；常規(guī)施肥土壤有效鐵含量變化不大，而有效錳含量有較大幅度下降；增施碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2土壤有效鐵、有效錳含量下降幅度皆較大。

圖3 小區(qū)試驗(yàn)各處理試驗(yàn)前后土壤有效鐵含量變化趨勢(shì)

圖4 小區(qū)試驗(yàn)各處理試驗(yàn)前后土壤有效錳含量變化趨勢(shì)

圖5 大區(qū)示范各處理示范前后土壤有效鐵含量變化趨勢(shì)

圖6 大區(qū)示范各處理示范前后土壤有效錳含量變化趨勢(shì)

2.5 加拿大碳酸鈣火山鹽巖對(duì)土壤交換性鈣、交換性鎂含量的影響

從小區(qū)試驗(yàn)田結(jié)果（圖7、圖8）來(lái)看，試驗(yàn)后常規(guī)施肥土壤交換性鈣、交換性鎂含量略有下降，隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加交換性鈣、交換性鎂含量呈增長(zhǎng)之勢(shì)。從大區(qū)示范田結(jié)果（圖9、圖10）來(lái)看，試驗(yàn)后不施肥土壤交換性鈣、交換性鎂含量皆下降，常規(guī)施肥土壤交換性鈣、鎂變化不大，增施碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2土壤交換性鈣、交換性鎂含量皆上升。增施碳酸鈣火山鹽巖為土壤提供了一定數(shù)量的鈣、鎂，使土壤交換性鈣、交換性鎂含量增加，有利于耕地地力的提高。

圖7 小區(qū)試驗(yàn)各處理試驗(yàn)前后土壤交換性鈣含量變化趨勢(shì)

圖8 小區(qū)試驗(yàn)各處理試驗(yàn)前后土壤交換性鎂含量變化趨勢(shì)

圖9 大區(qū)示范各處理示范前后土壤交換性鈣含量變化趨勢(shì)

圖10 大區(qū)示范各處理示范前后土壤交換性鎂含量變化趨勢(shì)

2.6 加拿大碳酸鈣火山鹽巖對(duì)土壤交換性鋁和陽(yáng)離子交換量的影響

從小區(qū)試驗(yàn)田結(jié)果（圖11、圖12）來(lái)看，試驗(yàn)后常規(guī)施肥土壤交換性鋁含量上升，陽(yáng)離子交換量變化不大；隨著碳酸鈣火山鹽巖用量增加交換性鋁含量呈下降之勢(shì)，而陽(yáng)離子交換量呈明顯的上升之勢(shì)。從大區(qū)示范田結(jié)果（圖13、圖14）來(lái)看，試驗(yàn)后不施肥、常規(guī)施肥處理土壤交換性鋁略上升，而陽(yáng)離子交換量略下降；增施碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2土壤交換性鋁含量降低，陽(yáng)離子交換量則上升。增施碳酸鈣火山鹽巖可降低交換性鋁含量，減輕鋁毒害；提升陽(yáng)離子交換量，增強(qiáng)土壤的保肥供肥能力。

圖11 小區(qū)試驗(yàn)各處理試驗(yàn)前后土壤交換性鋁變化趨勢(shì)

圖12 小區(qū)試驗(yàn)各處理試驗(yàn)前后土壤陽(yáng)離子交換量變化趨勢(shì)

圖13 大區(qū)示范各處理示范前后土壤交換性鋁變化趨勢(shì)

圖14 大區(qū)示范各處理示范前后土壤陽(yáng)離子交換量變化趨勢(shì)

3 小結(jié)與討論

1）在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上適量增施碳酸鈣火山鹽巖可顯著提高甘藍(lán)單產(chǎn)。隨著火山鹽巖用量增加甘藍(lán)產(chǎn)量不斷提高，增施碳酸鈣火山鹽巖1 200 kg/hm2，甘藍(lán)增產(chǎn)幅度超過(guò)5%；增施碳酸鈣火山鹽巖1 800 kg/hm2，甘藍(lán)增產(chǎn)幅度超過(guò)10%，增產(chǎn)達(dá)顯著水平。

2）碳酸鈣火山鹽巖通過(guò)提高甘藍(lán)單棵重量而提高其單產(chǎn)，還可提高甘藍(lán)整齊度、緊實(shí)度，從而提高甘藍(lán)的商品質(zhì)量和商品率，利于長(zhǎng)途運(yùn)輸遠(yuǎn)銷全國(guó)蔬菜大市場(chǎng)。

3）通過(guò)對(duì)試驗(yàn)、示范前后土壤pH 檢測(cè)對(duì)比，碳酸鈣火山鹽巖對(duì)改良酸化土壤有良好效果，施用600～1 800 kg/hm2當(dāng)季可相對(duì)提高土壤pH 0.07～0.28 個(gè)單位，接近同等數(shù)量石灰的當(dāng)季治理效果［5-8］。

4）適量增施碳酸鈣火山鹽巖可降低土壤交換性鋁含量，減輕酸性土壤鋁毒害；提高土壤陽(yáng)離子交換量，增強(qiáng)土壤的供肥、保肥能力。

5）適量增施碳酸鈣火山鹽巖可提高土壤交換性鈣、交換性鎂含量，為土壤和作物補(bǔ)充中量元素營(yíng)養(yǎng)；降低有效鐵、有效錳含量，使試驗(yàn)、示范區(qū)域土壤有效鐵、有效錳偏高的狀況得到一定緩解。

本次試驗(yàn)、示范對(duì)酸化土壤其他物理化學(xué)性質(zhì)的改良效果有待進(jìn)一步檢測(cè)分析，在其他區(qū)域和作物上能否重現(xiàn)，也有待進(jìn)一步多點(diǎn)試驗(yàn)、示范驗(yàn)證。