不同土壤改良劑在武穴佛手山藥上的應(yīng)用效果

周志華，張水平，胡鋒，張超，田貴生，游秋香，吳海亞

（1.武穴市余川鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，湖北，435400；2.武穴市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心；3.武穴市耕地質(zhì)量保護與肥料管理局）

武穴市佛手山藥作為農(nóng)產(chǎn)品地理標志，對土壤、水源、大氣等生長環(huán)境條件要求苛刻，僅在武穴市北部山區(qū)梅川、余川2鎮(zhèn)原生態(tài)地區(qū)生長良好[1]。近年來，隨著經(jīng)濟與社會的不斷發(fā)展，武穴市土壤酸化問題日益凸顯，嚴重制約了土地生產(chǎn)力和山藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。盡管有研究結(jié)果表明，土壤pH值維持在5.5以上的弱酸性條件不僅不會對大多數(shù)植物的生長產(chǎn)生不利影響，還可保持土壤中的微量營養(yǎng)元素具有較高的生物有效性[2]。但土壤酸化會加速土壤貧瘠化，土壤有害重金屬活化，有害微生物特別是寄生真菌增加，如根腐病、根結(jié)線蟲病等土傳病害發(fā)生嚴重，而應(yīng)用土壤改良劑是當前調(diào)節(jié)土壤酸堿性、鈍化重金屬活性的一種經(jīng)濟有效的農(nóng)藝措施[3]。國內(nèi)關(guān)于土壤改良劑治理土壤酸化和修復(fù)土壤重金屬污染的研究報道較多，吳志強等[4]報道，施用土壤改良劑不僅能不同程度提高酸化稻田的pH值，還能顯著提高酸化稻田的水稻產(chǎn)量與產(chǎn)值。馬鐵錚等[5]研究施用生物有機肥和生物炭對稻田Cd和Pb污染的鈍化修復(fù)效果，結(jié)果表明，施用生物有機肥和生物炭可以提高土壤pH值以及土壤養(yǎng)分含量，并顯著降低土壤有效態(tài)Cd和Pb的含量。因此，如何選擇適合當?shù)厮峄寥赖耐寥栏牧紕?，通過合適的施肥和田間管理措施，將土壤的酸堿度維持在合適的水平對武穴山藥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護至關(guān)重要。本研究在前人研究基礎(chǔ)上，通過大田試驗，研究不同土壤改良劑在武穴佛手山藥上的應(yīng)用效果，為優(yōu)化武穴山藥種植區(qū)域酸化土壤的改良方法提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年在湖北武穴市余川鎮(zhèn)青蒿村進行，供試土壤為花崗片麻巖發(fā)育的潴育型水稻土砂泥田。供試田塊前茬為水稻，余川鎮(zhèn)青蒿村耕層土壤pH值4.83，含有機質(zhì)29.5 g/kg，全氮1.5 g/kg，有效磷16.7 mg/kg，速效鉀141.2 mg/kg。

1.2 供試材料

余川鎮(zhèn)供試武穴佛手山藥品種均為當?shù)剞r(nóng)戶自留種，667 m2播種量250 kg，定植株距為20 cm，行距為40 cm，4月1日條播，11月26日收獲。供試肥料為湖北三寧化工股份有限公司生產(chǎn)的尿素（46%）、中國中化集團有限公司銷售的硫酸鉀（50%）、湖北祥云（集團）化工股份有限公司生產(chǎn)的硫基復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=20∶10∶15）；供試土壤改良劑生石灰為新鄉(xiāng)市源豐鈣業(yè)有限公司生產(chǎn)，有機肥為湖北田申甲生物環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)；鈣鎂磷肥為湖北祥云（集團）化工有限公司生產(chǎn)；土壤調(diào)理劑為湖北富之源生物科技有限公司生產(chǎn)。

表1 不同土壤改良劑對土壤pH值的影響

表2 不同土壤改良劑對土壤養(yǎng)分的影響

1.3 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)5個處理，其中處理1為對照（CK），常規(guī)施肥，667 m2分別施純N、P2O5、K2O 20、10、15 kg；處理2～5在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上，分別667 m2增施生石灰250 kg、商品有機肥500 kg、鈣鎂磷肥150 kg、土壤調(diào)理劑150 kg；氮肥按基肥∶追肥=7∶3施用，鉀肥按基肥∶追肥=6∶4施用，復(fù)合肥、磷肥和土壤改良劑均作基肥施用，于山藥膨果期追肥1次，基肥施用時間為4月28日，追肥施用時間為7月31日。試驗處理按隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積30 m2，3次重復(fù)。

1.4 樣品采集與測定

試驗開展前和山藥收獲后，采集耕層土壤，風(fēng)干磨細過篩，按照實驗室常規(guī)方法測定pH值、有機質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀[6]。山藥收獲前1 d，調(diào)查每個小區(qū)的有效株數(shù)，然后選取有代表性的10株山藥，帶回實驗室進行考種，計算單株薯數(shù)和單薯質(zhì)量，剩下的各小區(qū)實收核產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2019進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理和分析，SPSS軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，最小顯著法（LS D）檢驗數(shù)據(jù)的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤改良劑對土壤pH值的影響

由表1看出，施用土壤改良劑能提高酸化土壤的pH值，與土壤改良前基礎(chǔ)土壤pH值相比，處理2～5的土壤pH值分別提高0.22、0.12、0.17、0.24，而處理1的土壤pH值降低0.08，土壤改良后處理2～5的pH值均顯著高于對照，但處理2～5間差異不顯著?？梢姵Ｄ晔┯没士赡軐?dǎo)致土壤進一步酸化，而施用土壤改良劑可有效改良土壤酸化情況，且4個土壤改良劑處理的效果差異不顯著。

2.2 不同土壤改良劑對土壤養(yǎng)分的影響

由表2看出，施用土壤改良劑能有效改善酸化土壤，與土壤改良前基礎(chǔ)土壤養(yǎng)分含量相比，處理2～5土壤全氮、有效磷和速效鉀含量分別提高0.1～0.3 g/kg、0.1～0.5 mg/kg和12.2～19.6 mg/kg，而處理1的土壤全氮、有效磷和速效鉀含量分別比施用前降低0.1 g/kg、0.2 mg/kg和12.6 mg/kg。施用土壤改良劑后，處理5的全氮顯著高于處理1，處理3、4的有效磷含量顯著高于處理1，處理2～5的速效鉀含量顯著高于處理1，但處理2～5間差異不顯著?？梢姡Ｄ晔┯没士赡軐?dǎo)致土壤保肥能力下降，而施用土壤改良劑可有效緩解土壤肥力下降問題，且4個土壤改良劑處理的土壤養(yǎng)分的改善效果差異不顯著。

2.3 不同土壤改良劑對山藥產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

由表3看出，處理2～5的山藥產(chǎn)量分別比處理1增加3.6%～13.2%，其中處理4、5較高，兩者顯著高于處理1。與處理1相比，處理4、5的山藥單株薯數(shù)和單薯質(zhì)量均顯著增加，以處理4的山藥單株薯數(shù)和單薯質(zhì)量最大，比處理1分別增加33.3%和35.0%，處理5比處理1分別增加28.6%和30.0%；而處理2、3山藥單株薯數(shù)、單薯質(zhì)量雖有所提高，但差異不顯著。

2.4 不同土壤改良劑對山藥經(jīng)濟效益的影響

由表4看出，處理2～5的山藥產(chǎn)值均比處理1高，處理4的667 m2產(chǎn)值最高，比處理1高1 392元，產(chǎn)投比最高為4.64。綜合考慮山藥的產(chǎn)值和土壤改良劑的投入成本，建議本地區(qū)適宜的土壤改良劑為鈣鎂磷肥。

3 討論與結(jié)論

武穴佛手山藥是一種需肥量較大的喜鉀作物，適宜生長在疏松、肥沃、土層深厚的土壤中。由于長期過量施用生理酸性肥料，土壤中的酸性物質(zhì)不斷增加并累積，土壤中的鈣鎂等堿性物質(zhì)因被作物吸收利用或者淋洗而減少，缺乏補充調(diào)節(jié)，從而使土壤出現(xiàn)酸化，而土壤改良劑能有效改善土壤理化性狀和土壤養(yǎng)分狀況，并對土壤微生物產(chǎn)生積極影響，從而提高酸化土壤的生產(chǎn)力[7]。與其他幾種土壤改良劑相比，鈣鎂磷肥不僅是一種多元素（含鈣、鎂、磷、硅元素）堿性肥料，還是土壤改良劑，能在山藥生長前期提供養(yǎng)分，保證高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，且能改善土壤酸性環(huán)境。本試驗結(jié)果表明，幾種土壤改良劑與化學(xué)肥料配施情況下，不僅能不同程度提高土壤pH值和養(yǎng)分含量，還能提高山藥產(chǎn)量與產(chǎn)值。與基礎(chǔ)土壤pH值相比，施用生石灰、有機肥、鈣鎂磷肥、土壤調(diào)理劑的土壤pH值分別提高0.22、0.12、0.17、0.24。其中鈣鎂磷肥處理的產(chǎn)值和產(chǎn)投比最高，產(chǎn)值為11 940元/667 m2，產(chǎn)投比為4.64。因此，建議本地山藥種植區(qū)域酸化土壤適宜的土壤改良劑為鈣鎂磷肥，但考慮到鈣鎂磷肥是難溶性磷肥，長期施用易被土壤吸附固定，建議與水溶性磷肥搭配施用。

表3 不同土壤改良劑對酸化土壤山藥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

表4 不同土壤改良劑對酸化土壤山藥經(jīng)濟效益的影響