王学江,李 峰,马 宁,陈宝成,周华敏,陈剑秋,梁 海
(1.五洲丰农业科技有限公司 山东烟台 264000;2.山东农业大学资源与环境学院,土肥资源高效利用国家工程实验室 山东泰安 271018;3.金正大生态工程集团股份有限公司,养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室 山东临沭 276700)
几种钙肥在褐土中施用对小萝卜生长的影响*
王学江1,李 峰1,马 宁1,陈宝成2,周华敏2,陈剑秋3,梁 海2
(1.五洲丰农业科技有限公司 山东烟台 264000;2.山东农业大学资源与环境学院,土肥资源高效利用国家工程实验室 山东泰安 271018;3.金正大生态工程集团股份有限公司,养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室 山东临沭 276700)
通过盆栽试验研究了不同施钙水平的CaO,Ca(OH)2和CaSO4在褐土中施用对小萝卜生长及土壤养分的影响,为小萝卜等蔬菜施用钙肥提供科学依据。试验结果表明:0.2,0.4和0.6 g/kg施钙量能增加小萝卜的株高、叶面积,0.8 g/kg施钙量有抑制作用;施钙处理的小萝卜硝酸盐平均含量比不施钙处理减少了31.8%,差异均达显著水平;小萝卜收获后,施钙处理的土壤中碱解氮、速效钾含量都低于空白处理,而土壤有效磷含量均高于空白处理,差异达显著水平;施用钙肥提高了土壤中交换性钙的含量,且随着施钙量的增加而增加;施钙处理显著提高了小萝卜产量,增产幅度在18.92%~66.00%。
钙肥;褐土;小萝卜;产量
钙素是作物必需的营养元素之一,具有促进作物根系生长、体内物质代谢和同化产物的运转、增强细胞膜的稳定性等生理作用[1- 2],作物缺钙会引起植株根芽等分生组织不良反应、生长受阻、节间较短、植株矮小、幼叶卷曲畸形和脆弱、叶缘发黄、逐渐枯死、叶尖黏化、不结实或很少结实等。此外,Ca2+还能置换土壤胶粒上的K+,Fe2+,Cu2+等阳离子,有利于作物对这些离子的吸收利用;钙可以改良土壤性质,如中和土壤酸碱性、改善土壤结构、提高有益微生物活性。作物对钙的需求量较高,特别是叶菜、块根、块茎类蔬菜作物需钙量更大,为粮食作物吸收量的5~15倍。由于农田,尤其是保护地土壤施用钙肥没有受到重视,缺钙症状时有出现,土壤出现次生盐碱化、酸化、土壤结构差等不良现象较为普遍,故农田土壤施用钙肥很有必要。碱性或中性土壤(如褐土)含钙量较高,但钙的主要形态为碳酸钙,有效性不高,也需要施用钙肥[3- 5]。
萝卜是我国主要的蔬菜品种之一,其需钙量较大[6- 7]。目前,不同钙肥种类、施肥量对蔬菜,尤其是根菜类作物的影响研究较少,褐土上施用钙肥对萝卜生长的影响的研究更少。针对以上情况,本研究以喜钙蔬菜小萝卜为种植作物,以我国地带性土壤褐土为试验土壤,研究施用不同种类、不同数量钙肥对小萝卜生长状况及土壤养分的影响,得出褐土上小萝卜施用钙肥的最佳种类和施肥量,为更好地指导大田钙肥施用提供科学依据。
1.1 试验材料
供试土壤:普通褐土(简育干润淋溶土),采自山东泰安肥城,其肥力特征为碱解氮56.7 mg/kg、速效磷6.02 mg/kg、速效钾142.94 mg/kg、交换性钙4.5 g/kg、pH为7.8,属于中壤质地。
钙肥:CaO(含钙71%,质量分数,下同),Ca(OH)2(含钙54%),CaSO4(含钙29%)。
栽培盆:陶土盆,高30 cm,上口直径28 cm。
小萝卜:黄河脆,生育期80 d。
复合肥:N- P2O5- K2O=10- 10- 10。
1.2 试验方法
采用盆栽试验,设3个因素,分别为CaO,Ca(OH)2和CaSO4;每个因素设5个施钙水平,施钙量分别为0.0,0.2,0.4,0.6和0.8 g/kg。试验时,把3 kg供试土壤与相应钙肥和3 g复合肥混匀装盆,重复4次,不同处理施钙量见表1。
表1 不同处理施钙量
1.3 观测项目及测定方法
叶面积:收获时选取4片代表叶,测定其长度和宽度,叶面积=叶长×叶宽×0.7,取平均值。
株高:用直尺测定收获时小萝卜植株最大高度。
叶绿素含量:用SPAD叶绿素仪进行测定。
小萝卜经济产量:实测法,收获时收取每盆小萝卜块根,称重。
小萝卜硝态氮含量:硝基水杨酸比色法测定。
土壤碱解氮:碱解扩散法测定。
土壤速效磷:Olsen法测定。
速效钾:火焰光度法测定。
土壤钙:EDTA络合滴定法测定。
1.4 统计分析
相关数据采用Excel 2010和SAS 8.0软件进行处理和统计分析,采用ANOVA进行方差分析,不同处理间采用Duncan′s Multiple Range Test方法检验各处理平均值在P<0.05水平的差异显著性。
2.1 不同钙肥种类及施钙量对株高的影响
收获时测定不同钙肥种类及施钙量处理的小萝卜株高,结果如图1所示。
图1 不同钙肥种类及施钙量对小萝卜株高的影响
由图1可看出:随着CaO,Ca(OH)2和CaSO4施用量的增加,小萝卜株高呈一定程度的先增高再降低的趋势;3种钙肥的施钙量为0.2,0.4和0.6 g/kg处理的小萝卜株高都高于不施钙肥处理,而施钙量为0.8 g/kg处理的小萝卜株高低于不施钙处理,表明施钙量在0.2~0.6 g/kg范围内有利于小萝卜生长,而过高的施钙量(0.8 g/kg)对小萝卜生长造成了抑制;最有利于小萝卜株高的CaO,Ca(OH)2和CaSO4施钙量分别为0.6,0.4和0.4 g/kg,其株高最大值与不施钙处理的差异达显著水平,平均高出约5 cm,而不同施钙处理间的差异不显著;从总体上看,CaSO4和Ca(OH)2处理的小萝卜株高高于施用CaO处理,其原因可能是3种钙肥的溶解性不同造成其有效性存在差异,也可能与CaSO4和Ca(OH)2提供了多种养分元素有关。
2.2 不同钙肥种类及施钙量对叶片叶面积的影响
收获时测定不同钙肥种类及施钙量处理的小萝卜叶片叶面积,结果如图2所示。
图2 不同钙肥种类及施钙量对小萝卜叶片叶面积的影响
由图2可看出:随着CaO,Ca(OH)2和CaSO4施用量的增加,小萝卜叶片叶面积呈一定程度的先增大再减少的趋势,施钙量0.2,0.4和0.6 g/kg处理的小萝卜叶片叶面积都大于不施钙处理,而施钙量0.8 g/kg处理的小萝卜叶片叶面积小于不施钙处理,表明施钙量在0.2~0.6 g/kg范围内有利于小萝卜生长,而过高的施钙量(0.8 g/kg)对小萝卜生长造成了抑制,不利于小萝卜叶片生长;最有利于小萝卜叶片生长的CaO,Ca(OH)2和CaSO4施钙量均为0.4 g/kg,与不施钙处理的差异达显著水平;从总体上看,CaO处理的小萝卜叶片叶面积大于CaSO4和Ca(OH)2处理。
2.3 不同钙肥种类及施钙量对叶片叶绿素含量的影响
收获时测定不同钙肥种类及施钙量处理的小萝卜叶片叶绿素含量,结果如表2所示。
表2 不同钙肥种类及施钙量对小萝卜叶片叶绿素含量的影响
由表2可看出:随着施钙量的增加,小萝卜叶片叶绿素含量有增大的趋势,但差异不显著,相同施钙量、不同钙肥种类之间叶绿素含量差异也不显著;叶绿素仪测得的小萝卜叶片叶绿素含量均在43.5~48.0范围内,表明试验所用钙肥及不同施钙量对小萝卜叶片叶绿素含量没有影响。
2.4 不同钙肥种类及施钙量对小萝卜硝酸盐含量的影响
蔬菜硝酸盐含量是评价其品质的重要指标,一般硝酸盐含量较低为好。收获后测定不同钙肥种类及施钙量处理的小萝卜硝酸盐含量,结果如图3所示。
图3 不同钙肥种类及施钙量对小萝卜硝酸盐含量的影响
由图3可见:不施钙处理的小萝卜中硝酸盐含量在356.8~365.7 mg/kg,施钙处理的小萝卜中硝酸盐含量在183.8~311.2 mg/kg;在施钙量0.2~0.8 g/kg范围内,随着施钙量的增加,小萝卜中硝酸盐含量呈减少趋势;施钙处理的小萝卜中硝酸盐含量平均值比不施钙处理的减少31.8%,差异均达显著水平,表明施钙处理显著提高了小萝卜品质;不同钙肥种类相同施钙量之间以及同种钙肥不同施钙量之间小萝卜中硝酸盐含量差异均不显著。
2.5 不同钙肥种类及施钙量对小萝卜产量的影响
收获时实测不同处理的小萝卜产量,结果如表3所示。
表3 不同钙肥种类及施钙量对小萝卜产量的影响
由表3可知:施钙量在0.2~0.8 g/kg范围内,所有施钙处理的小萝卜产量均比不施钙处理显著增加,增产幅度在18.92%~66.00%;对于CaO,施钙量0.2 g/kg和0.4 g/kg的增产效果较好,且随着CaO施用量的增加,增产幅度有减小的趋势;对于Ca(OH)2,施钙量0.4 g/kg的增产效果较好,且随着Ca(OH)2施用量的增加,增产幅度呈先增大后减小的趋势;对于CaSO4,施钙量0.2 g/kg的增产效果较好,同样随着CaSO4施用量的增加,增产幅度有减小的趋势;从施用不同种类钙肥的增产情况分析,增产效果总体上为CaSO4>Ca(OH)2>CaO,但大都差异不显著。结合生产成本及安全性,在实际农业生产中推荐1 kg土壤中CaO,CaSO4或Ca(OH)2的施钙量以0.2~0.4 g为宜。
2.6 不同钙肥种类及施钙量对土壤中氮、磷和钾含量的影响
小萝卜收获后,分析土壤中碱解氮、有效磷和速效钾含量,分析结果见表4。
从表4可看出,施钙处理的土壤中碱解氮含量都低于不施钙处理,差异达显著或不显著水平,而不同施钙量处理间的差异不显著。其原因可能是施钙处理的小萝卜产量高,吸收了较多的氮素养分;此外,施钙处理的土壤中加入了阴、阳离子,促进了铵态氮和硝态氮的离子交换,在浇水或降雨的情况下,氮素淋失较多,造成施钙处理的土壤碱解氮含量较低。
表4 不同钙肥种类及施钙量对土壤氮、磷和钾含量的影响 mg/kg
如表4所示,施钙处理的土壤有效磷含量都高于不施钙处理,差异达显著水平,且土壤有效磷含量随着施钙量的增加呈增大趋势。其原因可能是土壤中钙的增加降低了土壤磷素潜在淋失临界值,在测定土壤有效磷时被浸提出的磷素多,导致测定值较大,也可能是其他原因所致,需进行进一步的研究后确定。
根据表4,施钙处理的土壤中速效钾含量都低于不施钙处理,差异达显著水平,且随着施钙量的增加,差异程度有增大的趋势,而不同施钙量处理间的土壤速效钾含量差异达显著或不显著水平。其原因可能是施钙处理的小萝卜产量高,吸收了较多的钾素养分;此外,施钙处理的土壤中加入了阴、阳离子,促进了土壤中钾离子的离子交换,在浇水或降雨的情况下,钾素淋失较多,造成施钙处理的土壤中速效钾含量较低。
2.7 不同钙肥种类及施钙量对土壤交换性钙含量的影响
小萝卜收获后,测定土壤交换性钙含量,结果如图4所示。
图4 不同钙肥种类及施钙量对土壤交换性钙含量的影响
由图4可以看出,与不施钙处理相比,施钙处理均能提高土壤中交换性钙含量,而且土壤中交换性钙含量随着施钙量的增加而增大,施钙量为0.6 g/kg和0.8 g/kg的处理差异达显著水平,尤以CaSO4的表现更明显,这为作物生长提供钙素营养提供了条件。但结合不同施钙量对小萝卜生长以及产量的影响,施钙量过多(如0.8 g/kg)会对小萝卜生长造成不利影响,而合理的施钙量(0.2~0.6 g/kg)将使土壤钙素营养达到合理水平,有利于小萝卜的生长。
(1)在试验所用褐土上栽培小萝卜,与不施钙肥相比,在施钙量0.2~0.6 g/kg的合理范围内施用CaO,CaSO4和Ca(OH)2可以增加小萝卜株高和叶面积,其中以施钙量0.4~0.6 g/kg的处理效果更好,差异达显著或不显著水平;施钙量为0.8 g/kg的处理抑制了小萝卜生长,降低了株高和叶面积;不同施钙处理对小萝卜叶片的叶绿素含量影响不显著。
(2)施钙处理的小萝卜硝酸盐含量在183.8~311.2 mg/kg,平均值比不施钙处理减少了31.8%,差异均达显著水平,表明施钙处理显著提高了小萝卜品质;不同种类钙肥相同施钙量处理、相同种类钙肥不同施钙量处理的小萝卜中硝酸盐含量差异均不显著。
(3)试验所用褐土施钙量在0.2~0.8 g/kg范围内都显著提高了小萝卜产量,增产幅度为18.92%~66.00%,其中:CaO以施钙量0.2 g/kg和0.4 g/kg的增产效果较好,Ca(OH)2以施钙量0.4 g/kg增产效果较好,CaSO4以施钙量0.2 g/kg增产效果较好。结合生产成本及安全性,建议在实际农业生产中1 kg土壤施用0.2~0.4 g CaO,CaSO4或Ca(OH)2为宜。
(4)小萝卜收获后,施钙处理的土壤中碱解氮、速效钾含量都低于空白处理,差异达显著或不显著水平,各施钙处理间土壤碱解氮含量差异不显著而速效钾含量差异显著;施钙处理的土壤中有效磷含量都高于空白处理,差异达显著水平,且土壤中有效磷含量随着施钙量的增加呈增大趋势;施用钙肥都增加了土壤中交换性钙的含量,且土壤中交换性钙含量随着施钙量的增加而增大,特别是施钙量0.6 g/kg和0.8 g/kg的处理差异达显著水平,CaSO4的表现更为明显。
[1] HEPLER P K. Caleium: a central regulator of plant growth and development[J]. Plant Cell,2005(8):2142- 2155.
[2] 蔡良.钙肥综述[J].磷肥与复肥,2000(6):69- 71.
[3] 陆景陵.植物营养学[M].北京:中国农业大学出版社,2005.
[4] 徐逸心,朱云勤,马武权.钾钙肥的理化特性与使用方法相关性研究[J].贵州人学学报(自然科学版),2000(4):291- 296.
[5] 许学宏,王红慧.再论施肥对农产品品质影响研究[J].耕作与栽培,2003(2):55- 56.
[6] 常丽新,常建霞.施用钾肥对水萝卜产量和品质的影响[J].河北农业大学学报,2000(2):42- 43.
[7] 马继山,侯月玲,张西森.不同肥料对潍县萝卜产量及硝酸盐含量的影响[J].山东农业科学,2002(4):39- 40.
编 委 风 采
董茂忠 编委会委员
高级工程师,山东师范大学在职。全国工业产品生产许可证国家注册审查员、中国植物营养与肥料学会新型肥料专业委员会副主任委员、全国肥料和土壤调理剂标准化技术委员会新型肥料分技术委员会和钾肥分技术委员会委员、中国无机盐工业协会中微量元素肥行业分会委员、山东森烨生态工程有限公司董事。
长期从事化工行业技术管理工作,与多家企业进行技术合作,帮助企业进行技术和设备升级改造,协助企业制定企业标准,专长化工产品标准化和生产工艺技术研究。参与《肥料分级及要求》《脲醛缓释肥料》等国家标准的制修订,并参与《控释肥料》《海藻酸类肥料》《海藻酸尿素》《含腐植酸尿素》等行业标准的制定。2015年和2016年参与修订《化肥产品生产许可证实施细则》(一)(复肥产品部分),2016年至今承担中国绿色产品合格评价体系建设项目化工产品组的化肥产品评定标准制定工作,并参与中国绿色产品认证肥料类实施规则的编写工作。由山东科学技术出版社出版著作《作物营养与施肥丛书·蔬菜卷》,在各专业杂志刊物发表学术论文数篇,“一种色谱仪配套用过滤装置”获得国家实用专利。
提出“化肥轻量化数字生产线”概念,并在2016年带领山东森烨生态工程有限公司技术团队推出了第1代智能肥料拆包机,被多家媒体评为国内首台智能拆包机,开创了化肥智能生产时代。“化肥轻量化数字生产线”由数字化库房、智能拆包机、轻量化设备、数字物流系统、快速营养检测等几个模块组成,化肥生产进入智能制造时代,减轻劳动强度及伤害,降低人员成本,生产成本大幅降低。鉴于国内化肥助剂存在混乱添加、无效添加、行业生产不规范等现象,2014年联合北京尧之龙科技发展有限公司提出了《化肥防结块剂》行业标准,并于2016年获得国家工信部立项通过,现正在制定中,通过后必将对行业产生巨大良性影响。
吕云峰 编委会委员
美稼农业科技(上海)有限公司董事长兼总经理、上海美稼生物技术有限公司总经理、汉沨农业科技(上海)有限公司董事、大连沃禾互联网科技有限公司联合创始人兼董事、佰世禾(大连)科技发展有限公司董事。主要社会职务有:国际标准化组织ISOTC134WG1专家组专家、全国肥料和土壤调理剂标准化技术委员会委员、全国肥料和土壤调理剂标准化技术委员会新型肥料分技术委员会委员、全国肥料和土壤调理剂标准化技术委员会腐殖酸肥料分技术委员会委员、中国植物营养与肥料学会新型肥料专业委员会副主任委员、中国无机盐工业协会中微量元素肥行业分会技术专家委员会委员、全国新型肥料协作组特聘专家、大连市标准化资助奖励项目评审专家委员会委员。
毕业于中国农业大学,长期从事缓控释肥料和新型肥料的研发、生产、市场推广及标准化工作。参与主持国家科研课题8项(国家973项目“稻田水肥生态耦合调控氮磷减排技术”、国家863项目“环境友好型肥料研制与产业化包膜控释肥料的研制及评价”、江苏省科技计划项目“高效缓释硫包衣尿素”、上海浦东新区科技发展基金项目“草坪、花卉缓释肥料研制”、国家杂交水稻工程技术研究中心袁隆平院士合作项目“SCU用于超级杂交水稻节氮高产栽培体系研究”、农业部全国农技推广中心合作项目“全国硫养分状况及施硫推广”、东南亚SCU应用推广项目、巴西咖啡缓释专用肥试验示范项目),发表各类论文20余篇,编写施肥手册3部,申请国家发明专利11项,参与承办缓释肥料国际研讨会4次,参与引进及外建项目8项。作为主要起草人参与制定国家标准2项、国际标准3项、地方标准1项、行业标准3项,其中2项国际标准:《硫包衣尿素一般要求》BSISO17323:2015和《硫包衣尿素分析方法》BSISO17322:2015是中国肥料历史上首项国际标准,也是ISO首个缓释肥料标准,填补了国内和国际空白,具有重要里程碑意义。
缓释肥料评价方法4项:树脂包膜肥料养分释放评价、SCU生产模块及养分释放评价、脲醛缓释肥料养分释放评价、颗粒微量元素缓释性评价。自主开发包括树脂包膜肥、UF、MU、IBDU、SCU、SCC、肥包肥、脲酶抑制剂、有机无机肥、高尔夫果岭肥、水溶肥、液体肥等十二大系列及上百种配方。自主设计高尔夫果岭专用肥生产装置1套,树脂包膜肥料生产装置1套,MU/UF生产装置、脲酶抑制剂NBPT配方及生产装置1套,引进、消化、吸收、改进成套PSCU生产工艺及测试程序。
EffectsofSeveralTypesofCalciumFertilizersAppliedinCinnamonSoilonGrowthofRadish
WANG Xuejiang1, LI Feng1, MA Ning1, CHEN Baocheng2, ZHOU Huamin2, CHEN Jianqiu3,LIANG Hai2
(1.Worldfull Agricultural Science and Technology Co., Ltd., Yantai 264000,China;2.College of Resources and Environment, Shandong Agricultural University, National Engineering Laboratory for Efficient Utilization of Soil and Fertilizer Resources, Tai′an 271018, China;3.Shandong Kingenta Ecological Engineering Co., Ltd., State Key Laboratory of Nutrition Resources Integrated Utilization, Linshu 276700, China)
Pot experiment is carried out to study the influence of applying CaO, Ca(OH)2and CaSO4with different calcium levels in cinnamon soil on radish growth and soil nutrition, which is aimed at providing scientific basis for applying calcium fertilizer to radish and other vegetables. Experimental results show that calcium application amounts of 0.2, 0.4 and 0.6 g/kg can increase plant height and leaf area, calcium application amount of 0.8 g/kg has inhibitory effect; the average nitrate content of radish treatment with calcium application reduces by 31.8% than that without calcium application, the difference is significant; after harvesting radish, soil available nitrogen content and soil available potassium content are below that of control, while soil available phosphorus content is higher than that of control, the difference is significant; calcium application increases exchangeable calcium content in soil, and it increases with the increase of amount of calcium applied; calcium treatment increases radish yield significantly, increase rate is between 18.92% and 66.00%.
calcium fertilizer; cinnamon soil; radish; yield
国家“948”重点项目(2011- G30)资助 作者简介:王学江(1965—),本科,五洲丰农业科技有限公司总经理,主要从事化肥研究及生产;wzfmaning@163.com 通信作者:陈宝成(1969—),男,副教授,硕士生导师,主要从事土肥高效利用及土壤化学研究;bcch108205@163.com
S631.1
A
1006- 7779(2017)02- 0071- 05
2017- 01- 06)