土壤调理剂对油菜产量、品质及酸性土壤改良的影响

范文静，杨力，林海涛，宋效宗，刘苹，陈剑秋，沈玉文,3,4

(1. 山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,山东 济南 250100；2. 山东省农业科学院农业资源与环境研究所, 山东 济南 250100；3. 农业部废弃物基质化利用重点实验室，山东 济南 250100；4. 山东省植物营养与肥料重点实验室，山东 济南 250100；5. 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)

土壤调理剂对油菜产量、品质及酸性土壤改良的影响

范文静1，杨力2，林海涛2，宋效宗2，刘苹2，陈剑秋5，沈玉文2,3,4

(1. 山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,山东 济南 250100；2. 山东省农业科学院农业资源与环境研究所, 山东 济南 250100；3. 农业部废弃物基质化利用重点实验室，山东 济南 250100；4. 山东省植物营养与肥料重点实验室，山东 济南 250100；5. 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)

采用盆栽试验研究了以工业副产品硅钙镁磷钾等为主要成分的酸性土壤调理剂对油菜产量、品质及土壤改良效果的影响。试验结果表明，在油菜生育期内，调理剂可以显著提高酸性土壤的pH值和电导率；与空白(CK)处理相比，仅施用调理剂(T)就可以使油菜产量提高13.0%，调理剂和复合肥配施(T+F)可以使油菜产量提高45.0%；仅用调理剂可以使油菜VC含量提高4.3%，硝酸盐含量提高22.45%，对可溶性糖基本无影响。

土壤调理剂；酸性土壤；油菜；产量；品质

AbstractA pot experiment was conducted to study the effects of byproduct amendments containing silicon, calcium, magnesium, phosphorus and potassium on yield, quality of oilseed rape and improvement of acidic soil. The results showed that, during the growth period of oilseed rape, the pH value and conductivity of acidic soil could be significantly improved by amendments. Compared with the control (CK), the amendments (T) could significantly increase the yield of oilseed rape by 13.0%, and the amendments with fertilizer (T+F) could increase the yield of oilseed rape by 45.0%. The amendments could increase the content of vitamin C by 4.3%, and the nitrate content by 22.45%, but had little influence on the soluble sugar content.

KeywordsSoil conditioner; Acidic soil; Oilseed rape; Yield; Quality

土壤酸化主要是指土壤中的H+和Al3+数量增加，导致土壤阳离子库的耗竭，是土壤质量退化的重要形式之一[1，2]。土壤酸化不仅造成土壤中Ca、Mg、P等营养元素的流失，土壤理化性质恶化，土壤微生物活性降低，而且使得土壤中重金属化合物和金属元素Al的有效性提高，而酸性土壤中Al的毒害是抑制作物生长和导致作物减产的主要原因[3-5]。近年来，中国土壤酸化在酸度和酸化面积上均呈加速扩大趋势[6]，严重制约了我国农业的可持续发展[7，8]。Guo等[9]研究表明，我国农田土壤pH值在过去20年间平均下降了约0.5个单位，相当于土壤酸量(H+)在原有基础上增加了2.2倍。

施用土壤调理剂是修复退化土壤的重要措施之一[10], 土壤调理剂能有效改善土壤物理、化学和生物性质，使其更适宜于作物生长[11-14]。石灰是传统的改良酸性土壤的调理剂，但长期或大量使用石灰会引起土壤板结，导致土壤中部分养分失衡甚至引起作物减产[15]。硅钙镁钾调理剂作为一种工业副产物，一方面可调理土壤酸碱度，改良酸性土壤; 另一方面其含有大量的硅、钙、镁中量元素以及铁、钼、锌、硼等微量元素，养分全面[16，17]。因此，我们针对胶东地区酸性土壤存在的问题，以盆栽小油菜为试验材料，研究硅钙镁钾调理剂在改良土壤酸化、提高作物产量和改善作物品质等方面的作用，探索解决胶东地区土壤酸化的新途径。

1 材料与方法

1.1试验地概况

试验于2016年8月23日至10月22日在山东省农业科学院实验农场进行。 供试土壤来自胶东种植了8年的苹果园，棕壤， pH值5.67，硝态氮含量49.89 mg/kg，氨态氮83.09 mg/kg，速效磷27.61 mg/kg，速效钾164 mg/kg，有机质1.31%。

1.2试验材料

供试材料为“苏州青”油菜。硅钙镁钾调理剂成分见表1，硝基复合肥，N- P2O5- K2O含量为15%-15%-15%。

表1硅钙镁钾调理剂指标

1.3试验设计

采用单因素随机区组试验设计, 设4个处理,分别为：空白对照CK, 不施用任何肥料和调理剂；T，单施土壤调理剂处理；F, 单施复合肥处理；T+F, 同时施用调理剂和复合肥处理。每处理重复3次。调理剂施用量为48.9 g/盆，全部基施；复合肥施用量为3.67 g/盆，全部基施。8月23日播种，盆直径25 cm, 每盆装土10 kg，播种若干粒，15天后间苗，每盆留10棵油菜。盆栽灌溉均使用pH值为6.78的去离子水。

1.4测定项目及数据分析

土壤pH值和电导率测定:盆栽试验开始后，分别于0、1、2、5、10、30、60、120天测定土壤pH值及电导率，每盆分不同位置，同一高度测4个点，油菜收获后仍定期灌溉及测定直至120天。

田间试验结束时，每个处理随机采取5棵油菜鲜样用于测定硝酸盐、VC、可溶性糖含量。硝酸盐含量采用硫酸-水杨酸比色法测定；VC含量采用2, 6-二氯靛酚滴定法测定；可溶性糖采用蒽酮比色法测定。

试验数据采用Micrsoft Excel和DPS软件分析处理。

2 结果与分析

2.1土壤调理剂对土壤pH值及电导率的影响

由图1看出，调理剂施入后， T、T+F处理的土壤pH值显著升高，由原来的5.67提高到7.50以上；复合肥的施加可以使土壤pH值提高0.2左右；无调理剂处理(CK、F)土壤pH值处理在7天左右略微提高，30天后，所有处理土壤的pH值均降低，60天之后pH值基本保持不变。

由图2可以看出， F、T+F处理土壤电导率升高明显，这是由于复合肥中大量无机盐溶解造成的；单施调理剂处理(T)土壤电导率在施用7天后才有显著提高，说明调理剂中的枸溶性物质在土壤中逐渐溶解，从而提高了土壤的电导率。

图1 土壤pH值随时间变化曲线

图2 土壤电导率值随时间变化曲线

2.2土壤调理剂对油菜生长及产量的影响

由表2看出, 与空白对照(CK)处理相比, 单施复合肥和调理剂均能显著提高油菜产量；单施调理剂处理(T)油菜产量比CK提高13.0%；单施复合肥处理(F)油菜产量比CK提高31.1%；调理剂和复合肥配合施用处理(T+F)油菜产量提高45.0%，说明调理剂和复合肥配合施用对作物增产效果明显。

表2不同施肥处理对油菜株高及产量的影响

处理株高(cm)产量(g/盆)增产率(%)CK7.42a779.6dT7.89b881.2c13.0F8.22c1022.04b31.1T+F8.65d1130.4a45.0

2.3土壤调理剂对油菜营养品质的影响

人类膳食中90%以上的VC来自蔬菜和水果[18]，并且蔬菜对人体摄入硝酸盐的贡献率超过80%[19，20]。由表3可以看出，施用调理剂处理(T)油菜VC含量最高，比CK处理提高4.3%，调理剂和复合肥配施处理VC含量最低。与CK相比，施用调理剂和复合肥均可显著提高油菜的硝酸盐含量，其中调理剂处理硝酸盐含量增加量最少，比CK高22.45%，而调理剂与复合肥配施硝酸盐提高达56.16%。这是因为油菜是喜氮作物，复合肥中氮肥的施用会导致植株累积硝态氮，从而增加了油菜硝酸盐含量。可溶性糖是参与细胞渗透调节的主要物质之一，糖的积累能提高细胞渗透浓度，增加植物的抗性。与CK和T处理相比， F、T+F处理显著降低了油菜的可溶性糖含量，调理剂对油菜可溶性糖含量基本没有负面影响。

表3不同施肥处理对油菜品质的影响

处理VC(mg/kg)硝酸盐(mg/kg)可溶性糖(%)CK421.82a38.39c1.64aT439.85a47.01b1.61aF411.38a57.44a0.90bT+F342.78b59.95a0.87b

3 小 结

本试验结果表明，施用调理剂短期内可以显著提升酸性土壤的pH值和电导率，而复合肥对酸性土壤的pH值影响不大。调理剂的加入可以显著提高油菜产量，调理剂和复合肥配合施用对油菜增产效果最为明显；调理剂的加入可以提高油菜的VC含量并且对可溶性糖影响不大，改善了油菜品质。而复合肥的加入会降低油菜VC和可溶性糖含量，显著提高硝酸盐含量，可见过量施肥会降低油菜的品质。因此，调理剂可以作为酸性土壤调理剂来改善土壤生态系统，提高土壤质量，在农业上具有一定的应用前景。

[1] Breemen N V, Driscoll C T, Mulder J. Acidic deposition and internal proton in acidification of soils and water[J]. Nature, 1984, 307(5952): 599-604.

[2] Whalen J K, Chang C, Clayton G W. Cattle manure and lime amendments to improve crop production of acidic soils in northern Alberta[J]. Canadian Journal of Soil Science, 2002, 82(2): 227-238.

[3] 魏岚，杨少海，邹献中．不同土壤调理剂对酸性土壤的改良效果[J]．湖南农业大学学报(自然科学版)，2010，36(1)：77-81．

[4] Ma J F, Ryan P R, Delhaize E. Aluminium tolerance in plants and the complexing role of organic acids[J]. Trends in Plant Science, 2001, 6(6): 273-278．

[5] 何龙飞，王爱勤，刘友良．植物耐铝性机制的研究进展[J]．广西农业生物科学，2003，22(1): 58-62.

[6] 陈廷钦．土壤调理剂及应用进展[J]．云南大学学报，2011，33(S1): 338-342.

[7] 李岚涛，鲁剑巍，任涛． 酸化土壤调理剂在油菜上的应用效果[J]. 华中农业大学学报，2014，33(5):57-60．

[8] Miao Y, Stewart B A, Zhang F S. Long-term experiments for sustainable nutrient management in China. A review[J]. Agronomy for Sustainable Development, 2011, 31(2): 397-414.

[9] Guo J H，Liu X J，Zhang F S． Significant acidification in major Chinese croplands[J]. Science, 2010, 327(5968): 1008-1010．

[10] 谷雨，蒋平，李志明．不同土壤调理剂对酸性土壤的改良效果[J]． 湖南农业科学，2015 (3) : 61-64．

[11] 吴增芳．土壤结构改良剂[M]．北京: 科学出版社，1976：24-34．

[12] 张曦，王旭．四种土壤调理剂对镉、铅的吸附效果研究[J]. 中国土壤与肥料，2012 (4) : 6-10．

[13] 王小彬，蔡典雄，张树勤．土壤调理剂对旱、盐条件下草种萌发的影响[J]．植物营养与肥料学报，2003，9(4):462-466．

[14] Bhardwaj A K, Mclaughlin R A, Levy G J. Depositional seals in polyacrylamide -amended soils of varying clay mineralogy and texture[J]．Journal of Soils and Sediments,2010,10:494-504．

[15] 孟赐福，水建国，吴益伟．红壤旱地施用石灰对土壤酸度、油菜产量和肥料利用率的长期影响[J]．中国油料作物学报，1999，21(2):45-48．

[16] 冯琛． 硅钙镁钾肥在陕西省农作物应用效果试验研究初报[J]． 陕西农业科学，2005(6): 14-15, 23．

[17] 张艳红，段彩霞，薛旗． 硅钙镁钾肥在花生上的施用效果研究[J]．现代农业科技，2011(8): 278．

[18] Lee S K, Kader A A．Preharvest and postharvest factors influencing vitamin C content of horticultural crops [J]．Postharvest Biology and Technology, 2000, 20: 207-220．

[19] Gangolli S D, van den Brandt P，Feron V J．Nitrate, nitrite and N-nitroso compounds[J]. European Journal of Pharmacology，Environmental Toxicology and Pharmacology, 1994, 292(1):1-38．

[20] Eichholzer M, Gutzwiller F. Dietary nitrates，nitrites，and N-Nitroso compounds and cancer risk: a review of the epidemiologic evidence[J]. Nutrition Review,1998,56(4):95-105.

EffectofAmendmentsonYield,QualityofOilseedRapeandImprovementofAcidicSoil

Fan Wenjing1, Yang Li2, Lin Haitao2, Song Xiaozong2, Liu Ping2, Chen Jianqiu5, Shen Yuwen2,3,4

(1.InstituteofAgriculturalQualityStandardsandTestingTechnology,ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan250100,China; 2.InstituteofAgriculturalResourcesandEnvironment,ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan250100,China; 3.KeyLaboratoryofWastesMatrixUtilization,MinistryofAgriculture,Jinan250100,China; 4.ShandongProvincialKeyLaboratoryofPlantNutritionandFertilizer,Jinan250100,China; 5.KingentaEcologicalEngineeringGroupCo.,Ltd./StateKeyLaboratoryofEfficientDevelopmentandIntegratedUtilizationofNutritionResources,Linshu276700,China)

10.14083/j.issn.1001-4942.2017.09.021

2017-08-06

“十二五”国家科技支撑计划项目(2011BAD11B02); 山东省自然科学基金青年基金项目“生物表面活性剂体系聚集行为及其对重金属污染土壤淋洗修复效果的影响”(ZR2016BQ30)； 山东省农业科学院青年英才培养计划项目 “阴阳离子表面活性剂复配体系对水溶肥料溶解度的影响”

范文静(1988—)，女，学士，研究实习员，主要从事农产品质量安全检测工作。E-mail：waini6627@sina.com

沈玉文(1982—)，女，博士，副研究员，主要从事新型肥料研制工作。E-mail：wendy_yws@163.com

S156.2：S634.3

A

1001-4942(2017)09-0114-04