严建辉
(建瓯市土肥站,福建建瓯353100)
建瓯市位于福建中北部地区,当地耕地土壤主要以水稻土为主,其中黄泥田土种占水稻土面积40%。建瓯市又属于福建省重要的粮食、经济作物主产区,黄泥田耕地资源的高效持续利用对于建瓯市农业发展和粮食安全至关重要。然而,因土壤自然属性和不合理施肥等因素的影响,黄泥田普遍存在酸化加剧趋势[1-3],大部分土壤的pH<5.5,土壤酸化后会导致土壤中有效钙、镁的流失和养分有效性的降低[4],这就制约了建瓯市农业的持续发展。因此,优化施肥方式,加强土壤质量的改良,防止土壤酸化的加剧就显得十分的重要。研究表明,施用石灰可以提高土壤pH,改良酸性土壤[5-6]。但是,随着肥料行业的发展,许多更优质安全的修复土壤、改良土壤酸化的土壤调理剂不断开发出来[7-8],大多数都较好的修复改良效果[9-10]。
柳开楼等[1]研究表明,施用牡蛎壳土壤调理剂是实现红壤旱地花生增产、活化土壤养分和阻控土壤酸化的重要途径;魏岚等[7]研究表明,各酸性土壤调理剂均能提高土壤pH,降低酸性土壤交换性铝含量,提高土壤有机质、速效氮、有效磷、速效钾含量。因此在酸性土壤中施用酸性土壤调理剂,可以调节土壤pH,改良土壤结构,提高土壤养分有效性[11-12]。但是,受各种因素的影响,目前土壤调理剂没有统一的国家标准,部分土壤调理剂存在原料来源复杂、隐性有害附加成份不明等特点,大量使用存在风险[13-14]。
为此,本试验选择福建省玛塔农业发展有限公司以牡蛎壳为主要原料,通过温度控制和粒径分选等深加工过程生产的土壤调理剂,这种新型土壤调理剂主要成分为氧化钙,无隐性有害附加成分,且具调酸补钙等特点[5-8]。本试验以花生为试验作物,在黄泥田花生上进行施用牡蛎壳土壤调理剂田间试验,以期研究对黄泥田花生产量和土壤酸化改良的影响。
田间研究试验于2017年6—11月在福建省建瓯市南雅镇房村村黄泥田进行。
1.2.1 供试土壤 水稻土类黄泥田土种。试验前土壤基础理化性质为:耕层有机质19.0 g/kg,碱解氮88.00 mg/kg,有效磷9.0 mg/kg,速效钾75 mg/kg,交换性钙226.5 mg/kg,pH 5.2。
1.2.2 供试肥料 牡蛎壳土壤调理剂,生产企业为福建玛塔生态科技有限公司,养分指标为CaO≥45%、pH 8.5~10.5。
1.2.3 供试作物 花生‘仲恺花1号’,播种量为280 kg/hm2,行株距为40 cm×10 cm,2粒/每穴。
1.3.1 试验设计 设3个施肥处理,处理1为对照(CK):常规施肥+不施土壤调理剂;处理2:常规施肥+土壤调理剂1500 kg/hm2;处理3:常规施肥+土壤调理剂2250 kg/hm2。各处理3次重复,小区面积50 m2(5 m×10 m),各小区随机排列。3 个处理常规施肥完全一致,施用相同用量和配比的复合肥,具体为:45%(18-9-18)复合肥750kg/hm2,70%做基肥施用,30%在花生出苗后施用,土壤调理剂作基肥一次施入。
1.3.2 产量及农艺性状测定 测产时每个小区单独收获,单独称重计算产量。同时每个小区取5 穴长势中庸植株样,带果拔出测定植株高度、侧枝数、主根长度、每株单双果数、每株总果数和百果重。
1.3.3 土壤采集与分析 在花生收获后采集各个小区耕层(0~20 cm)土壤进行分析测试,其中土壤pH用pH计分析测试法,土壤有机质含量采用重铬酸钾容量法,碱解氮含量采用碱解扩散法,有效磷含量采用碳酸氢钠浸提-分光光度法,速效钾含量采用NH4OAc浸提-火焰光度计法,交换性钙采用1.0 mol/L中性NH4OAC连续浸提-原子吸收分光光度计法进行测定[15]。
1.3.4 试验仪器 pH 计仪器为pHS-3C 型pH 计和E-201-C 型pH 复合电极;分光光度计为721 紫外分光光度计;火焰光度计为上海傲谱FP640火焰光度计。
1.3.5 统计分析 数据分析采用Excel 表,数理统计分析用SPSS 18.0 和LSD 进行,分析比较各个处理之间的差异显著性。
在黄泥田花生上施用土壤调理剂能显著提高花生的产量,从表1 可以看出,处理3>处理2>处理1,且产量随着土壤调理剂的施用量增加而提高。施用土壤调理剂加常规施肥的处理3、处理2 平均产量分别为3480.0 kg/hm2、3280.0 kg/hm2,比处理 1(CK)平均增产500.0 kg/hm2、300.0 kg/hm2,增产幅度分别达到 16.8%和10.1%;处理3、处理2 与处理1 差异显著,可见施用牡蛎壳土壤调理剂对花生有较好的增产效果。这与黄燕燕、贺琦等的研究结果相一致[16-17]。
表1 不同施肥处理对花生产量的影响
从表2可看出,处理3、处理2产值比处理1(CK)产值有较大提高,分别增加4000.0元/hm2、2400.0元/hm2,纯收入增加分别达1750.0元/hm2、900.0元/hm2,产投比分别达到 1:1.8 和 1:1.6。处理 3、处理 2 与处理 1 差异显著,说明施用牡蛎壳土壤调理剂能显著增加花生收入,有较好的经济效益。这与吴宝国、陈玉山等的研究结果相一致[17-18]。
从表3 可看出,施用牡蛎壳土壤调理剂的处理花生的株高、侧枝数、主根长、单株果数、饱果率等比处理1 都有较大不同。与处理1 比处理3、处理2 花生株高分别增加1.6%、1.2%,侧枝分别增加3.8%、2.5%,主根分别增加4.4%、2.7%,单株总果数分别增加3.0%、2.4%,单株饱果数分别增加6.7%、5.9%,饱果率分别增加4.0%、3.8%,单株果重分别增加4.4%、3.8%,百果重分别增加1.3%、0.8%。其中,以处理3 产量构成因子增幅最大。除侧枝数、主根长外,其他农艺性状处理3、处理2与处理1差异显著,这与黄梅卿等的研究结果相一致[19-20]。
试验后对不同处理小区土壤进行采样测试,结果表明,施用牡蛎壳土壤调理剂对土壤养分状况与pH均产生了较大影响(具体见表4)。由于本试验所用的牡蛎壳土壤调理剂主要采用保护性烘焙煅烧工艺,即通过合理的温度控制和粒度分级手段,从而在获取氧化钙的基础上,最大程度地保存了牡蛎壳的有机养分,因此与处理1(CK)比,处理3和处理2土壤有机质和土壤养分含量都有较大提高,有机质含量分别提高了12.6%和10.5%;土壤碱解氮含量分别提高了9.2%和8.9%;土壤有效磷含量分别提高了7.7%和5.5%;土壤速效钾含量分别提高了9.3%和5.3%。同时,牡蛎壳土壤调理剂显著提升了土壤交换性钙含量,处理3 和处理2 土壤交换性钙含量分别比处理1(CK)增加12.5%和10.3%。在土壤酸碱性变化方面,与处理1(CK)相比,处理 3 和处理 2 土壤 pH 分别提高了 0.8 和 0.5。土壤养分与pH各检测值,处理3、处理2与处理1差异显著,可见在黄泥田花生上施用牡蛎壳土壤调理剂能提高土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钾含量,提高土壤pH值,阻控土壤酸化;这与柳开楼等的研究相一致[1]。此外,花生为喜钙作物,缺钙会导致花生空秕[21],本土壤调理剂以牡蛎壳为原料生产而成,含有丰富的钙质元素,一定程度上补充了花生的钙质营养需求,故取得显著增产效果。
(1)施用牡蛎壳土壤调理剂对花生的增产效果明显,施用牡蛎壳土壤调理剂2250 kg/hm2和1500 kg/hm2比不施用牡蛎壳土壤调理剂的常规对照比,平均增产分别达500.0 和300.0 kg/hm2,增幅分别为16.8%和10.1%。
(2)施用牡蛎壳土壤调理剂对花生增收效果明显,施用牡蛎壳土壤调理剂2250 kg/hm2和1500 kg/hm2比不施用牡蛎壳土壤调理剂的常规对照比,产值分别增加 4000.0 元/hm2和 2400.0 元/hm2,纯收入分别增加1750.0元/hm2和900.0元/hm2,产投比分别达1:1.8和1:1.6。
表2 不同施肥处理对花生产值和经济效益的影响
表3 不同施肥处理对花生农艺性状的影响
表4 不同施肥处理对土壤养分与pH的影响
(3)施用牡蛎壳土壤调理剂后对土壤养分与pH产生了较大影响,施用牡蛎壳土壤调理剂2250 kg/hm2和1500 kg/hm2比常规对照土壤有机质、土壤碱解氮、土壤有效磷、土壤速效钾、土壤交换性钙含量都有不同程度的提高。在土壤酸碱性变化方面,施用牡蛎壳土壤调理剂后土壤pH分别提高0.8、0.5。可见在黄泥田花生上施用牡蛎壳土壤调理剂能提高土壤pH,阻控土壤酸化[21-23]。