钙镁磷肥对元胡种植区酸化土壤改良效果的探究

高 鹏，杨小敏，简红忠，李丹妮，司 华

(汉中市农业技术推广中心, 陕西 汉中 723000)

0 引言

中药材元胡是汉中市城固县农民主要增收项目之一，种植历史已有40余年，种植面积稳定在0.6万hm2左右，占全国总面积的65%以上。在元胡种植中，为了追求更高产量，一些种植户大量施用化学肥料，尤其是氮肥的过量施用导致酸沉降，引起元胡适生区土壤大面积酸化，并且这种问题还在进一步加剧。土壤酸化严重制约了当地元胡种植和产业发展，因此，开展元胡种植区酸化土壤改良具有重要意义。

钙镁磷肥是一种碱性矿质肥料[1]，除了含植物生长所需的磷元素，还能提供植物所需的钙、镁、硅等中微量元素。已有研究表明，钙镁磷肥施入土壤后，能显著提高土壤pH，改良酸性土壤，并能通过降低土壤重金属活性，提升作物营养与品质[2～4]。因此，钙镁磷肥在酸化土壤改良中具有较大的应用潜力。本研究选择钙镁磷肥作为土壤调理剂，探究其在元胡种植区酸化土壤上的改良效果，通过田间试验，设置不同用量钙镁磷肥对土壤理化性状和元胡产量、经济效益的影响，以期为钙镁磷肥在元胡酸化土壤改良应用上提供有效的技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地位于城固县上元观镇鸭儿池村，海拔469 m，年降水量823 mm，年平均气温14℃，无霜期237 d，≥5℃活动积温4 961.6℃，主要的土壤类型有沙土、壤土、沙壤土，耕层土壤基本理化性状为：有机质20.1 mg/kg，全氮1.17 g/kg，有效磷55.2 mg/kg，pH 5.09，速效钾78.4 mg/kg，种植结构为元胡-休闲轮作。

1.2 试验设计

共设4个处理，处理1(CK)：对照，为农户常规施用氮磷钾肥(N-P2O5-K2O：270-180-270 kg/hm2)，氮肥采用尿素、磷肥采用重过磷酸钙、钾肥采用硫酸钾；处理2(T50)：氮肥、钾肥同处理1，磷肥采用钙镁磷肥750 kg/ hm2；处理3(T100)：氮肥、钾肥同处理1，磷肥采用钙镁磷肥1 500 kg/ hm2；处理4(T150)：氮肥、钾肥同处理1，磷肥采用钙镁磷肥2 250 kg/ hm2。

1.3 供试材料

(1)元胡品种：当地主栽浙元胡；

(2) 肥料品种：尿素(N≥46%)、重过磷酸钙(P2O5≥46%)、硫酸钾肥(K2O≥50%)、钙镁磷肥(P2O5≥12%)。

1.4 大田试验管理措施

试验为两年定位试验，元胡第一年种植时间为2018年10月10日，收获时间为2019年5月10日，第二年种植时间为2019年9月30日，收获时间为5月3日，试验小区面积10.8 m2，随机区组排列，重复3次，共12个小区。小区间以排水沟隔离，采用简易水肥一体化装置进行灌溉，单灌单排，避免串水串肥。各处理在播种前一周内按照试验方案用量一次性基施调理剂+化肥后，进行深翻。

1.5 样品采集及测定分析

第二年元胡收获后，采集各小区0～20 cm土壤，每个小区3个点混合成1个土壤样品，风干过筛后测定土壤pH，交换性酸总量、氢、铝，土壤阳离子交换总量、钙、镁、钠，土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾，具体检测方法参照鲍士旦《土壤农户分析》[5]。数据用SPPS22.0进行各处理的基本运算和方差分析。

2 结果分析

2.1 不同处理对土壤pH和交换性酸影响

土壤pH反映土壤溶液中的氢离子，是活性酸，土壤交换性酸是土壤胶体上吸附的氢离子和铝离子，是潜性酸，二者处于动态平衡中。表1结果显示，与对照相比，元胡收获后，连续两年施用钙镁磷肥750 kg/hm2(T50，P2O590 kg/hm2)、1 500 kg/hm2(T100，P2O5180 kg/hm2)、2 250 kg/hm2(T150，P2O5270 kg/hm2)土壤pH分别提高了0.27、0.30、0.31个单位，不同用量钙镁磷肥处理之间土壤pH差异不显著；T50处理对土壤交换性酸总量无显著影响，T100、T150两个处理土壤交换性酸总量和交换性氢含量下降显著，分别降低了0.16 cmol/kg、0.27 cmol/kg和0.14 cmol/kg、0.11 cmol/kg，但两个处理之间无明显差异；仅有T150处理土壤交换性铝含量下降显著，降低了0.16 cmol/kg。

表1 不同处理对土壤pH和交换性酸的影响 (cmol/kg)

2.2 不同处理对土壤阳离子交换量(CEC)和交换性盐基离子的影响

土壤阳离子交换量(CEC)是指土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量，土壤交换性盐基离子是指土壤胶体吸附的碱金属和碱土金属离子，均是影响土壤酸碱度的重要因素。从表2可以看出，连续两年施用钙镁磷肥，土壤CEC显著上升，其中T100和T150较对照分别提高了2.08和2.01 cmol/kg，二者之间提升幅度无显著差异；对交换性盐基离子的影响结果表明，施用钙镁磷肥能显著提升土壤交换性钙，T50、T100、T150分别较对照增加了0.22、0.3和0.28 cmol/kg，三个处理之间无明显差异；交换性镁仅有T150处理显著高于对照；而施用钙镁磷肥对交换性钠、钾提升效果不显著。

表2 不同处理对土壤CEC和土壤交换性盐基离子的影响 (cmol/kg)

2.3 不同处理对土壤有机质和氮磷钾含量的影响

土壤有机质和氮磷钾含量是土壤肥力的重要指标，也是土壤改良效果的重要依据。2年的试验结果表明，施用钙镁磷肥对土壤有机质、全氮、速效钾无显著影响(表3)；T50、T100处理对土壤有效磷含量无显著影响，T150处理两年后，土壤有效磷显著提升，较对照处理提高了13.1%，这可能与T150处理施磷量显著高于当地常规施肥量有关。

表3 不同处理对土壤有机质和氮磷钾含量的影响

2.4 不同处理对元胡产量效益的影响

表4结果表明，与对照处理(CK)相比，连续两年施用钙镁磷肥均能显著提高元胡产量，T50、T100、T150处理分别较对照增加了4.7%、5.3%和6.0%。从元胡经济效益看，除去肥料成本后，不同用量钙镁磷肥经济效益均高于过磷酸钙，T50、T100、T150新增纯收益分别较对照增加了4 449.2、3 913.2、3 521.2元/hm2。

表4 不同处理对元胡产量效益的影响

3 结论与建议

本次田间试验结果表明，连续两年施用钙镁磷肥，较农户常规施用重过磷酸钙能显著提升土壤pH、土壤阳离子交换量、土壤交换性钙、元胡产量和经济效益；当钙镁磷肥用量等于或高于当地常规施肥水平(P2O5: 180 kg/hm2)时，能降低土壤交换性酸总量和交换性氢含量；当钙镁磷肥用量高于当地常规施肥水平时，能显著降低土壤交换性铝含量、提高土壤交换性镁和土壤有效磷含量。这主要是因为钙镁磷肥是富含碱性营养元素如钙、镁、钾、硅的矿质肥料，施入土壤后，能够中和土壤溶液中的酸，并有效补充土壤耕层的矿质元素，为作物生长提供必需的微量元素。综合来看，施用750～1 500kg/hm2钙镁磷肥，就能满足土壤pH的提升及元胡产量经济效益的增加；施用2 250kg/hm2钙镁磷肥，其磷肥用量已超过当地常规施肥水平，会提升肥料成本，降低元胡种植户纯收益，更为严重的是会造成磷肥资源浪费，加剧了农业面源污染风险，因此，推荐在陕南中药材元胡酸化土壤改良中，应用钙镁磷肥作为改良剂，施用量为750～1 500kg/hm2最为适宜。