不同土壤改良剂在武穴佛手山药上的应用效果

周志华，张水平，胡锋，张超，田贵生，游秋香，吴海亚

（1.武穴市余川镇农业技术推广服务中心，湖北，435400；2.武穴市农业技术推广中心；3.武穴市耕地质量保护与肥料管理局）

武穴市佛手山药作为农产品地理标志，对土壤、水源、大气等生长环境条件要求苛刻，仅在武穴市北部山区梅川、余川2镇原生态地区生长良好[1]。近年来，随着经济与社会的不断发展，武穴市土壤酸化问题日益凸显，严重制约了土地生产力和山药产业的发展。尽管有研究结果表明，土壤pH值维持在5.5以上的弱酸性条件不仅不会对大多数植物的生长产生不利影响，还可保持土壤中的微量营养元素具有较高的生物有效性[2]。但土壤酸化会加速土壤贫瘠化，土壤有害重金属活化，有害微生物特别是寄生真菌增加，如根腐病、根结线虫病等土传病害发生严重，而应用土壤改良剂是当前调节土壤酸碱性、钝化重金属活性的一种经济有效的农艺措施[3]。国内关于土壤改良剂治理土壤酸化和修复土壤重金属污染的研究报道较多，吴志强等[4]报道，施用土壤改良剂不仅能不同程度提高酸化稻田的pH值，还能显著提高酸化稻田的水稻产量与产值。马铁铮等[5]研究施用生物有机肥和生物炭对稻田Cd和Pb污染的钝化修复效果，结果表明，施用生物有机肥和生物炭可以提高土壤pH值以及土壤养分含量，并显著降低土壤有效态Cd和Pb的含量。因此，如何选择适合当地酸化土壤的土壤改良剂，通过合适的施肥和田间管理措施，将土壤的酸碱度维持在合适的水平对武穴山药产业可持续发展和生态环境保护至关重要。本研究在前人研究基础上，通过大田试验，研究不同土壤改良剂在武穴佛手山药上的应用效果，为优化武穴山药种植区域酸化土壤的改良方法提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年在湖北武穴市余川镇青蒿村进行，供试土壤为花岗片麻岩发育的潴育型水稻土砂泥田。供试田块前茬为水稻，余川镇青蒿村耕层土壤pH值4.83，含有机质29.5 g/kg，全氮1.5 g/kg，有效磷16.7 mg/kg，速效钾141.2 mg/kg。

1.2 供试材料

余川镇供试武穴佛手山药品种均为当地农户自留种，667 m2播种量250 kg，定植株距为20 cm，行距为40 cm，4月1日条播，11月26日收获。供试肥料为湖北三宁化工股份有限公司生产的尿素（46%）、中国中化集团有限公司销售的硫酸钾（50%）、湖北祥云（集团）化工股份有限公司生产的硫基复合肥（N∶P2O5∶K2O=20∶10∶15）；供试土壤改良剂生石灰为新乡市源丰钙业有限公司生产，有机肥为湖北田申甲生物环保科技有限公司生产；钙镁磷肥为湖北祥云（集团）化工有限公司生产；土壤调理剂为湖北富之源生物科技有限公司生产。

表1 不同土壤改良剂对土壤pH值的影响

表2 不同土壤改良剂对土壤养分的影响

1.3 试验设计

试验共设5个处理，其中处理1为对照（CK），常规施肥，667 m2分别施纯N、P2O5、K2O 20、10、15 kg；处理2～5在常规施肥基础上，分别667 m2增施生石灰250 kg、商品有机肥500 kg、钙镁磷肥150 kg、土壤调理剂150 kg；氮肥按基肥∶追肥=7∶3施用，钾肥按基肥∶追肥=6∶4施用，复合肥、磷肥和土壤改良剂均作基肥施用，于山药膨果期追肥1次，基肥施用时间为4月28日，追肥施用时间为7月31日。试验处理按随机区组排列，小区面积30 m2，3次重复。

1.4 样品采集与测定

试验开展前和山药收获后，采集耕层土壤，风干磨细过筛，按照实验室常规方法测定pH值、有机质、全氮、有效磷和速效钾[6]。山药收获前1 d，调查每个小区的有效株数，然后选取有代表性的10株山药，带回实验室进行考种，计算单株薯数和单薯质量，剩下的各小区实收核产。

1.5 数据统计分析

采用Excel 2019进行基础数据的整理和分析，SPSS软件进行数据统计分析，最小显著法（LS D）检验数据的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同土壤改良剂对土壤pH值的影响

由表1看出，施用土壤改良剂能提高酸化土壤的pH值，与土壤改良前基础土壤pH值相比，处理2～5的土壤pH值分别提高0.22、0.12、0.17、0.24，而处理1的土壤pH值降低0.08，土壤改良后处理2～5的pH值均显著高于对照，但处理2～5间差异不显著。可见常年施用化肥可能导致土壤进一步酸化，而施用土壤改良剂可有效改良土壤酸化情况，且4个土壤改良剂处理的效果差异不显著。

2.2 不同土壤改良剂对土壤养分的影响

由表2看出，施用土壤改良剂能有效改善酸化土壤，与土壤改良前基础土壤养分含量相比，处理2～5土壤全氮、有效磷和速效钾含量分别提高0.1～0.3 g/kg、0.1～0.5 mg/kg和12.2～19.6 mg/kg，而处理1的土壤全氮、有效磷和速效钾含量分别比施用前降低0.1 g/kg、0.2 mg/kg和12.6 mg/kg。施用土壤改良剂后，处理5的全氮显著高于处理1，处理3、4的有效磷含量显著高于处理1，处理2～5的速效钾含量显著高于处理1，但处理2～5间差异不显著。可见，常年施用化肥可能导致土壤保肥能力下降，而施用土壤改良剂可有效缓解土壤肥力下降问题，且4个土壤改良剂处理的土壤养分的改善效果差异不显著。

2.3 不同土壤改良剂对山药产量构成因子的影响

由表3看出，处理2～5的山药产量分别比处理1增加3.6%～13.2%，其中处理4、5较高，两者显著高于处理1。与处理1相比，处理4、5的山药单株薯数和单薯质量均显著增加，以处理4的山药单株薯数和单薯质量最大，比处理1分别增加33.3%和35.0%，处理5比处理1分别增加28.6%和30.0%；而处理2、3山药单株薯数、单薯质量虽有所提高，但差异不显著。

2.4 不同土壤改良剂对山药经济效益的影响

由表4看出，处理2～5的山药产值均比处理1高，处理4的667 m2产值最高，比处理1高1 392元，产投比最高为4.64。综合考虑山药的产值和土壤改良剂的投入成本，建议本地区适宜的土壤改良剂为钙镁磷肥。

3 讨论与结论

武穴佛手山药是一种需肥量较大的喜钾作物，适宜生长在疏松、肥沃、土层深厚的土壤中。由于长期过量施用生理酸性肥料，土壤中的酸性物质不断增加并累积，土壤中的钙镁等碱性物质因被作物吸收利用或者淋洗而减少，缺乏补充调节，从而使土壤出现酸化，而土壤改良剂能有效改善土壤理化性状和土壤养分状况，并对土壤微生物产生积极影响，从而提高酸化土壤的生产力[7]。与其他几种土壤改良剂相比，钙镁磷肥不仅是一种多元素（含钙、镁、磷、硅元素）碱性肥料，还是土壤改良剂，能在山药生长前期提供养分，保证高产稳产，且能改善土壤酸性环境。本试验结果表明，几种土壤改良剂与化学肥料配施情况下，不仅能不同程度提高土壤pH值和养分含量，还能提高山药产量与产值。与基础土壤pH值相比，施用生石灰、有机肥、钙镁磷肥、土壤调理剂的土壤pH值分别提高0.22、0.12、0.17、0.24。其中钙镁磷肥处理的产值和产投比最高，产值为11 940元/667 m2，产投比为4.64。因此，建议本地山药种植区域酸化土壤适宜的土壤改良剂为钙镁磷肥，但考虑到钙镁磷肥是难溶性磷肥，长期施用易被土壤吸附固定，建议与水溶性磷肥搭配施用。

表3 不同土壤改良剂对酸化土壤山药产量及产量构成因子的影响

表4 不同土壤改良剂对酸化土壤山药经济效益的影响