喜洋洋土壤调理剂改良酸化土壤及萝卜增产效果研究

田景芝 李 林 邹爱阳 周富忠

（1.利川市绿色食品管理办公室 湖北利川 445400；2.利川市沙溪乡农业服务中心 湖北利川 445400；3.利川市凉雾乡农业服务中心 湖北利川 445400；4.利川市土壤肥料工作站 湖北利川 445400）

湖北利川耕地酸化问题相当突出，尚在2006 年就被利川市土壤肥料工作站发现，其酸化状况与全国一致，呈现出面积大、分布广及酸化程度高等特点[1]。酸化是土壤退化的重要表现，高强度的人为活动大大加速了土壤酸化的进程, 对生态环境和农业生产的危害不断加剧[2]。 因此, 采取有效措施减缓土壤酸化并对严重酸化土壤进行改良和修复, 对保护生态环境和保障农业可持续发展具有重要意义[3]。 近十余年来，利川市土壤肥料工作站对耕地酸化的成因及改良措施研究较多[4-5]，引进大量新型土壤调理剂试验示范，取得较好效果[6-7]，还结合利川实际制定了相应的治理技术[8]和土壤调理剂的科学使用方法[9]。 2021 年本文作者受宜昌市汇丰生物科技有限公司委托，按《土壤调理剂 效果试验和评价要求》（NY/T 2271-2016）的相关规定，在湖北利川市高山酸化棕壤上开展试验， 验证其产品喜洋洋土壤调理剂对酸化土壤的改良效果，以及对萝卜的增产作用，为该产品登记及推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点及供试材料

1.1.1 试验地点 利川市沙溪乡黄泥塘村， 海拔1 540 m；土壤为棕壤，土种为碳酸盐岩发育的冷大泥土，质地为中壤土，主要障碍为酸化，试验前取样检测pH 4.92。

1.1.2 试验材料 喜洋洋土壤调理剂， 灰褐色固体粉末，CaO 含量≥20%，MgO 含量≥5%，SiO2含量≥10%，有机质含量≥10%，pH 8.5～11.0，由宜昌市汇丰生物科技有限公司生产；28%宜施壮蔬菜肥（13∶7∶8）、宜施壮商品有机肥料， 由湖北宜施壮农业科技有限公司生产提供；试验作物为萝卜，品种为新如意113。

1.2 试验设计

本试验共设置6 个处理，4 次重复，随机区组排列；小区面积35 m2，长19 m、宽1.84 m。各处理为：处理A，不施肥；处理B，配方肥，宜施壮蔬菜肥100 kg/亩；处理C，两肥结合，配方肥+宜施壮有机肥120 kg/亩；处理D，两肥+喜洋洋土壤调理剂100 kg/亩；处理E，两肥+调理剂200 kg/亩；处理F，两肥+调理剂300 kg/亩（处理中未标明用量者同前）。

试验于2021 年6 月1 日播种，播种前按设计条施，再机械起垄、覆膜、播种；垄宽92 cm，每小区2 垄，每垄2 行，错位播种，每穴1 粒萝卜种子，垄上行距20 cm、株距18 cm，密度为8 000 株/亩；因试验区域雨水偏多，萝卜黑腐病（当地称黑心病）发生偏重，分别在6 月27 日、7 月6 日、7 月15 日3 次进行药剂防治，但防效不是很好，感病仍较重。 7 月30 日收获，按小区计实产，并按处理取样测量相关生物学性状。 试验前、后分别按处理取混合土样，检测土壤pH、交换性铝含量、有效锰含量、盐基饱和度、交换性钙和镁含量。

1.3 数据分析及样品检测

采用Excel 进行数据分析和绘图，对不同处理萝卜产量结果作F检验， 处理间差异用新复极差法进行多重比较。 萝卜及土样相关指标检测方法见表1。

表1 萝卜及土样相关指标检测标准及方法

2 结果与分析

2.1 不同处理对萝卜产量的影响

萝卜产量结果见表2， 按处理顺序号萝卜产量逐步提高。 试验地基础地力较高， 不施肥萝卜产量贡献率在63.15%～77.43%。 两肥结合比单施配方肥增产462 kg/亩， 增幅超过10%； 每亩增施100 kg、200 kg、 300 kg 喜洋洋土壤调理剂比单施配方肥增产697 kg/亩、 774 kg/亩、 954 kg/亩， 增幅分别为16.52%、 18.35%、22.62%；比两肥结合增产234 kg/亩、311 kg/亩、491 kg/亩， 增 幅 分 别 为5.01%、6.66%、10.50%。 经方差分析，处理间、区组间差异皆极显著，区组间差异极显著与试验地为坡地， 肥力随坡向梯级变化有关。 经新复极差法比较，各施肥处理比不施肥增产极显著；两肥结合比单施配方肥增产极显著；亩增施调理剂200 kg 以上比两肥结合增产显著；调理剂用量间差异不显著。

表2 不同处理萝卜产量分析

用Excel 拟合处理C、 处理D、 处理E、 处理F 4 个处理调理剂用量与萝卜产量的二次、三次回归函数[10]，相关系数皆达极显著（df=4-2=2 时，r0.05=0.950、r0.01=0.990）。 利用二次函数计算调理剂最大用量及萝卜最高产量，分别为698.2 kg/亩、5 375 kg/亩（图1）。

图1 喜洋洋用量与萝卜产量回归函数拟合

2.2 不同处理对萝卜生物学性状的影响

收获时每小区取10 株萝卜测量其长度、腰部直径、单棵整株质量、萝卜质量等指标，计算其均值、整齐度，结果见表3。 不施肥所测指标皆明显低于其他处理；单施配方肥稍高，两肥结合更高；随着喜洋洋土壤调理剂用量增加，所测指标皆呈升高之势；土壤调理剂主要促进萝卜加长、增粗，从而实现增产。 萝卜长度、茎粗、整株重及萝卜重等指标的整齐度，单施配方肥最低，两肥结合略高；随着调理剂用量增加，各项指标整齐度不断提高，不施肥最高，应该与不施肥土壤肥力更均匀有关。

表3 不同处理萝卜经济性状调查

2.3 不同处理对萝卜畸形率及感病率的影响

收获时每小区取10 株（每处理40 株）调查畸形和黑腐病感病萝卜数量，计算畸形率和感病率，结果见图2。不施肥处理萝卜的畸形率和黑腐病感病率最低，其他处理的萝卜畸形率差异不大，单施配方肥的黑腐病感病率最高； 随着喜洋洋土壤调理剂用量增加，萝卜黑腐病感病率呈下降趋势。

图2 不同处理萝卜畸形率及感病率分布

2.4 不同处理对改良酸化土壤的作用

2.4.1 喜洋洋土壤调理剂对土壤pH 的影响 试验后土壤pH 整体下降，不施肥下降0.16 个单位，一个种植季节内土壤pH 变化不明显；配方肥、两肥结合下降幅度较大，分别下降0.75、0.63 个单位，增施有机肥对土壤酸化有所缓解；随着该调理剂用量增加，土壤pH 下降程度明显减小， 比试验前分别下降0.55、 0.20、 0.11 个单位， 该调理剂用量越大， 中和土壤酸性的能力越强， 对酸化土壤的改良效果越好（图3）。

图3 不同处理试验前后土壤pH 变化

2.4.2 喜洋洋土壤调理剂对土壤交换性铝的影响土壤交换性铝是土壤潜在酸的主要来源， 其含量越高，潜在酸度越大。 与土壤交换性氢一起组成了土壤的交换性酸总量，是土壤酸度的容量指标[12]。 试验后整体下降，不施肥下降0.38 cmol/kg，配方肥、两肥结合分别下降0.80 cmol/kg、1.38 cmol/kg， 平衡施肥和增施有机肥对土壤铝的转换有一定抑制作用； 随着该调理剂用量增加，土壤交换性铝不断下降，分别下降1.69 cmol/kg、2.08 cmol/kg、3.73 cmol/kg，有效抑制了铝在土壤中的转换，土壤活性酸降低，酸化得到缓解，铝毒害风险得到控制（图4）。

图4 不同处理试验前后土壤交换性铝含量变化

2.4.3 喜洋洋土壤调理剂对土壤有效锰含量的影响试验后土壤有效锰含量整体下降，不施肥、配方肥、两肥结合的处理降幅度相当， 分别下降14.1 mg/kg、9.3 mg/kg、7.8 mg/kg；随着该调理剂用量增加，土壤有效锰含量下降幅度迅速增大， 分别下降59.2 mg/kg、84.5 mg/kg、117.4 mg/kg，有效抑制了土壤锰向有效态转化，锰过量缓解（图5）。

图5 不同处理试验前后土壤有效锰含量变化

2.4.4 喜洋洋土壤调理剂对土壤盐基饱和度的影响一般盐基饱和度≥80%的土壤为较肥沃的土壤；50%～80%的土壤为中等肥力水平；而低于50%，土壤肥力较低[13]。 试验后不施肥下降2.72 个百分点，配方肥、两肥结合上升幅度相当，分别上升6.40、6.23 个百分点；随着该调理剂用量增加，土壤盐基饱和度不断上升，分别上升13.07、16.13、22.36 个百分点，土壤肥力不断增强、酸性得到改良（图6）。

图6 不同处理试验前后土壤盐基饱和度变化

2.4.5 喜洋洋土壤调理剂对土壤交换性钙、镁含量的影响 试验后土壤交换性钙、镁的含量整体大幅度上升，是否与采样时间有关有待研究。不施肥的处理土壤交换性钙、镁含量上升幅度最小，分别为1.17 cmol/kg、0.287 cmol/kg，配方肥、两肥结合的处理土增加幅度相当，交换性钙分别增加2.71 cmol/kg、2.89 cmol/kg，交换性镁分别增加0.397 cmol/kg、0.345 cmol/kg；随着该调理剂用量的增加，土壤交换性钙、镁的含量不断增加，交换性钙分别增加3.94 cmol/kg、4.15 cmol/kg、5.30 cmol/kg， 交换性镁分别增加0.584 cmol/kg、0.678 cmol/kg、0.714 cmol/kg， 调理剂提供了一定量钙、镁元素，促进了土壤钙、镁的积累（图7、图8）。

图7 不同处理试验前后土壤交换性钙含量的变化

图8 不同处理试验前后土壤交换性镁含量的变化

3 讨论与结论

在有机肥与配方肥结合施用的基础上每亩增施该调理剂200 kg 以上，萝卜增产达显著水平，每亩增收萝卜300 kg 以上，增幅超过5%。 该调理剂主要促进了萝卜伸长、 增粗， 并增强了萝卜对黑腐病的抗性，抑制了萝卜畸形率，外观商品质量提高，从而实现增产增收。

用Excel 能很好拟合该调理剂用量与萝卜产量的二次、三次回归函数，相关系数极显著。 二次回归函数求得该调理剂最大用量为698.2 kg/亩， 萝卜最高产量为5 375 kg/亩。 但此用量投入大， 人工成本高，建议年用量在200 kg/亩左右，连续3～5 年施用，多年分摊成本，逐步改良酸化土壤。

该调理剂对改良酸化土壤效果较好。 随着该调理剂用量增加， 土壤pH 下降幅度明显减小， 盐基饱和度、 交换性钙含量、 交换性镁含量明显上升，交换性铝含量、 有效锰含量则明显下降， 土壤酸性得到中和、 铝毒害风险得到缓解、 有效锰含量过高得到有效控制、 肥力不断增强。 与配方肥和有机肥配合施用对比， 亩增施该调理剂100～300 kg 可使土壤pH 提升0.08～0.52 个单位， 交换性铝含量下降0.31～2.35 cmol/kg， 有效锰含量下降51.4～109.6 mg/kg，盐基饱和度提升6.84～16.13 个百分点， 交换性钙含量提升1.05～2.41 cmol/kg，交换性镁含量提升0.239～0.369 cmol/kg。

在试验地及相似区域酸化棕壤上可广泛推广该调理剂，建议继续进行多地区多作物试验示范，验证其治理酸化土壤的作用和对不同作物的增产效果，为其大面积推广提供更充分的数据支撑。