施用不同pH改良劑對荔枝園酸性土壤性質及荔枝生長的影響

邱全敏 王偉 吳雪華 周昌敏 白翠華 姚麗賢

摘? 要：采集華南典型荔枝園酸性土壤[pH（4.2±0.2）]，分別在土壤中添加石灰（1?g/kg）、白云石粉（2?g/kg）和2個用量（0.625、4?g/kg）鈣鎂磷肥，以不添加改良劑為對照，進行土壤培養和荔枝盆栽試驗，比較不同物質改良土壤的效果及對荔枝生長的影響。結果表明：施用pH改良劑均可不同程度提高土壤pH，影響土壤的大、中、微量元素養分有效性和酶的活性，土壤性質的變化與改良劑種類、用量及土壤屬性本身有關;施用石灰、白云石粉和高量鈣鎂磷肥均能顯著促進荔枝生長，其中石灰和白云石粉的綜合作用優于高量鈣鎂磷肥，但施用低量鈣鎂磷肥抑制荔枝生長。建議石灰和白云石粉可用作荔枝園酸性土壤pH 改良劑，可否選用鈣鎂磷肥及其合理用量，則需根據土壤性質而定。

關鍵詞：酸性土壤;pH改良劑;土壤性質;荔枝

中圖分類號：S156; S667????? 文獻標識碼：A

Abstract： Typical acid soil from a litchi orchard was collected to conduct a soil incubation and a litchi pot experiment in a greenhouse to examine the response of soil attributes and litchi growth to soil pH conditioners， and to select suitable soil pH conditioners for litchi production. Lime （1 g/kg）， dolomite （2 g/kg） and calcium magnesium phosphate （0.625 g/kg and 4 g/kg） were used respectively. The soils without conditioners were used as the control. The application of soil conditioners enhanced soil pH at different extents， and the influence on the availability of soil macro-， secondary and micro-nutrients， soil enzyme activities and litchi growth was associated with the type and use rate of conditioners and soil properties themselves. Generally， the usage of lime， dolomite and high dose of calcium magnesium phosphate obviously promoted the growth of litchi seedlings. Moreover， lime and dolomite exhibited better performance than calcium magnesium phosphate did with high dose. However， low dose of calcium magnesium phosphate inhibited litchi growth. It is suggested that lime and dolomite are practical soil pH conditioners in acid litchi orchards. The suitability of calcium magnesium phosphate as a soil pH conditioner and its proper use rate are dependent on the soil property of the target litchi orchard.

Keywords： acid soil; soil pH conditioner; soil property; litchi

種植荔枝是華南農村重要的經濟來源。華南荔枝通常種植于丘陵坡地，土壤酸性普遍較強。土壤酸性強，不僅影響土壤的理化性質，且對作物生長及品質均有不良影響[1-4]。本課題組前期研究，華南62.0%的荔枝園土壤pH可能顯著抑制荔枝生長，pH急需改良，需平均提高0.68個單位，另有24.2%的荔枝園土壤不同程度抑制荔枝生長，pH需平均提高0.23個單位（待發表）。因此，研究荔枝園酸性土壤pH改良技術，對華南荔枝生產有重要意義。

生產上常用改良劑對土壤酸堿性進行改良。常用酸性改良劑有石灰、白云石、粉煤灰、磷礦粉、堿渣和工業廢棄物等。我國在改良蘋果園和梨園酸性土壤方面已有不少研究[3， 5-6]，但對荔枝園土壤pH的改良鮮有研究，僅有郭和蓉等[7]用沸石和蒙脫石等自制的酸性改良劑改良荔枝園酸性土壤且顯著提高荔枝產量。本研究擬探討在華南典型荔枝園酸性土壤施用不同pH改良劑對土壤pH、養分有效性、酶活性及荔枝幼苗生長的影響，比較不同改良劑的施用效果及優缺點，為華南荔枝園酸性土壤改良選用適用的改良劑提供依據。

1? 材料與方法

1.1? 材料

1.1.1? 土壤? 所用土壤采自廣東省廣州市增城區荔城街東林荔枝園（1134556.32E，231433.85 N），土壤類型為赤紅壤。土壤經風干，過2?mm篩后備用。土壤基礎養分狀況為：pH （4.2±0.2）、堿解氮（44.9±0.2） mg/kg、有效磷（1.0±0.2）?mg/kg、速效鉀（23.0±1.1） mg/kg、有效鈣（93.6±1.6） mg/kg、有效鎂（7.7±0.2） mg/kg、有效鐵（26.6±1.2） mg/kg、有效錳（1.2±0.1） mg/kg、有效銅（0.8±0.1） mg/kg、有效鋅（0.9±0.2） mg/kg。

1.1.2? 荔枝? 供試荔枝品種為‘黑葉。新鮮的‘黑葉種子放入干凈的河沙中培育，僅澆自來水。約1個月后，選取大小基本一致，有4片真葉的荔枝植株移栽。

1.1.3? 改良劑? 所用石灰為分析純化學試劑（Ca（OH）2≥95.0%）。白云石粉為市售產品，含CaO 29.2%，MgO 18.9%和Fe2O3 0.04%。鈣鎂磷肥為市售產品，主要物質含量為P2O5 13.6%、MgO 13.5%、CaO 31.3%、Fe 31.5?mg/kg、Mn 8.3 mg/kg、Cu 53.3 mg/kg和Zn 59.6 mg/kg。

1.2? 方法

1.2.1? 土壤培養試驗? 試驗于2017年7月15日至11月14日在華南農業大學資源環境學院網室進行。試驗共設置5個處理：（1）不添加任何改良劑（對照）;（2）1 g/kg石灰（石灰）;（3）2 g/kg白云石粉（白云石粉）;（4）0.625 g/kg鈣鎂磷肥（鈣鎂磷肥1）;（5）4 g/kg鈣鎂磷肥（鈣鎂磷肥2）。每個處理均3次重復。對照、石灰和白云石粉處理均施用尿素、過磷酸鈣和氯化鉀作為基肥，其用量分別為N 0.15 g/kg、P2O5 0.075?g/kg和K2O 0.15 g/kg。鈣鎂磷肥1和鈣鎂磷肥2分別將過磷酸鈣替換為等磷量的鈣鎂磷肥和4 g/kg的鈣鎂磷肥。前期預備試驗（為期一個月）顯示，石灰、白云石粉和鈣鎂磷肥2處理顯著提高土壤pH，且提高的幅度相當。因此，為進一步研究不同處理的改良效果，進而比較施用不同改良劑對土壤性質及荔枝生長的影響。將改良劑與供試土壤（4?kg）混拌均勻，放入5 L塑料桶中，置于網室內，保持土壤含水量約為田間持水量的75%，進行120 d的培養實驗。

1.2.2? 荔枝盆栽實驗? 試驗于2017年7月15日至2018年5月14日于華南農業大學資源環境學院網室進行。荔枝盆栽試驗處理與土壤培養試驗相同，但每個處理均重復4次。根據試驗設計分別將各改良劑與供試土壤（4 kg）混拌均勻，放入5 L的塑料桶中，置于網室內，保持土壤含水量約為田間持水量的75%，平衡20 d后移栽荔枝幼苗。每桶移栽1株，于荔枝植株生長差異明顯時收獲。

1.2.3? 樣本采集與制備? 在土壤培養的第0、5、10、15、20、30、40、60、80、100、120天采集土壤樣本。每次用土鉆在每1盆采集約150 g土，風干制樣后，測定土壤pH、養分（堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鈣、鎂、鐵、錳、銅和鋅）含量和酶（脲酶和酸性磷酸酶）活性。

1.2.4? 樣本測定與植株調查? 土壤pH（水土比為2.5∶1）用pH計測定。用堿解擴散法測定土壤堿解氮。土壤速效磷采用氯化銨-鹽酸浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀采用1?mol/L醋酸銨浸提-火焰光度法測定。土壤有效鈣、鎂經1?mol/L乙酸銨浸提，有效鐵、錳、銅、鋅經0.1?mol/L鹽酸浸提后，用原子吸收分光光度法測定[8]。脲酶采用靛酚比色法測定，酸性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法測定[9]。

采用Li-6400XT便攜式光合儀測定荔枝葉片光合參數。在不同時期調查荔枝葉片數，用游標卡尺測定植株莖粗，用SPAD-502葉綠素儀測定葉片葉綠素SPAD值，用便攜式葉面積儀（LI-COR LI-3000C）測定葉面積。荔枝植株收獲后，立即帶回實驗室，用大量自來水沖洗植株根、莖、葉，用蒸餾水2次充分沖洗，用濾紙吸干植株表面水分，稱取植株鮮重。

1.3? 數據處理

采用Excel 2007軟件處理數據，分別用Origin 9.0和Excel 2007軟件做圖，數據以平均值±標準差的形式表示。用SAS 9.2軟件進行Duncans多重比較（P<0.05）。

2? 結果與分析

2.1? 土壤pH

施用白云石粉和鈣鎂磷肥2均顯著提高酸性土壤pH（圖1）。培養120 d后，與對照相比，白云石粉和鈣鎂磷肥2處理的土壤pH顯著提高1.65和1.63個單位（P<0.05），石灰和鈣鎂磷肥1處理分別提高0.45和0.13個單位，但與對照差異未達顯著水平。

2.2? 土壤養分

2.2.1? 大量元素養分? 施用改良劑顯著影響土壤的堿解氮含量（圖2A）。培養期間，對照土壤堿解氮含量保持在（102.0±9.1）～（186.7±8.1） mg/kg之間（圖2A）。與對照相比，施用白云石粉顯著降低土壤的堿解氮含量（P<0.05），培養期間在（45.0±2.9）～（165.7±22.5） mg/kg范圍內變化。此外，石灰和鈣鎂磷肥2也不同程度降低堿解氮含量，但均未達到顯著水平，而鈣鎂磷肥1處理對堿解氮影響不大。研究表明，堿解氮隨土壤pH的提高逐漸降低[10]，而石灰、白云石粉和鈣鎂磷肥均不同程度提高土壤pH，從而降低堿解氮含量。

對照土壤有效磷含量極低（1.98±0.14）～（2.82± 0.34）?mg/kg（圖2B）。一方面，鈣鎂磷肥含有較高的有效磷含量。另一方面，施用鈣鎂磷肥不僅提高土壤pH，也可提高土壤磷的有效性[11]。因此，鈣鎂磷肥1和鈣鎂磷肥2處理的有效磷含量均顯著提高（P<0.05），培養期間有效磷含量分別保持在（9.78±1.33）～（15.89±1.98）?mg/kg和?（55.56±7.79）～ （98.63±6.28） mg/kg之間。施用石灰和白云石粉僅稍微提高有效磷含量，但與對照差異未達顯著水平。

與對照相比，土壤速效鉀含量為（124.6±5.3）～ （166.0±19.2） mg/kg，施用白云石粉和鈣鎂磷肥2顯著降低土壤速效鉀含量（P<0.05），但施用石灰和鈣鎂磷肥1對速效鉀影響不大（圖2C）。有報道指出，提高土壤pH會抑制緩效鉀向速效鉀的轉化，土壤pH越高，速效鉀含量越低[12]。培養期間，施用白云石粉和鈣鎂磷肥2顯著提高土壤pH，而石灰和鈣鎂磷肥1對pH影響不大，這可能導致了不同改良劑處理土壤有效鉀含量變化差異。

2.2.2? 中量元素養分? 由于石灰、白云石粉和鈣鎂磷肥均含有鈣，施用這3種物質均顯著提高土壤有效鈣含量（P<0.05），其作用大小為鈣鎂磷肥2>石灰>白云石粉>鈣鎂磷肥1（圖3A）。培養結束時，鈣鎂磷肥1處理土壤有效鈣含量比對照提高91.9%。

施用石灰對土壤有效鎂含量無影響（圖3B）。由于鈣鎂磷肥和白云石粉都含有一定含量的鎂，鈣鎂磷肥1和鈣鎂磷肥2及白云石粉處理均顯著提高土壤有效鎂含量（P<0.05），其中，以鈣鎂磷肥2作用最為明顯，白云石粉作用次之。

2.2.3? 微量元素養分? 對照處理土壤有效鐵含量在培養期間較穩定，保持在（6.38±0.28）～（8.66± 0.95）?mg/kg之間（圖4A）。除施用石灰提高有效鐵含量未達顯著水平外，白云石粉、鈣鎂磷肥1和鈣鎂磷肥2均顯著提高有效鐵含量（P<0.05），尤以鈣鎂磷肥2處理作用最為明顯。施用白云石粉和鈣鎂磷肥不同程度提高土壤pH，雖然鐵離子易與氫氧根-離子形成沉淀而降低有效鐵含量[10]，但由于2種改良劑均含有一定的鐵，可能是帶入的鐵量提高土壤鐵有效性的作用大于pH提高而降低鐵有效性的作用，從而整體上顯著提高土壤鐵的有效性[13]。

與對照相比，施用白云石粉和鈣鎂磷肥1和鈣鎂磷肥2顯著提高錳的有效性（P<0.05），其中以白云石粉的作用最為明顯，鈣鎂磷肥2作用次之（圖4B），但施用石灰可顯著降低土壤錳的有效性。在酸性土壤中，提高pH可增加土壤有機質含量，土壤有效錳含量隨有機質含量的提高而增加[14]。施用白云石粉顯著提高土壤pH，可能是提高土壤錳有效性的原因。而鈣鎂磷肥除提高土壤pH外，自身還含有一定量的錳，也可補充土壤錳元素。雖然施用石灰對土壤pH影響未達顯著水平，但可能同時帶入的大量氫氧根離子與錳離子產生氫氧化物沉淀而降低有效錳含量。

對照土壤有效銅含量缺乏，施用白云石粉和鈣鎂磷肥2可顯著提高有效銅含量（P<0.05）（圖4C）。在酸性土壤中，土壤有機質含量與土壤pH呈顯著正相關，有機質所含有的酸性基團可促使銅的活化而提高銅的有效性[13]。施用白云石粉和鈣鎂磷肥2顯著提高土壤pH（P<0.05），這有利于提高土壤銅有效性。另外，鈣鎂磷肥中含有一定的銅，在高用量時也可提高有效銅含量。施用石灰和鈣鎂磷肥1處理對土壤pH影響均不大，雖然鈣鎂磷肥含有一定的銅，但在低用量時帶入土壤的銅量不高，故對土壤銅的有效性影響不大。

對照土壤有效鋅含量較低為（0.35±0.05）～（0.95±

0.05） mg/kg，施用石灰和鈣鎂磷肥1進一步降低有效鋅含量，施用白云石粉和鈣鎂磷肥2則提高鋅的有效性，但所有處理作用均未達顯著水平（圖4D）。研究表明，一方面，當土壤pH提高時，土壤中的鋅易形成氫氧化物、硫化物等沉淀，從而降低有效性[15]。同時，土壤溶液中鋅離子含量與其競爭陽離子（如鈣離子）含量為負相關[16]。另一方面，酸性土壤中提高pH可提高有機質含量[14]，有機質可活化難溶性的鋅[16]。另外，土壤含磷量增加也可提高鋅的有效性[17]。施用石灰提高土壤pH，同時提高土壤有效磷和鈣含量。本研究所用鈣鎂磷肥每千克中含有數十毫克的鋅，而2個用量鈣鎂磷肥處理對土壤pH有不同的影響。因此，施用不同改良劑對土壤鋅有效性的影響，應該是土壤pH及其他養分離子含量變化共同作用的結果。

2.3? 土壤酶活性

土壤脲酶將尿素分解為氨和二氧化碳，對土壤氮素循環有重要意義[18]。與對照相比，施用石灰在一定程度上降低土壤脲酶活性，施用白云石粉則顯著降低脲酶活性（P<0.05）（圖5A）。土壤酶活性通常具有最適的pH范圍，且最適pH范圍隨土壤類型不同而有所差異。在最適pH范圍外，加入酸或堿會降低土壤酶活性[19-20]。另外，有報道顯示，酸性土壤的脲酶活性與土壤pH[21]、銨態氮和速效鉀含量呈顯著正相關[22]。施用石灰對土壤pH和速效鉀含量影響不大，但明顯降低堿解氮含量，這可能是降低脲酶活性的主要原因。施用白云石粉雖然顯著提高土壤pH，但顯著降低土壤堿解氮和速效鉀含量，綜合來看，顯著抑制了脲酶活性。鈣鎂磷肥1對脲酶活性影響不大，但當用量達到鈣鎂磷肥2時則顯著提高脲酶活性。也有研究表明，土壤脲酶活性與全磷呈顯著正相關[23]。鈣鎂磷肥2處理對土壤pH、堿解氮、速效鉀和有效磷含量有不同的影響，脲酶活性提高可能是其幾種因素綜合作用的結果。

況[24]。施用石灰、白云石粉和鈣鎂磷肥3種改良劑均顯著降低酸性磷酸酶活性，其中以白云石粉作用最為顯著，鈣鎂磷肥2次之，石灰和鈣鎂磷肥1相當（P<0.05）（圖5B）。這主要是由于施用這3種改良劑均不同程度提高土壤pH，而酸性磷酸酶活性隨土壤pH的提高而降低[22]。

2.4? 荔枝植株生長

2.4.1? 葉片光合特性和葉綠素SPAD值? 與對照相比，施用石灰可顯著提高移栽230 d后荔枝葉片的蒸騰速率（P<0.05），但對氣孔導度、胞間二氧化碳濃度、凈光合速率和葉綠素SPAD值影響不大（表1）。施用白云石粉和鈣鎂磷肥，對氣孔導度和胞間二氧化碳濃度沒有影響，雖不同程度提高蒸騰速率，但均未達顯著水平，最終未影響凈光合速率，對葉綠素SPAD值也沒有影響。整體而言，不同改良劑對荔枝移栽230 d后的葉片光合作用影響不大。

2.4.2? 植株生長? 與對照相比，施用石灰后，荔枝移栽后不同天數的葉片數和莖粗均有不同程度提高，其促進了荔枝的生長（圖6）。施用白云石粉也增加了荔枝的葉片數和莖粗，且提高莖粗的作用比石灰更為明顯。施用鈣鎂磷肥2則明顯增加葉片數和莖粗，而且這種作用隨移栽后時間的延長而更為明顯。但施用鈣鎂磷肥1不同程度減少了荔枝葉片數和莖粗，說明荔枝生長受到一定抑制。

在第300天收獲時，除鈣鎂磷肥1處理生物量增量顯著低于對照外，其他3個處理生物量增量均顯著高于對照，促進荔枝生長作用大小為鈣鎂磷肥2>石灰>白云石粉（表2）。對葉面積進行比較，石灰和白云石粉處理葉面積明顯高于對照，鈣鎂磷肥2處理葉面積稍小于對照，而鈣鎂磷肥1處理葉面積明顯小于對照。

另外，根據荔枝生長肉眼觀察，移栽110 d后，所有處理荔枝葉片形狀及顏色正常。對照和鈣鎂磷肥1處理部分植株在移栽268 d后，下部葉片葉尖開始變褐甚至焦枯變白，至300 d時葉色變得暗綠，葉尖焦枯面積變大。施用石灰和白云石粉處理植株葉片形狀正常平整，葉色保持濃綠，光澤好。施用鈣鎂磷肥2處理部分植株葉片不平整，出現卷曲現象，個別植株葉片簇生。因此，綜合荔枝長勢，認為施用石灰及白云石粉促進荔枝生長的效果較好，鈣鎂磷肥2處理次之。

3? 討論

本研究所用土壤為強酸性，土壤養分肥力低，土壤有效磷、鈣和鎂極為缺乏。施入不同改良劑0～30 d內，大幅提高土壤pH，隨后pH變化逐漸趨于穩定。施用白云石粉和鈣鎂磷肥2處理培養期間土壤pH平均值分別為5.93和5.88，而石灰和鈣鎂磷肥1處理分別為5.03和5.04，對照處理為4.64。雖然白云石粉處理土壤pH整體上顯著高于石灰處理，但2個處理荔枝長勢差別不大，均明顯優于對照處理。本課題組前期研究，用石灰調節酸性土壤pH在（3.84±0.10）～（8.03±0.15）范圍內，堿解氮、速效鉀、有效鎂含量、脲酶和酸性磷酸酶活性與土壤pH呈顯著負相關，有效磷、鈣和鐵與pH為顯著正相關，有效錳、銅和鋅與pH關系不密切（待發表）。本研究也顯示，加入石灰、白云石粉和2種用量鈣鎂磷肥，不但改變土壤pH，且對土壤多種性質也有影響。綜上表明，施用改良劑調節土壤pH的同時也能協調和均衡土壤各種性質，才能獲得較好的促進荔枝生長的作用。

華南荔枝園土壤整體為酸性，土壤有效磷為中等水平，而有效鈣和鎂含量為低水平[25-26]。本研究施用鈣鎂磷肥2不僅顯著提高土壤pH，有效磷含量提高數十倍至極豐富水平，同時也顯著提高有效鈣和鎂含量。因此，在磷、鈣和鎂均缺乏的荔枝園，一次性施用高量鈣鎂磷肥改良土壤和促進荔枝生長的作用較好。但即使在土壤有效磷缺乏的果園，如果按此連續施用鈣鎂磷肥，將會導致土壤磷盈余。華南荔枝園通常位于丘陵坡地，容易出現磷的徑流損失，引起水體富營養化風險。另外，過量的磷會導致缺鋅等問題，也不利于荔枝的生長。如本研究中鈣鎂磷肥2處理荔枝葉片出現扭曲及簇生現象，可能與其他營養的不均衡有關。如果荔枝園土壤有效磷含量中等或豐富，一次施用高量鈣鎂磷肥即可造成土壤磷盈余。因此，酸性荔枝園能否選用鈣鎂磷肥作為pH改良劑及其合理用量，均需根據果園性質綜合考慮而定。石灰和白云石粉價格便宜，容易獲得，是荔枝園酸性土壤pH改良的理想材料。

另外，在本研究條件下，按過磷酸鈣的磷施入量來施用鈣鎂磷肥（鈣鎂磷肥1處理），并未出現預期的促生長作用，反而抑制了荔枝的生長，而施用石灰處理土壤pH與該處理的相當，卻顯著促進荔枝生長。這說明其兩者引起的其他土壤性質的變化可能是導致它們影響荔枝生長差異的原因，但具體的機理尚需進一步研究。由于本研究僅為300 d的盆栽試驗結果，在實際生產條件下，降雨、田間管理、施用的其他化肥種類等因素也會影響到調理劑的施用效果。即使在土壤pH相同的荔枝園，改良劑的適宜施用量也需要根據果園具體情況進行適當的調整，才能獲得更好的調節土壤pH、促進荔枝生長的作用。

4? 結論

在荔枝園強酸性土壤中施用石灰、白云石粉和高、低量鈣鎂磷肥，均可不同程度提高土壤pH，對土壤養分有效性及酶活性也有不同影響。施用石灰、白云石粉和高量鈣鎂磷肥均顯著促進荔枝生長，低量鈣鎂磷肥則抑制荔枝生長。石灰和白云石粉可用作荔枝園酸性土壤pH改良劑，鈣鎂磷肥可否用作pH改良劑或其合適用量，則需根據土壤性質而定。

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