不同土壤改良劑在武穴佛手山藥上的應用效果

周志華，張水平，胡鋒，張超，田貴生，游秋香，吳海亞

（1.武穴市余川鎮農業技術推廣服務中心，湖北，435400；2.武穴市農業技術推廣中心；3.武穴市耕地質量保護與肥料管理局）

武穴市佛手山藥作為農產品地理標志，對土壤、水源、大氣等生長環境條件要求苛刻，僅在武穴市北部山區梅川、余川2鎮原生態地區生長良好[1]。近年來，隨著經濟與社會的不斷發展，武穴市土壤酸化問題日益凸顯，嚴重制約了土地生產力和山藥產業的發展。盡管有研究結果表明，土壤pH值維持在5.5以上的弱酸性條件不僅不會對大多數植物的生長產生不利影響，還可保持土壤中的微量營養元素具有較高的生物有效性[2]。但土壤酸化會加速土壤貧瘠化，土壤有害重金屬活化，有害微生物特別是寄生真菌增加，如根腐病、根結線蟲病等土傳病害發生嚴重，而應用土壤改良劑是當前調節土壤酸堿性、鈍化重金屬活性的一種經濟有效的農藝措施[3]。國內關于土壤改良劑治理土壤酸化和修復土壤重金屬污染的研究報道較多，吳志強等[4]報道，施用土壤改良劑不僅能不同程度提高酸化稻田的pH值，還能顯著提高酸化稻田的水稻產量與產值。馬鐵錚等[5]研究施用生物有機肥和生物炭對稻田Cd和Pb污染的鈍化修復效果，結果表明，施用生物有機肥和生物炭可以提高土壤pH值以及土壤養分含量，并顯著降低土壤有效態Cd和Pb的含量。因此，如何選擇適合當地酸化土壤的土壤改良劑，通過合適的施肥和田間管理措施，將土壤的酸堿度維持在合適的水平對武穴山藥產業可持續發展和生態環境保護至關重要。本研究在前人研究基礎上，通過大田試驗，研究不同土壤改良劑在武穴佛手山藥上的應用效果，為優化武穴山藥種植區域酸化土壤的改良方法提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年在湖北武穴市余川鎮青蒿村進行，供試土壤為花崗片麻巖發育的潴育型水稻土砂泥田。供試田塊前茬為水稻，余川鎮青蒿村耕層土壤pH值4.83，含有機質29.5 g/kg，全氮1.5 g/kg，有效磷16.7 mg/kg，速效鉀141.2 mg/kg。

1.2 供試材料

余川鎮供試武穴佛手山藥品種均為當地農戶自留種，667 m2播種量250 kg，定植株距為20 cm，行距為40 cm，4月1日條播，11月26日收獲。供試肥料為湖北三寧化工股份有限公司生產的尿素（46%）、中國中化集團有限公司銷售的硫酸鉀（50%）、湖北祥云（集團）化工股份有限公司生產的硫基復合肥（N∶P2O5∶K2O=20∶10∶15）；供試土壤改良劑生石灰為新鄉市源豐鈣業有限公司生產，有機肥為湖北田申甲生物環保科技有限公司生產；鈣鎂磷肥為湖北祥云（集團）化工有限公司生產；土壤調理劑為湖北富之源生物科技有限公司生產。

表1 不同土壤改良劑對土壤pH值的影響

表2 不同土壤改良劑對土壤養分的影響

1.3 試驗設計

試驗共設5個處理，其中處理1為對照（CK），常規施肥，667 m2分別施純N、P2O5、K2O 20、10、15 kg；處理2～5在常規施肥基礎上，分別667 m2增施生石灰250 kg、商品有機肥500 kg、鈣鎂磷肥150 kg、土壤調理劑150 kg；氮肥按基肥∶追肥=7∶3施用，鉀肥按基肥∶追肥=6∶4施用，復合肥、磷肥和土壤改良劑均作基肥施用，于山藥膨果期追肥1次，基肥施用時間為4月28日，追肥施用時間為7月31日。試驗處理按隨機區組排列，小區面積30 m2，3次重復。

1.4 樣品采集與測定

試驗開展前和山藥收獲后，采集耕層土壤，風干磨細過篩，按照實驗室常規方法測定pH值、有機質、全氮、有效磷和速效鉀[6]。山藥收獲前1 d，調查每個小區的有效株數，然后選取有代表性的10株山藥，帶回實驗室進行考種，計算單株薯數和單薯質量，剩下的各小區實收核產。

1.5 數據統計分析

采用Excel 2019進行基礎數據的整理和分析，SPSS軟件進行數據統計分析，最小顯著法（LS D）檢驗數據的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同土壤改良劑對土壤pH值的影響

由表1看出，施用土壤改良劑能提高酸化土壤的pH值，與土壤改良前基礎土壤pH值相比，處理2～5的土壤pH值分別提高0.22、0.12、0.17、0.24，而處理1的土壤pH值降低0.08，土壤改良后處理2～5的pH值均顯著高于對照，但處理2～5間差異不顯著。可見常年施用化肥可能導致土壤進一步酸化，而施用土壤改良劑可有效改良土壤酸化情況，且4個土壤改良劑處理的效果差異不顯著。

2.2 不同土壤改良劑對土壤養分的影響

由表2看出，施用土壤改良劑能有效改善酸化土壤，與土壤改良前基礎土壤養分含量相比，處理2～5土壤全氮、有效磷和速效鉀含量分別提高0.1～0.3 g/kg、0.1～0.5 mg/kg和12.2～19.6 mg/kg，而處理1的土壤全氮、有效磷和速效鉀含量分別比施用前降低0.1 g/kg、0.2 mg/kg和12.6 mg/kg。施用土壤改良劑后，處理5的全氮顯著高于處理1，處理3、4的有效磷含量顯著高于處理1，處理2～5的速效鉀含量顯著高于處理1，但處理2～5間差異不顯著。可見，常年施用化肥可能導致土壤保肥能力下降，而施用土壤改良劑可有效緩解土壤肥力下降問題，且4個土壤改良劑處理的土壤養分的改善效果差異不顯著。

2.3 不同土壤改良劑對山藥產量構成因子的影響

由表3看出，處理2～5的山藥產量分別比處理1增加3.6%～13.2%，其中處理4、5較高，兩者顯著高于處理1。與處理1相比，處理4、5的山藥單株薯數和單薯質量均顯著增加，以處理4的山藥單株薯數和單薯質量最大，比處理1分別增加33.3%和35.0%，處理5比處理1分別增加28.6%和30.0%；而處理2、3山藥單株薯數、單薯質量雖有所提高，但差異不顯著。

2.4 不同土壤改良劑對山藥經濟效益的影響

由表4看出，處理2～5的山藥產值均比處理1高，處理4的667 m2產值最高，比處理1高1 392元，產投比最高為4.64。綜合考慮山藥的產值和土壤改良劑的投入成本，建議本地區適宜的土壤改良劑為鈣鎂磷肥。

3 討論與結論

武穴佛手山藥是一種需肥量較大的喜鉀作物，適宜生長在疏松、肥沃、土層深厚的土壤中。由于長期過量施用生理酸性肥料，土壤中的酸性物質不斷增加并累積，土壤中的鈣鎂等堿性物質因被作物吸收利用或者淋洗而減少，缺乏補充調節，從而使土壤出現酸化，而土壤改良劑能有效改善土壤理化性狀和土壤養分狀況，并對土壤微生物產生積極影響，從而提高酸化土壤的生產力[7]。與其他幾種土壤改良劑相比，鈣鎂磷肥不僅是一種多元素（含鈣、鎂、磷、硅元素）堿性肥料，還是土壤改良劑，能在山藥生長前期提供養分，保證高產穩產，且能改善土壤酸性環境。本試驗結果表明，幾種土壤改良劑與化學肥料配施情況下，不僅能不同程度提高土壤pH值和養分含量，還能提高山藥產量與產值。與基礎土壤pH值相比，施用生石灰、有機肥、鈣鎂磷肥、土壤調理劑的土壤pH值分別提高0.22、0.12、0.17、0.24。其中鈣鎂磷肥處理的產值和產投比最高，產值為11 940元/667 m2，產投比為4.64。因此，建議本地山藥種植區域酸化土壤適宜的土壤改良劑為鈣鎂磷肥，但考慮到鈣鎂磷肥是難溶性磷肥，長期施用易被土壤吸附固定，建議與水溶性磷肥搭配施用。

表3 不同土壤改良劑對酸化土壤山藥產量及產量構成因子的影響

表4 不同土壤改良劑對酸化土壤山藥經濟效益的影響