施用土壤調理劑對強酸性蜜柚果園土壤及蜜柚產量和品質的影響

黃雙勇

(平和縣土壤肥料與生態(tài)能源站， 福建 漳州 363799)

琯溪蜜柚是福建三大名果之一，營養(yǎng)價值極高[1]，常年種植面積高達4.33×104hm2，年產量1.50×106t，居全國首位[2]。蜜柚產量高，施肥量大，有超過60%的蜜柚果園施肥量超過1.1 kg·株-1的施肥上限[3]，這種長期過量施肥極大地加劇了土壤酸化。平和縣地處亞熱帶海洋性季風氣候，區(qū)域氣候溫暖，雨量充沛，強烈的淋溶作用導致土壤脫硅富鋁化較明顯，土壤pH值偏低，同時也具有酸化趨勢[4-5]。土壤酸化會引起土壤中Ca2+、Mg2+、K+等養(yǎng)分流失，增強土壤中金屬離子活性，同時還會影響作物根系的生長，進而影響?zhàn)B分吸收和產量[6]。因此，開展強酸性土壤改良研究對蜜柚果園產量和品質提升及農業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

當土壤調理劑添加到土壤環(huán)境，具有改善土壤理化性質、促進農作物生長等特性[7]。何志發(fā)[8]通過田間試驗發(fā)現(xiàn)，施用土壤調理劑能夠有效緩解土壤酸化，并使蜜柚產量提升2.59%～3.02%。胡丹丹等[9]通過為期2年的田間試驗發(fā)現(xiàn)，隨土壤調理劑施用量增加，土壤pH提升2.67%～6.17%，作物產量提升22.45%～41.81%。本試驗通過研究不同用量土壤調理劑處理后強酸性蜜柚果園的土壤pH、交換性酸、交換性鹽基、重金屬有效性、蜜柚產量及品質的變化，探索土壤調理劑在強酸性土壤改良中的最佳施用量，以期為平和縣強酸性蜜柚果園土壤改良提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設在平和縣小溪鎮(zhèn)產坑村(24°20′23″N、117°17′18″E、海拔91 m)，土壤類型為赤紅壤，土壤質地為黏壤土。土壤基本化學性質為：pH 4.38，有機質和全氮分別為32.00、1.63 g·kg-1，堿解氮和速效鉀分別為115.09、142.50 mg·kg-1，交換性氫、交換性鋁、交換性鉀、鈉、鈣、鎂和陽離子交換量分別為0.43、3.25、0.21、0.18、2.91、0.32和9.00 cmol·kg-1，有效鉻、鎘、鉛、汞、砷分別為0.93、0.09、4.53、0.02、0.37 mg·kg-1。

1.2 試驗材料

試驗品種為三紅蜜柚。試驗肥料：施特富復合肥(N-P2O5-K2O=18-8-18)、施可豐水溶肥肥(N-P2O5-K2O=20-10-20)、金大地復合肥(N-P2O5-K2O=16-6-240)；土壤調理劑特貝鈣(CaO 45%)。

1.3 試驗處理

試驗設5個處理，每個處理69 m2，包括5株蜜柚，每個處理3次重復，按隨機區(qū)組排列。處理1不施用土壤調理劑，僅配方施肥作為對照；處理2至處理5在相同配方施肥的基礎上，土壤調理劑施用量分別為：750、1 500、3 000、4 500 kg·hm-2。

1.4 栽培管理

1月11日施用施特富復合肥，4月17日及6月22日施用施可豐水溶肥，5月29日施用金大地復合肥，2月23日各處理按試驗設計的土壤調理劑用量施于土壤表面，10月13日按小區(qū)收獲測產，并測定蜜柚品質。同時，分別采集各處理土壤樣品。試驗除土壤調理劑施用不同外，其他田間管理措施與大田生產一致。

1.5 測定方法

土壤測定方法：pH采用電位法(水土比2.5∶1)測定，交換性酸采用氯化鉀交換-中和滴定法測定，土壤交換性鹽基離子、土壤陽離子交換量采用乙酸銨法測定，有效鉻采用0.1 mol·L鹽酸浸提法測定，有效砷采用磷酸二氫鈉提取法測定，有效鎘、鉛采用DTPA-浸提法測定，有效汞采用硫代乙醇酸-磷酸二氫鈉提取法測定[10]。

蜜柚品質測定方法：維生素C采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測定[11]，糖度采用數(shù)顯糖度儀測定，可滴定酸采用堿中和滴定法測定[12]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007軟件處理數(shù)據(jù)，IBM SPSS Statistics 26軟件進行差異顯著性統(tǒng)計分析檢驗。

2 結果與分析

2.1 土壤調理劑對強酸性蜜柚果園土壤酸度的影響

從表1可知，與試驗前土壤pH 4.4相比，處理1土壤pH值總體保持不變。隨著土壤調理劑用量增加，土壤pH值呈現(xiàn)出明顯上升趨勢。與對照相比，不同調理劑用量土壤pH值增加2.27%～29.55%，當土壤調理劑用量≥3 000 kg·hm-2時，土壤pH差異達顯著水平(P<0.05)，其中以處理5土壤pH提高幅度最大。

土壤交換性酸由交換性氫和交換性鋁組成，土壤交換性酸是反映土壤潛性酸量重要指標。隨著土壤調理劑用量增加，土壤交換性氫、交換性鋁及交換性酸含量呈下降趨勢。與對照相比，不同土壤調理劑處理土壤交換性氫、交換性鋁和交換性酸降幅分別為19.2%～53.8%，15.2%～84.4%和15.8%～79.8%。

2.2土壤調理劑對強酸性蜜柚果園土壤交換性鹽基含量的影響

從表2可知，隨著土壤調理劑施用量提高，交換性鹽基含量總體呈現(xiàn)上升趨勢。與對照相比，各調理劑處理的土壤交換性鉀、交換性鈉、交換性鈣、交換性鎂和交換性鹽基總量增加幅度分別為1.00～1.02、1.38～3.00、1.41～4.15、1.45～2.36和1.35～3.36倍。就陽離子交換量和鹽基飽和度而言，不同處理土壤陽離子交換量差異顯著(P<0.05)，大小依次順序為：處理5>處理4>處理3>處理2>處理1，其中以處理5土壤鹽基飽和度提高幅度最大。

表2 土壤調理劑對強酸性蜜柚果園土壤交換性鹽基含量的影響

2.3 土壤調理劑對強酸性蜜柚果園土壤重金屬含量的影響

從表3可知，土壤有效鉻、有效砷、有效鎘、有效汞和有效鉛含量范圍分別為0.06～0.12、0.03～0.04、0.79～0.90、0.89～1.61 和0.01 mg·kg-1，按福建省地方標準DB35/T 859-2016《農產品產地土壤重金屬污染程度的分級》，5種重金屬有效態(tài)均屬于安全值范圍。不同土壤調理劑用量主要能夠顯著降低有效鉻和有效汞含量(P<0.05)，而對有效砷、有效鎘和有效鉛影響不顯著。

表3 土壤調理劑對強酸性蜜柚果園土壤重金屬含量的影響

2.4 土壤調理劑對蜜柚產量與品質的影響

2.4.1土壤調理劑對蜜柚產量的影響 分析蜜柚產量變化(表4)發(fā)現(xiàn)：施用土壤調理劑可提高蜜柚產量性狀，與對照相比，各調理劑處理的小區(qū)產量增幅為1.38%～5.30%，其產量高低依次為處理4>處理5>處理3>處理2>處理1。進一步分析產量性狀發(fā)現(xiàn)，與對照相比，除處理2外，其余各處理單個果重雖略有下降，但可食率顯著提升2.84%～4.26%(P<0.05)。由此說明，施用土壤調理劑3 000 kg·hm-2對蜜柚產量有顯著增產效應。

表4 土壤調理劑對蜜柚產量的影響

2.4.2土壤調理劑對蜜柚品質的影響 從表5可知，施用土壤調理劑可不同程度地提高蜜柚品質。與對照相比，除處理3外，其余各調理劑處理的維生素C含量顯著提升24.86%～48.42%(P<0.05)，處理2增幅最大。與對照相比，除處理3外，其余各調理劑處理的糖度值變化差異并不顯著。與對照相比，隨土壤調理劑用量增加，蜜柚可滴定酸含量呈下降趨勢，各調理劑處理降幅達3.16%～14.24%，其中處理4、處理5達顯著性水平(P<0.05)。說明施用土壤調理劑3 000～4 500 kg·hm-2，提高了蜜柚果實糖度、維生素C含量，降低了可滴定酸含量，改善了蜜柚果實品質。

表5 土壤調理劑用量下蜜柚品質變化情況

3 討論與結論

本研究發(fā)現(xiàn)施用土壤調理劑能使土壤pH增加2.27%～29.55%，且隨著調理劑用量增大，土壤pH值提升效果越明顯。當土壤調理劑施用量為3 000～4 500 kg·hm-2時，對提高強酸性蜜柚果園土壤pH有較明顯的促進作用，能顯著提高土壤pH值(P<0.05)。土壤調理劑主要通過降低土壤交換性鋁，提高交換性鹽基和鹽基飽和度，從而實現(xiàn)土壤治酸和提升土壤保肥能力。當土壤調理劑施用量為3 000～4 500 kg·hm-2時，對強酸性蜜柚果園土壤交換性酸含量有明顯降低作用，這可能是因為土壤調理劑主要成分是CaO，呈堿性，能夠有效中和強酸性土壤酸度[8]。交換性鹽基是評價土壤保肥性能的重要指標，其主要包括交換性鉀、交換性鈉、交換性鈣和交換性鎂，土壤調理劑能提升強酸性蜜柚果園土壤保肥性能，這可能是因為土壤調理劑會向土壤帶入大量的陽離子，從而使強酸性蜜柚果園土壤有效負電荷密度增強，繼而提升對陽離子的吸附[13]。

分析調理劑對土壤重金屬含量的影響發(fā)現(xiàn)，5種重金屬(鉻、砷、鎘、汞、鉛)有效態(tài)均屬于安全值范圍，其中土壤調理劑主要能夠顯著降低有效鉻和有效汞含量(P<0.05)，這可能是由于施用堿性土壤調理劑，改變土壤pH，促進土壤膠體對鉻、汞的吸附，從而降低有效鉻和有效汞含量[14]。

本研究發(fā)現(xiàn)施用土壤調理劑3 000～4 500 kg·hm-2，能使蜜柚果實維生素C含量顯著提高24.86%～36.25%，可滴定酸含量顯著降低10.13%～14.24%(P<0.05)，從而改善蜜柚果實品質。而當調理劑用量為3 000 kg·hm-2時，蜜柚可食率和產量分別顯著提升2.84%和5.30%。綜上所述，土壤調理劑3 000 kg·hm-2可以作為強酸性蜜柚果園土壤改良的經濟施用量，能夠達到改良強酸性蜜柚果園土壤的目的。