曹 艷,于常海,郭景麗
(河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司 河南新鄉(xiāng) 453731)
鹽堿化會破壞土壤,降低土地生產(chǎn)力,危害作物。我國鹽堿地的面積為9.913×107hm2,開墾利用率低于20%,嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。因此,開發(fā)利用鹽堿地有巨大的價值[1]。鹽堿土改良措施主要包括化學(xué)改良、有機(jī)物料改良、水利工程改良、生物改良、農(nóng)業(yè)改良等[2]?;瘜W(xué)改良是利用沉淀中和的原理向土壤中施加石膏、磷酸或酸性鹽、風(fēng)化煤或泥炭等物質(zhì)[3-4]。有研究表明,以生化黃腐酸為主要成分的土壤改良劑對鹽堿土進(jìn)行改良,土壤中粒徑>0.25 mm的水穩(wěn)性團(tuán)粒含量比對照提高5.4%~38.5%,土壤的pH由8.85降至7.80左右[5]。
土壤調(diào)理劑通過高活性物質(zhì)與水的媒介作用,可以增強(qiáng)土壤微生物的活性,促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,提高土壤通透性,增強(qiáng)土壤保水保肥能力。土壤調(diào)理劑一般由多種基礎(chǔ)原料配制而成,可能會含有一定量的養(yǎng)分,但是相對于肥料其數(shù)量是有限的[6]。土壤調(diào)理劑與常規(guī)施肥共同作用可以促進(jìn)作物生長,增加產(chǎn)量并提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[7-8]。一般情況下,單一施用土壤調(diào)理劑并不能有效改善土壤結(jié)構(gòu),只有將其與有機(jī)肥料或其他肥料配合使用才能改良土壤,增加土壤有機(jī)質(zhì)含量[9]。
由河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司(以下簡稱河南心連心公司)開發(fā)的新型土壤調(diào)理劑與傳統(tǒng)的土壤調(diào)理劑相比,主要基礎(chǔ)原料為腐殖酸原粉、白云石等,可以有效改善土壤的堿化程度;同時,腐殖酸施入土壤后會形成弱酸緩沖體系,可以維持土壤酸堿平衡[8],還可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,活化土壤中被固定的鉀、磷等營養(yǎng)元素,供給作物吸收利用。目前,關(guān)于土壤調(diào)理劑的應(yīng)用研究很多,但與復(fù)合肥配施的施用量不明確。因此,本試驗在施用土壤調(diào)理劑的堿性土壤上種植上海青,研究土壤調(diào)理劑對上海青生長的影響以及土壤理化性質(zhì)的變化,探究以腐殖酸原粉、白云石為主的土壤調(diào)理劑改良堿性土壤的最佳施用量,為堿性土壤的改良及高效利用提供理論依據(jù)。
供試材料:新型土壤調(diào)理劑、復(fù)合肥(18-18-18),河南心連心公司。
供試作物:上海青(德高508青梗菜),市售。
試驗地點位于河南省新鄉(xiāng)市心連心國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)溫室5號棚,供試土壤為壤土,其基本理化性質(zhì):w(銨態(tài)氮)為93.7 mg/kg,w(硝態(tài)氮)為269.3 mg/kg,w(有效磷)為43.8 mg/kg,w(速效鉀)為204.9 mg/kg,w(有機(jī)質(zhì))為0.22%,pH為8.28,堿化度為6.71%,陽離子交換量(CEC)為3.98 cmol/kg。
2020年4月23日,選取長勢均勻、根系健壯的上海青(四葉一心)進(jìn)行移栽,每盆定植1株苗,設(shè)置土壤調(diào)理劑施用量為750、1 500、2 250、3 000、3 750 kg/hm2共5個不同梯度,分別用T1、T2、T3、T4、T5表示。每個處理重復(fù)5次,共計25盆,種植1個月后收獲。土壤調(diào)理劑在上海青移栽前與土壤混合均勻;復(fù)合肥(18-18-18)作為底肥施用,施用量為750 kg/hm2。采用塑料花盆,規(guī)格230 mm×180 mm,每盆裝土3 kg。
2020年5月9日、22日分別對上海青葉片數(shù)、株高、葉綠素相對含量(SPAD值)進(jìn)行測定。葉片以完全展開為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計數(shù),株高用卷尺測量自然狀態(tài)下由根基部到頂端位置,SPAD值用葉綠素儀進(jìn)行測定。
2020年5月22日對盆栽進(jìn)行收獲測產(chǎn),稱取地上部鮮重;土壤樣品的采集同步進(jìn)行,土壤自然風(fēng)干,研磨后過篩,測定有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀含量以及pH、堿化度、CEC等。用酸度計測定土壤pH(土水體積比1.0∶2.5),銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量采用靛酚藍(lán)比色法測定,0.5 mol/L碳酸氫鈉溶液浸提比色法測定有效磷含量,火焰光度計法測定速效鉀含量,0.5 mol/L氫氧化鈉溶液中和法測定堿化度,乙酸法測定CEC,Superfloc 127溶液法測定有機(jī)質(zhì)含量。
采用Excel 2010軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,采用SPSS Statistics 20統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(LSD法)。
不同土壤調(diào)理劑施用量對上海青農(nóng)藝性狀的影響見表1。
表1 不同土壤調(diào)理劑施用量對上海青農(nóng)藝性狀的影響
從5月9日(種植17 d)的測定結(jié)果可以看出:各處理對上海青的株高、SPAD值無顯著性差異,而T2處理的葉片數(shù)與T4處理的相比表現(xiàn)出顯著性差異。從5月22日(種植30 d)的測定結(jié)果可以看出:各處理對上海青的株高、葉片數(shù)、無顯著性差異,而T5處理的SPAD值與其他處理的相比表現(xiàn)出顯著性差異;T2、T3處理的株高比T1處理的分別增加0.4、0.5 cm,T4、T5處理的株高比T1處理的均減少0.8 cm;各處理的葉片數(shù)相差1~2片;T1~T4各處理的SPAD值無顯著性差異,T5處理的SPAD值顯著高于其他各處理的,增加幅度為10.06%~22.04%;隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加,地上部鮮重呈先增加后減小的趨勢,但各處理間差異不顯著,其中T3處理的地上部鮮重最大,較其他處理的增加10.0~18.9 g。
綜上所述,T1~T3處理的上海青長勢差異不大,T4和T5處理的株高、T3和T5處理的葉片數(shù)以及T1和T2處理的SPAD值均表現(xiàn)較低。從上海青色澤以及長勢均勻度來看,T1~T3處理的均表現(xiàn)較好,T3處理的最終產(chǎn)量較優(yōu)。
田間按照20 cm×25 cm的密度留苗,約225 000 株/hm2。按上海青市場批發(fā)價1.5元/kg、肥料費用1 500元/hm2、土壤調(diào)理劑費用約4 000元/t計,其他費用(種子、農(nóng)藥以及人工費用)折合13 500元/hm2,不同土壤調(diào)理劑施用量下上海青的經(jīng)濟(jì)效益分析見表2。
表2 不同土壤調(diào)理劑施用量下上海青的經(jīng)濟(jì)效益分析
從表2可以看出:種植一茬上海青,T1~T3處理是盈利的,利潤為6 371.2~8 763.8元/hm2,其中T1處理利潤最高,即土壤調(diào)理劑施用量為750 kg/hm2,利潤達(dá)8 763.8元/hm2。
從施用不同量的土壤調(diào)理劑種植上海青后的土壤理化性質(zhì)指標(biāo)(見表3)可以看出:施用土壤調(diào)理劑后,可以不同程度地降低土壤的酸堿度、堿化度,提高有機(jī)質(zhì)的含量。施用不同量的土壤調(diào)理劑種植上海青后,相比基礎(chǔ)土樣,土壤pH降低0.16~0.50,說明土壤調(diào)理劑中酸性原料的施用可以降低土壤pH。隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加,土壤中有機(jī)質(zhì)含量呈增加的趨勢,w(有機(jī)質(zhì))增加0.07%~0.20%,其原因是腐殖酸原粉可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量[10]。各處理的堿化度和CEC與基礎(chǔ)土樣相比呈現(xiàn)減小的趨勢,分別減小19.22%~25.04%和8.04%~33.16%。
表3 施用不同量的土壤調(diào)理劑種植上海青后的土壤理化性質(zhì)指標(biāo)
上海青收獲后,除硝態(tài)氮外,土壤中的養(yǎng)分含量均有所降低,其原因是蔬菜生長會帶走土壤中的部分養(yǎng)分。隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加,土壤中的硝態(tài)氮含量呈先增加后減少的趨勢,這可能是因為土壤調(diào)理劑中的腐殖酸原粉促進(jìn)了銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化以及后期作物對氮素的吸收[11]。
施用土壤調(diào)理劑對堿性土壤的理化性質(zhì)有所改善,主要體現(xiàn)在可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,降低土壤的酸堿度和堿化度。土壤調(diào)理劑施用量對上海青的株高、葉片數(shù)、SPAD值等影響不顯著,這是植物特性所決定的。隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加,地上部鮮重呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢,施用量為2 250 kg/hm2時,上海青產(chǎn)量表現(xiàn)最好。從上海青的長勢以及成本考慮,葉菜新型土壤調(diào)理劑的施用量以750~2 250 kg/hm2為宜。