沈彥輝，胡璋健，2，趙冬梅，冷 鵬，張 強(qiáng)

（1.浙江大學(xué)山東（臨沂）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院 山東臨沂 276034；2.浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院 浙江杭州 310058；3.臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 山東臨沂 276012；4.金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司 山東臨沭 276700）

化肥特別是氮肥的過(guò)量施用等不當(dāng)?shù)霓r(nóng)藝措施會(huì)加速土壤酸化進(jìn)程。土壤酸化會(huì)導(dǎo)致鋁毒、錳毒頻發(fā)，導(dǎo)致耕地質(zhì)量下降，土壤功能退化，降低農(nóng)作物對(duì)磷、鉬等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，引起作物產(chǎn)量下降甚至絕產(chǎn)，已成為糧食安全戰(zhàn)略的障礙因素[1]和限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的重要因素之一[2]。臨沂市是農(nóng)業(yè)大市，是山東省重要的糧食、蔬菜和油料生產(chǎn)基地。沂南縣是山東省設(shè)施蔬菜“發(fā)源地”，也是全國(guó)最大的夏、秋黃瓜生產(chǎn)基地。據(jù)沂南縣人民政府網(wǎng)站發(fā)布信息，2020 年，沂南黃瓜種植面積達(dá)192.3 hm2，總產(chǎn)量13.93 億kg，產(chǎn)值27.66 億元，沂南黃瓜已成為種植戶發(fā)家致富的支柱產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)，化肥的不合理施用、施肥方式不當(dāng)?shù)仍斐傻耐寥浪峄?，?dǎo)致耕地質(zhì)量、作物產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)下降，已成為限制黃瓜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的主要因素。

不同土壤調(diào)理劑的性質(zhì)、組成、功能、作用機(jī)制并不相同，此外應(yīng)用的土壤類(lèi)型不同，施用效果也有較大差異[3-8]。與已廣泛應(yīng)用的土壤調(diào)理劑石灰相比，筆者施用的礦物型土壤調(diào)理劑溶解度低，養(yǎng)分全面，含有的P、K、Si、Mg、Ca，能有效補(bǔ)充植物營(yíng)養(yǎng)。此外，長(zhǎng)期的定位試驗(yàn)表明，施用該礦物型土壤調(diào)理劑不僅可以補(bǔ)充農(nóng)田土壤流失的礦質(zhì)元素，還能調(diào)節(jié)土壤酸堿性[9-11]，同時(shí)在改良土壤結(jié)構(gòu)、改善土壤微生態(tài)環(huán)境、增強(qiáng)土壤膠體性能、提高離子交換能力[12]、提高作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì)[13-14]等方面效果顯著。栗方亮等[10]、范文靜等[14]研究表明，施用礦物型土壤調(diào)理劑可提高茄子、油菜產(chǎn)量和維生素C 含量，調(diào)節(jié)土壤pH 值，提高土壤肥力水平。林祚棋[15]研究表明，施用礦物型土壤調(diào)理劑能夠提高連續(xù)種植2 茬包菜的產(chǎn)量、土壤pH 值和土壤有效磷含量，降低土壤有效鉻含量。孫薊鋒[16]研究表明，施用硅鈣礦土壤調(diào)理劑對(duì)土壤有效磷含量、交換性鈣和鎂含量、有效態(tài)微量元素和土壤微生物總量產(chǎn)生了顯著影響。趙泓凱等[17]研究表明，美國(guó)新型液態(tài)Phyto-CatTM土壤調(diào)理劑能夠顯著提高不結(jié)球白菜產(chǎn)量、葉綠素含量、葉片可溶性糖含量及植株根系活力，同時(shí)還能提升土壤肥力、田間持水量、水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量。陳之群[18]研究表明，“Agri-SC”土壤調(diào)理劑對(duì)不同土壤類(lèi)型土壤理化性質(zhì)、微生物生物量和酶活性的影響表現(xiàn)出明顯的時(shí)間效應(yīng)，同時(shí)還能提高甘藍(lán)根系活力和光合速率。

近年來(lái)，不同類(lèi)型土壤調(diào)理劑對(duì)黃瓜生長(zhǎng)、品質(zhì)和土壤性狀影響[19-21]及其不同用量土壤調(diào)理劑對(duì)設(shè)施黃瓜生長(zhǎng)影響[22-23]的研究較多，而關(guān)于黃瓜生長(zhǎng)、品質(zhì)和土壤性狀對(duì)礦物型土壤調(diào)理劑用量響應(yīng)關(guān)系的研究相對(duì)較少，礦物型土壤調(diào)理劑在田間施用時(shí)如何實(shí)現(xiàn)土壤調(diào)理劑的優(yōu)化利用、找到最佳的調(diào)理劑施用量在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中具有重要意義。因此，筆者立足沂南設(shè)施黃瓜土壤酸化現(xiàn)狀，通過(guò)研究施用不同用量礦物型土壤調(diào)理劑對(duì)設(shè)施黃瓜農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤綜合肥力的影響，明確土壤pH 值、土壤養(yǎng)分含量和作物產(chǎn)量的相關(guān)性，以期為修復(fù)土壤環(huán)境、提高黃瓜產(chǎn)量和土壤肥力水平、改善黃瓜品質(zhì)，指導(dǎo)設(shè)施黃瓜土壤酸化改良和高產(chǎn)栽培管理提供理論依據(jù)和實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2019 年2 月9 日至7 月5 日在沂南縣辛集鎮(zhèn)城子莊村溫室大棚進(jìn)行。供試黃瓜為秋延遲品種德瑞特2 號(hào)（天津德瑞特種子公司）；供試土壤為棕壤，具體養(yǎng)分含量見(jiàn)表1。黃瓜于2 月9 日移栽，7 月5 日拉秧。灌溉方式為滴灌。

表1 試驗(yàn)點(diǎn)土壤基本理化性狀Table 1 The basic physical and chemical properties of soil in experimental site

供試礦物型土壤調(diào)理劑為硅鈣鉀鎂肥（金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司），狀態(tài)為灰色粉末，具體養(yǎng)分指標(biāo)見(jiàn)表2；硫基復(fù)合肥的N、P2O5、K2O 含量均為15-15-15。

表2 供試土壤調(diào)理劑理化性狀Table 2 The physical and chemical properties of soil conditioner

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5 個(gè)處理，每個(gè)處理3 次重復(fù)，每個(gè) 小區(qū)面積25.68 m2（10.74 m×2.40 m），各試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列，共計(jì)15 個(gè)小區(qū)。試驗(yàn)地兩邊各設(shè)置1 行保護(hù)行，畦栽小區(qū)間不設(shè)置隔離行。試驗(yàn)各處理在當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣施肥的基礎(chǔ)上，施用不同用量的礦物型土壤調(diào)理劑。處理1：CK（750 kg·hm-2硫基復(fù)合肥）；處理2：T750（750 kg·hm-2硫基復(fù)合肥+750 kg·hm-2土壤調(diào)理劑）；處理3：T1125（750 kg·hm-2硫基復(fù)合肥+1125 kg·hm-2土壤調(diào)理劑）；處理4：T1500（750 kg·hm-2硫基復(fù)合肥+1500 kg·hm-2土壤調(diào)理劑）；處理5：T1875（750 kg·hm-2硫基復(fù)合肥+1875 kg·hm-2土壤調(diào)理劑）。

各處理等氮設(shè)計(jì)，試驗(yàn)用礦物型土壤調(diào)理劑結(jié)合整地，與基肥一并混勻撒施后犁翻做畦。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，不同處理間除施用的礦物型土壤調(diào)理劑用量不同外，其他田間管理措施均一致。后期追肥不限定肥料用量，根據(jù)作物長(zhǎng)勢(shì)及農(nóng)戶施肥習(xí)慣確定，需保證每次施肥時(shí)各小區(qū)用量均勻一致。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在結(jié)果盛期每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取成熟期一致的5個(gè)果實(shí)樣品，進(jìn)行農(nóng)藝性狀和果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定，取平均值代表該小區(qū)指標(biāo)測(cè)定值。采用游標(biāo)卡尺測(cè)量果實(shí)橫徑，采用尺子測(cè)定果實(shí)縱徑；采用分析天平測(cè)量果實(shí)單果質(zhì)量；采用阿貝折射儀測(cè)定可溶性固形物含量，采用2，6-二氯酚靛酚鈉法[24]測(cè)定維生素C 含量，采用蒽酮比色法[25]測(cè)定可溶性糖含量，采用酸堿滴定法[26]測(cè)定可滴定酸含量。

拉秧時(shí)，隨機(jī)收集不同處理0～20 cm 黃瓜土壤，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取5 個(gè)點(diǎn)，“之”字形排列，采集后的土壤樣品過(guò)2 mm 篩，一部分風(fēng)干用于土壤理化性狀的測(cè)定，一部分土樣保存于4 ℃冰箱中，用于土壤酶活性的測(cè)定。

采用重鉻酸鉀容量法[27]測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量；采用堿解擴(kuò)散法[27]測(cè)定堿解氮含量；采用碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法[27]測(cè)定有效磷含量；采用乙酸銨浸提，火焰光度計(jì)法[27]測(cè)定速效鉀含量；交換性鈣含量、鎂含量采用1 mol·L-1NH4OAc 浸提，ICP-MS 法[27]測(cè)定；采用pH 計(jì)進(jìn)行（V水：V土=2.5∶1）土壤pH 測(cè)定[27]。參照魯如坤[28]的方法測(cè)定土壤酶活性，采用靛酚比色法測(cè)定土壤脲酶活性，采用磷酸苯二鈉法測(cè)定土壤堿性磷酸酶活性，采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定土壤過(guò)氧化氫酶活性。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel 2003 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理并作圖，采用IBM SPSS 22.0 進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 礦物型土壤調(diào)理劑不同施用量對(duì)黃瓜農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

從表3 可以看出，施用土壤調(diào)理劑對(duì)黃瓜農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量具有正向促進(jìn)作用。在試驗(yàn)梯度范圍內(nèi)，隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加，黃瓜農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。果實(shí)橫徑方面，與CK 相比，除T1875 處理外，施用土壤調(diào)理劑的其他處理果實(shí)橫徑均顯著增加。果實(shí)縱徑方面，與CK 相比，僅T1125 處理顯著增加了果實(shí)縱徑。果實(shí)單瓜質(zhì)量方面，與CK 相比，施用土壤調(diào)理劑對(duì)黃瓜單瓜質(zhì)量的增加無(wú)顯著差異。產(chǎn)量方面，與CK 相比，施用土壤調(diào)理劑對(duì)黃瓜產(chǎn)量的增加幅度為2.05%～7.96%，以T1125 處理黃瓜產(chǎn)量最高，為12 820.00 kg·667 m-2，T1125 處理和T1500 處理黃瓜產(chǎn)量均顯著高于CK。不同用量土壤調(diào)理劑處理間果實(shí)縱徑、果實(shí)單瓜質(zhì)量和產(chǎn)量無(wú)顯著差異，T1125 處理和T1500 處理果實(shí)橫徑顯著高于T1875處理。綜合以上試驗(yàn)結(jié)果表明，T1125 處理對(duì)黃瓜農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量促進(jìn)效應(yīng)最佳。

表3 礦物型土壤調(diào)理劑不同施用量對(duì)黃瓜農(nóng)藝學(xué)性狀和產(chǎn)量的影響Table 3 Effect of different concentrations of mineral soil conditioner on agronomic traits and yield of cucumber

2.2 礦物型土壤調(diào)理劑不同施用量對(duì)黃瓜品質(zhì)的影響

由圖1 可以看出，施用土壤調(diào)理劑能改善黃瓜果實(shí)品質(zhì)，整體表現(xiàn)為提高了黃瓜維生素C、可溶性總糖和可溶性固形物含量，降低了除T750 處理外其他土壤調(diào)理劑處理的黃瓜可滴定酸含量。維生素C 含量方面，隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加，黃瓜果實(shí)維生素C 含量呈先增加后降低的趨勢(shì)。與CK 相比，施用不同用量土壤調(diào)理劑均顯著提高了黃瓜果實(shí)維生素C 含量，尤以T1125 處理維生素C含量（w，后同）最高，達(dá)62.00 mg·kg-1，表明土壤調(diào)理劑對(duì)提高黃瓜果實(shí)維生素C 含量具有顯著的促進(jìn)作用且T1125 處理效果最佳。可溶性固形物含量方面，與CK 相比，施用土壤調(diào)理劑能提高黃瓜果實(shí)可溶性固形物含量，但差異不顯著?？扇苄钥偺呛糠矫?，隨著土壤調(diào)理劑用量的增加，黃瓜果實(shí)可溶性糖含量變化趨勢(shì)與維生素C 含量變化趨勢(shì)一致。與CK 相比，除T750 處理以外，其他用量土壤調(diào)理劑處理黃瓜果實(shí)可溶性糖含量均顯著高于CK?？傻味ㄋ岱矫妫cCK 相比，施用土壤調(diào)理劑后，除T750 處理外，其他用量土壤調(diào)理劑處理黃瓜果實(shí)可滴定酸含量均有一定程度的降低，但差異不顯著。綜合以上試驗(yàn)結(jié)果和經(jīng)濟(jì)效益等因素，在試驗(yàn)梯度范圍內(nèi)，T1125 處理為改善黃瓜果實(shí)品質(zhì)的最佳用量。

圖1 不同礦物型土壤調(diào)理劑施用量對(duì)黃瓜品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of different concentrations of mineral soil conditioner on quality of cucumber

2.3 礦物型土壤調(diào)理劑不同施用量對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

由圖2 可以看出，施用土壤調(diào)理劑能夠提高土壤有效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤肥力狀況。在試驗(yàn)梯度范圍內(nèi)，隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加，土壤有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。在土壤堿解氮含量方面，與CK 相比，施用土壤調(diào)理劑對(duì)土壤堿解氮含量無(wú)顯著影響。在土壤有效磷含量方面，與CK 相比，T1125 處理和T1500 處理顯著增加了土壤有效磷含量，其中T1125 處理土壤有效磷含量最高，達(dá)190.43 mg·kg-1。在土壤速效鉀含量方面，與CK 相比，除T750 處理外，其他施用不同用量土壤調(diào)理劑均顯著增加了土壤速效鉀含量，尤以T1125 處理土壤速效鉀含量最高，達(dá)198.15 mg·kg-1。在土壤有機(jī)質(zhì)含量方面，與CK 相比，除T1875 處理外，其他用量土壤調(diào)理劑處理均顯著增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，其中T1125 處理有機(jī)質(zhì)含量最高，達(dá)3.24%。綜合以上試驗(yàn)結(jié)果表明，T1125 處理對(duì)提高土壤有效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤肥力狀況的效果最佳，這也在一定程度上佐證了T1125 處理黃瓜產(chǎn)量最高這一試驗(yàn)結(jié)果。

圖2 不同礦物型土壤調(diào)理劑施用量對(duì)土壤養(yǎng)分的影響Fig.2 Effect of different concentrations of mineral soil conditioner on soil nutrient of cucumber

2.4 礦物型土壤調(diào)理劑不同施用量對(duì)土壤pH和交換性鈣、鎂含量的影響

由圖3 可知，在試驗(yàn)梯度范圍內(nèi)，隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加，土壤pH 值和交換性鈣含量（b）呈逐漸遞增趨勢(shì)。土壤酸性狀況的改善，對(duì)提升養(yǎng)分固持力、增加土壤養(yǎng)分具有促進(jìn)作用，反過(guò)來(lái)土壤養(yǎng)分狀況的改善會(huì)減緩?fù)寥浪峄M(jìn)程。與CK 相比，除T750 處理外，土壤調(diào)理劑其他施用量處理土壤pH 值顯著升高，分別提高0.26、0.35 和0.41，說(shuō)明施用土壤調(diào)理劑能夠改善土壤酸性狀況。與CK相比，施用土壤調(diào)理劑土壤交換性鈣含量顯著升高，分別提高了6.21%、8.28%、11.03%、13.10%。鎂是植物光合作用必需的營(yíng)養(yǎng)元素，酸性土壤中有效鎂含量是酸性土壤肥力和作物產(chǎn)量的主要限制因子，與CK 相比，除T750 處理外，其他土壤調(diào)理劑處理土壤交換性鎂含量（b）有升高趨勢(shì)，但差異不顯著，其中以T1125 處理土壤交換性鎂含量最高，達(dá)到0.166 cmol·kg-1。綜上所述，T1125 處理對(duì)土壤pH 值、土壤交換性鈣和交換性鎂含量提升效果較為顯著，投入-產(chǎn)出性價(jià)比最優(yōu)。

圖3 土壤調(diào)理劑不同施用量對(duì)土壤pH 和交換性鈣、鎂含量的影響Fig.3 Effect of different concentrations of mineral soil conditioner on pH,exchangeable calcium and magnesium content of soil

2.5 礦物型土壤調(diào)理劑不同施用量對(duì)土壤酶活性的影響

土壤酶活性是評(píng)價(jià)土壤肥力狀況的重要指標(biāo)，測(cè)定相應(yīng)土壤酶活性變化可以間接地了解和預(yù)測(cè)土壤肥力狀況的演變趨勢(shì)。由圖4 可知，在試驗(yàn)梯度范圍內(nèi)，施用土壤調(diào)理劑能夠提高土壤脲酶活性和土壤過(guò)氧化氫酶活性，降低土壤堿性磷酸酶活性。在土壤脲酶活性方面，隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加，土壤脲酶活性呈先增加后降低的趨勢(shì)，與CK 相比，施用土壤調(diào)理劑處理均能不同程度地提高土壤脲酶活性，分別提高了16.11%、130.20%、110.74%和100.00%。除T750 處理外，其他處理土壤脲酶活性均顯著高于CK 處理，T1125 處理土壤脲酶活性最高。在土壤堿性磷酸酶活性方面，與CK 相比，施用土壤調(diào)理劑顯著降低了土壤堿性磷酸酶活性，且隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加，土壤堿性磷酸酶活性呈逐漸降低的趨勢(shì)。在土壤過(guò)氧化氫酶活性方面，與CK 相比，施用土壤調(diào)理劑處理顯著提高了土壤過(guò)氧化氫酶活性，且隨著土壤調(diào)理劑施用量的增加，土壤過(guò)氧化氫酶活性呈逐漸遞增的趨勢(shì)。

圖4 礦物型土壤調(diào)理劑不同施用量對(duì)土壤酶活性的影響Fig.4 Effect of different concentrations of mineral soil conditioner on enzymatic activity of soil

2.6 土壤pH、土壤養(yǎng)分含量和黃瓜產(chǎn)量等指標(biāo)之間的相關(guān)性分析

由表4 可知，土壤pH 值、土壤養(yǎng)分含量和作物產(chǎn)量指標(biāo)間存在不同程度的相關(guān)性。黃瓜產(chǎn)量與土壤pH 值、有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、交換性鈣含量呈正相關(guān)，與土壤交換性鎂含量呈負(fù)相關(guān)，但均未達(dá)到顯著差異水平；土壤pH 值與土壤有效磷含量呈顯著正相關(guān)，與速效鉀含量和交換性鈣含量呈極顯著正相關(guān)；土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤堿解氮含量呈顯著正相關(guān)，與有效磷含量和速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)；土壤堿解氮含量與土壤有效磷含量、土壤速效鉀含量與土壤交換性鈣含量呈顯著正相關(guān)，土壤有效磷含量與土壤速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)。

表4 土壤pH、土壤養(yǎng)分含量和作物產(chǎn)量等指標(biāo)間相關(guān)性分析Table 4 The correlation analysis of different indicators（including soil pH,conditioner content,yield,etc.）

2.7 土壤pH、土壤養(yǎng)分含量和黃瓜產(chǎn)量等指標(biāo)間的主成分分析

2.7.1 主成分特征值、累計(jì)貢獻(xiàn)率和特征向量分析 對(duì)土壤pH 值、土壤養(yǎng)分含量和黃瓜產(chǎn)量8 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析（表5），以特征值＞1 為標(biāo)準(zhǔn)，提取到3 個(gè)主成分，方差貢獻(xiàn)率依次為57.067%、17.199%、13.572%，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)87.838%，即這3 個(gè)成分可以代表大部分篩選信息，因此選取前3 個(gè)主成分進(jìn)行分析比較可靠，而其他成分的特征值均小于1，且方差貢獻(xiàn)率趨于平緩，代表性不強(qiáng)，不提取為主成分。

表5 不同指標(biāo)主成分的特征值及累計(jì)貢獻(xiàn)率Table 5 The eigenvalue and cumulative contribution rate of principal component of different indicators

由表6 可知，在第1 主成分特征向量中，特征值較大且為正的指標(biāo)是有機(jī)質(zhì)含量、有效磷含量、速效鉀含量，在第2 主成分的特征向量中，特征值較大且為正的指標(biāo)是交換性鈣含量、pH 值，第3 主成分的特征向量特征值較大且為正的指標(biāo)是產(chǎn)量。

表6 不同指標(biāo)主成分的特征向量Table 6 The eigenvector of principal component of different indicators

2.7.2 主成分值及綜合得分 按照公式，IFI=0.570 67F1+0.171 99F2+0.135 72F3 計(jì)算土壤調(diào)理劑不同施用量改良效應(yīng)的綜合得分及其排序（表7），IFI 值越大，表明該土壤調(diào)理劑施用量的改良效應(yīng)越好。土壤調(diào)理劑不同施用量處理效果的評(píng)價(jià)順序?yàn)椋篢1125＞T1500＞T750＞T1875＞CK。

表7 土壤調(diào)理劑不同施用量各主成分值和排序Table 7 The score and rank of principal component of different concentrations of mineral soil conditioner

3 討論與結(jié)論

研究表明，土壤酸度是影響土壤環(huán)境質(zhì)量、限制作物產(chǎn)量的主要指標(biāo)之一[29]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，與CK 相比，施用礦物型土壤調(diào)理劑提高了土壤pH 值，這一方面可能是由于試驗(yàn)用礦物型土壤調(diào)理劑釋放的交換性鹽基離子（K+、Ca2+和Mg2+）將土壤膠體吸附的交換性離子（H+和Al3+）進(jìn)行了置換，導(dǎo)致土壤的鹽基飽和度提高[30]；此外，還可能是由于試驗(yàn)用礦物型土壤調(diào)理劑中的硅酸根離子易發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生堿性物質(zhì)OH—，將土壤中的H+和Al3+進(jìn)行了有效中和，從而降低了土壤酸度[31]。本研究結(jié)果表明，改良后酸性土壤pH 值與試驗(yàn)用礦物型土壤調(diào)理劑施用量間不存在顯著的線性關(guān)系，結(jié)合靳輝勇等[32]的研究結(jié)果，從側(cè)面驗(yàn)證了本研究用礦物型土壤調(diào)理劑在酸性土壤改良中的施用量要適量。通過(guò)本試驗(yàn)篩選，結(jié)合土壤pH 值、土壤速效養(yǎng)分含量和黃瓜產(chǎn)量的主成分分析及投入成本等綜合因素的分析，該礦物型土壤調(diào)理劑的最佳施用量為1125 kg·hm-2。

本試驗(yàn)中用的礦物型土壤調(diào)理劑富含P、K、Si、Ca、Mg 等營(yíng)養(yǎng)元素，其加入土壤會(huì)影響土壤養(yǎng)分含量，因此施用量不同會(huì)造成土壤肥力的差異。研究表明，堿性土壤調(diào)理劑能夠促進(jìn)作物對(duì)土壤中氮、磷、鉀的吸收[33]，導(dǎo)致土壤中多種速效養(yǎng)分含量的降低[34]。而在本研究中，施用土壤調(diào)理劑增加了土壤有效磷含量和速效鉀含量，一方面可能是由于試驗(yàn)用礦物型土壤調(diào)理劑自身提供的養(yǎng)分，另一方面可能是由于土壤酸堿度的變化，導(dǎo)致起到固磷作用的鐵、鋁離子形成氫氧化物沉淀，對(duì)磷的固定作用減弱；土壤酸堿度的改變會(huì)影響土壤鉀的有效性，調(diào)理劑自身含有的交換性鈣離子的拮抗作用可能也是土壤鉀有效性提高的原因之一。施用土壤調(diào)理劑增加土壤交換性鈣含量是其釋放的Ca2+進(jìn)入土壤溶液后，一部分被土壤膠體吸附成交換性鈣造成的；施用土壤調(diào)理劑對(duì)土壤交換性鎂含量無(wú)顯著影響，可能是由于其鈣鎂比例造成晶體結(jié)構(gòu)改變?cè)斐傻腫35]。鎂是植物光合作用的必需營(yíng)養(yǎng)元素[36]，土壤酸堿度的改變改善了作物根際環(huán)境，促進(jìn)了黃瓜植株對(duì)有效鎂的吸收，植株的吸收量大于施用土壤調(diào)理劑對(duì)有效鎂的增加量也可能是土壤交換性鎂含量增加不顯著的原因。本試驗(yàn)中用的土壤調(diào)理劑不含有機(jī)質(zhì)，施用礦物型土壤調(diào)理劑土壤有機(jī)質(zhì)含量增加，可能是由于其改善了土壤孔隙和土壤團(tuán)聚性，改良了土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的分解。

土壤環(huán)境變化的重要傳感器是土壤微生物和土壤酶，施用土壤調(diào)理劑能夠在一定程度上改善土壤肥力狀況，測(cè)定相應(yīng)土壤酶活性和土壤化學(xué)的變化可以間接地評(píng)價(jià)其改良效果[37]。本研究結(jié)果表明，施用礦物型土壤調(diào)理劑提高了土壤脲酶活性和過(guò)氧化氫酶活性，降低了土壤堿性磷酸酶活性，與張澤錦等[38]在設(shè)施連作土壤中酶活性影響的結(jié)果不一致，這可能是土壤調(diào)理劑的類(lèi)型、施用量、土壤類(lèi)型、種植模式、施肥習(xí)慣等多種因素的影響造成的。

土壤改良劑對(duì)酸化土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)影響的綜合體現(xiàn)是作物產(chǎn)量和品質(zhì)提升[31]。本研究結(jié)果表明，施用礦物型土壤調(diào)理劑提高了黃瓜產(chǎn)量，改善了黃瓜外觀性狀，其中以T1125 處理綜合指數(shù)最優(yōu)，說(shuō)明土壤調(diào)理劑超量施用不僅不利于提高蔬菜商品性和產(chǎn)量，而且還會(huì)造成資源浪費(fèi)?？扇苄蕴恰⒖扇苄怨绦挝?、維生素C、可滴定酸作為果實(shí)中重要的營(yíng)養(yǎng)成分，是評(píng)價(jià)黃瓜果實(shí)風(fēng)味的重要指標(biāo)[39]。本研究結(jié)果表明，施用礦物型土壤調(diào)理劑均能提高黃瓜果實(shí)中維生素C、可溶性糖、可溶性固形物含量，施用適量礦物型土壤調(diào)理劑可降低黃瓜果實(shí)中可滴定酸含量，這表明礦物型土壤調(diào)理劑對(duì)黃瓜品質(zhì)的提高具有促進(jìn)作用且對(duì)黃瓜酸度有較好的抑制作用，大大改善黃瓜的風(fēng)味口感。相關(guān)性分析表明，土壤pH 值與黃瓜產(chǎn)量呈正相關(guān)，說(shuō)明了土壤酸度調(diào)整后，促進(jìn)了植物根部細(xì)胞分裂、伸長(zhǎng)和運(yùn)輸[40]，打破了植物內(nèi)部激素平衡[41-43]，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，提高作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì)。

綜上所述，本研究中用的礦物型土壤調(diào)理劑在沂南溫室黃瓜上的應(yīng)用效果表明，施用該土壤調(diào)理劑可以調(diào)節(jié)土壤pH 值，提高土壤有效養(yǎng)分含量和黃瓜產(chǎn)量，改善黃瓜外觀和風(fēng)味品質(zhì)，提升土壤肥力水平。綜合來(lái)看，在本試驗(yàn)土壤酸度下，施用土壤調(diào)理劑以1125 kg·hm-2的效果最好，但實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還需要結(jié)合土壤pH 值、農(nóng)藝措施、施肥習(xí)慣、土壤類(lèi)型、栽培作物等因素進(jìn)行合理調(diào)整。

將工業(yè)固體廢棄物經(jīng)無(wú)害化處理后作為生產(chǎn)礦物型土壤調(diào)理劑的原料是一種發(fā)展趨勢(shì)，但該類(lèi)礦物型土壤調(diào)理劑自身含有一些重金屬離子，有造成土壤二次污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，后期應(yīng)通過(guò)長(zhǎng)期大量田間試驗(yàn)，綜合考慮多因素系統(tǒng)評(píng)價(jià)該類(lèi)礦物型土壤調(diào)理劑的改良效果，為該類(lèi)礦物型土壤調(diào)理劑的廣泛應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。