龔玲婷，石 林, 2*，蔡如夢

礦物質(zhì)調(diào)理劑對土壤養(yǎng)分含量及植物營養(yǎng)吸收的影響①

龔玲婷1，石 林1, 2*，蔡如夢1

(1 華南理工大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院，廣州 510006；2 工業(yè)聚集區(qū)污染控制與生態(tài)修復(fù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510006)

通過室內(nèi)培養(yǎng)和盆栽試驗(yàn)，研究了氮磷肥配施不同量(0、0.5、1.0、2.0 g/kg)礦物質(zhì)調(diào)理劑對土壤pH和有效磷、鈣、鎂、硅等養(yǎng)分含量及作物產(chǎn)量和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素吸收的影響。室內(nèi)培養(yǎng)結(jié)果表明：施用1.0 g/kg和2.0 g/kg調(diào)理劑，不僅增強(qiáng)了土壤抗酸化能力，使土壤pH從5.02提高到5.31和5.61，并且延緩了磷肥施入土壤后的固定速率，在施肥后第15天和第22天土壤有效磷含量得到明顯增加，增幅分別為21.49%、24.17% 和22.09%、23.84%。盆栽試驗(yàn)中，施用0.5 ~ 2.0 g/kg調(diào)理劑，土壤礦質(zhì)養(yǎng)分得到有效補(bǔ)充，并能實(shí)現(xiàn)生菜增產(chǎn)10.47% ~ 33.33%；同時(shí)，使生菜氮、磷、鉀吸收量分別提高14.69% ~ 44.26%、15.28% ~ 52.89% 和16.28% ~ 42.43%。由此，施用礦物質(zhì)調(diào)理劑是農(nóng)業(yè)種植中改善土壤酸性、補(bǔ)充土壤有效養(yǎng)分、促進(jìn)作物營養(yǎng)吸收并實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的有效途徑。

礦物質(zhì)調(diào)理劑；土壤養(yǎng)分；有效磷；營養(yǎng)吸收

磷是作物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，施用磷肥是為作物提供磷素的主要途徑之一。但磷肥直接施入土壤后極易被固定，隨時(shí)間的延長有效性逐漸降低，形成作物難以吸收利用的非有效態(tài)磷酸鹽[1-2]。因而，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中磷肥的投入量要遠(yuǎn)高于作物需求量才能滿足作物的生長需要，造成我國磷肥當(dāng)季利用率只有10% ~ 20%[3]。長期大量不合理地施用磷肥，一方面浪費(fèi)磷礦資源，另一方面增加了地表水富營養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)[4]。因此，針對當(dāng)前我國磷肥施用現(xiàn)狀，研究如何維持作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)，減少磷肥在土壤中的固定，提高磷肥利用率及減少磷肥施用量對農(nóng)業(yè)種植具有重要意義。

土壤調(diào)理劑是指加入土壤中用于改善土壤的物理、化學(xué)和(或)生物活性的物料[5]，用于改良土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤鹽堿危害、調(diào)節(jié)土壤酸堿度、改善土壤水分和養(yǎng)分供應(yīng)狀況或修復(fù)污染土壤等[6]。一些學(xué)者按其材料來源將其分為4種類型，即高分子類、有機(jī)類、礦物類和其他類型[7]。其中，礦物型土壤調(diào)理劑是指天然礦物、固體廢棄物和人工生產(chǎn)的含有多種礦物質(zhì)元素的可以改善土壤特性的物料[8]，對于土壤的改良具有良好的效果。施用石灰、石灰石、磷石膏、脫硫石膏等鈣基礦物質(zhì)調(diào)理劑是一項(xiàng)傳統(tǒng)而有效的酸性土壤改良措施。Caire等[9]和魯燕紅等[10]研究都表明，石灰處理提高了土壤的pH和交換性鈣含量，降低了土壤交換性鋁含量。沸石、蛭石、膨潤土等天然礦石制造而成的土壤調(diào)理劑多具有高吸附性、離子交換性等性能，且富含多種礦物質(zhì)元素。魏莎等[11]利用天然沸石加香葉天竺葵作為土壤調(diào)理劑，發(fā)現(xiàn)土壤全氮、有效磷和有機(jī)質(zhì)含量均有一定程度的提高。泥炭、褐煤、風(fēng)化煤等富含腐殖酸、有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分，施用土壤后可直接改善土壤養(yǎng)分匱乏的狀況。王洪鳳等[12]施用風(fēng)化煤腐殖酸增加了土壤中陽離子交換量和團(tuán)聚體總量，活化和釋放土壤中難溶性磷、緩效鉀，使其轉(zhuǎn)化為速效磷和速效鉀，有益于土壤肥力的提高。但是，與肥料相比，土壤調(diào)理劑的施用量相對較大，并且需要多次或多季施用，潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)很大，尤其是固體廢棄物類的調(diào)理劑，長期大量施用可能會造成土壤中重金屬累積，并最終通過食物鏈威脅到人類。

本研究中采用的礦物質(zhì)調(diào)理劑是由鉀長石、白云石和石灰石等合理配比后，經(jīng)高溫焙燒活化制得的一種呈弱堿性并富含鉀、鈣、鎂、硅、硫等多種礦質(zhì)營養(yǎng)元素的枸溶性物質(zhì)，且該調(diào)理劑原料為不含重金屬的天然非金屬材料礦石，故不會對土壤產(chǎn)生重金屬污染問題。此前對該調(diào)理劑的研究主要集中在改善土壤酸性、鈍化土壤重金屬、抑制土壤鋁毒等方面，并取得了良好的效果[13-14]。本研究旨在前期研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究該調(diào)理劑在與化肥配施的條件下對土壤酸度和養(yǎng)分供應(yīng)狀況，尤其是磷素供應(yīng)，及其對作物產(chǎn)量和營養(yǎng)吸收的影響，以期為該調(diào)理劑的農(nóng)田應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤采自廣州市增城區(qū)正果鎮(zhèn)水稻土0 ~ 20 cm耕作層，其基本理化性質(zhì)為：pH 6.43、有機(jī)質(zhì)39.05 g/kg、堿解氮181.02 mg/kg、有效磷44.83 mg/kg、速效鉀275.51 mg/kg、有效鎂100.71 mg/kg、有效鈣1 937.86 mg/kg、有效硅158.26 mg/kg。供試作物為生菜，生育期為40 ~ 60 d。供試肥料為尿素(N 466.7 g/kg)、磷酸二氫鉀(P2O5521.6 g/kg；K2O 346.1 g/kg)分析純試劑。供試礦物質(zhì)調(diào)理劑的化學(xué)成分和pH如表1所示，其中，調(diào)理劑的化學(xué)成分采用X射線熒光光譜儀分析得到。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)設(shè)置0、0.5、1.0、2.0 g/kg (以調(diào)理劑與土壤的質(zhì)量比計(jì))4個(gè)調(diào)理劑使用量處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。稱取150 g通過2 mm篩的風(fēng)干土樣，分別按試驗(yàn)設(shè)計(jì)與調(diào)理劑混合均勻后裝入塑料杯中，記為CK、T1、T2、T3。同時(shí)分別稱取0.065 g尿素(N 200 mg/kg)和0.058 g磷酸二氫鉀(P2O5200 mg/kg)溶解于70 ml去離子水中，加入塑料杯。調(diào)節(jié)水分至土壤田間持水量，用保鮮膜封口，并在保鮮膜中間留幾個(gè)小孔，置于室內(nèi)培養(yǎng)，每隔幾天稱重補(bǔ)水。培養(yǎng)期間分別于第4、8、15、22、29、36天取樣，測定土壤 pH 和有效磷含量。最后一次土樣，同時(shí)測定土壤鈣磷、鋁磷、鐵磷和閉蓄態(tài)磷含量。

表1 礦物質(zhì)調(diào)理劑基本特征

盆栽試驗(yàn)處理設(shè)置同上，采用直徑19 cm × 高17 cm的塑料盆，每盆裝土3.37 kg。試驗(yàn)時(shí)將1/3氮肥和全部磷肥與土壤混合均勻，將混合土壤的2/3置于塑料盆底部，1/3與礦物質(zhì)調(diào)理劑混合均勻后裝盆，加水至土壤田間持水量的70%，移栽3株長勢一致的生菜苗。另外的2/3氮肥作為追肥，分兩次兌水淋施。45 d后，收獲植物地上部分，稱量鮮重后烘干，測定干重、全氮、全磷、全鉀含量。并隨機(jī)采集每盆表層土樣混合，風(fēng)干，過篩，用于測定土壤速效鉀、有效鈣、有效鎂和有效硅含量。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤理化性質(zhì)測定 pH用電位法測定；有效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸取–鉬銻抗比色法測定；鈣磷、鋁磷、鐵磷和閉蓄態(tài)磷分別用0.5 mol/L (1/2H2SO4)、0.5 mol/L NH4F、0.1 mol/L NaOH和0.3 mol/L檸檬酸鈉–連二亞硫酸鈉分級連續(xù)浸取–鉬銻抗比色法測定；有效鈣和鎂用1 mol/L NH4OAC浸提–火焰原子吸收分光光度法測定；速效鉀用1 mol/L NH4OAC浸提–火焰光度計(jì)法測定；有效硅用CH3COOH- CH3COONa緩沖液浸提–硅鉬藍(lán)比色法測定[15]。

1.3.2 植株養(yǎng)分指標(biāo)的測定 植株樣品經(jīng) H2SO4- H2O2消解，用納氏比色法測定全氮，鉬銻抗比色法測定全磷，火焰光度計(jì)法測定全鉀[15]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS19.0 軟件進(jìn)行方差分析，Duncan法進(jìn)行多重比較。Origin 9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 礦物質(zhì)調(diào)理劑對土壤pH的影響

土壤 pH 是反映土壤酸堿狀況的重要指標(biāo)，直接影響土壤養(yǎng)分的存在形態(tài)、轉(zhuǎn)化和有效性，進(jìn)而影響作物的生長發(fā)育[16]。圖1為各處理土壤pH在培養(yǎng)過程中的變化趨勢。由圖1可知，培養(yǎng)前期(第4天)，在調(diào)理劑施加量為1.0 g/kg和2.0 g/kg時(shí)，土壤pH較CK分別顯著增加了0.20和0.34個(gè)單位(<0.05)。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長，各處理的土壤pH均呈下降趨勢。培養(yǎng)至29 d后，土壤pH趨于穩(wěn)定。主要原因可能是土壤中尿素水解產(chǎn)生的NH4+可以通過細(xì)菌的作用轉(zhuǎn)化為亞硝酸或硝酸鹽，并產(chǎn)生H+，降低土壤pH[17]，之后隨著硝化反應(yīng)的減弱，對土壤pH的影響減小。魯如坤和賴慶旺[18]證實(shí)，尿素施入土壤7 d左右時(shí)就有硝化作用出現(xiàn)，但開始比較緩慢，10 d后硝化作用加速進(jìn)行，到30 d時(shí)即有80% 轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，30 d后硝化作用以較慢的速度進(jìn)行。本試驗(yàn)培養(yǎng)結(jié)束后，施加0.5 g/kg調(diào)理劑處理土壤pH無明顯變化；施加1.0 ~ 2.0 g/kg調(diào)理劑處理土壤pH從5.02提高到5.31 ~ 5.61，較CK增加了0.29 ~ 0.59個(gè)單位，差異達(dá)到顯著水平(<0.05)。說明施加1.0 ~ 2.0 g/kg調(diào)理劑，對施加化肥導(dǎo)致的土壤酸化具有一定的抵抗能力，而施加0.5 g/kg調(diào)理劑，效果則不明顯。主要原因可能是：①該調(diào)理劑本身呈堿性，其水解出來的OH–能中和土壤溶液中的H+，直接提高了土壤pH[19]。②酸性水稻土中鐵鋁氧化物含量較高，對陰離子具有較強(qiáng)的吸附能力。該調(diào)理劑釋放的SO2– 4、SiO4– 4等陰離子可與土壤發(fā)生配位交換吸附，釋放出OH-而增加土壤的pH[20]。③該調(diào)理劑中的有效成分如硅酸鈣，能和土壤環(huán)境中的游離Al3+結(jié)合成無定型的羥基鋁硅酸鹽礦物，有利于提高土壤pH[13, 21]。

圖1 礦物質(zhì)調(diào)理劑對土壤pH的影響

2.2 礦物質(zhì)調(diào)理劑對土壤磷素有效性及轉(zhuǎn)化的影響

2.2.1 礦物質(zhì)調(diào)理劑對土壤有效磷含量的影響 圖2為各處理土壤有效磷含量在培養(yǎng)過程中的變化趨勢。由圖2可知，培養(yǎng)至第4天時(shí)，不同處理土壤有效磷水平一致，無明顯差異。培養(yǎng)至第8天時(shí)，與CK相比，當(dāng)施加量為0.5 g/kg 時(shí)，土壤有效磷含量無顯著變化；當(dāng)施加量為1.0 g/kg和2.0 g/kg時(shí)，土壤有效磷含量分別提高了16.85% 和22.38%。培養(yǎng)至第15天時(shí)，施加0.5、1.0和2 g/kg調(diào)理劑處理土壤有效磷含量較CK分別提高了34.54%、21.49% 和24.17%。培養(yǎng)至第22天時(shí)，施加0.5、1和2g/kg調(diào)理劑處理土壤有效磷含量則分別提高了35.86%、22.09% 和23.84%。培養(yǎng)29 d后，各處理間有效磷含量重新達(dá)到無差異水平。這說明施加0.5 ~ 2.0 g/kg調(diào)理劑可以使土壤磷素有效性在磷肥施加后約1 ~ 3周內(nèi)得到提高。

(圖中小寫字母不同表示同一時(shí)間各處理間差異達(dá)P<0.05顯著水平，下同)

2.2.2 礦物質(zhì)調(diào)理劑對土壤各形態(tài)無機(jī)磷含量的影響 在大部分土壤中，無機(jī)磷含量約占土壤全磷量的50% ~ 90%。土壤中無機(jī)磷化合物幾乎全部為正磷酸鹽，根據(jù)結(jié)合的主要陽離子不同，可將中酸性土壤無機(jī)磷分為4種形態(tài)：鈣磷、鋁磷、鐵磷和閉蓄態(tài)磷[22]。圖3為土壤培養(yǎng)結(jié)束后，各處理土壤中各形態(tài)無機(jī)磷含量情況。由圖3可知，施加0.5 ~ 2.0 g/kg調(diào)理劑后，土壤鈣磷和閉蓄態(tài)磷含量與CK相比無明顯差異；鋁磷含量提高了5.53% ~ 13.83%。這可能是因?yàn)檎{(diào)理劑中存在鋁酸三鈣(Ca3Al2O6)[13]，其能與CaSO4·2H2O和水生成難溶的針狀鈣礬石(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)，而鈣礬石在酸性條件下可發(fā)生水解產(chǎn)生鋁膠。此外，隨著土壤pH 的升高，土壤中的交換性鋁可以聚合成羥基聚合鋁[14]。因此，施用調(diào)理劑后土壤鋁磷含量的升高可能是由于該調(diào)理劑增加了土壤中羥基鋁含量，從而促進(jìn)了鋁氧化物對土壤磷素的專性吸附。

從圖3中還可看出，施加不同量調(diào)理劑會對土壤鐵磷含量產(chǎn)生不同的影響。當(dāng)施加量為0.5 g/kg 時(shí)，鐵磷含量較CK增加了16.36%；當(dāng)施加量為1.0 g/kg 時(shí)，鐵磷含量較CK無明顯差異；當(dāng)施加量為2.0 g/kg 時(shí)，鐵磷含量下降了7.74%。說明調(diào)理劑低施加量下可能有利于土壤氧化鐵的活化，增強(qiáng)對磷素的專性吸附能力；隨著調(diào)理劑施加量的增加，土壤中OH–、SO2– 4、SiO4– 4等陰離子含量得到提高，這些陰離子會與磷酸根產(chǎn)生競爭吸附，促進(jìn)土壤磷素的解吸，逐漸減少鐵氧化物對磷素的固定[23]。

2.3 礦物質(zhì)調(diào)理劑對土壤有效礦質(zhì)元素含量的影響

鉀、鈣、鎂、硅是植物根系從土壤吸收的維持植物正常生長所需的重要元素。圖4為盆栽試驗(yàn)結(jié)束后，各處理土壤有效礦質(zhì)元素含量情況。由圖4可知，除交換性鉀外，施加礦物質(zhì)調(diào)理劑有效提高了土壤有效礦質(zhì)元素含量，且增幅隨調(diào)理劑施加量的增大而增大。CK處理中，土壤礦質(zhì)養(yǎng)分鈣、鎂、硅和鉀的含量分別為1 910.13、102.28、144.83、337.68 mg/kg。與CK相比，施用0.5 ~ 2.0 g/kg調(diào)理劑后，土壤有效鈣、鎂、硅含量分別增加了6.85% ~ 23.08%、16.17% ~ 59.04%、16.35% ~ 46.27%，而速效性鉀含量有所降低。這是因?yàn)樵撜{(diào)理劑中以枸溶性鋁硅酸鹽形式存在的鈣、鎂和硅，具有緩釋和長期效應(yīng)，能有效補(bǔ)充土壤礦質(zhì)養(yǎng)分，而以水溶性硫酸鹽存在的鉀易被作物吸收利用并隨灌溉水淋失。

圖3 礦物質(zhì)調(diào)理劑對土壤各形態(tài)無機(jī)磷含量的影響

圖4 礦物質(zhì)調(diào)理劑對土壤礦質(zhì)元素含量的影響

2.4 礦物質(zhì)調(diào)理劑對生菜產(chǎn)量的影響

由表2可知，生菜產(chǎn)量隨礦物質(zhì)調(diào)理劑施用量的增加呈先增后減的趨勢，大小順序?yàn)門2>T1>T3>CK。與CK相比，施加0.5、1.0和2.0 g/kg調(diào)理劑處理作物產(chǎn)量分別顯著增加了13.79%、33.33%、10.47%(<0.05)。說明施加適量礦物質(zhì)調(diào)理劑，可以有效促進(jìn)作物生長，提高作物產(chǎn)量；但施加量過大，對作物的增產(chǎn)效果出現(xiàn)下降。

表2 礦物質(zhì)調(diào)理劑對生菜產(chǎn)量的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間在<0.05水平上差異顯著，下同。

2.5 礦物質(zhì)調(diào)理劑對生菜營養(yǎng)吸收的影響

從表3可知，施加礦物質(zhì)調(diào)理劑有效提高了生菜對氮、磷、鉀的吸收，增幅均隨調(diào)理劑施加量的增加呈先增后減的趨勢，且在施加量為1 g/kg時(shí)，達(dá)到最大。當(dāng)施加量為0.5、1.0和2.0 g/kg時(shí)，與CK處理相比，氮吸收量分別增加了18.74%、44.26%、14.69%，磷吸收量分別增加了16.59%、52.89%、15.28%，鉀吸收量分別增加了19.45%、42.43%、16.28%，均達(dá)到顯著性差異水平(<0.05)。且施加1.0 g/kg調(diào)理劑時(shí)，生菜氮、磷、鉀含量較CK 處理分別顯著增加了8.20%、14.63%、6.82%(<0.05)；而施加0.5 g/kg和2.0 g/kg調(diào)理劑時(shí)，生菜氮、磷含量變化不明顯，鉀含量顯著提高(<0.05)。表明施加適量(1 g/kg)調(diào)理劑能有效增加作物對氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的吸收，而過低或過高的施加量，都會降低對作物營養(yǎng)吸收的促進(jìn)效果。

表3 礦物質(zhì)調(diào)理劑對生菜養(yǎng)分吸收的影響

3 討論

本研究表明，化肥配施適量礦物質(zhì)調(diào)理劑能顯著促進(jìn)作物生長，提高作物產(chǎn)量。綜合分析主要作用機(jī)制如圖5所示，即配施調(diào)理劑后，在土壤酸性環(huán)境改善、有效礦質(zhì)養(yǎng)分補(bǔ)充、磷素供應(yīng)水平提高和營養(yǎng)元素的互作關(guān)系等因素的共同作用下，作物對氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的吸收得到增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)。

圖5 礦物質(zhì)調(diào)理劑促進(jìn)作物生長機(jī)理示意圖

3.1 礦物質(zhì)調(diào)理劑促進(jìn)土壤磷素有效性機(jī)制探討

土壤有效磷是指能夠被植物吸收利用的磷組分，包括全部水溶性磷、部分吸附態(tài)磷及有機(jī)態(tài)磷，有的土壤中還包括某些沉淀態(tài)磷。土壤磷的有效化是磷由土壤固相向液相的釋放過程，主要包括無機(jī)磷的溶解、吸附態(tài)磷的解吸、有機(jī)磷的礦化以及磷在遷移過程中與其他土壤組分的反應(yīng)等[24]。本研究中，CK處理的有效磷含量在培養(yǎng)15 d后達(dá)到穩(wěn)定。施加0.5、1.0和2.0 g/kg調(diào)理劑時(shí)，有效磷含量分別在培養(yǎng)29、29、15 d后達(dá)到穩(wěn)定，且在培養(yǎng)8 ~ 29 d期間，總體上高于CK處理。說明該調(diào)理劑有利于促進(jìn)土壤磷素有效化，降低磷肥施入土壤后的固定速率，提高土壤的供磷水平。主要原因可能是：①培養(yǎng)前期，土壤呈中性(6.5

3.2 礦物質(zhì)調(diào)理劑對作物營養(yǎng)吸收影響機(jī)制探討

植物的營養(yǎng)狀況取決于諸多因子。本研究探討了施用含鈣、鎂、硅等多種元素的礦物質(zhì)調(diào)理劑，對植物營養(yǎng)元素吸收的影響。本研究結(jié)果表明，施加適量礦物質(zhì)調(diào)理劑能有效提高植物氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的吸收量，且增加幅度隨著調(diào)理劑施加量的增加呈先增后減的趨勢。這可能是因?yàn)樵诙喾N營養(yǎng)元素共存的同一土壤環(huán)境中，植物吸收利用營養(yǎng)元素時(shí)，存在著相互協(xié)同、拮抗作用[28]。一方面，氮、磷、鉀間互促關(guān)系已被證實(shí)，其中任何一種養(yǎng)分豐缺都會影響作物對其余兩種養(yǎng)分的吸收利用[29]，所以施加礦物質(zhì)調(diào)理劑后，改善了土壤酸度并提高了土壤磷素供應(yīng)水平，有利于作物磷素吸收的同時(shí)也會促進(jìn)氮、鉀同步吸收。另一方面，鈣、鎂、硅是植物重要的營養(yǎng)元素，對植物生長發(fā)育具有重要作用。大量研究表明，施加適量鈣[30-31]、鎂[32]、硅[33-35]有利于提高植物葉綠素含量，增強(qiáng)光合作用，從而促進(jìn)植物對氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的吸收，但施加過量會破壞植物光合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低光化學(xué)效率，影響植物生長。這與本研究中，施加1.0 g/kg調(diào)理劑時(shí)，植物營養(yǎng)吸收和產(chǎn)量均高于施加量為2.0 g/kg處理的結(jié)果相符合。

4 結(jié)論

1)施用1.0 ~ 2.0 g/kg調(diào)理劑，對施加化肥導(dǎo)致的土壤酸化具有一定的抵抗作用，使土壤pH從5.02提高到5.31 ~ 5.61，較CK增加了0.29 ~ 0.59個(gè)單位。但施用0.5 g/kg調(diào)理劑，對土壤酸度的改善效果不明顯。

2)施用0.5、1.0和2.0 g/kg調(diào)理劑，可以使土壤磷素有效性在磷肥施加后約15 ~ 22、8 ~ 22、8 ~ 22 d得到提高，延緩了土壤磷素固定速率。培養(yǎng)至第15天和第22天時(shí)，3種水平施加量下，土壤有效磷含量分別提高了34.54%、21.49%、24.17% 和35.86%、22.09%、23.84%。

3)施加0.5 ~ 2.0 g/kg調(diào)理劑有效補(bǔ)充了土壤礦質(zhì)元素，使土壤有效鈣、鎂、硅含量分別增加了6.85% ~ 23.08%、16.17% ~ 59.04%、16.35% ~ 46.27%。

4)施加0.5 ~ 2.0 g/kg調(diào)理劑有利于促進(jìn)植物營養(yǎng)吸收，使氮、磷、鉀吸收量分別提高了14.69% ~ 44.26%、15.28% ~ 52.89% 和16.28% ~ 42.43%，并且增產(chǎn)10.47% ~ 33.33%。其中，施入1.0 g/kg調(diào)理劑時(shí)，效果最佳。因此，農(nóng)業(yè)應(yīng)用中應(yīng)控制調(diào)理劑施加量，盡量避免土壤–植物系統(tǒng)內(nèi)營養(yǎng)元素間的拮抗作用發(fā)生，而影響?zhàn)B分的吸收。

[1] 李軍, 袁亮, 趙秉強(qiáng), 等. 磷肥中腐植酸添加比例對玉米產(chǎn)量、磷素吸收及土壤速效磷含量的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2017, 23(3): 641–648

[2] Kleinman P J A, Sharpley A N, Wolf A M, et al. Measuring water-extractable phosphorus in manure as an indicator of phosphorus in runoff[J]. Soil Science Society of America Journal, 2002, 66(6): 2009–2015

[3] 張福鎖, 王激清, 張衛(wèi)峰, 等. 中國主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2008, 45(5): 915–924

[4] 王經(jīng)緯, 王艷玲, 姚怡, 等. 長期施肥對旱地紅壤團(tuán)聚體磷素固持與釋放能力的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2017, 54(5): 1240–1250

[5] 國家技術(shù)監(jiān)督局. 肥料和土壤調(diào)理劑術(shù)語: GB/T 6274—2016[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2016

[6] 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. 土壤調(diào)理劑效果試驗(yàn)和評價(jià)要求:NY/T 2271—2016[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2016

[7] 韓小霞. 土壤結(jié)構(gòu)改良劑研究綜述[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào), 2009, 15(19): 110–112

[8] 李興平, 胡兆平, 劉陽, 等. 礦物型土壤調(diào)理劑研究綜述[J]. 山東化工, 2016, 45(24): 48–50

[9] Caires E F, Garbuio F J, Churka S, et al. Effects of soil acidity amelioration by surface liming on no-till corn, soybean, and wheat root growth and yield[J]. European Journal of Agronomy, 2008, 28(1): 57–64

[10] 魯艷紅, 廖育林, 聶軍, 等. 長期施用氮磷鉀肥和石灰對紅壤性水稻土酸性特征的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2016, 53(1): 202–212

[11] 魏莎, 李素艷, 孫向陽, 等. 土壤調(diào)理劑對連作切花菊品質(zhì)和土壤性質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào), 2010, 26(20): 206–211

[12] 王洪鳳, 吳欽泉, 谷端銀, 等. 風(fēng)化煤腐植酸對土壤理化性狀的影響[J]. 腐植酸, 2014(6): 8–12

[13] Chen G, Shi L. A multi-element mineral conditioner: A supplement of essential cations for red soil and crops growth[J]. Clean-Soil Air Water, 2016, 44: 1–10

[14] 蒙園園, 石林. 礦物質(zhì)調(diào)理劑中鋁的穩(wěn)定性及其對酸性土壤的改良作用[J]. 土壤, 2017, 49(2): 345–349

[15] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 3 版. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2015

[16] 鄧小華, 張瑤, 田峰, 等. 湘西植煙土壤pH和主要養(yǎng)分特征及其相互關(guān)系[J]. 土壤, 2017, 49(1): 49–56

[17] 周細(xì)紅, 曾清如, 蔣朝輝, 等. 尿素施用對土壤pH值和模擬溫室箱內(nèi)NH3和NO2濃度的影響[J]. 土壤通報(bào), 2004, 35(3): 374–376

[18] 魯如坤, 賴慶旺. 紅壤養(yǎng)分退化研究(II):尿素和碳銨在紅壤中的轉(zhuǎn)化[J]. 土壤通報(bào), 1995(6): 241–243

[19] Yin P, Shi L. Remediation of Cd, Pb, and Cu-contaminated agricultural soil using three modified industrial by- products[J]. Water Air & Soil Pollution, 2014, 225(11): 2194

[20] 徐仁扣. 酸化紅壤的修復(fù)原理與技術(shù)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2013: 131

[21] 李學(xué)垣. 土壤化學(xué)及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京: 農(nóng)業(yè)出版社, 1995

[22] Chang S, Jackson M. Fractionation of soil phosphorus[J]. Soil Science, 1957, 84(84): 133–144

[23] 胡克偉, 顏麗, 關(guān)連珠. 土壤硅磷元素交互作用研究進(jìn)展[J]. 土壤通報(bào), 2004, 35(2): 230–233

[24] 孫桂芳, 金繼運(yùn), 石元亮. 土壤磷素形態(tài)及其生物有效性研究進(jìn)展[J]. 中國土壤與肥料, 2011, 2011(2): 1–9

[25] 陳懷滿. 環(huán)境土壤學(xué)[M]. 2 版. 北京: 科學(xué)出版社, 2013: 136

[26] 魯如坤, 時(shí)正元. 退化紅壤肥力障礙特征及重建措施Ⅱ. 磷、氮、鉀庫重建措施[J]. 土壤, 2000, 32(6): 310–314

[27] Lee Y B, Kim P J. Reduction of phosphate adsorption by ion competition with silicate in soil[J]. Korean Journal of Environmental Agriculture, 2007, 26(4): 286

[28] 徐照麗, 張曉海. 烤煙營養(yǎng)元素交互作用研究進(jìn)展[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2006, 19: 535–538

[29] 朱從樺, 張嘉莉, 郭翔, 等. 硅磷肥配施提高四川春玉米的氮磷鉀吸收和產(chǎn)量[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2016, 22(6): 1603–1611

[30] 李賀, 劉世琦, 劉中良, 等. 鈣對大蒜生理特性及主要礦質(zhì)元素吸收的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 46(17): 3626–3634

[31] 李中勇, 張媛, 韓龍慧, 等. 氮鈣互作對設(shè)施栽培油桃葉片光合特性及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2013, 19(4): 893–900

[32] 袁婷, 王正銀, 谷守寬, 等. 低鉀配施納米氫氧化鎂對白菜的營養(yǎng)效應(yīng)研究[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2017, 23(1): 254–261

[33] 汪本福, 黃金鵬, 趙鋒, 等. 硅氮配施對水稻光合特性、葉綠素?zé)晒饧爱a(chǎn)量的影響[J]. 中國稻米, 2016(1): 30–34

[34] Yang Y, Li J, Shi H, et al. Alleviation of silicon on low-P stressed maize (L.) seedlings under hydroponic culture conditions[J]. World Journal of Agricultural Sciences, 2008, 4(2): 168

[35] Kaya C, Tuna L, Higgs D. Effect of silicon on plant growth and mineral nutrition of maize grown under water-stress conditions[J]. Journal of Plant Nutrition, 2006, 29(8): 1469–1480

Effects of Mineral Conditioner on Soil Nutrient Contents and Nutrient Absorption by Lettuce

GONG Lingting1, SHI Lin1,2*, CAI Rumeng1

(1 School of Environment and Energy, South China University of Technology, Guangzhou 510006, China; 2 Key Lab of Pollution Control and Ecosystem Restoration in Industry Clusters of Education, Guangzhou 510006, China)

Indoor culture and pot experiments were conducted to investigate the effects of nitrogen and phosphorus fertilizer combined with different dosages (0, 0.5, 1.0, and 2.0 g/kg) of mineral conditioner on pH, contents of available phosphorus, calcium, magnesium and silicon in soil as well as on lettuce yields and absorption of nitrogen, phosphorus and potassium by lettuce. The results of indoor culture experiments showed that when the dosage of mineral conditioner was 1.0 g/kg and 2.0 g/kg, soil pH increased from 5.02 to 5.31 and 5.61, thus, enhanced soil anti-acidification ability. Meanwhile, the fixed rate of phosphate fertilizer applied to soil was delayed, the available phosphorus contents increased by 21.49% and 24.17% in 15d and 22.09% and 23.84% in 22d, respectively. The results of pot experiments showed that when the dosage of mineral conditioner was 0.5-2.0 g/kg, soil mineral nutrients were effectively increased, lettuce yields were increased by 10.47%–33.33%, and the uptakes of nitrogen, phosphorus and potassium increased by 14.69% -44.26%, 15.28%-52.89% and 16.28%-42.43%, respectively. So, it is an effective way to apply mineral conditioner for ameliorating soil acidity, replenishing soil nutrients, and increasing crop nutrition absorption and yield.

Mineral conditioner; Soil nutrient; Available phosphorus; Nutrition absorption

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAD05B05+2)、廣州市2016年污染防治新技術(shù)新工藝示范和應(yīng)用項(xiàng)目資助。

celshi@126.com)

龔玲婷(1992—)，女，湖南株洲人，碩士研究生，主要從事土壤修復(fù)研究。E-mail: 1761523579@qq.com

S158.3；S147.5

A

10.13758/j.cnki.tr.2019.05.011