朱愛玲

（福建省南平市農(nóng)田建設(shè)與土壤肥料技術(shù)推廣站，福建 南平 353000）

南平市位于福建的最北端，俗稱“閩北”，介于北緯26。15’-28。19’，東經(jīng)117。00’-119。17’之間，是福建省最大的設(shè)區(qū)市，轄浦城縣、建陽區(qū)等10個(gè)縣（市、區(qū)）。農(nóng)業(yè)是南平市發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，南平市是全省糧油主產(chǎn)區(qū)，現(xiàn)有耕地面積23.84萬hm2。近年來，南方亞熱帶地區(qū)高溫多雨，鹽基離子淋失量大，土壤自然酸化加快；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式也發(fā)生較大變化，包括更多采用一年多熟制栽培，化肥過量施用等自然因素和人為因素的交互影響，耕地土壤酸化已成為制約我國亞熱帶地區(qū)耕地質(zhì)量提升的主要限制因素之一[1]。土壤酸化是指土壤pH值持續(xù)下降，造成農(nóng)田養(yǎng)分嚴(yán)重失調(diào)并危害作物生長的過程。當(dāng)前，農(nóng)田土壤酸化問題較為嚴(yán)重，突出表現(xiàn)在耕地酸化面積大、酸化演變速度快等特點(diǎn)[2]。

pH是土壤肥力的重要指標(biāo)，土壤中有機(jī)質(zhì)的合成與分解、氮、磷等營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化與釋放等等都與土壤pH有關(guān)[3-4]。據(jù)南平市第二次土壤普查資料表明：共采集水稻土樣7.57萬個(gè)，土壤pH平均值5.2，總體屬酸性。其中，強(qiáng)酸性（pH＜4.5）樣品占3.23%、酸性（pH 4.5-5.5）占65.10%、微酸性（pH 5.5-6.5）占29.00%、中性（pH＞6.5）占2.67%[5]。2005年開始實(shí)施農(nóng)業(yè)部測土配方施肥項(xiàng)目分析結(jié)果顯示，共采集水稻土土樣3.50萬個(gè)，土壤pH值平均為4.9，其中強(qiáng)酸性（pH＜4.5）樣品占9.59%、酸性（pH 4.5-5.5）占82.16%、微酸性（pH 5.5-6.5）占8.16%、中性（pH＞6.5）占0.09%[6]。土壤平均pH由原來的5.2降至4.9，土壤酸性樣品由65.1%增至82.16%，強(qiáng)酸性樣品由3.23%增至9.59%。農(nóng)田酸化會(huì)使土壤板結(jié)、土壤孔隙度減少[7]，土壤重金屬有效性提高、作物對(duì)養(yǎng)分的吸收減少，影響作物的生長發(fā)育和品質(zhì)[8]。土壤酸化的危害具體表現(xiàn)為，土壤中高濃度的H＋、Al3+和Mn2+對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用，活化土壤重金屬（如鎘、鉻和鉈等）會(huì)降低土壤鈣、鎂、鉀和磷等養(yǎng)分有效性；與此同時(shí)，微生物數(shù)量減少、多樣性下降，且微生物的生長活動(dòng)及分布受到抑制，從而影響土壤有機(jī)質(zhì)的分解和土壤中元素的循環(huán)。此外，土壤酸化會(huì)加重土傳病害發(fā)生，進(jìn)而抑制作物根系生長，降低養(yǎng)分利用效率，造成作物產(chǎn)量與品質(zhì)的下降，威脅食品安全和人類健康。一般認(rèn)為，旱地土壤速效氮在中性、微酸性及微堿條件下有效性最高，當(dāng)土壤pH值低于6時(shí)，硝化速度明顯下降[9]。周娟等[10]研究表明，我國南方酸化土壤中可被作物吸收利用的有效態(tài)N含量會(huì)隨著土壤pH值的下降呈直線下降趨勢。土壤改良劑是改良酸化土壤的主要方法[11]，土壤改良劑能有效地改善土壤理化性狀和土壤養(yǎng)分狀況，促進(jìn)植物對(duì)水分與養(yǎng)分的吸收，從而提高退化土壤的生產(chǎn)能力[12]。油菜是南平市主要的冬種油料作物，其面積及產(chǎn)量居福建省首位。油菜喜歡土層深厚肥沃，pH值在5-8之間，中性或微酸性土壤種植，最適合的pH值是7[13-14]。牡鈣酸清是以牡蠣殼為原料的海洋生物土壤調(diào)理劑（Cao≥35%；pH值8.5-10.5；粒度（1.0-4.75mm）≥80%）。為了探索牡鈣酸清在油菜上改良土壤的作用及合適用量，通過在油菜種植前施用不同用量牡鈣酸清土壤調(diào)理劑，以確定油菜種植中的合理施用量，以及施用土壤后對(duì)土壤酸性調(diào)理效果及土壤其他理化性狀影響開展了本次試驗(yàn)。通過田間試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析，為油菜土壤酸化改良提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在浦城縣蓮塘馬西村，經(jīng)度118.49°，緯度27.96°，海拔255.75m。供試土壤質(zhì)地粘壤土，試驗(yàn)前取耕層土壤進(jìn)行理化分析，有機(jī)質(zhì)27.06g/kg，堿解氮134.75mg/kg，有效磷28.99mg/kg，速效鉀99.75mg/kg，pH值5.8。

1.2 供試作物及品種

供試作物為油菜，品種為中雙11號(hào)。

1.3 供試肥料及施用方法

油菜配方施肥為施用15kg/hm2硼砂和300kg/hm2復(fù)合肥（25-10-16）的基肥、300kg/hm2復(fù)合肥（25-10-16）的苗肥，97.5kg/hm2尿素的苔肥。土壤調(diào)理劑選用福建省珊瑚島生物科技有限公司生產(chǎn)的牡鈣酸清海洋生物土壤調(diào)理劑，土壤調(diào)理劑全部做基肥。

1.4 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30m2。處理1：不施肥；處理2：配方施肥（CK）；處理3：配方施肥+土壤調(diào)理劑（1500 kg/hm2）；處理4：配方施肥+土壤調(diào)理劑（3000 kg/hm2）；處理5：配方施肥+土壤調(diào)理劑（4500 kg/hm2）。各小區(qū)除土壤調(diào)理劑施用量不同外，其他施肥及田間管理措施完全相同。

1.5 田間操作管理

翻耕整地后劃出小區(qū)，試驗(yàn)小區(qū)以地溝隔開。試驗(yàn)于2021年11月15日施用基肥，11月18日移栽，株距0.3m，每小區(qū)240株，2021年12月13日施苗肥，2022年1月26日施苔肥，5月17日收割。

1.6 觀測記載

油菜成熟時(shí)，各處理小區(qū)單收單稱，分別進(jìn)行測產(chǎn)與考種，同時(shí)采集各處理小區(qū)樣品，測定樣品含水率。并取各小區(qū)耕層土壤（0-20cm）測定pH值、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀等指標(biāo)。

1.7 數(shù)據(jù)處理與分析

土樣分析測定方法為，pH采用NY/T1121.2-2006；有機(jī)質(zhì)采用NY/T1121.2-2006；水解性氮采用《土壤分析技術(shù)規(guī)范（第二版）第七章土壤氮測定》；有效磷采用NY/T1121.7-2014；有效鉀采用NY/T889-2004；有效鎘采用HJ804-2016；有效鉻采用HJ804-2016；有效鉛采用HJ804-2016；有效砷采用DB35/T1459-2014；有效汞采用DB35/T1459-2014。

數(shù)據(jù)用Excel和SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，顯著性分析采用LSD法（P＜0.05）。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 不同處理對(duì)油菜生物學(xué)性狀影響

油菜成熟時(shí)對(duì)油菜生物學(xué)性狀進(jìn)行觀測及考種結(jié)果。表1中數(shù)據(jù)顯示，與配方施肥處理（CK）相比，施用不同量土壤調(diào)理劑均能提高油菜的株高、有效分枝數(shù)、有效結(jié)莢數(shù)、千粒重，其中以處理4平均施用3000kg/hm2效果最好，但各處理間差異均未達(dá)到顯著（P＞0.05）。株高：處理4平均株高173.8cm，比對(duì)照增加20.80cm，5個(gè)處理依次為處理4＞處理5＞處理3＞處理2＞處理1；平均株有效分枝數(shù)：以處理3表現(xiàn)最好，處理3比對(duì)照處理2增加1.50個(gè)，各處理依次為：處理3＞處理4＞處理5＞處理2＞處理1；株有效結(jié)莢：以處理4表現(xiàn)最多，比對(duì)照增加39.9個(gè)，各處理依次為處理4＞處理3＞處理5＞處理2＞處理1；千粒重：處理3比對(duì)照增加0.39g，各處理依次為處理3＞處理5＞處理4＞處理2＞處理1。試驗(yàn)表明施用土壤調(diào)理劑能一定程度上提高油菜的株高、有效分枝數(shù)、有效結(jié)莢數(shù)及千粒重。

表1 各處理油菜生物學(xué)性狀表

2.2 不同處理對(duì)油菜產(chǎn)量的影響

2022年5月17日對(duì)各小區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行實(shí)割測產(chǎn)結(jié)果。表2中數(shù)據(jù)顯示，施用調(diào)理劑的三個(gè)處理，油菜產(chǎn)量均顯著高于配方施肥處理2（CK），差異均達(dá)顯著水平（P＜0.05）；同時(shí)油菜產(chǎn)量隨著調(diào)理劑施用量的增加呈現(xiàn)遞增的趨勢，以處理5土壤調(diào)理劑施用量為4500kg/hm2時(shí)油菜產(chǎn)量最高，平均產(chǎn)量1247.25kg/hm2，比對(duì)照處理2平均893.85kg/hm2，增產(chǎn)353.40kg，增產(chǎn)39.54%，產(chǎn)量依次為處理5＞處理4＞處理3＞處理2＞處理1，且處理5與其他各處理間的產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平，處理4與處理3之間的產(chǎn)量差異不顯著。

表2 不同處理油菜產(chǎn)量

2.3 不同處理經(jīng)濟(jì)效益分析

對(duì)各處理經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)果可以看出（見表3），雖然施用土壤調(diào)理劑均提高了油菜產(chǎn)量，扣除肥料成本后，處理5＞處理4＞處理3＞處理2＞處理1。而扣除肥料+調(diào)理劑成本后，則以配方肥的效益最好，依次處理為處理2＞處理3＞處理4＞處理1＞處理5。因此單對(duì)當(dāng)年進(jìn)行效益分析，施用不同量土壤調(diào)理劑在當(dāng)年的效益與對(duì)照配方肥處理比較是下降的。主要原因是牡鈣酸清土壤調(diào)理劑的成本高，而菜籽油的價(jià)格相對(duì)低廉造成施用該產(chǎn)品后當(dāng)年的經(jīng)濟(jì)效益是下降的。因此要提高該產(chǎn)品在油菜上應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益，一則要降低調(diào)理劑的價(jià)格，二則要通過提高油菜產(chǎn)品的附加值。

表3 不同處理效益分析

2.4 不同處理對(duì)土壤理化性狀影響

油菜收割后采集不同處理土壤樣品進(jìn)行檢測，監(jiān)測數(shù)據(jù)如表4所示，施用不同量土壤調(diào)理劑（處理3、處理4、處理5）與對(duì)照處理2比較均顯著降低土壤可交換酸度，同時(shí)提高土壤交換性鈣含量（P＜0.05）；調(diào)理劑用量達(dá)到3000kg/hm2以上時(shí)（處理4、處理5）提高土壤pH值，但差異未達(dá)到顯著（P＞0.05）。施用不同量土壤調(diào)理劑，均提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷含量，同時(shí)隨著調(diào)理劑施用量的增加呈現(xiàn)遞增的趨勢，但差異未達(dá)到顯著（P＞0.05）；施用不同量土壤調(diào)理劑均提高土壤交換性鎂含量，當(dāng)調(diào)理劑用量達(dá)到3000kg/hm2以上時(shí)（處理4、處理5），相比配方施肥處理（CK）差異顯著（P＜0.05）。土壤速效鉀含量各處理間無明顯及規(guī)律性變化。表明施用土壤調(diào)理劑能提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、交換性鈣、交換性鎂含量，以及降低土壤可交換酸度，改善土壤酸化。

表4 不同處理土壤理化性狀

2.5 不同處理對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量影響

油菜收割后采集土壤進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)分析，結(jié)果見表5。表中數(shù)據(jù)顯示，施用不同量土壤調(diào)理劑均降低土壤有效態(tài)鉛含量，當(dāng)調(diào)理劑用量為3000kg/hm2時(shí)，土壤有效態(tài)鉛含量降低幅度最大；其他重金屬有效態(tài)含量各處理間無明顯及規(guī)律性變化。

表5 不同處理對(duì)土壤環(huán)境影響

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，施用牡鈣酸清土壤調(diào)理劑能一定程度上提高油菜的株高、有效分枝數(shù)、有效結(jié)莢數(shù)及千粒重。

施用土壤調(diào)理劑能提高油菜產(chǎn)量，同時(shí)油菜產(chǎn)量隨著調(diào)理劑施用量的增加呈現(xiàn)遞增的趨勢，當(dāng)土壤調(diào)理劑施用量為4500kg/hm2時(shí)油菜產(chǎn)量最高。

雖然施用土壤調(diào)理劑均提高油菜產(chǎn)量，但由于該土壤調(diào)理劑成本較高，單從當(dāng)年的產(chǎn)量上進(jìn)行效益分析，施用不同量土壤調(diào)理劑均降低經(jīng)濟(jì)效益，且土壤調(diào)理劑施用量越高，經(jīng)濟(jì)效益越低。因此要提高該產(chǎn)品在油菜上應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益，一則要降低牡鈣酸清土壤調(diào)理劑的價(jià)格，二則要提高油菜產(chǎn)品的附加值。

施用牡鈣酸清土壤調(diào)理劑，能提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷等養(yǎng)分含量，以及降低土壤可交換酸度，改善土壤酸化。

施用不同量牡鈣酸清土壤調(diào)理劑均降低土壤有效態(tài)鉛含量，當(dāng)調(diào)理劑用量為3000kg/hm2時(shí)，土壤有效態(tài)鉛含量降低幅度最大；其他重金屬有效態(tài)含量各處理間無明顯及規(guī)律性變化。

利用土壤調(diào)理劑進(jìn)行土壤酸化改良不僅僅考慮當(dāng)年經(jīng)濟(jì)效益，更應(yīng)該注重長遠(yuǎn)的社會(huì)與生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益考慮。

4 討論和分析

4.1 推廣應(yīng)用土壤調(diào)理劑

土壤調(diào)理劑的推廣應(yīng)用，酸化改良成效明顯。近年來隨著酸化治理和耕地質(zhì)量提升項(xiàng)目的實(shí)施，控制酸性土壤改良已成為一個(gè)重要的研究課題[15]。目前市場上土壤調(diào)理劑品種多，為了探索分析不同土壤調(diào)理劑的施用效果，南平市在浦城縣、建甌市、建陽區(qū)、邵武市等地連續(xù)幾年來開展了不同類型的土壤調(diào)理劑在水稻、不同蔬菜品種（甘藍(lán)、空心菜、油菜、芋子）、不同果類（百香果、葡萄、柑橘）等試驗(yàn)示范，各項(xiàng)目區(qū)推廣面積達(dá)2萬畝以上，同時(shí)為了預(yù)防在改良土壤酸度的同時(shí)，造成重金屬污染，控制與防范重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)，在大面積試驗(yàn)示范推廣應(yīng)用中淘汰了礦渣、鋼渣、粉煤灰等工業(yè)廢棄物的應(yīng)用。明確土壤調(diào)理劑需選用取得農(nóng)業(yè)農(nóng)村部肥料登記證的產(chǎn)品，選擇登記的產(chǎn)品pH值不低于8.5。試驗(yàn)示范結(jié)果表明：不同土壤調(diào)理劑對(duì)土壤pH值均有不同效果的提升作用，通過項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目區(qū)土壤pH值提高0.1個(gè)單位以上，項(xiàng)目區(qū)化肥使用量減少3%以上。

4.2 合理選用降低成本

市場土壤調(diào)理劑產(chǎn)品成本偏高，需合理選用降低成本。目前市場上土壤調(diào)理劑品種多，主要土壤調(diào)理劑品種有石灰（pH12.5）、白云石粉（pH8.5）、鈣鎂磷（pH8.0）、馬塔土壤調(diào)理劑（pH8.5）、田師傅（pH9.5-11.5）、天脊（pH8.5）、圣農(nóng)雞糞灰（pH8.5）、有機(jī)肥酸調(diào)理劑（pH8.5）、諾地康土壤調(diào)理劑（pH8.5）等，同一品種的調(diào)理劑還有不同的成分配比，比如成分中還含有不同比例的CaO、MgO、P2O5，以及K2O等成分，施用不同的土壤調(diào)理劑成本差異較大。市場信息表明：土壤調(diào)理劑的成本偏高，施用后存在當(dāng)年增產(chǎn)不增收的可能，因此在選擇土壤調(diào)理劑時(shí)還要根據(jù)不同的作物需肥要求、對(duì)土壤酸度適應(yīng)能力等合理選用，降低成本，同時(shí)需要充分挖掘本地農(nóng)牧漁業(yè)廢棄資源，如利用畜禽有機(jī)廢棄物生產(chǎn)的有機(jī)肥、秸稈還田、廢棄牡蠣殼生產(chǎn)調(diào)理劑等，因勢利導(dǎo)有針對(duì)性地研發(fā)多功能高效型酸化改良與優(yōu)化土壤質(zhì)量的新產(chǎn)品，力求有效降低成本并實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化循環(huán)利用[2]。

4.3 規(guī)范技術(shù)與綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

市場土壤調(diào)理劑產(chǎn)品多，酸化改良尚缺乏系統(tǒng)規(guī)范技術(shù)與綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。目前對(duì)眾多的土壤調(diào)理劑改良效果仍缺乏分類別、分目標(biāo)、系統(tǒng)化的客觀評(píng)價(jià)體系[16]，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)規(guī)程，導(dǎo)致改良效果參差不齊，制約了大面積集成推廣應(yīng)用。

4.4 分析土壤酸化原因是酸化治理的根本

分析南平土壤酸化原因，提升耕地質(zhì)量，是酸化治理的根本。張秀等[1]研究結(jié)果表明，南方亞熱帶地區(qū)土壤酸化，降水年均pH值、年均降水量、年均溫度、年磷肥和氮肥施用量是導(dǎo)致福建省耕地土壤酸化的主要外在因素，而CEC、黏粒、有機(jī)質(zhì)和砂粒含量是減緩或加速福建省耕地土壤酸化的主要內(nèi)在因素，據(jù)全省酸雨監(jiān)測點(diǎn)1982—2008年間數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，南平市的年均降雨pH值分別為5.2，較全省年均降水pH值的均值（6.0）低0.8個(gè)單位，同時(shí)長期持續(xù)大量施用尿素、氯化銨、硫酸銨和過磷酸鈣等酸性或生理酸性肥料也是造成福建省耕地土壤大面積酸化的重要外因。因此開展增施有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)肥合理配施，化肥減量化施肥等措施，推廣“酸化改良產(chǎn)品+配方肥的技術(shù)模式、酸化改良產(chǎn)品+有機(jī)肥技術(shù)模式、酸化改良產(chǎn)品+秸稈還田技術(shù)模式，同時(shí)加大技術(shù)投入、開發(fā)引進(jìn)適合南方丘陵山區(qū)適用的機(jī)械化產(chǎn)品，降低施用有機(jī)肥、土壤調(diào)理劑的施用成本，從技術(shù)、產(chǎn)品及裝備提供配套的科技支撐，提倡深翻耕地，加厚耕作層，每三年深耕土壤一次，消除長期旋耕引起的耕層變淺、增強(qiáng)土壤的保水保肥能力。