新型土壤调理剂施用量对上海青生长及土壤理化性质的影响

Effect of Application Rate of New Soil Conditioner on Growth of Pakchoi (<i>Brassica chinensis</i> L.) and Soil Physical and Chemical Properties

曹艳 Yan CAO , 于常海 Changhai YU , 郭景丽 Jingli GUO

河南心连心化学工业集团股份有限公司河南新乡 453731 Henan Xinlianxin Chemicals Group Co., Ltd., Xinxiang, Henan 453731, China

Author notes:

Correspondence to: 郭景丽(1982—)，女，硕士，农艺师，主要从事新型肥料开发和施肥技术研究；240060329@qq.com

摘要：

采用以腐殖酸原粉、白云石为原料生产的新型土壤调理剂开展上海青盆栽试验，研究了土壤调理剂对上海青生长的影响以及土壤理化性质的变化，确定了土壤调理剂与复合肥配施的最佳施用量。试验共设5个处理，考察了上海青的农艺性状和土壤的理化性质。结果表明：施用土壤调理剂可以改善碱性土壤的理化性质，有机质含量稍有增加，pH降低，碱化度下降，阳离子交换量减少；土壤调理剂的施用量对上海青的株高、叶片数及叶绿素相对含量(SPAD值)影响不显著，地上部鲜重呈先增后减的趋势；土壤调理剂施用量为2 250 kg/hm²时，上海青产量表现最好。从上海青长势及成本考虑，叶菜土壤调理剂施用量以750~2 250 kg/hm²为宜。

关键词：

土壤调理剂; 施用量; 上海青; 土壤理化性质;

Abstract：

A new type of soil conditioner produced with humic acid powder and dolomite as raw materials is used to carry out the pakchoi (Brassica chinensis L.) pot experiment to study the influence of the soil conditioner on the growth of pakchoi (Brassica chinensis L.) and the changes in soil physical and chemical properties, the optimal application rate for combined application of soil conditioner and compound fertilizer is determined. 5 treatments are set up in the experiment, and the agronomic traits of pakchoi (Brassica chinensis L.) and the physical and chemical properties of the soil are investigated. The results show that the application of soil conditioner can improve the physical and chemical properties of alkaline soil, with a slight increase in organic matter content, a decrease in pH, a decrease in alkalinity, and a decrease in cation exchange capacity; the application rate of soil conditioner has no significant effect on the plant height, leaf number and relative chlorophyll content (SPAD value) of pakchoi (Brassica chinensis L.), and the fresh weight of the above-ground part increases first and then decreases; when the application rate is 2 250 kg/hm², the yield of pakchoi (Brassica chinensis L.) is the best. Considering the growth of pakchoi (Brassica chinensis L.) and cost, the appropriate application rate of soil conditioner for leafy vegetable is 750~2 250 kg/hm².

Keyword：

soil conditioner; application rate; pakchoi (Brassica chinensis L.); soil physical and chemical properties;

盐碱化会破坏土壤，降低土地生产力，危害作物。我国盐碱地的面积为9.913×10⁷ hm²，开垦利用率低于20%，严重影响了农业和经济社会的可持续发展。因此，开发利用盐碱地有巨大的价值^[1]。盐碱土改良措施主要包括化学改良、有机物料改良、水利工程改良、生物改良、农业改良等^[2]。化学改良是利用沉淀中和的原理向土壤中施加石膏、磷酸或酸性盐、风化煤或泥炭等物质^[3-4]。有研究表明，以生化黄腐酸为主要成分的土壤改良剂对盐碱土进行改良，土壤中粒径＞0.25 mm的水稳性团粒含量比对照提高5.4%~38.5%，土壤的pH由8.85降至7.80左右^[5]。

土壤调理剂通过高活性物质与水的媒介作用，可以增强土壤微生物的活性，促进土壤团粒结构的形成，提高土壤通透性，增强土壤保水保肥能力。土壤调理剂一般由多种基础原料配制而成，可能会含有一定量的养分，但是相对于肥料其数量是有限的^[6]。土壤调理剂与常规施肥共同作用可以促进作物生长，增加产量并提高农产品品质^[7-8]。一般情况下，单一施用土壤调理剂并不能有效改善土壤结构，只有将其与有机肥料或其他肥料配合使用才能改良土壤，增加土壤有机质含量^[9]。

由河南心连心化学工业集团股份有限公司(以下简称河南心连心公司)开发的新型土壤调理剂与传统的土壤调理剂相比，主要基础原料为腐殖酸原粉、白云石等，可以有效改善土壤的碱化程度；同时，腐殖酸施入土壤后会形成弱酸缓冲体系，可以维持土壤酸碱平衡^[8]，还可以提高土壤有机质含量，活化土壤中被固定的钾、磷等营养元素，供给作物吸收利用。目前，关于土壤调理剂的应用研究很多，但与复合肥配施的施用量不明确。因此，本试验在施用土壤调理剂的碱性土壤上种植上海青，研究土壤调理剂对上海青生长的影响以及土壤理化性质的变化，探究以腐殖酸原粉、白云石为主的土壤调理剂改良碱性土壤的最佳施用量，为碱性土壤的改良及高效利用提供理论依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

供试材料：新型土壤调理剂、复合肥(18-18-18)，河南心连心公司。

供试作物：上海青(德高508青梗菜)，市售。

试验地点位于河南省新乡市心连心国家农业科技园区温室5号棚，供试土壤为壤土，其基本理化性质：w(铵态氮)为93.7 mg/kg，w(硝态氮)为269.3 mg/kg，w(有效磷)为43.8 mg/kg，w(速效钾)为204.9 mg/kg，w(有机质)为0.22%，pH为8.28，碱化度为6.71%，阳离子交换量(CEC)为3.98 cmol/kg。

1.2 试验设计

2020年4月23日，选取长势均匀、根系健壮的上海青(四叶一心)进行移栽，每盆定植1株苗，设置土壤调理剂施用量为750、1 500、2 250、3 000、3 750 kg/hm²共5个不同梯度，分别用T1、T2、T3、T4、T5表示。每个处理重复5次，共计25盆，种植1个月后收获。土壤调理剂在上海青移栽前与土壤混合均匀；复合肥(18-18-18)作为底肥施用，施用量为750 kg/hm²。采用塑料花盆，规格230 mm×180 mm，每盆装土3 kg。

1.3 测定项目及方法

2020年5月9日、22日分别对上海青叶片数、株高、叶绿素相对含量(SPAD值)进行测定。叶片以完全展开为标准进行计数，株高用卷尺测量自然状态下由根基部到顶端位置，SPAD值用叶绿素仪进行测定。

2020年5月22日对盆栽进行收获测产，称取地上部鲜重；土壤样品的采集同步进行，土壤自然风干，研磨后过筛，测定有机质、铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾含量以及pH、碱化度、CEC等。用酸度计测定土壤pH(土水体积比1.0∶2.5)，铵态氮、硝态氮含量采用靛酚蓝比色法测定，0.5 mol/L碳酸氢钠溶液浸提比色法测定有效磷含量，火焰光度计法测定速效钾含量，0.5 mol/L氢氧化钠溶液中和法测定碱化度，乙酸法测定CEC，Superfloc 127溶液法测定有机质含量。

1.4 数据处理

采用Excel 2010软件对数据进行处理，采用SPSS Statistics 20统计分析软件对数据进行差异显著性检验(LSD法)。

2 结果与分析

2.1 不同土壤调理剂施用量对上海青农艺性状的影响

不同土壤调理剂施用量对上海青农艺性状的影响见表 1。

表 1

不同土壤调理剂施用量对上海青农艺性状的影响

处理	株高/cm			叶片数/(片·株^-1)			SPAD值			地上部鲜重/g
处理	5月9日	5月22日	变化量	5月9日	5月22日	变化量	5月9日	5月22日	变化量	地上部鲜重/g
注：1)同列数据后不同小写字母表示在土壤调理剂不同施用量处理下的差异显著(P＜0.05)
T1	6.8 a	13.8 a	7.0 a	10 ab	18 a	8 a	40.84 a	52.64 b	11.80 ab	79.3 a
T2	6.9 a	14.2 a	7.3 a	11 a	17 a	6 a	42.28 a	48.14 b	5.86 b	81.1 a
T3	7.3 a	14.3 a	7.0 a	10 ab	16 a	6 a	43.92 a	53.38 b	9.46 ab	91.1 a
T4	7.0 a	13.0 a	6.0 a	9 b	18 a	9 a	43.78 a	53.04 b	9.26 ab	73.6 a
T5	6.1 a	13.0 a	6.9 a	10 ab	16 a	6 a	44.40 a	58.75 a	14.35 a	72.2 a

从5月9日(种植17 d)的测定结果可以看出：各处理对上海青的株高、SPAD值无显著性差异，而T2处理的叶片数与T4处理的相比表现出显著性差异。从5月22日(种植30 d)的测定结果可以看出：各处理对上海青的株高、叶片数、无显著性差异，而T5处理的SPAD值与其他处理的相比表现出显著性差异；T2、T3处理的株高比T1处理的分别增加0.4、0.5 cm，T4、T5处理的株高比T1处理的均减少0.8 cm；各处理的叶片数相差1~2片；T1~T4各处理的SPAD值无显著性差异，T5处理的SPAD值显著高于其他各处理的，增加幅度为10.06%~22.04%；随着土壤调理剂施用量的增加，地上部鲜重呈先增加后减小的趋势，但各处理间差异不显著，其中T3处理的地上部鲜重最大，较其他处理的增加10.0~18.9 g。

综上所述，T1~T3处理的上海青长势差异不大，T4和T5处理的株高、T3和T5处理的叶片数以及T1和T2处理的SPAD值均表现较低。从上海青色泽以及长势均匀度来看，T1~T3处理的均表现较好，T3处理的最终产量较优。

2.2 不同土壤调理剂施用量下上海青的经济效益分析

田间按照20 cm×25 cm的密度留苗，约225 000株/hm²。按上海青市场批发价1.5元/kg、肥料费用1 500元/hm²、土壤调理剂费用约4 000元/t计，其他费用(种子、农药以及人工费用)折合13 500元/hm²，不同土壤调理剂施用量下上海青的经济效益分析见表 2。

表 2

不同土壤调理剂施用量下上海青的经济效益分析

处理	产量/(kg·hm^-2)	收入/(元·hm^-2)	利润/(元·hm^-2)
T1	17 842.5	26 763.8	8 763.8
T2	18 247.5	27 371.2	6 371.2
T3	20 497.5	30 746.2	6 746.2
T4	16 560.0	24 840.0	-2 160.0
T5	16 245.0	24 367.5	-5 632.5

从表 2可以看出：种植一茬上海青，T1~T3处理是盈利的，利润为6 371.2~8 763.8元/hm²，其中T1处理利润最高，即土壤调理剂施用量为750 kg/hm²，利润达8 763.8元/hm²。

2.3 不同土壤调理剂施用量对土壤理化性质的影响

从施用不同量的土壤调理剂种植上海青后的土壤理化性质指标(见表 3)可以看出：施用土壤调理剂后，可以不同程度地降低土壤的酸碱度、碱化度，提高有机质的含量。施用不同量的土壤调理剂种植上海青后，相比基础土样，土壤pH降低0.16~0.50，说明土壤调理剂中酸性原料的施用可以降低土壤pH。随着土壤调理剂施用量的增加，土壤中有机质含量呈增加的趋势，w(有机质)增加0.07%~0.20%，其原因是腐殖酸原粉可以提高土壤有机质含量^[10]。各处理的碱化度和CEC与基础土样相比呈现减小的趋势，分别减小19.22%~25.04%和8.04%~33.16%。

表 3

施用不同量的土壤调理剂种植上海青后的土壤理化性质指标

处理	pH	w(有机质)/%	w(铵态氮)/(mg·kg^-1)	w(硝态氮)/(mg·kg^-1)	w(有效磷)/(mg·kg^-1)	w(速效钾)/(mg·kg^-1)	碱化度/%	CEC/(cmol·kg^-1)
T1	8.12	0.29	20.0	45.6	30.2	241.5	5.36	2.69
T2	8.03	0.29	20.0	384.6	39.3	199.0	5.42	2.89
T3	8.08	0.31	11.9	1 071.6	31.1	214.0	5.03	2.66
T4	8.02	0.41	17.3	939.0	33.8	146.5	5.17	3.10
T5	7.78	0.42	24.4	472.8	36.0	186.5	5.28	3.66

上海青收获后，除硝态氮外，土壤中的养分含量均有所降低，其原因是蔬菜生长会带走土壤中的部分养分。随着土壤调理剂施用量的增加，土壤中的硝态氮含量呈先增加后减少的趋势，这可能是因为土壤调理剂中的腐殖酸原粉促进了铵态氮向硝态氮的转化以及后期作物对氮素的吸收^[11]。

3 结语

施用土壤调理剂对碱性土壤的理化性质有所改善，主要体现在可提高土壤有机质含量，降低土壤的酸碱度和碱化度。土壤调理剂施用量对上海青的株高、叶片数、SPAD值等影响不显著，这是植物特性所决定的。随着土壤调理剂施用量的增加，地上部鲜重呈现先增加后减小的趋势，施用量为2 250 kg/hm²时，上海青产量表现最好。从上海青的长势以及成本考虑，叶菜新型土壤调理剂的施用量以750~2 250 kg/hm²为宜。

ckwx 参考文献

江杰, 王胜. 我国盐碱地成因及改良利用现状[J]. 安徽农业科学, 2020, 48(13): 85-87.

安东, 李新平, 张永宏, 等. 不同土壤改良剂对碱积盐成土改良效果研究[J]. 干旱地区农业研究, 2010, 28(5): 115-118.

孙宇男, 耿玉辉, 赵兰坡. 硫酸铝改良苏打盐碱土后各离子的变化[J]. 中国农学通报, 2011, 27(23): 255-258.

刘彩霞, 黄为一. 耐盐碱细菌与有机物料对盐碱土团聚体形成的影响[J]. 土壤, 2010, 42(1): 111-116.

杨宇, 金强, 卢国政, 等. 生化黄腐酸土壤改良剂对菜田盐碱土壤理化性质的影响[J]. 北方园艺, 2010(5): 45-46.

孙蓟锋, 王旭. 土壤调理剂的研究和应用进展[J]. 中国土壤与肥料, 2013(1): 1-7.

崔保伟. 土壤调理剂、有机肥对豫东黄潮土区马铃薯产量和品质的影响[J/OL]. 河南农业科学[2020-09-28]. https://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1092.S.20200914.1559.010.html.

陈士更, 张民, 丁方军, 等. 腐植酸土壤调理剂对酸化果园土壤理化性状及苹果产量和品质的影响[J]. 土壤, 2019, 51(1): 83-89.

李赟, 刘迪, 范如芹, 等. 土壤改良剂的研究进展[J]. 江苏农业科学, 2020, 48(10): 63-69.

陈祥福, 李文平, 卢运艳, 等. 腐植酸型土壤调理剂对酸性土壤理化性质和小麦生长及产量的影响[J]. 腐植酸, 2020(3): 42-46.

高树清, 王宝申, 韩英群. 腐植酸及不同原料对土壤脲酶活性及氮素的影响研究[J]. 腐植酸, 2004(6): 32-36.