朱爱玲
（福建省南平市农田建设与土壤肥料技术推广站，福建 南平 353000）
南平市位于福建的最北端，俗称“闽北”，介于北纬26。15’-28。19’，东经117。00’-119。17’之间，是福建省最大的设区市，辖浦城县、建阳区等10个县（市、区）。农业是南平市发展的基础性产业，南平市是全省粮油主产区，现有耕地面积23.84万hm2。近年来，南方亚热带地区高温多雨，盐基离子淋失量大，土壤自然酸化加快；
农业生产方式也发生较大变化，包括更多采用一年多熟制栽培，化肥过量施用等自然因素和人为因素的交互影响，耕地土壤酸化已成为制约我国亚热带地区耕地质量提升的主要限制因素之一[1]。土壤酸化是指土壤pH值持续下降，造成农田养分严重失调并危害作物生长的过程。当前，农田土壤酸化问题较为严重，突出表现在耕地酸化面积大、酸化演变速度快等特点[2]。
pH是土壤肥力的重要指标，土壤中有机质的合成与分解、氮、磷等营养元素的转化与释放等等都与土壤pH有关[3-4]。据南平市第二次土壤普查资料表明：共采集水稻土样7.57万个，土壤pH平均值5.2，总体属酸性。其中，强酸性（pH＜4.5）样品占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年开始实施农业部测土配方施肥项目分析结果显示，共采集水稻土土样3.50万个，土壤pH值平均为4.9，其中强酸性（pH＜4.5）样品占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由原来的5.2降至4.9，土壤酸性样品由65.1%增至82.16%，强酸性样品由3.23%增至9.59%。农田酸化会使土壤板结、土壤孔隙度减少[7]，土壤重金属有效性提高、作物对养分的吸收减少，影响作物的生长发育和品质[8]。土壤酸化的危害具体表现为，土壤中高浓度的H＋、Al3+和Mn2+对植物产生毒害作用，活化土壤重金属（如镉、铬和铊等）会降低土壤钙、镁、钾和磷等养分有效性；
与此同时，微生物数量减少、多样性下降，且微生物的生长活动及分布受到抑制，从而影响土壤有机质的分解和土壤中元素的循环。此外，土壤酸化会加重土传病害发生，进而抑制作物根系生长，降低养分利用效率，造成作物产量与品质的下降，威胁食品安全和人类健康。一般认为，旱地土壤速效氮在中性、微酸性及微碱条件下有效性最高，当土壤pH值低于6时，硝化速度明显下降[9]。周娟等[10]研究表明，我国南方酸化土壤中可被作物吸收利用的有效态N含量会随着土壤pH值的下降呈直线下降趋势。土壤改良剂是改良酸化土壤的主要方法[11]，土壤改良剂能有效地改善土壤理化性状和土壤养分状况，促进植物对水分与养分的吸收，从而提高退化土壤的生产能力[12]。油菜是南平市主要的冬种油料作物，其面积及产量居福建省首位。油菜喜欢土层深厚肥沃，pH值在5-8之间，中性或微酸性土壤种植，最适合的pH值是7[13-14]。牡钙酸清是以牡蛎壳为原料的海洋生物土壤调理剂（Cao≥35%；
pH值8.5-10.5；
粒度（1.0-4.75mm）≥80%）。为了探索牡钙酸清在油菜上改良土壤的作用及合适用量，通过在油菜种植前施用不同用量牡钙酸清土壤调理剂，以确定油菜种植中的合理施用量，以及施用土壤后对土壤酸性调理效果及土壤其他理化性状影响开展了本次试验。通过田间试验及数据分析，为油菜土壤酸化改良提供依据。
1.1 试验地概况
试验设在浦城县莲塘马西村，经度118.49°，纬度27.96°，海拔255.75m。供试土壤质地粘壤土，试验前取耕层土壤进行理化分析，有机质27.06g/kg，碱解氮134.75mg/kg，有效磷28.99mg/kg，速效钾99.75mg/kg，pH值5.8。
1.2 供试作物及品种
供试作物为油菜，品种为中双11号。
1.3 供试肥料及施用方法
油菜配方施肥为施用15kg/hm2硼砂和300kg/hm2复合肥（25-10-16）的基肥、300kg/hm2复合肥（25-10-16）的苗肥，97.5kg/hm2尿素的苔肥。土壤调理剂选用福建省珊瑚岛生物科技有限公司生产的牡钙酸清海洋生物土壤调理剂，土壤调理剂全部做基肥。
1.4 试验设计
试验共设5个处理，每个处理3次重复，每个小区面积30m2。处理1：不施肥；
处理2：配方施肥（CK）；
处理3：配方施肥+土壤调理剂（1500 kg/hm2）；
处理4：配方施肥+土壤调理剂（3000 kg/hm2）；
处理5：配方施肥+土壤调理剂（4500 kg/hm2）。各小区除土壤调理剂施用量不同外，其他施肥及田间管理措施完全相同。
1.5 田间操作管理
翻耕整地后划出小区，试验小区以地沟隔开。试验于2021年11月15日施用基肥，11月18日移栽，株距0.3m，每小区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 观测记载
油菜成熟时，各处理小区单收单称，分别进行测产与考种，同时采集各处理小区样品，测定样品含水率。并取各小区耕层土壤（0-20cm）测定pH值、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾等指标。
1.7 数据处理与分析
土样分析测定方法为，pH采用NY/T1121.2-2006；
有机质采用NY/T1121.2-2006；
水解性氮采用《土壤分析技术规范（第二版）第七章土壤氮测定》；
有效磷采用NY/T1121.7-2014；
有效钾采用NY/T889-2004；
有效镉采用HJ804-2016；
有效铬采用HJ804-2016；
有效铅采用HJ804-2016；
有效砷采用DB35/T1459-2014；
有效汞采用DB35/T1459-2014。
数据用Excel和SPSS 19.0进行统计和分析，显著性分析采用LSD法（P＜0.05）。
2.1 不同处理对油菜生物学性状影响
油菜成熟时对油菜生物学性状进行观测及考种结果。表1中数据显示，与配方施肥处理（CK）相比，施用不同量土壤调理剂均能提高油菜的株高、有效分枝数、有效结荚数、千粒重，其中以处理4平均施用3000kg/hm2效果最好，但各处理间差异均未达到显著（P＞0.05）。株高：处理4平均株高173.8cm，比对照增加20.80cm，5个处理依次为处理4＞处理5＞处理3＞处理2＞处理1；
平均株有效分枝数：以处理3表现最好，处理3比对照处理2增加1.50个，各处理依次为：处理3＞处理4＞处理5＞处理2＞处理1；
株有效结荚：以处理4表现最多，比对照增加39.9个，各处理依次为处理4＞处理3＞处理5＞处理2＞处理1；
千粒重：处理3比对照增加0.39g，各处理依次为处理3＞处理5＞处理4＞处理2＞处理1。试验表明施用土壤调理剂能一定程度上提高油菜的株高、有效分枝数、有效结荚数及千粒重。
表1 各处理油菜生物学性状表
2.2 不同处理对油菜产量的影响
2022年5月17日对各小区产量进行实割测产结果。表2中数据显示，施用调理剂的三个处理，油菜产量均显著高于配方施肥处理2（CK），差异均达显著水平（P＜0.05）；
同时油菜产量随着调理剂施用量的增加呈现递增的趋势，以处理5土壤调理剂施用量为4500kg/hm2时油菜产量最高，平均产量1247.25kg/hm2，比对照处理2平均893.85kg/hm2，增产353.40kg，增产39.54%，产量依次为处理5＞处理4＞处理3＞处理2＞处理1，且处理5与其他各处理间的产量差异达显著水平，处理4与处理3之间的产量差异不显著。
表2 不同处理油菜产量
2.3 不同处理经济效益分析
对各处理经济效益分析结果可以看出（见表3），虽然施用土壤调理剂均提高了油菜产量，扣除肥料成本后，处理5＞处理4＞处理3＞处理2＞处理1。而扣除肥料+调理剂成本后，则以配方肥的效益最好，依次处理为处理2＞处理3＞处理4＞处理1＞处理5。因此单对当年进行效益分析，施用不同量土壤调理剂在当年的效益与对照配方肥处理比较是下降的。主要原因是牡钙酸清土壤调理剂的成本高，而菜籽油的价格相对低廉造成施用该产品后当年的经济效益是下降的。因此要提高该产品在油菜上应用的经济效益，一则要降低调理剂的价格，二则要通过提高油菜产品的附加值。
表3 不同处理效益分析
2.4 不同处理对土壤理化性状影响
油菜收割后采集不同处理土壤样品进行检测，监测数据如表4所示，施用不同量土壤调理剂（处理3、处理4、处理5）与对照处理2比较均显著降低土壤可交换酸度，同时提高土壤交换性钙含量（P＜0.05）；
调理剂用量达到3000kg/hm2以上时（处理4、处理5）提高土壤pH值，但差异未达到显著（P＞0.05）。施用不同量土壤调理剂，均提高土壤有机质、碱解氮、有效磷含量，同时随着调理剂施用量的增加呈现递增的趋势，但差异未达到显著（P＞0.05）；
施用不同量土壤调理剂均提高土壤交换性镁含量，当调理剂用量达到3000kg/hm2以上时（处理4、处理5），相比配方施肥处理（CK）差异显著（P＜0.05）。土壤速效钾含量各处理间无明显及规律性变化。表明施用土壤调理剂能提高土壤有机质、碱解氮、有效磷、交换性钙、交换性镁含量，以及降低土壤可交换酸度，改善土壤酸化。
表4 不同处理土壤理化性状
2.5 不同处理对土壤环境质量影响
油菜收割后采集土壤进行环境质量指标分析，结果见表5。表中数据显示，施用不同量土壤调理剂均降低土壤有效态铅含量，当调理剂用量为3000kg/hm2时，土壤有效态铅含量降低幅度最大；
其他重金属有效态含量各处理间无明显及规律性变化。
表5 不同处理对土壤环境影响
试验结果表明，施用牡钙酸清土壤调理剂能一定程度上提高油菜的株高、有效分枝数、有效结荚数及千粒重。
施用土壤调理剂能提高油菜产量，同时油菜产量随着调理剂施用量的增加呈现递增的趋势，当土壤调理剂施用量为4500kg/hm2时油菜产量最高。
虽然施用土壤调理剂均提高油菜产量，但由于该土壤调理剂成本较高，单从当年的产量上进行效益分析，施用不同量土壤调理剂均降低经济效益，且土壤调理剂施用量越高，经济效益越低。因此要提高该产品在油菜上应用的经济效益，一则要降低牡钙酸清土壤调理剂的价格，二则要提高油菜产品的附加值。
施用牡钙酸清土壤调理剂，能提高土壤有机质、碱解氮、有效磷等养分含量，以及降低土壤可交换酸度，改善土壤酸化。
施用不同量牡钙酸清土壤调理剂均降低土壤有效态铅含量，当调理剂用量为3000kg/hm2时，土壤有效态铅含量降低幅度最大；
其他重金属有效态含量各处理间无明显及规律性变化。
利用土壤调理剂进行土壤酸化改良不仅仅考虑当年经济效益，更应该注重长远的社会与生态、经济效益考虑。
4.1 推广应用土壤调理剂
土壤调理剂的推广应用，酸化改良成效明显。近年来随着酸化治理和耕地质量提升项目的实施，控制酸性土壤改良已成为一个重要的研究课题[15]。目前市场上土壤调理剂品种多，为了探索分析不同土壤调理剂的施用效果，南平市在浦城县、建瓯市、建阳区、邵武市等地连续几年来开展了不同类型的土壤调理剂在水稻、不同蔬菜品种（甘蓝、空心菜、油菜、芋子）、不同果类（百香果、葡萄、柑橘）等试验示范，各项目区推广面积达2万亩以上，同时为了预防在改良土壤酸度的同时，造成重金属污染，控制与防范重金属污染风险，在大面积试验示范推广应用中淘汰了矿渣、钢渣、粉煤灰等工业废弃物的应用。明确土壤调理剂需选用取得农业农村部肥料登记证的产品，选择登记的产品pH值不低于8.5。试验示范结果表明：不同土壤调理剂对土壤pH值均有不同效果的提升作用，通过项目实施项目区土壤pH值提高0.1个单位以上，项目区化肥使用量减少3%以上。
4.2 合理选用降低成本
市场土壤调理剂产品成本偏高，需合理选用降低成本。目前市场上土壤调理剂品种多，主要土壤调理剂品种有石灰（pH12.5）、白云石粉（pH8.5）、钙镁磷（pH8.0）、马塔土壤调理剂（pH8.5）、田师傅（pH9.5-11.5）、天脊（pH8.5）、圣农鸡粪灰（pH8.5）、有机肥酸调理剂（pH8.5）、诺地康土壤调理剂（pH8.5）等，同一品种的调理剂还有不同的成分配比，比如成分中还含有不同比例的CaO、MgO、P2O5，以及K2O等成分，施用不同的土壤调理剂成本差异较大。市场信息表明：土壤调理剂的成本偏高，施用后存在当年增产不增收的可能，因此在选择土壤调理剂时还要根据不同的作物需肥要求、对土壤酸度适应能力等合理选用，降低成本，同时需要充分挖掘本地农牧渔业废弃资源，如利用畜禽有机废弃物生产的有机肥、秸秆还田、废弃牡蛎壳生产调理剂等，因势利导有针对性地研发多功能高效型酸化改良与优化土壤质量的新产品，力求有效降低成本并实现废弃物的资源化循环利用[2]。
4.3 规范技术与综合评价标准
市场土壤调理剂产品多，酸化改良尚缺乏系统规范技术与综合评价标准。目前对众多的土壤调理剂改良效果仍缺乏分类别、分目标、系统化的客观评价体系[16]，缺乏标准化的技术规程，导致改良效果参差不齐，制约了大面积集成推广应用。
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，提升耕地质量，是酸化治理的根本。张秀等[1]研究结果表明，南方亚热带地区土壤酸化，降水年均pH值、年均降水量、年均温度、年磷肥和氮肥施用量是导致福建省耕地土壤酸化的主要外在因素，而CEC、黏粒、有机质和砂粒含量是减缓或加速福建省耕地土壤酸化的主要内在因素，据全省酸雨监测点1982—2008年间数据资料统计，南平市的年均降雨pH值分别为5.2，较全省年均降水pH值的均值（6.0）低0.8个单位，同时长期持续大量施用尿素、氯化铵、硫酸铵和过磷酸钙等酸性或生理酸性肥料也是造成福建省耕地土壤大面积酸化的重要外因。因此开展增施有机肥、有机无机肥合理配施，化肥减量化施肥等措施，推广“酸化改良产品+配方肥的技术模式、酸化改良产品+有机肥技术模式、酸化改良产品+秸秆还田技术模式，同时加大技术投入、开发引进适合南方丘陵山区适用的机械化产品，降低施用有机肥、土壤调理剂的施用成本，从技术、产品及装备提供配套的科技支撑，提倡深翻耕地，加厚耕作层，每三年深耕土壤一次，消除长期旋耕引起的耕层变浅、增强土壤的保水保肥能力。
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