根据重庆市35个测土配方施肥区县近20万个土样分析,全市60%的土壤呈酸性,比上世纪80年代增加13个百分点,p H值低于5.5的酸性土壤占25.3%,增加了6倍,其中绝大部分酸性土壤为蔬菜地土壤。其中九龙坡区作为重庆市主城区蔬菜的主要供给区之一,蔬菜基地经过三十多年的集约化种植,土壤酸化问题突出,菜园土p H值普遍低于5.0,由此引发了一系列的生产问题,蔬菜生长不良、病虫害加重,更为严重的是土壤中重金属活性增强,危及蔬菜品质[1]。为探索不同调酸剂对土壤及蔬菜产量品质的影响,开展此研究。
1 材料与方法
1.1 试验地点
试验地位于九龙坡区白市驿镇老蔬菜基地太慈村十四社,种植蔬菜已超过4 a。
1.2 供试土壤
土壤类型为侏罗系中统沙溪庙组紫色母质发育的灰棕紫泥。土壤呈酸性反应,pH=5.00,有机质和氮磷钾速效养分较丰富,有机质含量为32.5g/kg,碱解氮、有效磷、速效钾含量分别为155,91.2,90mg/kg。
1.3 试验方法
连续定位试验,从2014年2月开始,连续进行3季作物的定位试验。
1.4 供试作物种类
供试作物第一季为莴笋,第二季为瓢儿白,第三季为莴笋。
1.5 供试调酸剂
选取钙镁磷肥、氰氨化钙(石灰氮)、生石灰、“施地佳”土壤调理剂、“田师傅”土壤调理剂作为调酸剂。钙镁磷肥含P2O515%、SiO220%、CaO45%、MgO13%,pH=8.5;石灰氮含氰氨化钙56.0%、总氮20%;田师傅土壤调理剂含CaO≥25%、MgO>7%,产品呈碱性,pH为9~12;施地佳含有机质≥200 g/L、氨基酸110 g/L、水不溶物≤50 g/L,pH为2.5~4.5。
试验用肥料包括尿素、磷酸一铵、氯化钾和过磷酸钙。
1.6 试验设计
试验设6个处理,即在等量氮磷钾水平的基础上施用不同数量的调酸剂产品。处理(1)(对照)的磷肥用过磷酸钙,处理(2)的磷肥用钙镁磷肥,其余处理均用磷酸一铵。每一季蔬菜调酸剂的施用量分别为:(1)对照(过磷酸钙),1225 kg/hm2;(2)钙镁磷肥,1050kg/hm2;(3)石灰氮,750 kg/hm2;(4)生石灰,750 kg/hm2;(5)田师傅,750 kg/hm2;(6)施地佳,15 kg/hm2。
各种调酸剂均提前施用或与底肥一并施用。
小区面积10 m2。随机区组排列,3次重复。
1.7 试验实施
(1)第一季,莴笋:于2014年2月20日整地划分小区,小区长4.0 m、宽2.5 m。当天将石灰氮、生石灰等调酸剂及磷钾肥施入土壤,石灰氮处理喷清水,保持土壤湿润,并覆膜。2014年2月27日移栽莴笋,移栽规格32 cm×28 cm,每小区栽112穴;4月25日收获。
(2)第二季,瓢儿白:保持第一季的调酸剂处理小区位置不变,于4月28日分小区人工翻挖,5月2日将石灰氮、生石灰等调酸剂及磷钾肥施入土壤,石灰氮处理喷清水,覆膜,保持土壤湿润。5月9日采取分厢直播瓢儿白(品种‘华英’);6月19日收获。
(3)第三季,莴笋:继续保持小区位置不变,于8月20日人工翻地,将石灰氮、生石灰等调酸剂及磷钾肥施入土壤,石灰氮处理喷清水,覆膜,保持土壤湿润。9月5日移栽,移栽规格同第一季;10月23日收获。
各季蔬菜其他田间管理措施常态化,无特殊处理。
2 结果与分析
2.1 调酸剂对蔬菜产量的影响
不同调酸处理下三季蔬菜产量如表1~表3所示,可以看出施用调酸剂对莴笋和瓢儿白产量有明显的影响。过磷酸钙处理(CK)的第一季莴笋、第二季瓢儿白、第三季莴笋产量分别为43433.3,25500.0,44166.7kg/hm2,施用生石灰,分别使第一季莴笋、第二季瓢儿白、第三季莴笋增产5.4%、10.5%、9.8%,施用田师傅剂分别使第一季莴笋、第二季瓢儿白、第三季莴笋增产3.6%、6.9%、6.8%,施用施地佳分别使第一季莴笋、第二季瓢儿白、第三季莴笋增产4.3%、5.6%、6.0%,施用钙镁磷肥分别使第一季莴笋、第二季瓢儿白、第三季莴笋增产1.9%、2.0%、2.6%;施用石灰氮使第二季瓢儿白、第三季莴笋分别增产15.7%(1%显著差异水平)、16.2%(1%显著差异水平),是各调酸处理中产量最高的,而第一季莴笋施用石灰氮产量比对照低很多是因为石灰氮处理等待时间不足,过早移栽莴笋,导致死苗2次,第三次移栽方成活的缘故。
2.2 调酸剂对土壤pH值的影响
如表4所示,使用调酸剂后,土壤pH值变化较大,其中钙镁磷肥处理的土壤pH值持续上升,三季蔬菜收获后,土壤pH值提高了1.12,达6.12。石灰氮处理、生石灰处理、施地佳处理下,土壤pH值均是先升后降再回升,但是降的幅度低于升的幅度,第二季蔬菜收获时,石灰氮处理、生石灰处理、施地佳处理的土壤pH值分别比初始值(5.00)提高0.66,0.10,0.31;三季蔬菜收获后,这3个处理的土壤pH值分别比初始值提高了0.80,0.31,0.38。田师傅处理下,土壤pH值在第二季瓢儿白收获后达到5.62,第三季莴笋收获后,土壤pH比第二季有所降低,但也比初始值提高了0.40。而过磷酸钙(CK)处理下,三季蔬菜收获后,土壤pH降低了0.16,为4.84。
2.3 调酸剂对土壤有机质含量的影响
不同调酸处理下,土壤有机质含量如表5所示,当第三季蔬菜收获时,除了田师傅处理外,所有调酸处理的土壤有机质含量都比初始值(32.5 g/kg)明显下降,钙镁磷肥、石灰氮、生石灰、施地佳处理分别降低12.3%、8.3%、19.1%、15.4%,说明施用调酸剂加快了土壤中有机质的矿化。
2.4 调酸剂对土壤中重金属含量的影响
不同处理下,第二季瓢儿白和第三季莴笋收获时土壤中重金属的含量如表6所示。第二、三季蔬菜收获时土壤中砷、汞、铬、铅的含量均在土壤环境质量二级标准[2]内,第三季蔬菜收获时钙镁磷肥处理土壤中镉含量降到了土壤环境质量二级标准(镉≤0.3 mg/kg)内。土壤中重金属含量第三季蔬菜收获时明显低于第二季蔬菜收获时,且以CK降幅最大,其他处理土壤中重金属含量高于CK,其原因可能跟施用调酸剂时带入了微量重金属有关。
2.5 调酸剂对蔬菜中重金属含量的影响
不同调酸处理下,瓢儿白和莴笋茎叶中重金属含量如表7~表8所示。瓢儿白砷含量远低于标准值(砷≤0.5000 mg/kg)[3]。镉含量除施地佳处理外,其他处理低于标准值(镉≤0.20 mg/kg),钙镁磷肥处理和生石灰处理低于CK,石灰氮处理略高于CK,但都在标准范围内。莴笋叶片中镉含量、汞含量全部低于标准值(汞≤0.01 mg/kg),铅含量钙镁磷肥处理、石灰氮处理、生石灰处理远远低于CK,并且在标准(铅≤1.00 mg/kg)范围内,砷含量与CK一致,在标准范围内。莴笋茎中镉含量、砷含量全部低于标准,且石灰氮的镉、砷含量均低于CK。说明钙镁磷肥、生石灰、石灰氮在降低作物中铅、镉、砷含量方面有一定作用,但在不同作物、以及同一作物的茎叶部分表现不同。
3 小结与讨论
3.1 小结
本试验得出以下初步结论:
(1)施用调酸剂能够提高蔬菜产量,其中以石灰氮效果最好,生石灰次之。
(2)施用调酸剂能够提高土壤p H值,其中钙镁磷肥提高最多,达1.12,石灰氮次之。
(3)施用调酸剂会加速土壤中有机质的矿化,故应注意补充有机质。
(4)施用调酸剂要注意自身重金属携带问题。
3.2 讨论
(1)施用钙镁磷肥、生石灰、石灰氮可以降低蔬菜中铅、镉、砷的含量,但在不同蔬菜以及同一蔬菜的茎叶部分表现不同,还需要做进一步的相关性分析。
(2)土壤中砷、汞、铬、铅含量均未超标,但瓢儿白、莴笋茎中铬、汞全部超标,砷、铅大部分处理超标。镉含量除了瓢儿白施地佳处理,其他处理均未超标,说明蔬菜中重金属含量与蔬菜本身对重金属的富集特征联系更为紧密,这与武淑华等认为蔬菜中铬、铅含量与土壤中重金属含量成正相关[4]的结果不一致,还需要进一步研究。
摘要：针对土壤酸化影响蔬菜生长、危及蔬菜品质的问题,于2014年选择酸化菜园土开展不同调酸剂对土壤及蔬菜产量及品质的影响研究,探讨通过施用调酸剂提高土壤p H值、蔬菜产量和品质的方法。调酸剂选用钙镁磷肥、石灰氮、生石灰、田师傅土壤调理剂和施地佳土壤调理剂。连续三季作物试验结果表明,施用调酸剂能够提高蔬菜产量、提高土壤p H值,加速土壤中有机质的矿化,施用土壤调酸剂应注意补充有机质。施用钙镁磷肥、生石灰、石灰氮可以降低蔬菜中铅、镉、砷的含量。
关键词：调酸剂,土壤酸化问题,pH,蔬菜,产量,重金属含量
参考文献
[1] 周娟,袁珍贵,郭莉莉,等.土壤酸化对作物生长发育的影响及改良措施[J].作物研究,2013,27(1):96-102.
[2] 中华人民共和国国家标准.土壤环境质量标准[S].GB15618-1995.
[3] 中华人民共和国国家标准.食品安全国家标准[S].食品中污染物限量,GB2762-2012.
[4] 武淑华,韩爱民,蔡继红,等.蔬菜中重金属含量与土壤质量的关系[J].长江蔬菜,2002(S1):41-43.