不同土壤改良劑對(duì)高粱生長(zhǎng)特性及土壤物理性狀的影響

不同土壤改良劑對(duì)高粱生長(zhǎng)特性及土壤物理性狀的影響

0酸性土壤改良劑研究現(xiàn)狀酸性土壤主要類型為磚紅土、紅平壤、紅土和黃粘土，分布在不同的區(qū)域。受成土母質(zhì)、成土因素的影響，具有“酸、瘠、毒、板、漏”的特性。南方旱地酸性土壤栽培作物時(shí)，會(huì)破壞某些植物體內(nèi)原生質(zhì)膜的透性，導(dǎo)致減少農(nóng)作物對(duì)鈣、鎂、鉀等元素的吸收，農(nóng)業(yè)產(chǎn)出率較低。但該類土壤作為農(nóng)業(yè)用地分布廣，面積大，生產(chǎn)潛力很大。通過(guò)農(nóng)業(yè)各種技術(shù)、產(chǎn)品的應(yīng)用對(duì)其加以改良、培肥，即可成為發(fā)展南方亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物與林木、果樹的重要生產(chǎn)基地。目前，改良土壤性狀的方法很多，如實(shí)行精耕細(xì)作、種植綠肥、增施有機(jī)肥、合理輪作等栽培措施。施用土壤改良劑是在現(xiàn)代化工的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的有別于傳統(tǒng)土壤改良方法的新方法，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)水分和養(yǎng)分的吸收，并對(duì)土壤微生物產(chǎn)生積極影響，從而提高退化土壤的生產(chǎn)力。目前常用的方法是采用石灰來(lái)改良酸性土壤，但長(zhǎng)期或大量使用石灰會(huì)引起土壤板結(jié)，還會(huì)引起土壤中鈣、鎂、鉀等元素的平衡失調(diào)而導(dǎo)致作物的減產(chǎn)。國(guó)內(nèi)外的土壤改良劑品種繁多，不同改良劑的性質(zhì)與組成、作用機(jī)理以及在不同土壤類型上的施用效果相差較大。因此，探索酸性土壤改良的新方法、新產(chǎn)品是廣大土壤和植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)工作者們普遍關(guān)注的問(wèn)題。研究的目的在于通過(guò)運(yùn)用不同土壤改良劑在南方酸性土上種植指示作物高粱，觀測(cè)施用土壤改良劑對(duì)高粱生長(zhǎng)的反應(yīng)以及土壤理化性質(zhì)的變化，以期為南方酸性土壤的改良及高效利用提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)盆栽試驗(yàn)于2007年8—11月在廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行。1.2材料表面供試的紅壤和赤紅壤分別采自韶關(guān)樂(lè)昌廊田鎮(zhèn)和廣州白云區(qū)鐘落譚鎮(zhèn)。供試的XP1、XP2、脫硫灰改良劑和有機(jī)肥均為自研產(chǎn)品，其余均為市售。1.3試驗(yàn)用改良劑與肥料采用盆栽試驗(yàn)，研究土壤改良劑對(duì)高粱生長(zhǎng)的影響試驗(yàn)。共設(shè)9個(gè)處理：（1)CK/NPK；(2）石灰/NPK；(3)XP1/NPK；(4）腐植酸/NPK；(5）腐植酸+石灰/NPK；(6)XP2/NPK,XP2由XP1和有機(jī)肥各占一半組成；（7）有機(jī)肥/NPK；(8）脫硫灰改良劑/NPK；(9）市售改良劑/NPK。5次重復(fù)。用量如下（1)CK，無(wú)改良劑；（2）石灰15g；(3)XP115g；(4）腐植酸7.5g；(5）腐植酸3.75g+石灰7.5g；(6)XP210.5g；(7）有機(jī)肥15g；(8）脫硫灰改良劑15g；(9）市售改良劑15g。土壤改良劑的理化性質(zhì)見(jiàn)表1。供試作物高粱（品種為熊岳253，由甘肅省農(nóng)科院提供），試驗(yàn)用橡膠盆(盆口直徑30cm×盆底直徑21cm×高22cm)，每盆裝土7.5kg，每盆施尿素1.03g，磷酸二銨1.63g，氯化鉀1.25g。每盆定植高粱6棵。施肥方法為：肥料與土壤混合均勻，將1/3施N量和全部P、K肥料作基肥；另外2/3的施氮量（0.73g）作追肥(一周后施0.3g,15天后施0.43g，以淋肥水的方式追加)。1.4指標(biāo)和方法的測(cè)量1.4.1高粱生長(zhǎng)指數(shù)的測(cè)定1.4.2土壤物理指標(biāo)的測(cè)定1.4.3土壤中活性鋁的測(cè)定土壤活性鋁采用中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——森林土壤浸提性鐵、鋁、錳、硅、碳的測(cè)定（LY/T1257-1999）。1.5數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel和SPSS12.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。2結(jié)果與討論2.1土壤改良劑對(duì)高爐生長(zhǎng)的影響各處理高粱第30天的生長(zhǎng)及統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表2～表3。與對(duì)照處理相比，兩種土壤類型均以XP2、脫硫灰改良劑和有機(jī)肥處理效果最好，對(duì)高粱生長(zhǎng)有顯著的促進(jìn)作用。XP1、市售改良劑、腐植酸、腐植酸+石灰和石灰次之。同時(shí)土壤改良劑對(duì)高粱生長(zhǎng)的影響在前后2茬上略有不同，但總的趨勢(shì)基本一致；有機(jī)肥對(duì)高粱生長(zhǎng)的促進(jìn)作用表現(xiàn)出明顯的疊加效應(yīng)，在連續(xù)種植2茬后，有機(jī)肥處理表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性，這與有機(jī)肥除了具有一定得改土效果以外，可促進(jìn)微生物的活性、養(yǎng)分緩慢釋放等特性有關(guān)。綜上所述，紅壤和赤紅壤施用改良劑的改土效果十分明顯，但不同改良劑之間的效果有所不同。高粱地上部分生物量的增加，一方面是由于改良劑的施入提高的土壤的養(yǎng)分，另一方面土壤物理性狀的改善（表4）在一定程度上有利于高粱的生長(zhǎng)。XP2、脫硫灰改良劑和有機(jī)肥對(duì)高粱生長(zhǎng)有較好的促進(jìn)作用，可在土壤改良上推廣應(yīng)用。2.2土壤改良劑對(duì)酸性的影響土壤容重是土壤重要的物理性質(zhì)之一，它不僅直接影響到土壤孔隙度與孔隙大小分配、土壤的穿透阻力及土壤水肥氣熱變化，而且影響植物生長(zhǎng)及根系在土壤中的穿插和活力大小。一般說(shuō)來(lái)，土壤容重小，表明土壤比較疏松，孔隙含量大；土壤容重大，表明土壤緊實(shí)，孔隙少，土壤結(jié)構(gòu)差。結(jié)構(gòu)良好的土壤容重較小，具有良好的孔隙度，有益于土壤水、肥、氣、熱狀況的調(diào)節(jié)和植物根系的活動(dòng)。這樣結(jié)構(gòu)的土壤通氣、透水、保水、保肥，土壤養(yǎng)分的利用率高，有益于植物的發(fā)育、生長(zhǎng)。從表4可以看出，酸性土壤施用腐植酸、腐植酸+石灰、XP2、有機(jī)肥和脫硫灰改良劑，分別較對(duì)照土壤容重有不同程度的下降。說(shuō)明土壤變的疏松，土壤的孔隙增多。疏松的土壤有利于土壤中的水、氣、熱等的交換及微生物活動(dòng)，有利于土壤中養(yǎng)分對(duì)植物的供應(yīng)，從而提高了土壤肥力。石灰、XP1、市售改良劑分別較對(duì)照土壤容重有不同程度的增加，說(shuō)明他們對(duì)酸性土壤的結(jié)構(gòu)改良無(wú)明顯效果。范冬根等研究結(jié)果也表明土壤施用調(diào)理劑后土壤容重明顯下降，總孔隙度增加，透氣性得到改善。田間持水量長(zhǎng)久以來(lái)被認(rèn)為是土壤所能穩(wěn)定保持的最高土壤含水量，是對(duì)植物有效的最高土壤含水量，并且被認(rèn)為是一個(gè)常數(shù)。常用來(lái)做灌溉上限和計(jì)算灌水定額標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)表4，在不施用土壤改良劑情況下，土壤的田間持水量是20.40%。施用改良劑后，田間持水量都有不同程度的增加，說(shuō)明8種土壤改良劑都能夠提高土壤的田間持水量，改善土壤的保水性能。經(jīng)多重比較，除石灰處理外，其余施用改良劑的處理與不施改良劑（對(duì)照）之間的差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）。李道林等研究也表明，在砂漿黑土上施用調(diào)理劑，可提高土壤的田間持水量達(dá)到9.2%～10.4%。2.3土壤ph和ph的變化南方酸性土壤pH比較低，不利于大部分植物的生長(zhǎng)發(fā)育。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看（圖1），施用土壤改良劑對(duì)土壤的pH有不同程度的提升，這對(duì)酸性土壤的改良是有益的。與對(duì)照比較，XP1處理和含有石灰的處理對(duì)酸性土壤pH的提升幅度最大，達(dá)到2個(gè)單位左右，差異呈顯著水平（P<0.05）；腐植酸處理和有機(jī)肥處理對(duì)酸性土壤pH的變化無(wú)顯著影響。這主要是某些土壤改良劑含有能提升土壤pH的堿性物質(zhì)，一方面它能對(duì)酸性土壤起到中和作用；另一方面一些大分子物質(zhì)易與各種陽(yáng)、陰離子結(jié)合生成鹽，從而形成一個(gè)相互轉(zhuǎn)化的緩沖體系，調(diào)節(jié)和穩(wěn)定了土壤pH，減緩?fù)寥浪岫鹊募眲∽兓?。胡德春等研究同樣表明，施用改良劑的各處理都能提高土壤pH，并且隨著改良劑用量的增加，pH也隨之增加。2.4土壤的鋁離子鋁是土壤中最豐富的金屬元素，它在土壤中以離子形態(tài)極其牢固地吸附在土壤交換點(diǎn)和黏土顆粒上，土壤pH下降會(huì)使它們從土壤交換點(diǎn)和黏土顆粒上脫落下來(lái)，即土壤鋁的溶出。大量的鋁離子溶出會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生很大的影響。土壤中溶出的鋁離子可以被作物根系吸收并分布在根內(nèi)，但僅有很少一部分轉(zhuǎn)移到地上部分。因此，土壤中鋁離子含量過(guò)多，對(duì)作物根系易造成傷害，表現(xiàn)為根尖顯著膨大，沒(méi)有側(cè)根和根毛，死根現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。從圖2可以看出，施用改良劑還可緩解酸性土壤鋁毒的危害。尤其是XP1和含有石灰的處理土壤活性鋁的活性較對(duì)照有顯著降低。紅壤、赤紅壤石灰處理分別比對(duì)照降低了18.0%、18.7%，XP1處理降低了16.4%、16.0%。陳瓊賢等研究也表明，施用改良劑能減少代換性酸度尤其是代換性Al3+含量，代換性鋁降低0.7mmol/kg（降率87.5%）。Shen也曾報(bào)道，施用有機(jī)肥和作物秸稈能顯著降低鋁毒土壤中交換性鋁的濃度，而不添加有機(jī)物料的對(duì)照土壤，交換性鋁在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一直處于增多的趨勢(shì)。3土壤改良劑應(yīng)用效果(1）盆栽試驗(yàn)表明，自主研發(fā)的改良劑XP2和脫硫灰改良劑在高粱生長(zhǎng)上均表現(xiàn)出良好的效果。明顯增加高粱的地上部生物量，提高南方酸性土壤pH，降低土壤容重，提高田間持水量，有利于協(xié)調(diào)土壤有效養(yǎng)分的供應(yīng)水平，具有一定的推廣應(yīng)用前景。(2）供試土壤改良劑對(duì)土壤pH有不同程度得提升，這對(duì)酸性土壤的改良是