不同土壤改良劑對高粱生長特性及土壤物理性狀的影響

不同土壤改良劑對高粱生長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，會破壞某些植物體內(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。通過農(nóng)業(yè)各種技術(shù)、產(chǎn)品的應(yīng)用對其加以改良、培肥，即可成為發(fā)展南方亞熱帶經(jīng)濟作物與林木、果樹的重要生產(chǎn)基地。目前，改良土壤性狀的方法很多，如實行精耕細(xì)作、種植綠肥、增施有機肥、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)植物對水分和養(yǎng)分的吸收，并對土壤微生物產(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改良酸性土壤，但長期或大量使用石灰會引起土壤板結(jié)，還會引起土壤中鈣、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養(yǎng)學(xué)工作者們普遍關(guān)注的問題。研究的目的在于通過運用不同土壤改良劑在南方酸性土上種植指示作物高粱，觀測施用土壤改良劑對高粱生長的反應(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試驗時間和地點盆栽試驗于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肥均為自研產(chǎn)品，其余均為市售。1.3試驗用改良劑與肥料采用盆栽試驗，研究土壤改良劑對高粱生長的影響試驗。共設(shè)9個處理：（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和有機肥各占一半組成；（7）有機肥/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)和方法的測量1.4.1高粱生長指數(shù)的測定1.4.2土壤物理指標(biāo)的測定1.4.3土壤中活性鋁的測定土壤活性鋁采用中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——森林土壤浸提性鐵、鋁、錳、硅、碳的測定（LY/T1257-1999）。1.5數(shù)據(jù)分析試驗數(shù)據(jù)運用Excel和SPSS12.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。2結(jié)果與討論2.1土壤改良劑對高爐生長的影響各處理高粱第30天的生長及統(tǒng)計分析結(jié)果見表2～表3。與對照處理相比，兩種土壤類型均以XP2、脫硫灰改良劑和有機肥處理效果最好，對高粱生長有顯著的促進(jìn)作用。XP1、市售改良劑、腐植酸、腐植酸+石灰和石灰次之。同時土壤改良劑對高粱生長的影響在前后2茬上略有不同，但總的趨勢基本一致；有機肥對高粱生長的促進(jìn)作用表現(xiàn)出明顯的疊加效應(yīng)，在連續(xù)種植2茬后，有機肥處理表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性，這與有機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。XP2、脫硫灰改良劑和有機肥對高粱生長有較好的促進(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，而且影響植物生長及根系在土壤中的穿插和活力大小。一般說來，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，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。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。從表4可以看出，酸性土壤施用腐植酸、腐植酸+石灰、XP2、有機肥和脫硫灰改良劑，分別較對照土壤容重有不同程度的下降。說明土壤變的疏松，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，有利于土壤中養(yǎng)分對植物的供應(yīng)，從而提高了土壤肥力。石灰、XP1、市售改良劑分別較對照土壤容重有不同程度的增加，說明他們對酸性土壤的結(jié)構(gòu)改良無明顯效果。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。田間持水量長久以來被認(rèn)為是土壤所能穩(wěn)定保持的最高土壤含水量，是對植物有效的最高土壤含水量，并且被認(rèn)為是一個常數(shù)。常用來做灌溉上限和計算灌水定額標(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發(fā)育。從試驗結(jié)果來看（圖1），施用土壤改良劑對土壤的pH有不同程度的提升，這對酸性土壤的改良是有益的。與對照比較，XP1處理和含有石灰的處理對酸性土壤pH的提升幅度最大，達(dá)到2個單位左右，差異呈顯著水平（P<0.05）；腐植酸處理和有機肥處理對酸性土壤pH的變化無顯著影響。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、陰離子結(jié)合生成鹽，從而形成一個相互轉(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和黏土顆粒上，土壤pH下降會使它們從土壤交換點和黏土顆粒上脫落下來，即土壤鋁的溶出。大量的鋁離子溶出會對作物生長產(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多，對作物根系易造成傷害，表現(xiàn)為根尖顯著膨大，沒有側(cè)根和根毛，死根現(xiàn)象時常發(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照有顯著降低。紅壤、赤紅壤石灰處理分別比對照降低了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也曾報道，施用有機肥和作物秸稈能顯著降低鋁毒土壤中交換性鋁的濃度，而不添加有機物料的對照土壤，交換性鋁在實驗過程中一直處于增多的趨勢。3土壤改良劑應(yīng)用效果(1）盆栽試驗表明，自主研發(fā)的改良劑XP2和脫硫灰改良劑在高粱生長上均表現(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）供試土壤改良劑對土壤pH有不同程度得提升，這對酸性土壤的改良是