不同酸性改良措施對山核桃林地土壤pH和主要養分的影響

徐永青　陳麗華　袁紫倩　趙偉明　董建華　李皓　胡俊靖

摘要：? 為明確不同酸性改良措施對山核桃林地土壤pH和有效養分的影響，采用三因素三水平的大田試驗研究了改良物料種類和施用量對酸化土壤pH和主要養分的影響效應。結果表明：山核桃林地經過酸性改良后，林地土壤的pH、堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別提高了18.3%～51.63%、17.91%～53.26%、243.01%～466.56%和81.56%～203.14%。影響土壤pH和堿解氮含量的因素次序為石灰＞黃腐酸鉀＞鈣鎂磷肥，影響土壤有效磷含量的因素次序為鈣鎂磷肥＞石灰＞黃腐酸鉀，而影響土壤速效鉀含量的因素次序為黃腐酸鉀＞鈣鎂磷肥＞石灰。綜合施用效果分析，在酸化山核桃林地施用石灰7.5 kg/株+鈣鎂磷肥4 kg/株+黃腐酸鉀8 kg/株，土壤改良效果較好。

關鍵詞：? 山核桃；? 酸性改良；? pH；? 養分

中圖分類號：? ?S 513; S 156.2; S 664.1? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：１００1 － 9499（２０24）02 － 0015 － 04

山核桃（Carya? cathayensis）屬于胡桃科（Juglandaceae） 山核桃屬（Carya Nutt），是中國特有的名優干果和木本油料作物，具有較高的經濟價值，主要產于浙皖交界的天目山地區，是山核桃產區林農的重要收入來源。然而，隨著栽植面積不斷擴大，經營管理強度的增加，特別是盲目施肥用藥，無論山核桃老樹林，還是剛進入結果期的新樹林，都相繼出現了樹木生長不良和林分衰敗的問題，嚴重威脅山核桃產業健康發展[ 1 - 2 ]。導致這一問題的根本原因在于土壤管理不善，尤以土壤酸害問題為最。通過施用石灰、有機物料可以改良土壤酸性，使山核桃樹木生長得到明顯改善[ 3 ]。曾詩媛等通過室內培養和大田試驗結果表明，鈣鎂磷肥和黃腐酸鉀配施能夠顯著提高土壤pH、堿解氮、有效磷、速效鉀含量，降低土壤交換性鋁離子濃度，改善山核桃生長，提高山核桃果實產量[ 4 ]。在酸化嚴重的林地內應用石灰、鈣鎂磷肥、黃腐酸鉀對山核桃林地土壤改良具有明顯效果，但前人研究的重點都在酸性改良物料種類，施用時間、施用量等單因素作用效果，對各因素間的交互綜合影響報道較少。因此，本研究采用正交設計方法，研究石灰、鈣鎂磷肥、黃腐酸鉀3種土壤酸性改良物料及其施用量對山核桃林地土壤的綜合改良效果，以期篩選出最佳的山核桃林地酸化土壤改良最佳物料配比，為山核桃實際生產和科學經營提供技術參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗地概況

試驗地位于杭州市臨安區湍口鎮，是杭州地區山核桃主產區之一。在湍口鎮湍口村毛塘嶺選擇樹體長勢基本一致的山核桃林地開展土壤酸性改良試驗，試驗樣地樹齡基本在30～40年左右，坡度為35°，由于長期高強度經營，整體樹勢較弱，干腐病嚴重。林地土壤酸化嚴重，平均pH為4.44，堿解氮含量為221.14 mg/kg，速效磷含量為3.72 mg/kg，有效鉀含量為83.8 mg/kg（以上土壤養分數據均為試驗前采土測量所得）。

1. 2 試驗設計

本試驗采用3因素3水平的正交設計方案L9 （33），設置的3個因素為石灰（CaO） 、鈣鎂磷肥（pH8.5，P2O5含量12. 5%，CaO含量25. 4%，SiO2含量38.2%，MgO 含量 4. 7%） 、黃腐酸鉀（黃腐酸含量16%，pH6.8，有機質含量30%，N含量10.3 g/kg，P2O5含量4.5 g/kg，K2O含量 13. 8 g/kg），以不同的石灰（A1：0 kg/株，A2：7.5 kg/株，A3：15kg/株）、鈣鎂磷肥（B1：0 kg/株，B2：2 kg/株，B3：4 kg/株）、黃腐酸鉀（C1：0 kg/株，C2：4 kg/株，C3：8kg/株）施入量為 3 個水平，試驗共設土壤酸性改良處理 9 個，每個處理選擇5株山核桃樹作為試驗對象，共計45株。于2018年10月山核桃果實采收后開展試驗，在距離主干1 m左右至樹冠外圍滴水線的根系主要分布范圍內去除地表雜草，淺翻土壤，均勻撒施土壤酸性改良物料后蓋土，各試驗處理見表1，其中處理1為對照。

1. 3 樣品采集和指標測定

于2019年10月沿等高線方向分別采集試驗樹體兩側酸性改良范圍內0～20 cm 耕作層土壤，兩點的土壤樣品混合后經自然風干、去雜、研磨，測定相關土壤指標，采用電位法測定 pH（水土比為 1∶1），重鉻酸鉀外加熱法測定有機質，堿解擴散法測定堿解氮，碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定有效磷，醋酸銨浸提-火焰光度法測定速效鉀。

1. 4 數據處理

采用 Microsoft Excel 2016及IBM Statistics SPSS 20.0軟件進行數據處理，所有數據均平均值±標準差表示。對處理后的山核桃林地土壤pH和有效養分進行單因素與多因素方差分析，揭示不同處理對山核桃土壤化學性質的影響以及不同酸性改良物料的主效應，并對差異顯著指標進行 Duncan 多重比較。

2 結果分析

2. 1 不同酸性改良處理對山核桃林地土壤pH和有效養分的影響

由表2可知，山核桃林地經過酸性改良后，林地土壤的pH和有效養分均有明顯提高，所有酸性改良處理的pH和有效養分均顯著高于處理1（CK）。酸性改良后，處理4～6的土壤pH最高，較對照分別提高了51.63%、49.46%和48.15%，其次為處理7～9，處理1～3土壤pH最低，顯著低于其他處理；土壤堿解氮在處理7條件下含量最高，達到360.39 mg/kg，其次為處理6、處理8的341.96 mg/kg和325.85 mg/kg，上述3個處理的土壤堿解氮含量較對照增幅分別為53.26%、45.42%和38.57%，而與對照相比土壤堿解氮增幅較小的為處理5（20.52%）、處理4（30.85%）和處理2（31.25%）；土壤有效磷在不同酸性改良處理下存在顯著差異，處理1（CK）顯著低于其他所有處理，處理6、處理9和處理3分別為對照的5.67、5.61和5.11倍，土壤有效磷含量提升較明顯；土壤速效鉀同樣在處理6條件下含量最高，與其他處理差異均達到顯著性，處理6與對照相比，土壤速效鉀含量提高了203.12%，處理4、處理5和處理9在所有的酸性改良措施中（除對照）表現出較低的土壤有效鉀含量，顯著低于除對照外的其他處理。

2. 2 不同酸性改良物料的主效應分析

對不同酸性改良物料下山核桃林地土壤的pH和有效養分進行多重比較和極差分析可知（表3），石灰顯著影響了土壤的pH和堿解氮含量，土壤pH隨著石灰施用量的增加先顯著提高，A2水平較A1水平提高了31.11%，而后略微下降，A2水平和A3水平無明顯差異，堿解氮含量隨著石灰施用量的增加而增加，但A2水平和A3水平同樣差異不顯著；鈣鎂磷肥顯著影響了土壤有效磷和速效鉀的含量，隨著鈣鎂磷肥施用量的增加，土壤有效磷和速效鉀含量也隨之升高，B3水平下土壤有效磷和速效鉀含量較B1水平分別增加了93.05%和32.15%；黃腐酸鉀則對土壤堿解氮和速效鉀的含量有顯著影響，土壤堿解氮和速效鉀含量與黃腐酸鉀施用量呈正相關關系，黃腐酸鉀施用量越高，土壤中的堿解氮和速效鉀的含量也越高，C1、C2水平下土壤中的堿解氮含量顯著低于C3水平，C2、C3水平下土壤中的速效鉀含量顯著高于C1水平。對各因素不同水平的均值（ K1、K2和 K3） 進行多重比較得到最優組合為A2B3C3，即處理 6，這與實際最佳改良處理一致。比較各因素的極差Ｒ值，影響土壤pH和堿解氮含量的因素次序為石灰＞黃腐酸鉀＞鈣鎂磷肥，影響土壤有效磷的因素次序為鈣鎂磷肥＞石灰＞黃腐酸鉀，而影響土壤速效鉀的因素次序為黃腐酸鉀＞鈣鎂磷肥＞石灰。

3 討 論

近年來，山核桃林地隨著經營時間的延長，人為施肥等因素的影響，土壤酸化現象嚴重，pH值普遍偏低，1982 年土壤調查結果表明，土壤平均 pH為7.3，但現有山核桃林地土壤 pH 值大于 7.0 的僅占 4%，平均土壤pH僅為5.3[ 2 ， 5 ]。山核桃林地土壤酸化會導致土壤微生物活性下降，抑制土壤中礦物質和有機質的分解，從而影響土壤養分元素的釋放、固定和遷移，土壤養分有效性下降。同時，在酸化土壤中鋁離子活性大幅提高，造成山核桃根系生長受到抑制甚至死亡。目前，施用石灰是農業生產中主要的土壤酸性改良措施，石灰可以有效的提高林地土壤的pH和有效養分，但過量施用石灰也會改變土壤結構，造成土壤板結等問題[ 6 - 7 ]。因此，本研究采用石灰、鈣鎂磷肥和黃腐酸鉀有機無機土壤改良物料配施改良山核桃酸化林地土壤，結果表明，在山核桃林地施入石灰、鈣鎂磷肥、黃腐酸鉀等酸性改良物料可以有效的提高山核桃林地的土壤pH和有效養分含量，在一定程度上解除林地土壤持續酸化問題，同時提高土壤中有效養分的含量，減少外源肥料的施入。這與曾詩媛[ 4 ]、柴有忠[ 8 ]、張龍輝[ 9 ]等人的研究結果一致。

本研究還發現，不同的酸性改良物料對土壤pH和有效養分的影響程度存在差異，石灰施用提高了酸化土壤的pH和堿解氮含量，石灰中CaO與土壤H2O發生化學反應并電離出的OH-可以消耗土壤中的H+，可顯著提高土壤pH，同時隨著土壤pH的提高土壤銨氧化細菌的生物多樣性[ 10 ]和微生物的活性增加[ 11 ]，加速土壤氮的礦化，從而提高土壤中堿解氮的含量。鈣鎂磷肥主要影響了土壤中的有效磷含量，這是因為鈣鎂磷肥本身富含有效磷，同時鈣鎂磷肥中的硅能抑制二價鐵的過剩吸收， 減少磷肥在土壤中的固定， 活化土壤中的磷[ 12 ]。黃腐酸鉀作為一種腐植酸，在活化土壤中的磷、鈣、鎂等元素的同時，也為土壤微生物提供豐富的碳源和生長物質，促進土壤中微生物生長，有研究結果表明施用腐植酸后土壤細菌、真菌、放線菌等數量均大幅上升[ 13 ]，由于含有多種具有較強吸附能力的活性基團，腐植酸還能減少土壤氨揮發，吸附銨態氮，從而減少土壤氮素損失，因此對土壤堿解氮的提升作用效果顯著[ 14 ]。黃腐酸鉀在提高土壤速效鉀含量方面效果最佳，一方面是由于各施肥處理提高了原有土壤鉀的有效性，另一方面是由于各有機肥料本身含有較多鉀元素，而黃腐酸鉀含鉀量最為豐富，因此較其他肥料處理效果更優。

4 結 論

山核桃林地酸性改良措施對土壤 pH 和主要養分含量有顯著的提升效果，但不同酸性改良物料和施用量對不同土壤指標的影響程度存在差異，石灰主要影響土壤pH和堿解氮含量，鈣鎂磷肥對土壤有效磷含量的影響最明顯，黃腐酸鉀則影響了土壤中堿解氮和速效鉀的積累。綜合施用影響效果分析，在酸化山核桃林地施用石灰7.5 kg/株+鈣鎂磷肥4 kg/株+黃腐酸鉀9 kg/株，土壤改良效果較好。

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