不同土壤调理剂对甘薯产量及土壤酸化改良研究

摘要通过设置有机肥配施土壤调理剂、生物质炭、生石灰、阿美滋等不同处理，分析土壤pH、有机质含量、产量和品质等指标。结果发现，有机肥配施生石灰可快速地提升土壤pH，但在有机质含量、产量和品质等指标的提升上效果不佳;有机肥配施生物质炭可显著提高土壤pH、有机质含量、甘薯产量和品质等指标;有机肥配施土壤调理剂可提高甘薯产量和还原糖含量等指标;单施生物质炭可提高土壤pH、有机质含量、甘薯产量和品质等指标，但相对而言，配施有机肥效果更佳。因此，在甘薯土壤酸化治理过程中，可选用有机肥配施生物质炭来提高其产量和品质。

关键词甘薯;生物质炭;土壤调理剂;酸化;产量

中图分类号S516文献标识码A

文章编号0517-6611（2022）13-0136-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.13.036开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study of Different Soil Conditioners on Sweet Potato Yield and Soil Acidification Improvement

HE  Lin-fu SHI Jiang LUO  Le-tan et al （1.Hangzhou Xiaoshan Technician College， Hangzhou，Zhejiang  311201;2 Hangzhou Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou，Zhejiang 310024）

AbstractIn this study， by setting different treatments such as organic fertilizer combined with soil conditioner， biochar， quicklime and amezi， the indexes of soil pH，organic matter content， yield and quality were analyzed.It was found that organic fertilizer combined with quicklime could rapidly improve the pH value of soil， but the effect of organic matter content， yield and quality was not good;organic fertilizer combined with quicklime biochar could significantly improve soil pH， organic matter content， sweet potato yield and quality;organic fertilizer with soil conditioner could improve sweet potato yield and reducing sugar content and other indicators;single application of biochar could improve soil pH value， organic matter content， sweet potato yield and quality and other indicators， but relatively speaking， the effect of combined application of organic fertilizer was better.Therefore， in the process of sweet potato soil acidification， organic fertilizer and biochar could be used to improve its yield and quality.

Key wordsSweet potato;Biomass carbon;Soil conditioner;Acidification;Yield

近年来我国土壤酸化的时间周期越来越短，范围也越来越大。造成土壤偏酸的原因主要有集中降水且量大，淋溶作用强烈，碱性盐基流失;长期过量施用复合肥;大气污染、酸雨等[1]。目前我国南方黄红壤地区已成为世界上除北美和欧洲之外的第三大酸雨区。土壤酸化是指在自然和人为条件下土壤值下降的现象，是土壤退化的重要标志之一[2]。土壤酸化可造成农作物减产[3]、营养元素流失、金属和重金属化合物的溶解度增加。我国关于土壤酸化问题的研究尚少，并集中于华南土壤酸化较明显的红壤地区[4-5]。近年来，人为活动导致的土壤酸化越来越严重[6-7]，土壤酸化会导致土壤僵硬板结，甚至土表结皮，耐旱能力变差;肥料流失严重，利用率不足30%;铬、铅、镉等有毒重金属离子溶解度升高，活性增加，毒害作物的根部[8];土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降，养分吸收受阻，生长变慢，产量降低。

针对土壤退化的主要成因，国内研究者相继提出了施石灰的酸碱度人工调节、石灰氮和加客土式土壤垦复等主要恢复手段。施用石灰是实际生产中应对土壤酸化的一项传统措施，施用一定量的石灰可以中和土壤酸度，改善土壤的理化性质，提高土壤养分有效性，降低Al和其他重金属对作物的毒害。但长期施用石灰也暴露出一些弊端，如频繁、过度地施用石灰不但造成土壤板结，更使土壤复酸化程度加强，引起土壤Ca、Mg失衡。在土壤实际修复中，还没有合适的改良剂既能有效地中和土壤酸化，调节土壤养分比例，又能改善土壤微环境恢复土壤微生物多样性和功能。因此，开发合理的土壤酸化改良剂和改良方案，对促进土壤酸化治理具有重要意义。

1材料与方法

1.1试验材料甘薯材料为“杭薯2号”，该品种株型半直立，长蔓、茎顶端绒毛无或疏，顶芽花青苷显色强度无或弱，顶叶绿色，单株薯数 5～8 个，薯块柱形，大、中薯率高，薯皮红色，薯肉白色，薯块萌芽性中等，出苗较快，干率 44.2%，淀粉率 72.1%，蛋白质 3.5%，可溶性糖 4.1%，还原糖 3.2%，为杭州市农业科学研究院自主选育的优良甘薯品系，目前已申报非主要农作物登记。

1.2试验方法

1.2.1田间试验布置。试验设于临安锦东粮油专业合作社（板桥）试验点，采用随机区组设计，每个处理3次重复，2019年4月28日扦插，每个小区8.60 m×5.65 m，小区之间间隔1 m。试验所需的有机肥、土壤调理剂、生石灰和生物质炭等材料均为统一采购，生石灰从杭州临安昇达农业生物科技有限公司采购，土壤调理剂从浙江丰瑜生态科技股份有限公司采购，商品有机肥从杭州临安锦来富生物科技有限公司采购，生物质炭从姚氏炭业采购。在覆盖和施肥之前，将改良剂施入土壤表层（0～20 cm），具体处理见表1。

1.2.2样品采集与检测。试验前（2019年4月11日）和甘薯收获结束后（2019年8月4日），分别在各小区采用梅花形法均匀随机采取5个采样点土样，采样工具用不锈钢土钻，取样深度为耕层15 cm左右，充分混合后按四分法留取1 kg组成一个土壤样品，并填写好相应标签。

1.2.3土壤样品处理。从野外采回的土壤样品均匀倒在样品盘上，摊成薄薄一层，置于干净整洁的室内通风处自然风干，严禁暴晒。风干后的土样平铺在制样板上，用木棍或塑料棍碾压，并将植物残体、石块等侵入体和新生体剔除干净。压碎的土样用2 mm孔径筛过筛，将通过2 mm孔径筛的土样用四分法取出一部分继续碾磨，使之全部通过0.25 mm尼龙网筛，供有机质、全氮等项目的测定。

1.2.4样品检测。土壤pH采用pH计测定，有机质测定参照鲁如坤[9]的方法，采用碱解扩散法测定土壤中碱解氮含量，速效磷采用NaHCO₃法[9]浸提，钼蓝比色法测定含量，速效钾采用NH₃COONH₄浸提，火焰光度计测定。

1.2.5品质检测。可溶性糖的检测方法参考GB 5009.8—2016;还原糖的检测方法参考GB 5009.7—2016;水分的检测方法参考GB 5009.3—2016。

1.3数据处理用Excel 2016录入和整理数据，然后用SAS JMP 14 pro 和OriginPro 8.5软件进行数据分析和作图。

2结果与分析

2.1土壤酸化改良效应有机肥（OF）、有机肥分别配施调理剂（OF+T）、配施生物质炭（OF+B）、配施石灰（OF+L）、配施阿美滋（OF+A）及单施生物质炭（B）土壤pH分别达5.91、6.16、6.61、7.41、5.89、6.64，相比对照分别提高了0.68、0.93、1.38、2.18、0.66和1.41。所有处理与对照差异显著，其中在有机肥配施生石灰的处理下，pH最高，达7.41;单施生物质炭情况下，土壤pH为6.64，而有机肥配施生物质炭处理与单施生物质炭相比，土壤pH有所下降，为6.61;有机肥配施阿美滋的处理下，pH增加最少，仅为0.66（图1）。

2.2土壤有机质改良效应有机肥（OF）、有机肥分别配施调理剂（OF+T）、配施生物质炭（OF+B）、配施石灰（OF+L）、配施阿美滋（OF+A）及单施生物质炭（B）土壤有机质分别达32.66、31.36、37.65、33.38、26.04和34.46 g/kg，相比对照分别提高了31.53%、26.32%、51.62%、34.43%、4.89%和38.79%。所有处理中，仅有机肥配施阿美滋与对照相比，差异不显著。有机肥配施生物质炭处理下，土壤有机质含量最高，为37.65 g/kg，其次为单施生物质炭，有机质含量达34.46 g/kg（图2）。

2.3土壤速效钾含量变化有机肥（OF）、有机肥分别配施调理剂（OF+T）、配施生物质炭（OF+B）、配施石灰（OF+L）、配施阿美滋（OF+A）及单施生物质炭（B）土壤速效钾含量分别达120.25、252.20、218.33、169.35、137.49、145.49 mg/kg，相比对照平均提高了-11.69%、85.22%、60.35%、24.37%、0.97%和6.85%。所有处理中，有机肥处理与对照相比，土壤速效钾含量降低，有机肥分别配施调理剂与有机肥配施生物质炭的处理，与对照相比，差异显著，其他处理与对照相比差异均不显著（图3）。

2.4土壤有效磷含量变化有机肥（OF）、有机肥分别配施调理剂（OF+T）、配施生物质炭（OF+B）、配施石灰（OF+L）、配施阿美滋（OF+A）及单施生物质炭（B）土壤有效磷含量分别达94.34、82.87、88.61、97.76、107.64、106.20 mg/kg，相比对照平均提高了13.68%、-0.13%、6.78%、17.81%、29.71%、27.98%。所有处理中，仅有机肥配施阿美滋及单施生物质炭与对照相比，差异显著，其他处理与对照相比差异均不显著。有机肥配施土壤调理剂的处理，土壤有效磷的含量不升反降，有机肥配施阿美滋的处理下，土壤有机磷含量增长最多，为29.71%（图4）。

2.5土壤碱解氮含量变化有机肥（OF）、有机肥分别配施调理剂（OF+T）、配施生物质炭（OF+B）、配施石灰（OF+L）、配施阿美滋（OF+A）及单施生物质炭（B）土壤碱解氮含量分别达116.42、116.11、110.84、114.02、113.64、132.80 mg/kg，相比对照分别提高了7.25%、6.96%、2.11%、5.04%、4.69%、22.34%。所有处理与对照相比，仅单施生物质炭的处理土壤碱解氮与对照差异显著，其他处理差异均不显著（图5）。