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摘 要：连续2年以常规施肥为对照，进行硼镁钙土壤调理剂不同用量的田间试验，研究其对芝麻产量和土壤性质的影响。结果表明，施用硼镁钙土壤调理剂可提高芝麻产量，施用量为2.25×103kg/hm2时，增产幅度最大，增产35.34%～43.17%;对红壤旱地土壤有机质和氮磷钾养分含量没有显著影响;可提高土壤pH、降低土壤交换性酸、交换性氢与交换性铝的含量，对土壤酸化有一定的阻控效果。
关键词：硼镁钙土壤调理剂;红壤;芝麻;土壤改良;
中图分类号 S156.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）24-0119-04
Abstract：The field experiments were carried out to analyze the effects of different dosage of boron magnesium calcium soil conditioner（conventional fertilization as control）on sesame yield and soil properties.the Result shred that the application of this soil conditioner could increase the yield of sesame，and the yield of sesame increased by 35.34% ～ 43.17% when 2.25×103 kg/hm2 was applied;the application of soil conditioner had no significant effect on the content of organic matter and N，P，K of red soil;the application of soil conditioner could increase the pH value of soil and decrease the total amount of exchangeable acid.The boron magnesium calcium soil conditioner could increase the output of sesame of red soil，ando had a certain improvement effect on acidified soil.
Key words：Boron magnesium calcium soil conditioner;Red soil upland;Sesame;Soil improvement
红壤是我国南方地区重要的耕地资源，自然资源丰富，被视为最有潜力的农业生产基地 [1-3]。江西省是最典型的红壤分布区，耕地土壤以红壤居多，分布面积最广，约占江西省总面积的70.6%。但因红壤本身酸性强、肥力低的特征[4]，加上长期以来高强度的农业活动和化肥的大量施用，土壤性质发生了一系列变化，导致红壤土进一步酸化[5]，生产力水平逐渐退化和生态系统被破坏[6]。目前，红壤地区很多耕地土壤pH小于5.5，甚至小于5.0[7]，且粮田、菜地、茶园等不同利用方式的土壤中都出现酸化现象[8]。长期过度施用化肥，尤其是氮肥，必然会加重土壤酸化。酸化会引起土壤中Al3+沉积，对植物产生毒害作用以及造成土壤中营养元素的缺失，从而导致作物减产 [9-11]。长久以来，人们习惯用石灰来改良土壤的酸化问题，虽然石灰性物质能提高土壤pH，缓解土壤中Al3+的毒害，但是长期施用石灰会造成土壤板结，有机质含量降低，营养元素失衡，且停止施用后，土壤易出现“复酸化”现象[12]。在农业生产中，也常施用有机物料来改善土壤酸化，但有机物料的施入有可能会给土壤带来病原菌或重金属污染等危害[13]。近年来，土壤调理剂的研发是国内外研究的热点，土壤调理剂作为新兴改良剂，以工农业副产品为原料，不仅能解决工业、农业生产过程中副产品带来的污染问题，还有改良土壤的效果，对我国农业的可持续发展具有重要意义。魏岚[14]等人研究发现，碱渣、菇渣、污泥、泥炭土壤调理剂均具有改良酸性土壤，提升作物产量和品质的作用。周金波[15]等人通过研究不同土壤调理剂对黄瓜生长和土壤理化性质的影响，发现土壤调理剂能增强黄瓜的抗病能力，促进黄瓜生长发育，缓解土壤酸化。张雁[16]等人研究发现BGA土壤调理剂能增加土壤养分含量，提高土壤的保水保墒能力。陶林[17]等人发现以工业副产品硅钙镁磷钾等为主要成分的酸性土壤调理剂能提高土壤的保水能力及养分供应能力，进而促进木薯的生长发育，提高木薯产量。范文静[18]等人研究发现，在油菜生育期施用以工业副产品硅钙镁磷钾等为主要成分的酸性土壤调理剂显著提高了土壤的pH值和作物产量。针对我国南方红壤旱地土壤退化严重，酸性强以及我国环境污染的現状，金玛（宽甸）肥业有限公司推出了一种新型的土壤调理剂—硼镁钙土壤调理剂[19]。该土壤调理剂在烟草，水稻、玉米、小麦、花生等作物生产上研究的比较多，但在芝麻生产上应用的研究鲜有报道。因此，本研究以江西红壤旱地为对象，以芝麻为供试作物，2017和2018边续2年进行田间试验研究硼镁钙土壤调理剂不同施用量对江西红壤旱地的改良效果，以期为其推广应用提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验地概况 试验地设在江西省进贤县张公镇（116°
9′59.7″E，28°21′4.56″N），土壤为第四纪红色粘土母质发育的红壤旱地，土质中度熟化，肥力中等偏瘦，持水力较弱。一直进行红薯、花生等旱作物种植。试验前土壤性质为：pH为5.05，有机质18.16g/kg，全氮1.32g/kg，全磷0.66g/kg，全钾10.22g/kg。碱解氮83.44mg/kg，有效磷37.21mg/kg，速效钾51.37mg/kg。 1.2 試验材料 供试肥料硼镁钙土壤调理剂为灰色或褐色颗粒状、粉状，均匀，无机械杂质。氧化硼、氧化镁和氧化钙含量分别为0.5～2.5%、10.0%和3.0%，pH在6.0～7.0之间，呈弱碱性。其他环境指标等均符合国家相关规定。
供试作物为芝麻（赣芝8号）。播种量为3.75kg/hm2，播种期为6月上旬，收获期为10月中旬。
1.3 试验设计 试验于2017年4月至2018年11月进行，为随机区组排列，共设4个处理：CK：常规施肥（N、P2O5和K2O分别为90kg/hm2、60kg/hm2和105kg/hm2）。T50：常规施肥+硼镁钙土壤调理剂0.75×103kg/hm2。T100：常规施肥+硼镁钙土壤调理剂1.5×103kg/hm2。T150：常规施肥+硼镁钙土壤调理剂2.25×103kg/hm2。其中，2017和2018连续2年的试验中，硼镁钙土壤调理剂均全部做基肥一次性施用，氮磷钾用量与CK相同。氮磷钾肥的种类分别为尿素、钙镁磷肥和氯化钾。每处理3个重复，每个重复1个小区，随机区组排列。小区面积为40m2，其他管理措施均按当地农民习惯。
1.4 样品测定方法 在芝麻成熟期测定每个小区的籽粒产量。在芝麻收获后用土钻采集耕层土壤样品（0-20cm），每个小区采集5个点，混合成一个土壤样品。带回室内风干过筛，分析土壤pH、交换性酸、交换性铝和速效氮磷钾，具体方法参考鲁如坤著的《土壤农化分析》[20]。
1.5 统计分析 数据分析采用Excel 2003进行，方差分析采用SPSS 16.0进行，显著性检验采用LSD方法，不同的小写字母表示各处理存在显著差异（P<0.05）。
2 结果与分析
2.1 不同硼镁钙土壤调理剂用量对芝麻产量的影响 由表1可知，施用硼镁钙土壤调理剂可以显著提高红壤旱地上的芝麻产量。与CK相比，2017年，T50、T100和T150处理下芝麻产量分别增加了14.00%、18.94%和35.34%，且以T150处理的产量最高;2018年，受干旱影响，芝麻产量较2017年明显下降，但施用硼镁钙土壤调理仍可以增加芝麻产量，其中T100和T150处理下芝麻产量增加显著，增幅分别为26.27%和43.17%。因此，红壤旱地施用硼镁钙土壤调理剂具有稳定的增产作用。
2.2 不同硼镁钙土壤调理剂用量对土壤有机质含量的影响 从连续2年的结果来看，施用硼镁钙土壤调理剂对红壤旱地土壤有机质含量有一定的提升作用，但效果不显著（表2）。2017年，T50、T100和T150处理下有机质含量较CK分别增加了0.35%、3.40%和3.80%，以T150处理有机质含量最高;2018年，各处理下有机质含量的变化趋势与2017年一致，T150处理下有机质含量为最高，T50、T100和T150处理有机质含量较CK分别增加了0.81%、3.25%和4.07%。
2.3 不同硼镁钙土壤调理剂用量对土壤速效氮磷钾含量的影响 由表3可知，施用硼镁钙土壤调理剂使红壤旱地土壤速效氮、磷和钾养分含量有下降趋势，且随着调理剂的用量增加，下降幅度增大，但总体来说，各处理的变化均不显著。其中2017年，T150处理下降幅度最大，碱解氮、有效磷、速效钾分别较CK降低了22.27%、31.51%和24.85%;2018年与2017年变化趋势相同，下降幅度小于2017年，T150处理下碱解氮、有效磷、速效钾较CK分别降低了14.26%、19.10%和18.41%。
2.4 不同硼镁钙土壤调理剂用量对土壤酸化改良的影响 研究发现，施用硼镁钙土壤调理剂可以较好地缓解红壤旱地的土壤酸化问题（表4）。2017年，与CK相比，各处理土壤pH显著升高，交换性酸总量、交换性氢和交换性铝均有所降低，其中，T100降酸效果最好，T100处理下交换性酸总量、交换性氢与交换性铝较CK分别降低了10.28%、38.89%和7.65%;2018年，与CK相比，各处理下土壤pH显著升高，交换性酸总量、交换性氢和交换性铝也均有降低趋势，其中，以T150降酸效果最好，T150处理下交换性酸总量、交换性氢与交换性铝较CK分别降低了10.60%、31.25%和8.96%。
3 结论与讨论
本研究结果表明，在江西红壤旱地种植芝麻，施用硼镁钙土壤调理剂可以显著增加芝麻产量，对土地酸化有一定的阻控效果，以2.25×103 kg/hm2施用量效果最佳。
土壤是作物生长发育的基石，土壤中的养分是作物吸收养分的主要来源，因此土壤酸化、土地贫瘠、耕地土壤退化会给作物生长发育带来一系列的问题[21-22]。本研究采用的是金玛（宽甸）肥业有限公司研发的一种新型的硼镁钙土壤调理剂，是将硼砂废弃物、廉价的硼镁矿石、腐殖酸和复合微生物菌剂加工而成，不仅有改良土壤，增加作物产量的效果，还具有节能减排的功能。2017和2018连续2年施用硼镁钙土壤调理剂，芝麻产量均增加，且随着硼镁钙土壤调理剂施用量的增加而增加，说明该调理剂有增产稳产的作用;随着硼镁钙土壤调理剂施用量的增加，土壤pH值上升，交换性酸总量、交换性氢和交换性铝均有所下降，说明该调理剂有一定的降酸效果，这与前人的研究结果相一致[23]。施入硼镁钙土壤调理剂土壤有机质含量没有显著增加，土壤氮磷钾养分含量也略有降低的趋势，这可能是由于硼镁钙土壤调理剂增加了作物的产量，作物吸收带走养分的增加会造成土壤中有机质和氮磷钾养分的降低。
参考文献
[1]孙波，张桃林，赵其国.我国东南丘陵山区土壤肥力的综合评价[J].土壤学报，1995，32（4）：362–369.
[2]武琳，黄尚书，叶川，等.土地利用方式对江西红壤旱地碳库管理指数的影响[J].土壤，2017，49（06）：1275-1279.
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[6]唐贤，蔡泽江，徐明岗，等.红壤不同利用方式下的剖面酸度特征[J].植物营养与肥料学报，2018，24（06）：1704-1712.
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[10]颜雄，彭新华，张杨珠，等.长期施肥对红壤性水稻土理化性质的影响及土壤肥力质量评价[J].湖南农业科学，2015（03）：49-52.
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[12]李昂.四种土壤调理剂对酸性土壤铝毒害改良效果研究[D].北京：中国农业科学院，2014.
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[14]魏岚，杨少海，邹献中，等.不同土壤调理剂对酸性土壤的改良效果[J].湖南农业大学学报，2010，36（1）：77-81.
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[17]陶林，罗兴录.土壤调理剂对土壤肥力和木薯产量的影响[J].广东农业科学，2018，45（02）：61-67.
[18]范文静，杨力，林海涛，等.土壤调理剂对油菜产量、品质及酸性土壤改良的影响[J].山东农业科学，2017，49（09）：114-117.
[19]于广武，孙伟，刘金友，等.硼镁钙生物土壤调理剂的研究与开发[J].化肥工业，2018，45（06）：7-10+43.
[20]鲁如坤.土壤农化分析[M].北京：中国农业科技出版社，1999.
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[22]吴甫成，彭世良，王晓燕，等.酸沉降影响下近20年来衡山土壤酸化研究[J].土壤学报，2005，42（2）：219-224.
[23]陈士更，张民，丁方军，等.腐植酸土壤调理剂对酸化果园土壤理化性状及苹果产量和品质的影响[J].土壤，2019，51（01）：83-89. （責编：张 丽）
关键词：硼镁钙土壤调理剂;红壤;芝麻;土壤改良;
中图分类号 S156.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）24-0119-04
Abstract：The field experiments were carried out to analyze the effects of different dosage of boron magnesium calcium soil conditioner（conventional fertilization as control）on sesame yield and soil properties.the Result shred that the application of this soil conditioner could increase the yield of sesame，and the yield of sesame increased by 35.34% ～ 43.17% when 2.25×103 kg/hm2 was applied;the application of soil conditioner had no significant effect on the content of organic matter and N，P，K of red soil;the application of soil conditioner could increase the pH value of soil and decrease the total amount of exchangeable acid.The boron magnesium calcium soil conditioner could increase the output of sesame of red soil，ando had a certain improvement effect on acidified soil.
Key words：Boron magnesium calcium soil conditioner;Red soil upland;Sesame;Soil improvement
红壤是我国南方地区重要的耕地资源，自然资源丰富，被视为最有潜力的农业生产基地 [1-3]。江西省是最典型的红壤分布区，耕地土壤以红壤居多，分布面积最广，约占江西省总面积的70.6%。但因红壤本身酸性强、肥力低的特征[4]，加上长期以来高强度的农业活动和化肥的大量施用，土壤性质发生了一系列变化，导致红壤土进一步酸化[5]，生产力水平逐渐退化和生态系统被破坏[6]。目前，红壤地区很多耕地土壤pH小于5.5，甚至小于5.0[7]，且粮田、菜地、茶园等不同利用方式的土壤中都出现酸化现象[8]。长期过度施用化肥，尤其是氮肥，必然会加重土壤酸化。酸化会引起土壤中Al3+沉积，对植物产生毒害作用以及造成土壤中营养元素的缺失，从而导致作物减产 [9-11]。长久以来，人们习惯用石灰来改良土壤的酸化问题，虽然石灰性物质能提高土壤pH，缓解土壤中Al3+的毒害，但是长期施用石灰会造成土壤板结，有机质含量降低，营养元素失衡，且停止施用后，土壤易出现“复酸化”现象[12]。在农业生产中，也常施用有机物料来改善土壤酸化，但有机物料的施入有可能会给土壤带来病原菌或重金属污染等危害[13]。近年来，土壤调理剂的研发是国内外研究的热点，土壤调理剂作为新兴改良剂，以工农业副产品为原料，不仅能解决工业、农业生产过程中副产品带来的污染问题，还有改良土壤的效果，对我国农业的可持续发展具有重要意义。魏岚[14]等人研究发现，碱渣、菇渣、污泥、泥炭土壤调理剂均具有改良酸性土壤，提升作物产量和品质的作用。周金波[15]等人通过研究不同土壤调理剂对黄瓜生长和土壤理化性质的影响，发现土壤调理剂能增强黄瓜的抗病能力，促进黄瓜生长发育，缓解土壤酸化。张雁[16]等人研究发现BGA土壤调理剂能增加土壤养分含量，提高土壤的保水保墒能力。陶林[17]等人发现以工业副产品硅钙镁磷钾等为主要成分的酸性土壤调理剂能提高土壤的保水能力及养分供应能力，进而促进木薯的生长发育，提高木薯产量。范文静[18]等人研究发现，在油菜生育期施用以工业副产品硅钙镁磷钾等为主要成分的酸性土壤调理剂显著提高了土壤的pH值和作物产量。针对我国南方红壤旱地土壤退化严重，酸性强以及我国环境污染的現状，金玛（宽甸）肥业有限公司推出了一种新型的土壤调理剂—硼镁钙土壤调理剂[19]。该土壤调理剂在烟草，水稻、玉米、小麦、花生等作物生产上研究的比较多，但在芝麻生产上应用的研究鲜有报道。因此，本研究以江西红壤旱地为对象，以芝麻为供试作物，2017和2018边续2年进行田间试验研究硼镁钙土壤调理剂不同施用量对江西红壤旱地的改良效果，以期为其推广应用提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验地概况 试验地设在江西省进贤县张公镇（116°
9′59.7″E，28°21′4.56″N），土壤为第四纪红色粘土母质发育的红壤旱地，土质中度熟化，肥力中等偏瘦，持水力较弱。一直进行红薯、花生等旱作物种植。试验前土壤性质为：pH为5.05，有机质18.16g/kg，全氮1.32g/kg，全磷0.66g/kg，全钾10.22g/kg。碱解氮83.44mg/kg，有效磷37.21mg/kg，速效钾51.37mg/kg。 1.2 試验材料 供试肥料硼镁钙土壤调理剂为灰色或褐色颗粒状、粉状，均匀，无机械杂质。氧化硼、氧化镁和氧化钙含量分别为0.5～2.5%、10.0%和3.0%，pH在6.0～7.0之间，呈弱碱性。其他环境指标等均符合国家相关规定。
供试作物为芝麻（赣芝8号）。播种量为3.75kg/hm2，播种期为6月上旬，收获期为10月中旬。
1.3 试验设计 试验于2017年4月至2018年11月进行，为随机区组排列，共设4个处理：CK：常规施肥（N、P2O5和K2O分别为90kg/hm2、60kg/hm2和105kg/hm2）。T50：常规施肥+硼镁钙土壤调理剂0.75×103kg/hm2。T100：常规施肥+硼镁钙土壤调理剂1.5×103kg/hm2。T150：常规施肥+硼镁钙土壤调理剂2.25×103kg/hm2。其中，2017和2018连续2年的试验中，硼镁钙土壤调理剂均全部做基肥一次性施用，氮磷钾用量与CK相同。氮磷钾肥的种类分别为尿素、钙镁磷肥和氯化钾。每处理3个重复，每个重复1个小区，随机区组排列。小区面积为40m2，其他管理措施均按当地农民习惯。
1.4 样品测定方法 在芝麻成熟期测定每个小区的籽粒产量。在芝麻收获后用土钻采集耕层土壤样品（0-20cm），每个小区采集5个点，混合成一个土壤样品。带回室内风干过筛，分析土壤pH、交换性酸、交换性铝和速效氮磷钾，具体方法参考鲁如坤著的《土壤农化分析》[20]。
1.5 统计分析 数据分析采用Excel 2003进行，方差分析采用SPSS 16.0进行，显著性检验采用LSD方法，不同的小写字母表示各处理存在显著差异（P<0.05）。
2 结果与分析
2.1 不同硼镁钙土壤调理剂用量对芝麻产量的影响 由表1可知，施用硼镁钙土壤调理剂可以显著提高红壤旱地上的芝麻产量。与CK相比，2017年，T50、T100和T150处理下芝麻产量分别增加了14.00%、18.94%和35.34%，且以T150处理的产量最高;2018年，受干旱影响，芝麻产量较2017年明显下降，但施用硼镁钙土壤调理仍可以增加芝麻产量，其中T100和T150处理下芝麻产量增加显著，增幅分别为26.27%和43.17%。因此，红壤旱地施用硼镁钙土壤调理剂具有稳定的增产作用。
2.2 不同硼镁钙土壤调理剂用量对土壤有机质含量的影响 从连续2年的结果来看，施用硼镁钙土壤调理剂对红壤旱地土壤有机质含量有一定的提升作用，但效果不显著（表2）。2017年，T50、T100和T150处理下有机质含量较CK分别增加了0.35%、3.40%和3.80%，以T150处理有机质含量最高;2018年，各处理下有机质含量的变化趋势与2017年一致，T150处理下有机质含量为最高，T50、T100和T150处理有机质含量较CK分别增加了0.81%、3.25%和4.07%。
2.3 不同硼镁钙土壤调理剂用量对土壤速效氮磷钾含量的影响 由表3可知，施用硼镁钙土壤调理剂使红壤旱地土壤速效氮、磷和钾养分含量有下降趋势，且随着调理剂的用量增加，下降幅度增大，但总体来说，各处理的变化均不显著。其中2017年，T150处理下降幅度最大，碱解氮、有效磷、速效钾分别较CK降低了22.27%、31.51%和24.85%;2018年与2017年变化趋势相同，下降幅度小于2017年，T150处理下碱解氮、有效磷、速效钾较CK分别降低了14.26%、19.10%和18.41%。
2.4 不同硼镁钙土壤调理剂用量对土壤酸化改良的影响 研究发现，施用硼镁钙土壤调理剂可以较好地缓解红壤旱地的土壤酸化问题（表4）。2017年，与CK相比，各处理土壤pH显著升高，交换性酸总量、交换性氢和交换性铝均有所降低，其中，T100降酸效果最好，T100处理下交换性酸总量、交换性氢与交换性铝较CK分别降低了10.28%、38.89%和7.65%;2018年，与CK相比，各处理下土壤pH显著升高，交换性酸总量、交换性氢和交换性铝也均有降低趋势，其中，以T150降酸效果最好，T150处理下交换性酸总量、交换性氢与交换性铝较CK分别降低了10.60%、31.25%和8.96%。
3 结论与讨论
本研究结果表明，在江西红壤旱地种植芝麻，施用硼镁钙土壤调理剂可以显著增加芝麻产量，对土地酸化有一定的阻控效果，以2.25×103 kg/hm2施用量效果最佳。
土壤是作物生长发育的基石，土壤中的养分是作物吸收养分的主要来源，因此土壤酸化、土地贫瘠、耕地土壤退化会给作物生长发育带来一系列的问题[21-22]。本研究采用的是金玛（宽甸）肥业有限公司研发的一种新型的硼镁钙土壤调理剂，是将硼砂废弃物、廉价的硼镁矿石、腐殖酸和复合微生物菌剂加工而成，不仅有改良土壤，增加作物产量的效果，还具有节能减排的功能。2017和2018连续2年施用硼镁钙土壤调理剂，芝麻产量均增加，且随着硼镁钙土壤调理剂施用量的增加而增加，说明该调理剂有增产稳产的作用;随着硼镁钙土壤调理剂施用量的增加，土壤pH值上升，交换性酸总量、交换性氢和交换性铝均有所下降，说明该调理剂有一定的降酸效果，这与前人的研究结果相一致[23]。施入硼镁钙土壤调理剂土壤有机质含量没有显著增加，土壤氮磷钾养分含量也略有降低的趋势，这可能是由于硼镁钙土壤调理剂增加了作物的产量，作物吸收带走养分的增加会造成土壤中有机质和氮磷钾养分的降低。
参考文献
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