磷酸钾改良茶园土壤酸化的作用机理及应用研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:a12c3d4e5f6
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由于茶园长期过量施用化学肥料,且偏施氮肥,导致茶园土壤酸化问题日益凸显。为探明磷酸钾改良茶园土壤酸化的作用路径及其茶园土壤中的应用效果。本试验采用三种不同酸度(pH3.53、pH4.16、pH4.53)的茶园土壤,设置四个浓度水平的磷酸钾处理,分别为50mg/kg(K1)、100 mg/kg(K2)、150 mg/kg(K3)、200 mg/kg(K4),以不施肥为对照(CK),进行室内土壤培养试验,测定土壤pH、交换性阳离子、铵态氮和硝态氮等含量,分析施用磷酸钾肥对上述指标的影响,并通过构建结构方程模型探讨其改良效果及作用路径机理。基于此,进行茶园施钾试验,进一步明确磷酸钾肥施入土壤后对土壤酸碱度pH、交换性阳离子养分和茶叶品质产量等的应用效果。主要结论如下:(1)添加磷酸钾对茶园土壤酸化具有显著的改良作用。磷酸钾可短期内(20d)显著提高酸化茶园土壤pH与交换性K+含量,降低交换性A13+含量,同时影响铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)之间的关系。改良效果随磷酸钾浓度的增加而愈显著,添加浓度为200 mg/kg时对pH的提高最为显著。pH为3.53、4.16、4.53的土壤施钾后,其土壤pH分别比CK提高了0.17、0.19、0.23个单位,交换性K+分别上涨105%、101%、135.46%,交换性Al3+则降低0.46、0.64、0.29 cmol/kg,NH4+-N分别下降49.66%、46.68%、41.12%,NO3--N分别增加168.07%、74.34%、82.6%,说明培养期间NH4+-N发生了硝化作用,因此磷酸钾的酸化改良具有短效性。(2)添加磷酸钾改良茶园土壤酸化的主要路径有交换性K+对pH的直接路径以及交换性Al3+对pH和交换性Na+、Ca2+对pH的间接路径。直接路径是通过提高交换性K+对pH产生显著正效应,路径系数为0.7515;交换性K+还通过影响其他盐基离子以及交换性Al3+对pH产生两条间接路径,一是交换性K+产生负效应并作用于交换性Al3+,降低铝含量,从而间接提高pH的间接路径,路径系数为-0.2427;二是交换性K+通过增加交换性Na+以影响交换性Ca2+最终提高pH,路径系数为0.2721。且交换性K+是控制酸化改良的主导因素,交换性Al3+是主要的致酸因子,交换性Na+和交换性Ca2+为改良路径的调控因子。三者共同作用于土壤pH,最终起到改良酸化土壤的作用。(3)施用磷酸钾不仅能改良茶园土壤酸化还能增强土壤肥力,提高茶叶产量和品质。与茶园常规施肥相比,K1(30 kg/亩)和K2(60 kg/亩)处理后的土壤pH平均上升0.47、0.28个单位。K1处理的交换性钾和速效钾分别提高了270.90%、646.58%,K2处理下分别上涨了502.99%、1166.29%。K2处理的土壤速效磷含量较CK上升69.26%。施钾还可提高夏季茶园土壤的有机质含量,同比CK增加14.15%;多次施用磷酸钾可有效降低酸化土壤交换性H+含量,降低交换性Al3+含量的波动。茶园施用磷酸钾有利于提高夏茶产量并改善春茶茶叶品质。低浓度(K1)磷酸钾可提高酸化茶园夏茶的百芽重,与CK相比,上涨15.18%,高浓度(K2)磷酸钾可提高夏茶茶发芽密度和单位面积产量,分别达26.87%、18.36%。显著提高春茶的水浸出物含量,达5%,K1处理可有效减少夏季茶叶的茶多酚含量,K2处理的春茶游离氨基酸总量提高7.4%。且茶叶产量与土壤pH、交换性K+、Al3+呈正相关,与茶多酚含量呈负相关,交换性H+则与茶叶产量呈负相关,茶叶水浸出物与土壤交换性Na+、Ca2+、Al3+呈正相关,交换性Na+与游离氨基酸和咖啡碱呈负相关。综上所述,添加磷酸钾对酸化茶园土壤具有良好的改良作用。磷酸钾可短期内(20d)显著提高酸化茶园土壤pH与交换性K+含量,降低交换性A13+含量。磷酸钾主要通过提高交换性K+对pH产生显著正效应,间接路径主要有交换性K+通过对交换性Al3+产生负效应,以降低铝含量;另外通过增加交换性Na+以影响交换性Ca2+,最终对pH产生间接的正效应。茶园施用磷酸钾在改良酸化土壤的同时还能提高土壤肥力,且有利于提高夏茶产量并改善春茶的茶叶品质。因此,在实际应用中,需因地制宜的施用钾肥,对土壤酸化严重且缺钾的茶园,建议可短期施用30 kg/亩的磷酸钾。
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