橫州市甜玉米種植地酸化土壤的改良方法探析

呂博文

（廣西大學農學院，廣西南寧 530004）

近年來，甜玉米因獨特的口感和風味而備受消費者青睞，其市場需求量不斷攀升。甜玉米復種指數高、生產周期短、種植收益可觀等優勢，使得甜玉米的種植面積也在迅速擴大。廣西橫州市甜玉米大都種植在第四紀紅土母質發育的赤紅壤上，長期耕作導致土壤出現酸化嚴重、養分失衡、黏重板結等問題。加之復種指數高、偏施化肥、秸稈離田利用、有機投入嚴重不足，土壤酸瘦和隨之而來的鋁錳毒害已經成為制約當地甜玉米產業可持續發展的主要因素。如果能解決以上問題，將有利于提高紅壤玉米地的單產和玉米生產效益，提升廣西壯族自治區優質甜玉米品牌形象，提質增效，促進農業增產增收。同時，土壤改良是改良中低產田、保障糧食安全的重中之重，是落實“藏糧于地、藏糧于技”的重要手段。

1 基本情況

1.1 種植情況

橫州市位于廣西東南部，屬南亞熱帶季風氣候，光照充足，雨量充沛，氣候溫潤，無霜期長，年均日照時間1 778 h，平均氣溫21.3 ℃，年平均降水量1 415 mm，全年平均無霜期326 d，宜種植甜玉米。目前，廣西玉米常年種植面積55 萬～58 萬hm2，約占全國的1/40；橫州市甜玉米種植面積超1.64 萬hm2，規模穩居中國西南地區第一，被譽為“中國甜玉米之鄉”，從校椅青銅玉米集散中心發往全國各地的甜玉米日均量在75 萬kg 以上[1]。在銷售旺季，整個橫州市的甜玉米一天銷售量可達2 000 t。

1.2 品種情況

甜玉米屬禾本科玉米屬植物，也被稱為蔬菜玉米，是歐美、韓國和日本等發達國家和地區主要的蔬菜之一。甜玉米富含水溶性多糖、維生素A、維生素C、脂肪和蛋白質等營養物質，不僅營養價值高，還具有甜美、新鮮、脆嫩的口感，因而備受消費者喜愛。甜玉米植株較矮，分蘗能力強，果穗上有旗葉；其未成熟的籽粒為人們所食用，主要由胚乳和未成熟的穎果皮（子房壁）構成，籽粒呈淡黃色或乳白色，胚較大，乳熟期果實柔嫩且味道鮮美。

目前，橫州市主要種植的甜玉米品種為閩雙色6 號和泰鮮甜2 號。閩雙色6 號綜合表現優良，產量高、抗病和抗倒性較強，食味品質和商品外觀品質均較好，特別是籽粒顏色黃亮且排列整齊，不足之處是空稈率較高，耐熱性和耐密性較差。橫州市該品種甜玉米平均產量為13 779 kg·hm-2。泰鮮甜2 號綜合表現優良，苗期長勢強，整齊度好，莖稈粗壯，熟期適中，適應性強；玉米鮮棒苞葉緊實、品相佳，苞葉保綠度好，耐儲運；穗棒粗大，籽粒飽滿，品質優。橫州市該品種平均產量為23 113.5 kg·hm-2。

1.3 土壤情況

1.3.1 主要土壤類型

紅壤是一種分布于中亞熱帶地區的特殊土壤，具有明顯的脫硅富鋁特征。廣西共分布有紅壤564.24萬hm2，除了南寧市、欽州市、北海市和防城港市外，其他市都有紅壤分布。其中，20.95 萬hm2的紅壤被用作耕地，占廣西旱地面積的22.98%，占紅壤土壤總面積的3.71%。紅壤的成土母質主要來自花崗巖、砂頁巖風化產物及第四紀紅土，土層深厚，呈現紅色，酸性至強酸性，pH 值在4.0～6.0；有機質含量因土壤類型而異，但在赤紅壤和磚紅壤中含量較高。

1.3.2 土壤改良研究進展

早在21世紀初，廣西已經有專家學者對甜玉米種植土壤改良方面進行研究。最開始是研究氮、鎂、硼對甜玉米產量和品質的效應，在實驗過程中找出了最佳的綜合施肥方案以改良土壤貧瘠問題。隨著環境問題逐漸嚴峻，世界各國的相關學者開始尋找化學肥料的有效替代品，以進一步減少人類對土地的危害。微生物肥具有肥效高、本身無毒無害、不污染環境且成本較低、可節約資源等特點，是化學肥料的最有效替代品。2003 年，裴潤梅等針對復合微生物肥料對甜玉米產量品質及土壤特性的影響進行研究，提出可通過使用微生物復合肥來達到土壤增肥固碳的效果[2]。2005 年，黃春燕等提出將局部灌溉技術運用到甜玉米種植當中可優化生產效果[3]。2013 年，更加先進的滴灌施肥技術，即水肥一體化技術的應用，為改善甜玉米品質及土壤質量提供了新的途徑。趙云雄研究了秸稈還田和施氮對兩熟玉米土壤碳庫及光能利用的影響，提出通過充分利用秸稈資源，不僅可以減緩農業生產的溫室氣體排放，而且具有改善土壤質量、提高土壤碳庫的重要作用[4]。

2 廣西甜玉米發展中面臨的土壤問題

2.1 酸化問題

橫州市甜玉米種植地土壤酸化問題十分嚴重。玉米秸稈還田率低，加上農民過度使用農藥、化肥、除草劑，使土壤酸化問題進一步加劇。酸性土壤中游離鋁和交換性鋁濃度過高（鋁毒），還原態錳濃度過高（錳毒），pH 值偏低（氫毒），且營養失衡、有機質含量低，嚴重阻礙作物生長。

酸化土壤中，鋁、錳離子會直接對甜玉米的根系產生毒害，影響根系對水分和養分的吸收，抑制植株生長，甚至導致其死亡。鋁、錳離子的毒害作用主要體現在對根尖的破壞，導致根系發育不良、根尖褐化、根長減少、根毛發育受阻，從而削弱植株對水分和養分的吸收能力。此外，鋁、錳離子能進入植物細胞，干擾細胞內的代謝活動，影響植物正常的生理功能。

2.2 營養失衡

調查顯示，酸化土壤中總有機碳、可溶性有機碳、生物量有機碳、活性有機碳的占比較低，表層土有機質流失嚴重，加上過度使用化學藥劑，導致甜玉米地的土壤營養失衡。甜玉米生長所需的營養不充足，導致其產量和生產效益較低。

3 改良技術

3.1 使用濾泥、白云石粉降酸

廣西制糖產業發達，而濾泥產自糖廠，因此離原材料生產地很近，降低了改良成本[5]。糖廠使用亞硫酸氣體處理淀粉糖漿時，通過過濾器過濾出的非糖分有機物和無機質雜質統稱為濾泥，其主要組成包括硫酸鹽、亞硫酸鹽、淀粉、蛋白質及纖維素等。濾泥中富含的有機質、硫酸鹽和亞硫酸鹽等成分，賦予了其改善酸性土壤和緩解土壤重金屬毒害的潛在功能。

白云石粉的主要成分碳酸鈣和碳酸鎂能直接中和土壤中過多的氫離子，其作為酸性土壤改良劑具有見效快、反應劇烈的特征。白云石粉對酸性土壤的影響程度取決于白云石粉的施用量和土壤的pH 值，白云石粉的濃度越高，對土壤pH 值的影響越大。需要注意的是，過高的土壤pH 值也會影響作物的生長，因此施用白云石粉的濃度不宜過高，每667 m2施用量一般為100～200 kg，具體用量應根據土壤pH 值適量調整。

3.2 增加磷含量緩解鋁的毒性

通過增加土壤中磷含量，可以有效緩解鋁的毒性作用。相關實驗結果顯示，在高磷鋁毒處理的條件下，各品種的相對株高、葉面積、地上及地下部分干重、根長、根直徑、根系表面積及其活性、葉綠素含量及光合作用速率均優于低磷鋁毒處理的狀況[6]。每千克干土可施P2O5100 mg、N 300 mg、K2O 200 mg、MgO 40 mg，肥料分別以尿素（含N 46%）、氯化鉀（含K2O 60%）、MgSO4·7H2O和過磷酸鈣（含P2O512%～14%）的形式加入。

3.3 運用水肥一體化技術

1）有機肥的施用?？墒┯枚畏淹L發酵的豬糞肥，每公頃用量為3 000 kg，以替代部分化肥[7]，不僅能夠提升甜玉米對光能、水分、溫度的利用效率，而且能顯著增強甜玉米對氮素的吸收能力，提升利用率。

2）運用水肥一體化智能控制系統[8]。橫州市采用“一次基肥，全年分多次滴灌追肥”的方式改良甜玉米種植土壤。感測與自動控制系統能夠自動感測玉米何時需要灌溉和施肥；在此基礎上，通過自動水肥系統，對水肥用量進行精準控制和協調供應，為作物提供最佳的生長環境；同時智能控制系統可以根據甜玉米生長狀況調整水肥方案。水肥一體化技術將傳統灌溉、施肥方法與現代智能控制技術結合，通過可控管道系統供水、供肥，使水肥相融，更有效地為作物提供所需的養分和水分。

該系統可整合水和肥料輸送，使植物能夠有針對性、高效地吸收養分，提高化肥的利用率?；适褂昧康臏p少，相應地減少了土壤中銨離子和硝酸離子的產生，一定程度上避免土壤酸化。這也最大限度地減少了養分浪費，并降低了養分浸出的風險，而養分浸出可能導致環境污染。該系統還能夠將水分直接精確輸送到根部區域，最大限度地減少蒸發或徑流造成的水損失，這可以節省水資源并將土壤濕度保持在最佳水平。同時，滴灌技術可以減少灌溉水的沖擊力，降低了土壤侵蝕的風險，水分流動較為緩慢，減少土壤中鹽分的累積，降低土壤鹽堿化的風險。鹽堿化會破壞土壤結構，進一步加劇土壤酸化的問題。通過在不同生長階段提供適量的水和養分，綜合水肥系統還可以提高作物產量并改善質量。智能控制肥料的精確施用也大大減少了過量養分進入地下水或附近水體的可能性，從而減輕了與養分污染相關的負面環境影響。自動化系統還可以顯著減少灌溉和施肥所需的勞動力和時間，這對于大規模農業經營尤其有利?？刂乒喔群宛B分施用可最大限度地降低水土流失風險，保持土壤結構和肥力，確保資源高效配置，為農民節省成本。該系統還可以調整集成系統以適應不斷變化的氣候條件，確保作物在不斷變化的氣候條件中都能獲得所需要的水分和養分。

4 結語

針對橫州市面臨的甜玉米種植地土壤酸瘦、鋁毒和基礎地力不足等問題，探討了酸性土壤改良的方法和措施。1）濾泥作為一種來源豐富、成本低廉的改良劑，可以有效提升土壤pH 值，降低土壤中重金屬的毒性。白云石粉作為酸性土壤改良劑具有見效快、反應劇烈的特點，但需要注意施用量不宜過高，以免影響作物生長。2）增加磷含量可以緩解鋁的毒性作用，提高玉米的生長狀況。3）可以通過施用有機肥和運用高效節水灌溉水肥一體化技術可以提高土壤肥力，提升作物產量和質量。這些方法和措施為改善酸性土壤提供了有效的途徑，對于農業生產和環境保護具有重要意義。