横州市甜玉米种植地酸化土壤的改良方法探析

吕博文

（广西大学农学院，广西南宁 530004）

近年来，甜玉米因独特的口感和风味而备受消费者青睐，其市场需求量不断攀升。甜玉米复种指数高、生产周期短、种植收益可观等优势，使得甜玉米的种植面积也在迅速扩大。广西横州市甜玉米大都种植在第四纪红土母质发育的赤红壤上，长期耕作导致土壤出现酸化严重、养分失衡、黏重板结等问题。加之复种指数高、偏施化肥、秸秆离田利用、有机投入严重不足，土壤酸瘦和随之而来的铝锰毒害已经成为制约当地甜玉米产业可持续发展的主要因素。如果能解决以上问题，将有利于提高红壤玉米地的单产和玉米生产效益，提升广西壮族自治区优质甜玉米品牌形象，提质增效，促进农业增产增收。同时，土壤改良是改良中低产田、保障粮食安全的重中之重，是落实“藏粮于地、藏粮于技”的重要手段。

1 基本情况

1.1 种植情况

横州市位于广西东南部，属南亚热带季风气候，光照充足，雨量充沛，气候温润，无霜期长，年均日照时间1 778 h，平均气温21.3 ℃，年平均降水量1 415 mm，全年平均无霜期326 d，宜种植甜玉米。目前，广西玉米常年种植面积55 万～58 万hm2，约占全国的1/40；横州市甜玉米种植面积超1.64 万hm2，规模稳居中国西南地区第一，被誉为“中国甜玉米之乡”，从校椅青铜玉米集散中心发往全国各地的甜玉米日均量在75 万kg 以上[1]。在销售旺季，整个横州市的甜玉米一天销售量可达2 000 t。

1.2 品种情况

甜玉米属禾本科玉米属植物，也被称为蔬菜玉米，是欧美、韩国和日本等发达国家和地区主要的蔬菜之一。甜玉米富含水溶性多糖、维生素A、维生素C、脂肪和蛋白质等营养物质，不仅营养价值高，还具有甜美、新鲜、脆嫩的口感，因而备受消费者喜爱。甜玉米植株较矮，分蘖能力强，果穗上有旗叶；其未成熟的籽粒为人们所食用，主要由胚乳和未成熟的颖果皮（子房壁）构成，籽粒呈淡黄色或乳白色，胚较大，乳熟期果实柔嫩且味道鲜美。

目前，横州市主要种植的甜玉米品种为闽双色6 号和泰鲜甜2 号。闽双色6 号综合表现优良，产量高、抗病和抗倒性较强，食味品质和商品外观品质均较好，特别是籽粒颜色黄亮且排列整齐，不足之处是空秆率较高，耐热性和耐密性较差。横州市该品种甜玉米平均产量为13 779 kg·hm-2。泰鲜甜2 号综合表现优良，苗期长势强，整齐度好，茎秆粗壮，熟期适中，适应性强；玉米鲜棒苞叶紧实、品相佳，苞叶保绿度好，耐储运；穗棒粗大，籽粒饱满，品质优。横州市该品种平均产量为23 113.5 kg·hm-2。

1.3 土壤情况

1.3.1 主要土壤类型

红壤是一种分布于中亚热带地区的特殊土壤，具有明显的脱硅富铝特征。广西共分布有红壤564.24万hm2，除了南宁市、钦州市、北海市和防城港市外，其他市都有红壤分布。其中，20.95 万hm2的红壤被用作耕地，占广西旱地面积的22.98%，占红壤土壤总面积的3.71%。红壤的成土母质主要来自花岗岩、砂页岩风化产物及第四纪红土，土层深厚，呈现红色，酸性至强酸性，pH 值在4.0～6.0；有机质含量因土壤类型而异，但在赤红壤和砖红壤中含量较高。

1.3.2 土壤改良研究进展

早在21世纪初，广西已经有专家学者对甜玉米种植土壤改良方面进行研究。最开始是研究氮、镁、硼对甜玉米产量和品质的效应，在实验过程中找出了最佳的综合施肥方案以改良土壤贫瘠问题。随着环境问题逐渐严峻，世界各国的相关学者开始寻找化学肥料的有效替代品，以进一步减少人类对土地的危害。微生物肥具有肥效高、本身无毒无害、不污染环境且成本较低、可节约资源等特点，是化学肥料的最有效替代品。2003 年，裴润梅等针对复合微生物肥料对甜玉米产量品质及土壤特性的影响进行研究，提出可通过使用微生物复合肥来达到土壤增肥固碳的效果[2]。2005 年，黄春燕等提出将局部灌溉技术运用到甜玉米种植当中可优化生产效果[3]。2013 年，更加先进的滴灌施肥技术，即水肥一体化技术的应用，为改善甜玉米品质及土壤质量提供了新的途径。赵云雄研究了秸秆还田和施氮对两熟玉米土壤碳库及光能利用的影响，提出通过充分利用秸秆资源，不仅可以减缓农业生产的温室气体排放，而且具有改善土壤质量、提高土壤碳库的重要作用[4]。

2 广西甜玉米发展中面临的土壤问题

2.1 酸化问题

横州市甜玉米种植地土壤酸化问题十分严重。玉米秸秆还田率低，加上农民过度使用农药、化肥、除草剂，使土壤酸化问题进一步加剧。酸性土壤中游离铝和交换性铝浓度过高（铝毒），还原态锰浓度过高（锰毒），pH 值偏低（氢毒），且营养失衡、有机质含量低，严重阻碍作物生长。

酸化土壤中，铝、锰离子会直接对甜玉米的根系产生毒害，影响根系对水分和养分的吸收，抑制植株生长，甚至导致其死亡。铝、锰离子的毒害作用主要体现在对根尖的破坏，导致根系发育不良、根尖褐化、根长减少、根毛发育受阻，从而削弱植株对水分和养分的吸收能力。此外，铝、锰离子能进入植物细胞，干扰细胞内的代谢活动，影响植物正常的生理功能。

2.2 营养失衡

调查显示，酸化土壤中总有机碳、可溶性有机碳、生物量有机碳、活性有机碳的占比较低，表层土有机质流失严重，加上过度使用化学药剂，导致甜玉米地的土壤营养失衡。甜玉米生长所需的营养不充足，导致其产量和生产效益较低。

3 改良技术

3.1 使用滤泥、白云石粉降酸

广西制糖产业发达，而滤泥产自糖厂，因此离原材料生产地很近，降低了改良成本[5]。糖厂使用亚硫酸气体处理淀粉糖浆时，通过过滤器过滤出的非糖分有机物和无机质杂质统称为滤泥，其主要组成包括硫酸盐、亚硫酸盐、淀粉、蛋白质及纤维素等。滤泥中富含的有机质、硫酸盐和亚硫酸盐等成分，赋予了其改善酸性土壤和缓解土壤重金属毒害的潜在功能。

白云石粉的主要成分碳酸钙和碳酸镁能直接中和土壤中过多的氢离子，其作为酸性土壤改良剂具有见效快、反应剧烈的特征。白云石粉对酸性土壤的影响程度取决于白云石粉的施用量和土壤的pH 值，白云石粉的浓度越高，对土壤pH 值的影响越大。需要注意的是，过高的土壤pH 值也会影响作物的生长，因此施用白云石粉的浓度不宜过高，每667 m2施用量一般为100～200 kg，具体用量应根据土壤pH 值适量调整。

3.2 增加磷含量缓解铝的毒性

通过增加土壤中磷含量，可以有效缓解铝的毒性作用。相关实验结果显示，在高磷铝毒处理的条件下，各品种的相对株高、叶面积、地上及地下部分干重、根长、根直径、根系表面积及其活性、叶绿素含量及光合作用速率均优于低磷铝毒处理的状况[6]。每千克干土可施P2O5100 mg、N 300 mg、K2O 200 mg、MgO 40 mg，肥料分别以尿素（含N 46%）、氯化钾（含K2O 60%）、MgSO4·7H2O和过磷酸钙（含P2O512%～14%）的形式加入。

3.3 运用水肥一体化技术

1）有机肥的施用。可施用二次翻堆通风发酵的猪粪肥，每公顷用量为3 000 kg，以替代部分化肥[7]，不仅能够提升甜玉米对光能、水分、温度的利用效率，而且能显著增强甜玉米对氮素的吸收能力，提升利用率。

2）运用水肥一体化智能控制系统[8]。横州市采用“一次基肥，全年分多次滴灌追肥”的方式改良甜玉米种植土壤。感测与自动控制系统能够自动感测玉米何时需要灌溉和施肥；在此基础上，通过自动水肥系统，对水肥用量进行精准控制和协调供应，为作物提供最佳的生长环境；同时智能控制系统可以根据甜玉米生长状况调整水肥方案。水肥一体化技术将传统灌溉、施肥方法与现代智能控制技术结合，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融，更有效地为作物提供所需的养分和水分。

该系统可整合水和肥料输送，使植物能够有针对性、高效地吸收养分，提高化肥的利用率。化肥使用量的减少，相应地减少了土壤中铵离子和硝酸离子的产生，一定程度上避免土壤酸化。这也最大限度地减少了养分浪费，并降低了养分浸出的风险，而养分浸出可能导致环境污染。该系统还能够将水分直接精确输送到根部区域，最大限度地减少蒸发或径流造成的水损失，这可以节省水资源并将土壤湿度保持在最佳水平。同时，滴灌技术可以减少灌溉水的冲击力，降低了土壤侵蚀的风险，水分流动较为缓慢，减少土壤中盐分的累积，降低土壤盐碱化的风险。盐碱化会破坏土壤结构，进一步加剧土壤酸化的问题。通过在不同生长阶段提供适量的水和养分，综合水肥系统还可以提高作物产量并改善质量。智能控制肥料的精确施用也大大减少了过量养分进入地下水或附近水体的可能性，从而减轻了与养分污染相关的负面环境影响。自动化系统还可以显著减少灌溉和施肥所需的劳动力和时间，这对于大规模农业经营尤其有利。控制灌溉和养分施用可最大限度地降低水土流失风险，保持土壤结构和肥力，确保资源高效配置，为农民节省成本。该系统还可以调整集成系统以适应不断变化的气候条件，确保作物在不断变化的气候条件中都能获得所需要的水分和养分。

4 结语

针对横州市面临的甜玉米种植地土壤酸瘦、铝毒和基础地力不足等问题，探讨了酸性土壤改良的方法和措施。1）滤泥作为一种来源丰富、成本低廉的改良剂，可以有效提升土壤pH 值，降低土壤中重金属的毒性。白云石粉作为酸性土壤改良剂具有见效快、反应剧烈的特点，但需要注意施用量不宜过高，以免影响作物生长。2）增加磷含量可以缓解铝的毒性作用，提高玉米的生长状况。3）可以通过施用有机肥和运用高效节水灌溉水肥一体化技术可以提高土壤肥力，提升作物产量和质量。这些方法和措施为改善酸性土壤提供了有效的途径，对于农业生产和环境保护具有重要意义。