石膏为缺乏大豆的土地提供了一种经济的硫磺来源

有机质少的粗土壤可能需要补充硫。

石膏处理地块(左)与未处理对照地块(右)。图片来源:James DeDecker, MSU Extension
石膏处理地块(左)与未处理对照地块(右)。图片来源:James DeDecker, MSU Extension

石膏(CaSO4·2H2O)是一种矿物,从盐水蒸发形成的沉积物中开采,在盐水中硫酸与碳酸钙接触。在过去的150年里,密歇根下半岛有许多多产的石膏采石场,将这种矿物作为石膏、灰泥和肥料进行销售。农业石膏被用作土壤改良剂和含有大约22%钙和18%硫的肥料。密歇根州的大部分土壤为大豆生产提供了充足的钙。然而,粗糙质地的土壤由于有机质的硫矿化潜力低,可能存在硫缺乏的风险,从而限制大豆产量。自1963年《清洁空气法》颁布以来,由于空气污染导致的大气中硫沉积减少(每年每英亩8-15磅),以及化肥和农药中含硫杂质的去除,这种情况正变得越来越普遍。

2014年,在密歇根州罗杰斯市开展了一项大豆管理和研究技术(SMaRbob体育登录T)农场研究项目,以评估石膏作为大豆生产钙和硫的来源。在种植前,石膏以每英亩0.5吨的价格进行地面撒施,与未处理对照相比,产品成本为每英亩22.50美元,应用成本为每英亩9.29美元。试验田宽40英尺,长200英尺,种植先锋91M01大豆,每行相距7.5英寸,每英亩种子17.5万粒。这两种治疗方法随机重复4次。审判于2014年5月23日开始。土壤为Cheboygan壤土,pH为6.9,阳离子交换容量(CEC)为5.1 meq/100g。之前的作物是小麦,然后是燕麦覆盖作物,在种植前对种子进行了接种处理。最上面发育完全的三叶叶于8月6日取样进行营养分析,大豆于11月1日收获。

2014年,密歇根州罗杰斯市,石膏对大豆叶片养分浓度和产量的影响。

治疗

叶钙(%)**

叶硫(%)

叶氮(%)

叶镁(%)

叶硼(ppm)

收益率(bu / A) *

0.5 T/A石膏

1.26

0.30

4.72

0.28

15

31.94

控制

1.14

0.19

4.01

0.30

21

25.34

*大豆产量差异显著(p<0.05)。产量调整为13%水分。
**分析了第一三叶叶组织的营养成分。

对于大豆,钙的充足范围是0.35%到2.00%。两种治疗都能提供足够的钙。大豆的硫充分率范围在0.20%至0.40%之间。石膏处理使大豆从轻度缺硫状态达到最佳硫充足状态。值得注意的是,每英亩施用20至40磅硫磺一般会纠正硫磺缺乏。我们的石膏处理每英亩供应180磅。选择这一速率是为了突出石膏作为土壤改良剂的优势,它能够改善土壤耕度和渗水。然而,在粗粒土壤中,这些物理性质不需要考虑,可以假设所测得的产量增加仅与硫肥有关。如果是这样的话,较低的利率可能同样表现良好。

有趣的是,除了解决硫缺乏,石膏处理还增加了大豆植株对氮的吸收。这可能是由于硫和氮在蛋白质合成中的相互关联的作用,其中硫缺乏会限制氮的有效吸收和利用。其他不太理想的营养相互作用也发生了。在我们的试验中,石膏处理限制了大豆对镁和硼的吸收。已知钙在化学上与镁等其他阳离子竞争,并抑制硼的吸收。我们的石膏处理使大豆植物从这些次要营养素和微量营养素的充足状态变为轻度缺乏状态。尽管如此,据说用石膏处理过的植物在颜色上更绿,节间更长,健康的根结节更多,每株荚果更多,尽管这些变量没有被测量出来(见图)。石膏处理和未处理对照之间的产量差异具有统计学意义,平均每英亩6.6蒲式耳(p<0.05,见表)。产品和应用总成本为每英亩31.79美元。

在本试验的背景下,石膏促成了有吸引力的结果。然而,硫的其他来源,如硫酸铵(AMS),硫酸钾,单质硫和有机物质是可用的,可能比石膏更具优势。首先,其他来源不含有大量的钙,会影响次要营养素和微量营养素的吸收。此外,AMS和单质硫会使碱性土壤酸化,而石膏和硫酸钾对土壤ph值的影响很小。许多生产商已经使用AMS作为草甘膦的辅助剂。在种植系统中添加肥料或覆盖作物作为有机硫的来源可以带来其他好处,例如提高保水能力和增加生物活性。

参考文献

  • 营养来源细节:石膏,国际植物营养研究所事实说明#16
  • 硫及其与氮的相互作用,澳大利亚作物科学杂志
  • 钙(ca++)基础知识频谱分析
  • 2014自定义机器和工作速率估计密歇根州立大学推广情况说明
  • 密歇根州矿产统计专员的年度报告,1881年

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