石膏(CaSO4·2H2O)是一种软矿物，目前被公认为干墙和石膏的主要成分，也是已知最古老的农业土壤改修剂之一。科学家们在18世纪中期首次研究并推广了“抹灰”土地。农业中使用的石膏产品通常含有18- 23%的钙和bob体育合法吗15- 19%的硫，少量的其他植物营养物质，如镁和铁，以及微量污染物。除了作为肥料的价值外，石膏中的可溶性钙已被证明可以改善易分散和结壳的粘土或钠性土壤的物理结构。

现在有两种类型的农业石膏可供种植者使用:天然石膏和合成石膏。天然石膏是从咸水蒸发形成的沉积物中开采出来的。在过去的150年里，密歇根下半岛有许多多产的石膏采石场，主要在肯特郡和Iosco县。化肥工业的一种较新的产品是从烟气脱硫中提取的合成石膏。该工艺使用石灰浆从化石燃料发电厂的烟道气中去除二氧化硫，产生石膏作为副产品。一般来说，烟气脱硫合成石膏比天然石膏纯度更高，在密歇根州作为危险废物不受监管，使其易于为种植者提供土地应用。

密歇根州的大多数土壤为大豆生产提供了足够的钙，而且不容易出现结构不稳定的情况，而这种结构不稳定可能需要大量施用石膏。然而，密西根州的一些粗糙质地的土壤，由于有机质的硫矿化潜力较低，可能存在硫缺乏的风险，从而限制大豆产量。有效硫水平不足不仅对大豆直接有害，而且由于硫和氮在蛋白质合成中的协同作用，还会抑制作物对氮的吸收和利用。自1963年《清洁空气法》颁布以来，由于空气污染导致大气中硫的沉积减少(每年每英亩8-15磅)，以及bob体育合法吗化肥和农药中含硫杂质的去除，硫缺乏在美国农业中变得越来越普遍。

2014年获SMaRT(大豆管理与研究技术)bob体育登录在密歇根州罗杰斯bob体育登录市进行的一个农场研究项目研究人员发现，每英亩半吨散装天然石膏可以纠正大豆中轻微的硫和次生氮不足，比未处理的对照组平均每英亩增产6.6蒲式耳。2015年，第二个SMaRT农场研究项目在密歇根州罗杰斯市的另一bob体育登录个场地进行，以回答我们去年工作提出的三个问题:

1. 大豆产量将如何应对同样高比例的合成石膏?
2. 低球团率的天然石膏能更有效地提供所需的硫吗?
3. 一个有机质浓度略高、土壤阳离子交换能力略高、有机质硫矿化潜力较大的地点会如何影响我们的结果?

2015年我们选择的现场场地主要是Omena和Hagensville细砂壤土，pH值为7.3，阳离子交换容量为10.5 meq/100g。在大豆种植前，以三种不同的速率(见表)对石膏土合成石膏和SuperCal SO4颗粒化天然石膏进行表面撒播，以与未处理的对照进行比较。地块有40英尺宽(用石灰撒撒机撒合成石膏)或60英尺宽(用肥料撒撒机撒石膏球)，1000英尺长。先驱者91M01大豆以每英亩18万粒种子的速度每行播种7.5英寸。这四种治疗方法随机重复四次。在2015年6月2日播种前，之前的作物是大豆，种子经过了接种剂处理。最上面发育完全的三叶叶于7月23日取样进行营养分析，大豆于10月12日收获。

2015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(%)	收益率(bu / A) *
每英亩150磅的石膏矿	1.01	0.35	5.14	37.00
每英亩合成石膏0.5吨	1.03	0.36	4.94	37.43
每英亩合成石膏1.0吨	1.06	0.36	4.84	36.85
未经处理的控制	1.01	0.34	4.97	38.20

*大豆产量无显著差异(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。

对于大豆叶片组织，确定的钙充足范围为0.35 ~ 2.00%，硫为0.20 ~ 0.40%，氮为4.70 ~ 6.00%。我们的数据表明，所有处理，包括未处理对照，都为大豆生产提供了足够的钙、硫和氮。由此可见，2015年施用石膏并没有造成显著的产量差异。那么，与2014年每英亩6.6蒲式耳的产量增长相比，为什么会出现如此巨大的反差呢?最可能的解释与我们两个农场研究地点之间的土壤质量差异以及2014年和2015年生长季节的天气条件有关。bob体育登录

土壤中超过95%的硫和氮以有机形式存在。大豆对这些营养物质的获取依赖于生物矿化和氮的固定。我们2014年的现场只有1.9%的土壤有机质可以通过矿化提供硫和氮。此外，其粗糙的土壤质地和相对较低的阳离子交换容量(5.1 meq/100g)可能限制了土壤保留矿化硫和氮以供大豆根系进入的能力。

相比之下，2015年的土壤有机质含量略高(2.0%)，用于供应硫和氮。土壤质地也更细，这导致了更高的阳离子交换容量10.5 meq/100g，以及更大的向植物根系输送硫和氮的能力。总之，这些土壤质量差异在2015年造成的情况是，与2014年相比，不太可能导致硫和氮缺乏。这表明，关于哪些地点可能容易出现硫和次生氮缺乏的预测应该主要基于土壤质量的测量。

我们两年研究的另一个差异是天气，尤其是温度。根据联合国气候变化组织的数据，2014年6月1日至11月1日期间，日积月增的气温(GDD基准50华氏度)比五年平均水平低13%霍克斯，密歇根环境气象站．另一方面，2015年相当温暖，GDD积累略高于平均水平。我们两年研究期间的温差可能加剧了我们两个地点的土壤质量差异，减缓了2014年的养分矿化，导致了土壤bob体育登录的缺乏。

你可能会问，我们研究中使用的天然和合成石膏产品之间的差异，它们的纯度或钙和硫以外的营养物质的浓度是否起了作用。组织分析表明，在这两年和所有治疗中，所有其他营养物质都有足够的量。这表明，上述土壤质量和温度的差异，而不是所使用的石膏来源，推动了我们观察到的产量响应。

这项研究由bob体育登录SMaRT项目(大豆管理与研究技术)实现。SMaRT项目是为了帮助密歇根州的生产者提高大豆产量和农场盈利能力而开发的。SMaRT项目是一个伙伴关系BOB体育密歇根州立大学和密歇根大豆检查程序。

参考文献

• 营养来源:石膏国际植物营养研究所
• 硫与氮的相互作用，澳大利亚作物科学杂志
• 钙(ca++)基础知识美国频谱分析公司
• 2015年自定义机器和工作速率估计，密歇根州立大学扩展场信息资源管理
• 密歇根州矿产统计专员的年度报告，1881年， C.E.赖特(1882年)。