免耕小麦-大豆轮作系统中表面石灰、磷石膏和过磷酸钙对谷物生产的协同效应研究

热带和亚热带地区土壤普遍存在酸化和养分匮乏问题。为解决这一难题，巴西研究人员通过5年田间试验，系统研究了表面施用石灰(SL)结合过磷酸钙(SSP)撒施/沟施或磷石膏(PG)对免耕小麦-大豆轮作系统的影响。研究发现单独施用石灰可显著改善0-1米土层酸度，结合SSP或PG能进一步提升小麦产量达70%，为热带地区可持续农业提供了重要实践方案。

　　

在热带和亚热带农业系统中，土壤酸化和营养缺乏是制约作物产量的关键瓶颈。这些地区土壤普遍存在钙(Ca²⁺)、镁(Mg²⁺)等阳离子匮乏，同时铝(Al³⁺)毒害严重，导致根系发育受阻、养分吸收效率低下。尽管免耕技术(no-till)能改善土壤结构，但表层施肥难以有效缓解深层土壤酸化问题。传统磷肥如过磷酸钙(SSP)和工业副产品磷石膏(PG)虽含钙、硫等元素，但其与石灰配合使用的长期效应尚不明确。

巴西蓬塔格罗萨州立大学"Cap?o da On?a"实验农场的研究团队开展了为期5年的田间试验，在典型氧化土(Oxisol)上系统评估了表面施用石灰(SL)结合不同磷源对小麦-大豆轮作系统的影响。研究发现单独施用石灰即可显著提升0-1米土层pH值，降低铝饱和度，而配合SSP或PG能额外增加小麦产量达70%。该成果为热带地区可持续农业提供了重要实践方案，论文发表在土壤科学领域期刊《Soil Security》上。

研究人员采用随机区组设计，设置5种处理：对照、单施石灰、石灰+SSP撒施、石灰+SSP沟施、石灰+PG。通过分层采样(0-1米)监测土壤化学性质变化，结合叶片营养诊断和产量测定，系统评估了不同处理的改良效果。关键发现包括：表面石灰施用显著提高了0-0.2米土层pH和盐基饱和度，并在5年内将改良效果延伸至1米深度；SSP和PG处理显著增加了土壤有效磷(P)和硫酸盐硫(SO₄-S)含量；小麦对磷硫补充的响应显著强于大豆。

在土壤化学性质方面，研究证实表面石灰施用形成了明显的改良梯度。施用1年后，0-0.2米土层pH显著提升；3-5年后，改良效果延伸至1米深度。值得注意的是，添加SSP或PG并未显著增强石灰的酸化改良效果，但SSP撒施处理在增加深层土壤SO₄-S含量方面表现突出。

作物响应方面，小麦比大豆表现出更强的养分敏感性。石灰处理使小麦叶片钙、镁含量显著增加，钾含量降低；大豆则主要表现出氮、钙、镁含量的提升。产量数据显示，五年累计小麦产量增幅达40-70%，而大豆增幅稳定在36%，证实小麦对磷硫补充的响应更为显著。

该研究创新性地证实了在免耕系统中，表面施用石灰可有效缓解深层土壤酸化，而配合SSP撒施或PG能进一步优化小麦产量。这一发现为热带地区构建可持续种植模式提供了重要参考，特别是明确了SSP作为钙、硫补充源的实用价值。研究同时揭示了不同作物对土壤改良的响应差异，为精准施肥提供了理论依据。未来研究可进一步优化改良剂配比，并探索在气候变化背景下水分-养分协同管理策略。