關艷玉

(賀州市八步區(qū)土肥站，廣西 賀州 542899)

土壤酸堿度是土壤重要的化學性質指標之一，其對土壤養(yǎng)分含量、養(yǎng)分有效性和土壤微生物活動有重要影響，進而影響著作物的生長發(fā)育[1-3]。一般土壤pH值小于6.5則歸類為酸性土壤。土壤酸化是土壤退化的一種表現(xiàn)形式，指土壤酸性增加，變?yōu)閺娝嵝?、極強酸性的一種自然現(xiàn)象。是土壤吸收性復合體接受了一定數(shù)量交換性氫離子或鋁離子，使土壤中堿性(鹽基)離子淋失的過程，導致土壤鹽基飽和度下降[4]。酸化是土壤風化成土過程的重要方面，導致pH值降低，形成酸性土壤，影響土壤中生物的活性，改變土壤中養(yǎng)分的形態(tài)，養(yǎng)分的淋溶，降低養(yǎng)分的有效性，造成土壤生產能力下降；同時也會促使游離的錳、鋁離子溶入土壤溶液中，對作物產生毒害作用[5]。此外，土壤酸化還會增加土傳病害，造成線蟲肆虐，使農作物出現(xiàn)缺素癥，抑制農作物根系發(fā)育，加重土壤板結，導致土壤有益微生物種群發(fā)生變化，細菌個體生長變小，生長繁殖速度降低，如分解有機質及其蛋白質的主要微生物類群芽孢桿菌、放線菌、甲烷極毛桿菌和有關真菌數(shù)量降低，影響營養(yǎng)元素的良性循環(huán)，造成農業(yè)減產等，不利于農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

由于化肥的過量施用和不平衡施肥，我國耕地土壤酸化占比越來越大，特別是南方地區(qū)土壤酸化現(xiàn)象在不斷加劇[6]。土壤酸化的改良方法包括采用化學改良劑進行改良和采用生物方法進行改良修復[7]?；瘜W土壤改良劑也稱為土壤調理劑，主要包括石灰類改良劑、有機改良劑、礦石類改良劑和新型改良劑等，可用來改善土壤的理化性質，使土壤恢復至更適合農作物的生長發(fā)育[3]。酸性土壤改良劑可以有效修復土壤酸化，解決因土壤酸化而導致的農作物減產問題。因此，本研究針對廣西賀州市酸化土壤問題，開展施用石灰、有機肥、土壤調理劑和綠肥壓青等不同土壤改良試驗，對比不同處理方法對酸化土壤改良和水稻產量的影響，為賀州市酸化土壤改良生產實踐提供借鑒。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試品種

供試水稻品種為“隆晶優(yōu)蒂占”。

1.1.2 供試肥料

復合肥料氮磷鉀含量為42%(N-P2O5-K2O=16-10-16)，湖北茂盛生物有限公司生產；有機肥有機質含量≥45%，石家莊金太陽生物有機肥有限公司生產；氮肥為尿素，含N量≥46.0%，四川美豐化工有限公司生產；鉀肥為氯化鉀，含K2O量≥60%，四川美豐化工有限公司生產；土壤調理劑為豐收延牌土壤調理劑(SiO2≥4%、CaO≥30%、MgO≥8%、pH值11～13)，西部環(huán)保有限公司生產；石灰為市售石灰粉。

1.1.3 試驗地點

試驗地點為廣西賀州市八步區(qū)賀街鎮(zhèn)壽峰村徐水弟農戶責任田，E111°40′40″，N24°22′1″。試驗田常年種植水稻，田塊平坦、整齊、肥力均勻。所選稻田地塊的土壤理化性質為pH5.30；容重1.31，有機質15.4g·kg-1，全氮1.25%，有效磷161.8mg·kg-1，速效鉀112mg·kg-1，土壤交換性鈣2.56mg·kg-1，土壤交換性鎂0.32mg·kg-1，有效錳7.65mg·kg-1，交換性鹽基總量0.45cmol(+)·kg-1，CEC值5.26cmol(+)·kg-1。

1.2 試驗設計

試驗設置5個處理，每個處理3次重復，采用隨機區(qū)組排列。處理1：CK(對照)，按當?shù)胤N植習慣測土配方施肥(氮∶磷∶鉀=150∶60∶120kg·hm-2)，復合肥600kg·hm-2，尿素117kg·hm-2，氯化鉀40.5kg·hm-2；處理2：在處理1的基礎上施用石灰，用量900kg·hm-2；處理3：在處理1的基礎上施用商品有機肥，用量為4500kg·hm-2；處理4：在處理1的基礎上施用綠肥(壓青)，油菜用量22500kg·hm-2；處理5：在處理1的基礎上施用土壤調理劑，用量1500kg·hm-2。每個試驗處理小區(qū)面積為30m2，小區(qū)長度6m，寬度5m。小區(qū)間筑田埂并用農膜包裹。各處理重復間留排水溝，各小區(qū)可以單灌單排，小區(qū)試驗田四周設1m保護行。試驗田于2021年3月10日播種，4月12日移栽，插植規(guī)格為16.7cm×26.7cm，插植密度為22.50萬蔸·hm-2。石灰、綠肥和土壤調理劑在翻地時施入，各時期施用量(以純量計)占總施肥量的比例：基肥，30%的氮肥、50%的鉀肥、全部的磷肥和有機肥作基肥；分蘗肥，分蘗始期施40%的氮肥、30%的鉀肥作分蘗肥；穗肥，在幼穗分化二期施30%的氮肥、20%的鉀肥作幼穗分化肥。其他水稻田間管理措施按當?shù)厣a技術操作。7月21日水稻成熟收獲。

1.3 水稻生育期性狀觀察

對水稻整個生育期農藝性狀進行觀察記錄，包括生育期、株高、分蘗消長、葉色的觀測和記錄。水稻移植后7d，開始調查其分蘗消長與株高，連續(xù)調查5次，分別對水稻生長速度進行調查，按對角線2點取樣，每個點隨機取連續(xù)5蔸。水稻收獲考種及經(jīng)濟性狀觀測包括有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結實率、千粒重、谷稈比、稻谷產量。收獲前每個試驗點選1個重復，每個小區(qū)ⅹ形定5點，每點隨機連續(xù)定2蔸，共10蔸，齊地面割下帶回實驗室進行考種調查。收獲時整區(qū)收獲測算經(jīng)濟產量。

1.4 樣品采集與制備

1.4.1 土壤樣品采集與制備

利用土壤采樣器在試驗水稻田中隨機選擇15個采樣點采集試驗前和試驗后各處理區(qū)耕作層土壤，除去土壤中混雜的石塊、雜草和根系等雜物，充分混勻，風干，用四分法取適量樣品，將其全部粉碎后過0.149mm孔篩，混勻，將其密封在密封袋中，用于土壤理化性質的測定。

1.4.2 稻谷樣品采集與產量定測

7月21日水稻收獲，收割每小區(qū)的稻谷裝袋，脫粒，稱重，記為每小區(qū)鮮稻谷產量；并在每一處理每個小區(qū)分別隨機取1000g鮮稻谷帶回實驗室，稱出稻谷鮮重，分別進行風干、揚凈，曬干后稱重測產，計算各小區(qū)風干鮮樣風干揚凈率。稻谷于105℃烘干至恒重，稱量并計算出每一處理的鮮稻谷含水率，據(jù)此算出每小區(qū)稻谷產量，最后折算出每處理稻谷的產量。各小區(qū)均采用對角線5點取樣，每點連續(xù)2蔸，共10蔸，進行考種。

1.5 樣品測定

土壤理化性質測定參照國家或行業(yè)標準測定方法測定。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2007對試驗數(shù)據(jù)進行處理分析，采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對水稻生物學性狀的影響

由表1、表2可知，移栽后不同時期不同處理對水稻的株高和分蘗數(shù)影響不大，各處理的水稻株高和分蘗數(shù)基本一致，其中處理1常規(guī)施肥的水稻株高和分蘗數(shù)最低，說明在常規(guī)施肥的基礎上施用石灰、有機肥、土壤調理劑和綠肥壓青處理對水稻株高和分蘗數(shù)有一定積極影響。由表3可知，各處理的水稻各生育期時間基本一致，僅相差2～3d。由表4可知，不同處理對水稻各生育期葉色影響不大，各生育期葉色也基本一致。由以上可知，常規(guī)施肥處理與在常規(guī)施肥基礎上施用石灰、有機肥、土壤調理劑和綠肥壓青處理對水稻生物學性狀影響不大。

表1 不同處理對水稻株高的影響

表2 不同處理對水稻分蘗數(shù)的影響

表3 不同處理對水稻生育期的影響

表4 不同處理對水稻各生育期葉色的影響

2.2 不同處理對水稻經(jīng)濟學性狀的影響

由表5可知，從處理1到處理5水稻植株的株高、總粒數(shù)、實粒數(shù)、結實率、千粒重和谷干比有遞增的趨勢，其中處理1的常規(guī)施肥處理的水稻植株各經(jīng)濟性狀都最低，說明在常規(guī)施肥基礎上施用石灰、有機肥、土壤調理劑和綠肥壓青處理對水稻植株經(jīng)濟性狀有積極影響。

表5 不同處理水稻植株經(jīng)濟性狀考種表

2.3 不同處理對水稻產量的影響

由表6可知，不同處理對水稻產量影響不同，其中處理1常規(guī)施肥處理的水稻產量最低，在常規(guī)施肥基礎上施用石灰、有機肥、土壤調理劑和綠肥壓青處理的水稻產量均比處理1高，且施用土壤調理劑處理的水稻產量最高，干谷產量達到6778.65kg·hm-2，增產率達到23.03%。差異性分析表明，在常規(guī)施肥的基礎上施用石灰、有機肥、土壤調理劑和綠肥壓青處理的水稻產量與處理1常規(guī)施肥處理相比有顯著性差異。說明在常規(guī)施肥的基礎上施用石灰、有機肥、土壤調理劑和綠肥壓青處理對水稻產量有積極的影響。

表6 不同處理對水稻產量的影響

2.4 不同處理對稻田土壤理化性質的影響

由表7可知，不同處理對土壤理化性質的影響不同。與對照處理相比，在常規(guī)施肥的基礎上施用石灰、有機肥、土壤調理劑和綠肥壓青處理的土壤pH值、交換性鹽基、交換性鈣和交換性鎂含量及CEC值均有所提高，而土壤容重則有所降低。其中，石灰、有機肥和綠肥壓青處理的土壤有機質含量提高較明顯。石灰處理的土壤全氮含量與對照一致，其他處理全氮含量均比對照處理高。石灰、有機肥和綠肥壓青處理的土壤有效磷含量比對照處理高，而土壤調理劑處理的土壤有效磷含量則比對照處理低。有機肥、綠肥壓青和土壤調理劑處理的土壤速效鉀含量比對照處理高，而石灰處理的土壤速效鉀含量則比對照處理低。綜上可知，在常規(guī)施肥的基礎上施用有機肥的處理3對酸化土壤的改良修復效果最好。

表7 不同處理對稻田土壤理化性質的影響

3 討論

石灰是酸化土壤常用改良劑，因其為堿性物質，可中和土壤酸性物質而達到改良酸化土壤的目的?，F(xiàn)有研究表明，施用石灰可以提高交換性Ca2+含量，降低土壤交換性H+、Al3+含量，從而提高土壤pH值，進而提高土壤養(yǎng)分有效性，降低鋁和其他重金屬元素對作物的毒害[8]，但深層酸化土壤修復效果不佳。另外，采用石灰改良酸化土壤也有一些負面作用，如石灰連續(xù)施用過多易造成土壤板結。

增加土壤有機質也是改良酸化土壤常用且容易實施的方法，該方法包括施用有機肥、秸稈回收還田、施用有機炭等。由于有機質中的有機酸陰離子可以吸附并中和土壤中的H+，因此施用有機質可以提高酸化土壤的pH值。另外，增加土壤有機質還能增加土壤顆粒凝聚性，改善土壤孔隙結構和土壤團粒結構，從而達到改良酸化土壤的目的。索龍等[9]研究表明，將玉米秸稈還田，可以有效提高土壤pH值，其可能作用積累是由于秸稈中灰化堿中和了土壤酸性物質。而隨著秸稈中灰化堿的消耗，秸稈對土壤酸度的改變作用隨著時間的推移逐步降低。也有研究表明，秸稈還田可以提高土壤酸堿緩沖性能，但在長期施用氮肥的基礎上增施秸稈可顯著降低土壤pH值，認為可能與秸稈本身的含氮量及陰陽離子組成有關[6]。張明等[10]研究表明，葡萄園酸性土壤在用不同種類作物秸稈改良時，酸性土壤的pH變化值與作物秸稈中的鹽基離子含量和灰化堿含量呈正相關，與秸稈中氮含量也呈正相關?，F(xiàn)有研究普遍認為，農作物秸稈中由于含有一定量的堿性物質，可中和土壤酸性物質，從而提高了土壤pH值，同時也可將土壤中的交換性鋁降低，并提高土壤交換性鹽基陽離子含量。

生物炭作為酸化土壤的改良劑成為人們研究的熱點[11-13]。生物炭呈堿性，且不易被土壤中微生物降解，因此可以作為酸化土壤的改良劑，施用生物炭可以改善酸性土壤的質量。張瑞清等[14]研究表明，生物質炭施加于酸化土壤中，降低了土壤中交換性氫和交換性鋁含量，同時也降低了土壤交換性酸含量，進而提高了土壤pH值，且隨著生物質炭施加量的增大土壤pH值提高越多。

新型土壤調理劑由于施用方便且同時具有保水、保肥以及對農作物有一定的增產等作用，被越來越多的用于酸化土壤的改良[3]。王日英研究采用石灰、土壤調理劑(含氧化鈣和氧化鎂)、鈣鎂磷肥、硅鈣肥(含二氧化硅、氧化鈣)等對酸性水稻田土壤進行改良試驗結果表明，不同土壤改良劑對提高土壤pH值均比對照增加值高，且水稻產量具有不同程度的提高，其中施用硅鈣肥的增產效果和改良酸性土壤的效果最好[4]。本試驗在常規(guī)施肥的基礎上施用石灰、有機肥、土壤調理劑(含二氧化硅、氧化鈣和氧化鎂)和綠肥壓青處理的土壤pH值、交換性鹽基、交換性鈣和交換性鎂含量及CEC值均有所提高，且對水稻產量具有不同程度的增產效果，其中含二氧化硅、氧化鈣和氧化鎂的土壤調理劑處理增產效果最好，與現(xiàn)有研究結果一致。

4 結論

綜上所述，在常規(guī)施肥的基礎上施用石灰、有機肥、土壤調理劑(含二氧化硅、氧化鈣和氧化鎂)和綠肥壓青處理對酸化土壤進行改良，施用含氧化硅、氧化鈣和氧化鎂的土壤調理劑(用量1500kg·hm-2)的處理水稻增產效果最好且對酸化土壤的改良效果有積極影響，比對照處理干谷增產1269.0kg·hm-2，增產率23.03%，土壤pH值增加0.12；其次是有機肥處理(施用量4500kg·hm-2)，比對照處理干谷增產1215.0kg·hm-2，增產率22.06%，土壤pH值增加0.17。具有較好的推廣意義。