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    寿宁县水田土壤酸化特征及其改良效果

    时间:2022-12-10 10:25:03 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

    潘香玉

    (福建省寿宁县土壤肥料技术站,福建寿宁355500)

    农业生产中由于农民对化肥依赖的不断增加,对有机肥的重视不足,不合理过量施用化肥,造成土壤板结,酸化严重,土壤肥力持续下降,土壤理化性状变差等现象[1-2]。谷雨等[3-4]研究表明,施用土壤调理剂或有机肥能有效提高水稻产量,改善土壤理化性状和土壤养分状况,从而改良酸化土壤。目前改良酸化土壤的技术模式有很多,不同模式土壤酸化改良效果差异明显。2021年5月起笔者在寿宁县承担不同模式土壤酸化改良试验,研究不同模式试验(土壤调理剂、土壤调理剂+商品有机肥、生物基炭有机肥等)对改良酸性土壤效果及对水稻产量与农艺性状的影响,以期为寿宁县酸性土壤改良提供依据。

    1.1 土样采集

    根据《全国耕地地力调查与质量评价技术规程》和《2020年寿宁县耕地质量等级评价报告》,土壤样品采集参考地形地貌、土壤类型、土地利用、耕作制度、作物产量水平等因素,将全县划分为若干个区域,研究水田耕地土壤酸化特征特性。全县合计采集土壤样品1 500多个。

    1.2 试验田土壤

    试验田选择在福建省宁德市寿宁县大安乡大熟村土壤酸化稻田内,试验土壤土种是灰泥田,土壤质地为中壤土,耕作层土壤pH=5.51、有机质32.8 g/kg、碱解氮为152 mg/kg、速效钾为53 mg/kg、交换性钙为560 mg/kg;
    有效铬为0.411 mg/kg、有效镉为0.078 mg/kg、有效铅为17.89 mg/kg、有效汞为0.019 mg/kg、有效砷为0.36 mg/kg。供试试验田块土地平整,土壤肥力等级均匀,水源水量丰富排灌水方便,试验田块形状规正,运输交通便利。

    1.3 试验种子与化肥品种

    试验水稻品种为广8优165。试验化肥为福建省三明产尿素(N 46%)、山东省济南产过磷酸钙(P2O512%)、俄罗斯产氯化钾(K2O 60%)、玛塔牌土壤调理剂(CaO≥45%、pH:8.5~10.5)、商品有机肥和基炭有机肥含量相同(有机质≥55%,纯氮+纯磷+纯钾≥6%)。

    1.4 试验模式设置

    试验设置4个处理,3次重复,每个处理面积为20 m2。处理间设置田埂用塑料薄膜覆盖,隔离防渗,单独排灌,四周保留保护行。各试验处理如下,处理1:配方施肥CK(不施土壤调理剂);
    处理2:配方施肥+土壤调理剂(每667m2用量200 kg);
    处理3:配方施肥+土壤调理剂(每667m2用量200 kg)+商品有机肥(每667m2用量200 kg);
    处理4:配方施肥+生物类基炭有机肥(每667m2用量200 kg)。配方施肥处理每667m2用肥量(折纯量):氮肥9.5 kg、磷肥3.8 kg、钾肥6.65 kg。

    1.5 试验作物田间栽培管理

    试验于2021年5月2日播种,35 d秧龄后插秧。基肥:尿素施用量45%、过磷酸钙全部施用、氯化钾施用量50%,土壤调理剂全部施用;
    6月27日分蘖肥施40%尿素、50%氯化钾;
    7月3日喷施杀虫双、多菌灵;
    7月20日施穗肥氮肥用量占15%;
    8月26日喷施噻嗪酮、阿维菌素、井冈霉素。10月2日取样考察有效穗、穗粒数、结实率、千粒重和穗长等,并进行小区实割测产。

    2.1 土壤酸化特征

    寿宁县地处福建闽东山区,全年气候温暖潮湿,春夏秋冬四季分明,年降雨量丰富,耕地土壤多数呈酸性至强酸性。土样分析结果表明,寿宁县水田土壤pH均值介于4.78~5.52,总平均值为5.08,其中pH<4.5强酸性耕地土壤面积占耕地总面积的1.94%,主要分布于坑底乡和大安乡,合计占全县pH强酸性的耕地总面积的60.39%;
    pH 4.5~5.5酸性耕地土壤面积占耕地总面积的95.41%,主要分布于平溪镇、芹洋乡、托溪乡、下党乡、凤阳镇、斜滩镇、西溪镇和南阳镇,合计占全县pH 4.5~5.5酸性耕地总面积的54.87%,说明寿宁县耕地土壤多数酸性强,影响农作物的正常生长和好气土壤微生物活动。根据第2次土壤普查结果,全县有99.69%的水田土壤pH<6.50,其中pH 4.50~5.50占水田总面积的37.43%;
    而本次调查的水田土壤pH值均处于4.50~5.50。可见,自第2次土壤普查以来,寿宁县水田酸性土壤面积比例有较大提高,酸化的原因与20多年来偏施化肥有关。由表1可见,不同水田土壤类型、不同耕作制度间的土壤pH平均值也有所差异,其中以渗育型水稻土和旱作区的土壤酸性最强,这可能也与水田地下水位高低、排灌条件和耕作制度有关。

    表1 寿宁县不同水田及耕作制度土壤酸碱度变化

    2.2 不同技术模式改良效果

    2.2.1 水稻农艺性状 如表2所示,与处理1(CK)相比,不同处理的有效穗数每667m2增加0.41万~0.82万,株高提高了3.2~9.1 cm,每穗粒数增加9.2~14.1粒,结实率略有提高,千粒重提高0.2~0.4 g。可见,不同处理均可不同程度提高水稻的穗数、穗粒数、结实率、千粒重等,其中以配方施肥+土壤调理剂+商品有机肥处理(处理3)的提高效果最好。

    表2 不同处理对水稻农艺性状的影响

    2.2.2 各处理水稻的产量 从表3看出,各试验处理产量为处理3>处理2>处理4>处理1。方差分析结果表明,不同处理的水稻产量均显著或极显著高于对照,其中处理3与处理1间差异极显著,处理2、处理4与处理1间差异显著。同处理1(CK)相比,不同处理的水稻产量每667m2增产39.4~55.6 kg,增产幅度达9.08%~10.79%,其中以配方施肥+土壤调理剂+商品有机肥处理(处理3)对水稻的增产效果最好。

    表3 不同处理对水稻产量的影响

    2.2.3 效益分析 按照当时市场价格水稻3.6元/kg、三明尿素3.8元/kg、济南过磷酸钙为1.5元/kg,俄罗斯氯化钾为5.2元/kg,玛塔牌的土壤调理剂0.8元/kg,圣农牌商品有机肥0.9元/kg,生物炭基有机肥0.8元/kg计算各处理的稻谷收益(表4),可看出与处理1(CK)相比,不同处理的收益差异较大,处理3每667m2减少了140.2元,处理4每667m2减少了18.1元,处理2每667m2增加了8.5元。

    表4 不同处理对水稻效益的影响

    2.2.4 各处理土壤理化性状比较 同处理1(CK)对比,各处理的土壤pH值提高0.08~0.28个单位,有机质提高了4.7~8.3 g/kg(提高16.0%~28.3%),碱解氮降低了6.0~23.0 mg/kg(降低3.3%~12.6%),有效磷提高了11.0~53.8 mg/kg(提高31.7%~155.0%),速效钾提高了2.0~12.1 mg/kg(提高4.2%~25.6%),交换性钙提高了208.0~402.0 mg/kg(提高35.7%~69.1%)(表5)。综上,不同处理均提高pH值、有机质、有效磷、速效钾、交换性钙等含量,其中,处理2和处理3的效果相对较好。

    表5 不同处理对土壤理化性状的影响

    2.2.5 各处理土壤重金属含量比较 同处理1(CK)比较,不同处理的土壤有效铬含量降低0.010~0.094 mg/kg(降低2.4%~22.9%),有效镉含量降低了0.027~0.047 mg/kg(降低37.5%~65.3%),有效铅含量降低0.799~1.501 mg/kg(降低4.8%~9.0%),有效砷降低0.020~0.051 mg/kg(降低8.3%~21.3%),而对于土壤有效汞的影响,只有处理2降低了土壤有效汞的含量(降低18.2%),而另外2个处理土壤有效汞的含量却提高了9.1%~27.3%(表6)。由此可见,土壤调理剂处理(处理2)能全面降低有效铬、有效镉、有效铅、有效汞、有效砷含量,土壤改良效果较佳。

    表6 不同处理对重金属含量的影响

    寿宁县水田土壤pH均值介于4.78~5.52,总平均值为5.08,表明寿宁县水田土壤普遍酸化;
    渗育型水稻土和旱作区土壤酸性最强,其土壤pH值变化可能也与水田地下水位高低、排灌条件和耕作制度有关,有待进一步研究探讨。在水稻产量上,不同改良技术模式处理的水稻产量每667m2增加了39.4~55.6 kg,增产幅度为9.08%~10.79%。水稻产量从高到低依次:土壤调理剂+商品有机肥处理>土壤调理剂处理>生物基炭有机肥处理。但综合经济效益来看,以土壤调理剂处理(处理2)为佳。在土壤理化性状中,不同改良技术模式处理提高了pH值、有机质、有效磷、速效钾、交换性钙等含量,不同模式提升土壤理化性状效果依次:土壤调理剂处理>土壤调理剂+商品有机肥处理>生物基炭有机肥处理。在土壤重金属中,不同酸化改良模式处理降低了土壤有效铬、镉、铅、砷等重金属含量,降低效果依次为:土壤调理剂处理>生物基炭有机肥处理>土壤调理剂+商品有机肥处理;
    与此同时,土壤调理剂处理还可降低土壤有效汞的含量。

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