土壤調(diào)理劑在水稻生產(chǎn)中的應(yīng)用效果

陳正道，楊艷

(1.浙江省耕地質(zhì)量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020； 2.浙江豐瑜生態(tài)科技股份有限公司，浙江 浦江 322200)

水稻是我國(guó)種植面積最大的糧食作物，國(guó)內(nèi)有60%以上的人口以水稻作為主食，其產(chǎn)量高低直接關(guān)系到糧食安全和社會(huì)穩(wěn)定[1-2]。我國(guó)水稻生產(chǎn)過程中地力貢獻(xiàn)率均值高達(dá)60.2%[3]，南方水稻的地力貢獻(xiàn)率約為29.4%，土壤肥力對(duì)水稻產(chǎn)量影響重大[4]。當(dāng)前，我國(guó)多數(shù)地區(qū)耕地質(zhì)量總體水平不高，土壤有機(jī)質(zhì)含量低于10 g·kg-1的面積占26%，優(yōu)良品種高產(chǎn)潛力的發(fā)揮受到限制，大量使用化肥成為水稻增產(chǎn)或維持高產(chǎn)的主要手段[5-6]。長(zhǎng)此以往，導(dǎo)致水稻抗病蟲害能力減弱、稻米品質(zhì)下降、生產(chǎn)成本增高、農(nóng)業(yè)面源污染加重等問題[7-8]，此外，化肥的連年施用使得稻田土壤質(zhì)量退化更為嚴(yán)重，可持續(xù)生產(chǎn)能力逐年降低，對(duì)水稻生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅[9]。

因此，以提高水稻產(chǎn)量和改善土壤環(huán)境綜合效應(yīng)為目標(biāo)，探索新的生產(chǎn)模式成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。土壤調(diào)理劑具有提升土壤肥力、改善土壤質(zhì)地、調(diào)節(jié)土壤pH值、降低土壤重金屬毒害等功能[10-11]，從而提高退化土壤的生產(chǎn)力，為水稻生產(chǎn)提供有利條件。本文通過土壤調(diào)理劑在水稻生產(chǎn)中的應(yīng)用效果研究，以期為水稻高產(chǎn)和土壤肥力提升提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)在浦江縣巖頭鎮(zhèn)勝建村進(jìn)行，試驗(yàn)田土壤基礎(chǔ)肥力：有機(jī)質(zhì)含量19.2 g·kg-1，全氮1.2 g·kg-1，有效磷17.3 mg·kg-1，速效鉀74.5 mg·kg-1，pH 4.9。

供試肥料為“土沃寶”土壤調(diào)理劑(浙江豐瑜生態(tài)科技股份有限公司)，對(duì)照肥料為“碩肥”精制有機(jī)肥(杭州鑫峰有機(jī)肥制造有限公司，N +P2O5+K2O≥5.0%，有機(jī)質(zhì)含量≥45%)。供試水稻品種為甬優(yōu)1540。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)土壤調(diào)理劑處理，基肥施用量為7.5 t·hm-2，以基肥施用普通有機(jī)肥7.5 t·hm-2為對(duì)照(CK)。2016—2018年連續(xù)進(jìn)行3 a，小區(qū)面積20 m2，重復(fù)3次，小區(qū)間用水泥砂漿筑埂分隔而成。處理和對(duì)照的管理措施同普通栽培。

1.3 樣品采集及測(cè)定

水稻收獲后各小區(qū)單打單曬，測(cè)定水稻產(chǎn)量。按“S”形取樣法采集0～20 cm土樣，自然風(fēng)干后測(cè)定土壤理化性狀，包括有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、陽離子交換量、pH值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用Origin 9.0軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻產(chǎn)量

由圖1可知，施用土壤調(diào)理劑處理能提高水稻產(chǎn)量，3 a試驗(yàn)水稻產(chǎn)量分別為8.105 t·hm-2、8.286 t·hm-2、8.417 t·hm-2，較對(duì)照分別增產(chǎn)9.7%、6.8%和5.6%，平均增幅為7.4%。隨著土壤調(diào)理劑施用年限的增加，水稻產(chǎn)量呈遞增趨勢(shì)，但增產(chǎn)率逐年降低。

圖1 土壤調(diào)理劑處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

2.2 土壤養(yǎng)分狀況

2.2.1 有機(jī)質(zhì)和全氮含量

由圖2可知，水稻施用土壤調(diào)理劑處理能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，與對(duì)照相比，2016—2018年分別增加27.4%、30.2%和24.4%，且土壤調(diào)理劑處理的有機(jī)質(zhì)含量逐年遞增。同時(shí)，施用土壤調(diào)理劑處理提高了土壤全氮含量，3 a試驗(yàn)比對(duì)照分別提高25.0%、23.1%和36.4%。

圖2 土壤調(diào)理劑處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量的影響

2.2.2 土壤有效磷和速效鉀含量

圖3可知，土壤調(diào)理劑對(duì)土壤有效磷含量有一定的提升作用，與對(duì)照相比，2016年增幅達(dá)76.2%。繼續(xù)施用土壤調(diào)理劑，土壤有效磷含量變化趨緩，2017年和2018年分別增加36.8%、16.7%。施用土壤調(diào)理劑對(duì)土壤速效鉀含量增幅較大，3 a的數(shù)據(jù)比對(duì)照分別提高79.2%、81.6%和84.2%。施用土壤調(diào)理劑，不同年份土壤有效磷和速效鉀含量增減趨勢(shì)一致。

圖3 土壤調(diào)理劑處理對(duì)土壤有效磷和速效鉀含量的影響

2.3 土壤陽離子交換量和pH值

陽離子交換量是評(píng)價(jià)土壤保水保肥以及緩沖能力的重要指標(biāo)[12]。由圖4可知，施用土壤調(diào)理劑對(duì)土壤陽離子交換量有明顯的提升作用，實(shí)施年限越長(zhǎng)，陽離子交換量越高，如試驗(yàn)第3年(2018年)的土壤陽離子交換量達(dá)11.6 cmol·kg-1，較2016年提高11.5%，而對(duì)照僅提高3.5%。3 a平均土壤陽離子交換量為10.9 cmol·kg-1，比對(duì)照增加25.3%。

圖4 土壤調(diào)理劑處理對(duì)土壤陽離子交換量和pH的影響

施用土壤調(diào)理劑對(duì)土壤酸堿度也有明顯的改善作用，2016—2018年試驗(yàn)施用土壤調(diào)理劑處理的pH分別為5.25、5.41和5.52，比對(duì)照分別提高9.4%、12.2%和13.6%，pH值和增幅均逐年提高。由此可見，土壤調(diào)理劑對(duì)土壤酸化治理具有良好的效果。

3 討論

施用土壤調(diào)理劑有利于水稻生長(zhǎng)生育，對(duì)其分蘗數(shù)、有效穗數(shù)和千粒重等農(nóng)藝性狀有積極影響，進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量[13-14]。本研究表明，生產(chǎn)中以土壤調(diào)理劑作基肥，水稻產(chǎn)量可有效增加，且隨著調(diào)理劑施用年限的增長(zhǎng)，產(chǎn)量逐年提升，2016—2018年產(chǎn)量分別為8.105、8.286和8.417 t·hm-2，分別比對(duì)照增產(chǎn)9.7%、6.8%和5.6%，水稻增產(chǎn)率逐年降低，這可能與水稻最大生產(chǎn)潛力的發(fā)揮有關(guān)。

土壤調(diào)理劑能有效改良土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)土壤酸堿度、改善土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況，如提高土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀等含量[11,15]。土壤調(diào)理劑還能通過增加土壤有機(jī)膠體和有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膠體量，使土壤陽離子交換量得到提升[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，施用土壤調(diào)理劑，收獲期稻田土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量相對(duì)較高，各指標(biāo)分別比對(duì)照增加24.4%～30.2%、23.1%～36.4%、16.7%～76.2%和79.2%～84.2%。施用土壤調(diào)理劑對(duì)土壤陽離子交換量有顯著的提升作用，施用第3年數(shù)值較第1年提高11.5%，而施用普通有機(jī)肥僅提高3.5%。連續(xù)施用土壤調(diào)理劑后，稻田土壤pH值逐年提高，比對(duì)照分別提高9.4%、12.2%和13.6%，因此，土壤調(diào)理劑在土壤肥力提升、酸化治理等方面具有良好的效果。

綜上所述，土壤調(diào)理劑可以有效改善土壤理化性狀，優(yōu)化土壤環(huán)境，促進(jìn)水稻增產(chǎn)，增加經(jīng)濟(jì)效益，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。