壽寧縣水田土壤酸化特征及其改良效果

潘香玉

（福建省壽寧縣土壤肥料技術(shù)站，福建壽寧355500）

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中由于農(nóng)民對(duì)化肥依賴的不斷增加，對(duì)有機(jī)肥的重視不足，不合理過量施用化肥，造成土壤板結(jié)，酸化嚴(yán)重，土壤肥力持續(xù)下降，土壤理化性狀變差等現(xiàn)象［1-2］。谷雨等［3-4］研究表明，施用土壤調(diào)理劑或有機(jī)肥能有效提高水稻產(chǎn)量，改善土壤理化性狀和土壤養(yǎng)分狀況，從而改良酸化土壤。目前改良酸化土壤的技術(shù)模式有很多，不同模式土壤酸化改良效果差異明顯。2021年5月起筆者在壽寧縣承擔(dān)不同模式土壤酸化改良試驗(yàn)，研究不同模式試驗(yàn)（土壤調(diào)理劑、土壤調(diào)理劑+商品有機(jī)肥、生物基炭有機(jī)肥等）對(duì)改良酸性土壤效果及對(duì)水稻產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的影響，以期為壽寧縣酸性土壤改良提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土樣采集

根據(jù)《全國(guó)耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》和《2020年壽寧縣耕地質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)報(bào)告》，土壤樣品采集參考地形地貌、土壤類型、土地利用、耕作制度、作物產(chǎn)量水平等因素，將全縣劃分為若干個(gè)區(qū)域，研究水田耕地土壤酸化特征特性。全縣合計(jì)采集土壤樣品1 500多個(gè)。

1.2 試驗(yàn)田土壤

試驗(yàn)田選擇在福建省寧德市壽寧縣大安鄉(xiāng)大熟村土壤酸化稻田內(nèi)，試驗(yàn)土壤土種是灰泥田，土壤質(zhì)地為中壤土，耕作層土壤pH=5.51、有機(jī)質(zhì)32.8 g/kg、堿解氮為152 mg/kg、速效鉀為53 mg/kg、交換性鈣為560 mg/kg；有效鉻為0.411 mg/kg、有效鎘為0.078 mg/kg、有效鉛為17.89 mg/kg、有效汞為0.019 mg/kg、有效砷為0.36 mg/kg。供試試驗(yàn)田塊土地平整，土壤肥力等級(jí)均勻，水源水量豐富排灌水方便，試驗(yàn)田塊形狀規(guī)正，運(yùn)輸交通便利。

1.3 試驗(yàn)種子與化肥品種

試驗(yàn)水稻品種為廣8優(yōu)165。試驗(yàn)化肥為福建省三明產(chǎn)尿素（N 46%）、山東省濟(jì)南產(chǎn)過磷酸鈣（P2O512%）、俄羅斯產(chǎn)氯化鉀（K2O 60%）、瑪塔牌土壤調(diào)理劑（CaO≥45%、pH：8.5～10.5）、商品有機(jī)肥和基炭有機(jī)肥含量相同（有機(jī)質(zhì)≥55%，純氮+純磷+純鉀≥6%）。

1.4 試驗(yàn)?zāi)Ｊ皆O(shè)置

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理，3次重復(fù)，每個(gè)處理面積為20 m2。處理間設(shè)置田埂用塑料薄膜覆蓋，隔離防滲，單獨(dú)排灌，四周保留保護(hù)行。各試驗(yàn)處理如下，處理1：配方施肥CK（不施土壤調(diào)理劑）；處理2：配方施肥+土壤調(diào)理劑（每667m2用量200 kg）；處理3：配方施肥+土壤調(diào)理劑（每667m2用量200 kg）+商品有機(jī)肥（每667m2用量200 kg）；處理4：配方施肥+生物類基炭有機(jī)肥（每667m2用量200 kg）。配方施肥處理每667m2用肥量（折純量）：氮肥9.5 kg、磷肥3.8 kg、鉀肥6.65 kg。

1.5 試驗(yàn)作物田間栽培管理

試驗(yàn)于2021年5月2日播種，35 d秧齡后插秧。基肥：尿素施用量45%、過磷酸鈣全部施用、氯化鉀施用量50%，土壤調(diào)理劑全部施用；6月27日分蘗肥施40%尿素、50%氯化鉀；7月3日噴施殺蟲雙、多菌靈；7月20日施穗肥氮肥用量占15%；8月26日噴施噻嗪酮、阿維菌素、井岡霉素。10月2日取樣考察有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和穗長(zhǎng)等，并進(jìn)行小區(qū)實(shí)割測(cè)產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤酸化特征

壽寧縣地處福建閩東山區(qū)，全年氣候溫暖潮濕，春夏秋冬四季分明，年降雨量豐富，耕地土壤多數(shù)呈酸性至強(qiáng)酸性。土樣分析結(jié)果表明，壽寧縣水田土壤pH均值介于4.78～5.52，總平均值為5.08，其中pH＜4.5強(qiáng)酸性耕地土壤面積占耕地總面積的1.94%，主要分布于坑底鄉(xiāng)和大安鄉(xiāng)，合計(jì)占全縣pH強(qiáng)酸性的耕地總面積的60.39%；pH 4.5～5.5酸性耕地土壤面積占耕地總面積的95.41%，主要分布于平溪鎮(zhèn)、芹洋鄉(xiāng)、托溪鄉(xiāng)、下黨鄉(xiāng)、鳳陽鎮(zhèn)、斜灘鎮(zhèn)、西溪鎮(zhèn)和南陽鎮(zhèn)，合計(jì)占全縣pH 4.5～5.5酸性耕地總面積的54.87%，說明壽寧縣耕地土壤多數(shù)酸性強(qiáng)，影響農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)和好氣土壤微生物活動(dòng)。根據(jù)第2次土壤普查結(jié)果，全縣有99.69%的水田土壤pH＜6.50，其中pH 4.50～5.50占水田總面積的37.43%；而本次調(diào)查的水田土壤pH值均處于4.50～5.50?？梢姡缘?次土壤普查以來，壽寧縣水田酸性土壤面積比例有較大提高，酸化的原因與20多年來偏施化肥有關(guān)。由表1可見，不同水田土壤類型、不同耕作制度間的土壤pH平均值也有所差異，其中以滲育型水稻土和旱作區(qū)的土壤酸性最強(qiáng)，這可能也與水田地下水位高低、排灌條件和耕作制度有關(guān)。

表1 壽寧縣不同水田及耕作制度土壤酸堿度變化

2.2 不同技術(shù)模式改良效果

2.2.1 水稻農(nóng)藝性狀 如表2所示，與處理1（CK）相比，不同處理的有效穗數(shù)每667m2增加0.41萬～0.82萬，株高提高了3.2～9.1 cm，每穗粒數(shù)增加9.2～14.1粒，結(jié)實(shí)率略有提高，千粒重提高0.2～0.4 g。可見，不同處理均可不同程度提高水稻的穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等，其中以配方施肥+土壤調(diào)理劑+商品有機(jī)肥處理（處理3）的提高效果最好。

表2 不同處理對(duì)水稻農(nóng)藝性狀的影響

2.2.2 各處理水稻的產(chǎn)量 從表3看出，各試驗(yàn)處理產(chǎn)量為處理3＞處理2＞處理4＞處理1。方差分析結(jié)果表明，不同處理的水稻產(chǎn)量均顯著或極顯著高于對(duì)照，其中處理3與處理1間差異極顯著，處理2、處理4與處理1間差異顯著。同處理1（CK）相比，不同處理的水稻產(chǎn)量每667m2增產(chǎn)39.4～55.6 kg，增產(chǎn)幅度達(dá)9.08%～10.79%，其中以配方施肥+土壤調(diào)理劑+商品有機(jī)肥處理（處理3）對(duì)水稻的增產(chǎn)效果最好。

表3 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

2.2.3 效益分析 按照當(dāng)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格水稻3.6元/kg、三明尿素3.8元/kg、濟(jì)南過磷酸鈣為1.5元/kg，俄羅斯氯化鉀為5.2元/kg，瑪塔牌的土壤調(diào)理劑0.8元/kg，圣農(nóng)牌商品有機(jī)肥0.9元/kg，生物炭基有機(jī)肥0.8元/kg計(jì)算各處理的稻谷收益（表4），可看出與處理1（CK）相比，不同處理的收益差異較大，處理3每667m2減少了140.2元，處理4每667m2減少了18.1元，處理2每667m2增加了8.5元。

表4 不同處理對(duì)水稻效益的影響

2.2.4 各處理土壤理化性狀比較 同處理1（CK）對(duì)比，各處理的土壤pH值提高0.08～0.28個(gè)單位，有機(jī)質(zhì)提高了4.7～8.3 g/kg（提高16.0%～28.3%），堿解氮降低了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%），速效鉀提高了2.0～12.1 mg/kg（提高4.2%～25.6%），交換性鈣提高了208.0～402.0 mg/kg（提高35.7%～69.1%）（表5）。綜上，不同處理均提高pH值、有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、交換性鈣等含量，其中，處理2和處理3的效果相對(duì)較好。

表5 不同處理對(duì)土壤理化性狀的影響

2.2.5 各處理土壤重金屬含量比較 同處理1（CK）比較，不同處理的土壤有效鉻含量降低0.010～0.094 mg/kg（降低2.4%～22.9%），有效鎘含量降低了0.027～0.047 mg/kg（降低37.5%～65.3%），有效鉛含量降低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%），而對(duì)于土壤有效汞的影響，只有處理2降低了土壤有效汞的含量（降低18.2%），而另外2個(gè)處理土壤有效汞的含量卻提高了9.1%～27.3%（表6）。由此可見，土壤調(diào)理劑處理（處理2）能全面降低有效鉻、有效鎘、有效鉛、有效汞、有效砷含量，土壤改良效果較佳。

表6 不同處理對(duì)重金屬含量的影響

3 結(jié)論

壽寧縣水田土壤pH均值介于4.78～5.52，總平均值為5.08，表明壽寧縣水田土壤普遍酸化；滲育型水稻土和旱作區(qū)土壤酸性最強(qiáng)，其土壤pH值變化可能也與水田地下水位高低、排灌條件和耕作制度有關(guān)，有待進(jìn)一步研究探討。在水稻產(chǎn)量上，不同改良技術(shù)模式處理的水稻產(chǎn)量每667m2增加了39.4～55.6 kg，增產(chǎn)幅度為9.08%～10.79%。水稻產(chǎn)量從高到低依次：土壤調(diào)理劑+商品有機(jī)肥處理＞土壤調(diào)理劑處理＞生物基炭有機(jī)肥處理。但綜合經(jīng)濟(jì)效益來看，以土壤調(diào)理劑處理（處理2）為佳。在土壤理化性狀中，不同改良技術(shù)模式處理提高了pH值、有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、交換性鈣等含量，不同模式提升土壤理化性狀效果依次：土壤調(diào)理劑處理＞土壤調(diào)理劑+商品有機(jī)肥處理＞生物基炭有機(jī)肥處理。在土壤重金屬中，不同酸化改良模式處理降低了土壤有效鉻、鎘、鉛、砷等重金屬含量，降低效果依次為：土壤調(diào)理劑處理＞生物基炭有機(jī)肥處理＞土壤調(diào)理劑+商品有機(jī)肥處理；與此同時(shí)，土壤調(diào)理劑處理還可降低土壤有效汞的含量。