石灰用量對(duì)不同酸度等級(jí)稻田土壤理化性狀及產(chǎn)量的影響

孫玉平 謝小芳 李建華 劉毅 龔玲玲

摘要：在不同酸度等級(jí)（pH 5.13、4.41）的水稻田上進(jìn)行了石灰用量對(duì)比試驗(yàn)，研究了不同石灰施用量對(duì)土壤理化性狀和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，在pH 5.13和4.41水稻田施用石灰后均能有效調(diào)節(jié)土壤酸度，pH隨石灰用量的增加而逐漸升高，對(duì)養(yǎng)分供給有一定的改善作用，主要有利于有機(jī)質(zhì)和堿解氮兩者含量的提高，且增產(chǎn)效果顯著，主要表現(xiàn)在有效分蘗數(shù)的增加，產(chǎn)量隨石灰用量的增加先提高后減少，其中兩個(gè)酸度等級(jí)水稻田施用600 kg/hm2石灰的處理增產(chǎn)率均最高，與對(duì)照相比，理論產(chǎn)量增產(chǎn)率分別為16.9%和23.4%，實(shí)際產(chǎn)量增產(chǎn)率分別為13.0%和18.4%。

關(guān)鍵詞：石灰;土壤酸度;水稻田;土壤理化性狀;產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S156.6;S156.2? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）02-0050-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.02.011? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

土壤酸化會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié)，養(yǎng)分流失嚴(yán)重[1]，理化性狀變差[2，3]，還會(huì)催化土壤中有毒重金屬元素的溶解[4，5]，影響農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量[6，7]。江西省分宜縣自2008年起推廣測(cè)土配方施肥技術(shù)，農(nóng)民合理施肥水平不斷提高，通過分析近幾年水稻土壤樣品的檢測(cè)結(jié)果，pH 4.5～5.5的面積占比達(dá)40.1%，pH≤4.5的面積占比達(dá)8.3%，與第二次土壤普查相比，占比雖有所減小，但pH 5.5以下的酸化水稻田占比還是較大，面積接近50%。通過對(duì)酸化土壤適當(dāng)施用石灰等化學(xué)改良調(diào)理劑，能有效地調(diào)節(jié)土壤酸度，改善理化性狀和土壤結(jié)構(gòu)[8-10]，鈍化重金屬污染物的活性[11，12]。但大量或長(zhǎng)期施用石灰會(huì)使土壤板結(jié)[13]，造成土壤中鈣、鎂、鉀等元素失調(diào)從而導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低[14，15]，因此在使用石灰過程中需注意合理用量。為了研究在不同酸度等級(jí)水稻田上施用石灰的應(yīng)用效果，探索石灰合理用量，在江西省分宜縣洋江鎮(zhèn)（pH 5.13）和楊橋鎮(zhèn)（pH 4.41）開展田間試驗(yàn)，旨在為酸化稻田的改良提供技術(shù)指導(dǎo)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

試驗(yàn)地點(diǎn)分為田塊Ⅰ和田塊Ⅱ。田塊Ⅰ位于洋江鎮(zhèn)紐村，pH 5.13，有機(jī)質(zhì)37.8 g/kg，堿解氮297 mg/kg，有效磷33.8 mg/kg，速效鉀77.8 mg/kg，品種為欣榮優(yōu)華占。田塊Ⅱ位于楊橋鎮(zhèn)洙塘村，pH 4.41，有機(jī)質(zhì)35.2 g/kg，堿解氮258 mg/kg，有效磷26.4 mg/kg，速效鉀68.6 mg/kg，品種為汕優(yōu)644。供試作物均為晚稻，前茬作物均為早稻。供試肥料品種分別為農(nóng)用石灰、尿素（N 46%）、45%復(fù)合肥（15-15-15）。

1.2? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

安排單因素試驗(yàn)，即不同石灰用量對(duì)比試驗(yàn)。設(shè)置5個(gè)處理，處理1，常規(guī)處理CK（對(duì)照區(qū)，即不施用石灰）;處理2，常規(guī)處理CK+增施石灰300 kg/hm2;處理3，常規(guī)處理CK+增施石灰450 kg/hm2;處理4，常規(guī)處理CK+增施石灰600 kg/hm2;處理5，常規(guī)處理CK+增施石灰750 kg/hm2。每個(gè)處理小區(qū)設(shè)3次重復(fù)，各小區(qū)面積為66.67 m2。除施用石灰量不同外，每個(gè)小區(qū)的田間管理措施均與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理相同。

試驗(yàn)田的施肥量和施肥方法均為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民常規(guī)施肥處理。田塊Ⅰ每個(gè)處理小區(qū)基施復(fù)合肥3 kg，追施復(fù)合肥2 kg、尿素0.75 kg。田塊Ⅱ每個(gè)處理小區(qū)基施復(fù)合肥3.3 kg，追施尿素0.5 kg。兩塊試驗(yàn)田的處理1至處理5石灰施用分別按0、300、450、600、750 kg/hm2在晚稻移栽前3 d施入，并均勻撒施。

1.3? 樣品采集

1.3.1? 土壤樣品? 試驗(yàn)前采集混合土樣，每個(gè)試驗(yàn)田塊采集一個(gè)混合樣。收獲后在每個(gè)小區(qū)采集1個(gè)混合樣，采樣按照測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行，同時(shí)填寫采樣標(biāo)簽。

1.3.2? 植株樣品? 收獲時(shí)每個(gè)小區(qū)采集1個(gè)植株樣品。在所選試驗(yàn)點(diǎn)的每個(gè)小區(qū)中，選取10株（采取5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)選2株）從莖基部剪斷，用塑料紙包扎好，寫好標(biāo)簽，帶回室內(nèi)進(jìn)行考種。

1.4? 分析測(cè)試與數(shù)據(jù)處理

按常規(guī)法測(cè)定土壤基本農(nóng)化性狀[16]。pH測(cè)定按水土比2.5∶1.0采用電位法;有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀氧化—容量法;堿解氮測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法;有效磷測(cè)定采用NaHCO3浸取—鉬銻鈧比色法;速效鉀測(cè)定采用NH4OAc浸提—火焰光度法。

利用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同石灰用量對(duì)土壤pH的影響

從表1可以看出，兩個(gè)不同酸度等級(jí)的試驗(yàn)田施用石灰后，各小區(qū)處理的pH均有一定的提高，且隨著石灰用量的增加pH逐漸提高。與各自對(duì)照（處理1）相比，田塊Ⅰ和田塊Ⅱ的pH提高幅度分別為0.20～0.44和0.09～0.24，且都與各自對(duì)照存在顯著性差異。另外，田塊I收獲后對(duì)照的pH（5.02）較試驗(yàn)前的pH（5.13）還稍小，說明該田塊如果不施用石灰，土壤可能還會(huì)酸化，這還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。總之，在不同酸度等級(jí)水稻田上施用石灰均能實(shí)現(xiàn)改善土壤酸化現(xiàn)象的目標(biāo)。

2.2? 不同石灰用量對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

由表2可以看出，施用石灰后，田塊Ⅰ和田塊Ⅱ處理2至處理5有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量均高于各自的對(duì)照（處理1），且與對(duì)照存在顯著差異。田塊Ⅰ處理4有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量最高，分別較對(duì)照增加了6.1 g/kg、35 mg/kg。田塊Ⅱ處理2有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量最高，分別較對(duì)照增加了5.8 g/kg、17 mg/kg，處理4有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量稍低于處理2。兩田塊有效磷和速效鉀含量與各自對(duì)照相比，沒有表現(xiàn)出明顯的變化趨勢(shì)，但處理4有效磷和速效鉀含量相對(duì)較高。綜合分析，施用石灰對(duì)土壤養(yǎng)分的供給有一定的改善作用。

2.3? 不同石灰用量對(duì)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性狀的影響

水稻考種結(jié)果見表3。由表3可見，田塊Ⅰ和田塊Ⅱ施用石灰處理區(qū)的理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量均明顯高于各自的不施石灰對(duì)照（CK），主要表現(xiàn)在每株有效分蘗數(shù)的增加，且方差分析顯示，理論產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量和有效分蘗數(shù)與各自對(duì)照相比，差異顯著。田塊Ⅱ處理2至處理5的結(jié)實(shí)率均高于對(duì)照，除處理3與對(duì)照基本一致外，其他處理與對(duì)照有較大差異。其他經(jīng)濟(jì)性狀數(shù)據(jù)比較均衡，沒有表現(xiàn)出明顯的變化趨勢(shì)。

田塊Ⅰ和田塊Ⅱ處理4即每公頃施用600 kg石灰的小區(qū)增產(chǎn)效果最好，且兩田塊處理4實(shí)際產(chǎn)量均與其他處理差異顯著。田塊Ⅰ處理4的理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量分別較對(duì)照增產(chǎn)1 450.5和1 080.0 kg/hm2，增產(chǎn)率分別為16.9%和13.0%。田塊Ⅱ處理4的理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量分別比對(duì)照增產(chǎn)1 306.5和1 020.0 kg/hm2，增產(chǎn)率分別為23.4%和18.4%。可見，在不同酸度等級(jí)的水稻田上合理施用石灰，能顯著提高水稻產(chǎn)量。

3? 小結(jié)與討論

試驗(yàn)表明，在不同酸度等級(jí)水稻田上施用石灰后均能有效調(diào)節(jié)土壤酸度，原因是石灰能夠中和土壤中的活性酸和潛性酸，且pH隨石灰用量的增加而逐漸升高。同時(shí)，施用石灰有利于有機(jī)質(zhì)和堿解氮兩者含量的提高，可能是因?yàn)閜H的提高，微生物活動(dòng)旺盛，加之前茬早稻秸稈還田造成有機(jī)質(zhì)來源比較豐富的原因，促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的積累。另有研究證明，有機(jī)質(zhì)和堿解氮之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系[17]，本試驗(yàn)兩者含量的高低總體趨勢(shì)基本一致也驗(yàn)證了該觀點(diǎn)。

施用石灰增產(chǎn)效果顯著，水稻產(chǎn)量隨石灰用量的增加先提高后減少，綜合考慮推薦當(dāng)?shù)厥┯?00 kg/hm2左右石灰為宜。同時(shí)為了防止大量和長(zhǎng)期施用石灰，建議采用5年一個(gè)輪回的方法進(jìn)行，即前三年施用量按逐年遞減的方式每年施用1次，第四年和第五年停止施用。

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