來鳳縣土壤酸化治理技術研究及應用

張生云，劉紅艷

（來鳳縣農業技術推廣中心，湖北來鳳 445700）

來鳳縣位于鄂西南邊緣山區，是鄂、湘、渝三地的交通要塞。截至2021 年末，來鳳縣下轄8 個鄉鎮，185 個行政村，1 817 個村民小組，人口28.33 萬人，耕地面積26 400 hm2。近年來，來鳳縣土壤酸化趨勢明顯，根據來鳳縣測土配方土壤檢測分析與第二次土壤普查對比分析，耕地土壤的酸化情況比較嚴重，70%以上耕地都在酸性和弱酸性范圍內[1]。來鳳縣縣土壤pH 平均值5.1，酸化嚴重的地塊土壤微生態環境嚴重惡化，作物產量和品質明顯下降。如何采取積極有效的對策和措施進行化解，確保來鳳縣糧食安全，是今后農業工作的重要任務之一。

1 材料與方法

1.1 試驗點基本情況

2021 年同步組織實施了4 個玉米地土壤酸化治理試驗，試驗地點設在綠水鎮香溝村6 組農戶責任田，位于東經109.33566°，北緯29.39116°，1 號責任田進行小區石灰試驗，土壤pH 值4.68；2 號責任田進行鈣鎂磷肥與過磷酸鈣對比試驗，土壤pH 值4.80；3 號責任田進行有機復合肥與測土配方肥對比試驗，土壤pH 值4.70；4 號責任田進行石灰施用與對照試驗，土壤pH 值4.69。

1.2 供試材料

尿素（N 含量46%，三寧化工）、過磷酸鈣（P2O5含量12%，三寧化工）、鈣鎂磷肥（P2O5含量14%，三寧化工）、氯化鉀（K2O 含量60%，中華化肥）、有機復合肥（有機質45%，魯西化工）、測土配方肥（N-P-K 總含量48%，三寧化工）、生石灰（CaO 含量90%，明濤鈣業）。

1.3 石灰改良效果試驗

小區石灰用量試驗設置為5個處理、3次重復試驗，1～5 處理組每667 m2石灰用量分別為0 kg、50 kg、100 kg、150 kg 和200 kg，調查各處理玉米農藝性狀及產量、土壤pH 變化情況，數據以平均值表示。

1.4 不同酸化調節劑對比試驗

1）施用石灰與不施用石灰。空白組不施石灰，處理組每667 m2施石灰150 kg。2）施用有機肥與不施用有機肥。空白組不施有機肥，處理組每667 m2施有機肥1 000 kg。3）施用鈣鎂磷肥與施用過磷酸鈣。處理組每667 m2分別施用鈣鎂磷肥和過磷酸鈣40 kg。

2 結果與分析

2.1 農藝性狀及產量結果分析

表1 是土壤酸化治理試驗中不同石灰用量處理后玉米農藝性狀及產量結果。結果表明，不同石灰用量對酸化土壤的玉米產量影響不同，其中處理5（200 kg/667 m2）的產量最高，比對照組增產53.3 kg/667 m2，增產幅度達18.7%。從農藝性狀來看，處理5 的效果最好，與對照組相比，株高增加38.3 cm，穗位高增加22.6 cm，莖粗增加0.3 cm，穗長增加2.6 cm，穗粗增加0.7 cm，禿頂長減少2.3 cm，穗總粒數增加42 粒，千粒重增加6 g。

2.2 施用石灰改良土壤的經濟效應

根據表1 的玉米產量結果，對不同石灰用量條件下的產量和經濟效益分別進行分析，基礎計算數據按照石灰價格為0.6 元·kg-1，玉米價格為3.0 元·kg-1，計算結果如表2 所示。

表1 不同石灰用量下玉米農藝性狀及產量結果

有表2 可知，各處理組的產量均隨著石灰施用量的增加而增加，除了施用量50 kg/667 m2的處理組凈收益低于對照外，其余各組每667 m2凈收益均高于對照組，其中石灰施用量為100 kg/667 m2和200 kg/667 m2時，經濟效益最為突出。

表2 施用石灰改良土壤的經濟效應分析

2.3 施用石灰對土壤酸堿度的改良效果

表3 是土壤酸化治理試驗中不同石灰用量處理后土壤pH 值變化情況。結果表明，不同石灰用量對酸化土壤的pH 值影響不同，隨石灰施用量的增加，土壤pH值呈逐漸上升的趨勢，其中處理5（200 kg/667 m2）效果最佳，pH 值增加10.04%；處理2（50 kg/667 m2）雖然相比施用前pH 有所下降，但與對照相比，其明顯降低了土壤的酸化程度，說明施用石灰可以顯著改善因農作物生長或其他因素導致的土壤酸化。

表3 石灰用量對土壤pH 的改良效果

3 示范對比試驗

3.1 農藝性狀及產量結果分析

表4 是土壤酸化治理示范對比試驗不同處理下玉米農藝性狀及產量結果。從表4 可以看到，在同等條件下，施有機肥比不施機肥的農藝性狀和產量表現好，每667 m2產量增加47.6 kg，株高增加7.4 cm，穗位高增加2.8 cm，莖粗增加0.3 cm，穗長增加2.0 cm，穗粗增加0.3 cm，穗總粒數增加54 粒，千粒重增加4 g，但是禿頂長度也略有增加；施過磷酸鈣比施鈣鎂磷肥的農藝性狀和產量表現好，每667 m2產量增加34.3 kg，株高增加11.9 cm，穗位高增加14.5 cm，莖粗增加0.1 cm，穗長增加1.9 cm，穗粗增加0.2 cm，穗總粒數增加42 粒，但禿頂長也略有增加；施石灰比不施石灰的農藝性狀和產量表現好，每667 m2產量增加18.1 kg，株高增加9.0 cm，穗位高增加9.7 cm，穗長增加0.2 cm，穗總粒數增加15 粒，禿頂長也略有增加。

表4 土壤酸化調節劑對玉米農藝性狀及產量的影響

3.2 土壤pH 值分析

表5 為不同土壤酸化調節劑對土壤pH 值的影響，從表中可以看出，施用石灰的處理組對土壤pH 的改善效果最好，pH 提高了1.07%；施用過磷酸鈣的處理組對土壤pH 的改善效果最差，pH 降低了1.46%。因此，建議根據實際情況使用石灰、鈣鎂磷肥和有機肥改善土壤酸化。

表5 不同土壤酸化調節劑對土壤pH 值的影響

4 土壤酸化的成因分析與對策

4.1 成因分析

4.1.1 施肥原因

作物生長必須吸收大量的銨離子、鉀離子和一定量的鎂離子與鈣離子，且隨收獲物的轉移而脫離土壤，這就是生物脫鹽作用。生物脫鹽作用留下大量的酸根離子，導致土壤酸化，故作物產量越高，轉移走的鹽基離子越多，土壤酸化越嚴重。因此，過量施用尿素導致土壤中大量鹽基離子被動透支，是土壤酸化的主要原因。同時，耕作土壤有機肥料投入量逐年下降，使土壤對pH 變化的緩沖能力減弱，這對土壤酸化起到了一定的促進作用[2]。

4.1.2 天氣因素

根據自然規律，地帶性土壤由北至南，凈降水量（降水量減去蒸發量）越來越大。當凈降水量為負值時，鹽基離子鉀、鈉、鈣、鎂累積，形成鹽堿地，故我國北方土壤鹽堿化較嚴重；當凈降水量較大時，鹽基離子鉀、鈉、鈣、鎂被淋洗，順江河流入大海，表現為土壤脫鹽，故在我國南方地區，降水量越大，土壤酸化越嚴重[3]。來鳳縣位于湖北省西南部，受地理位置及境內山脈河流影響，全年雨量充沛，土壤酸化問題突出。

4.1.3 污染原因

隨著全球工業化進程加快，向空氣中釋放了大量的CO2、SO2、CL-等，它們最終變成酸雨進入土壤，使土壤酸化[4]。來鳳縣境內無相關污染排放的工礦企業，但不排除附近的重工業城市——重慶的排放影響。

4.2 改良酸化土壤對策

1）石灰。pH 在5.5～6.0 的土壤可不施用生石灰，pH 在4.5～5.5 的土壤每667 m2施150～200 kg 的生石灰，pH 在4.5 以下的土壤每667 m2施200～250 kg的生石灰。旱地在翻地時施用，水田在分蘗期施用。2）有機肥。每667 m2施1 000～2 000 kg 腐熟有機肥料，在整地前作底肥施入。有機肥的作用主要是保肥，減少陽離子流失，可減緩土壤的脫鹽過程。同時有機肥料酸堿緩沖物質，既可改善土壤過酸也可改善土壤過堿。3）改良施肥結構。硫酸鉀、氯化鉀、硫酸銨、氯化銨屬強生理酸性肥，碳酸氫銨是弱酸性生理肥，磷銨、硝酸鉀、尿素屬生理中性肥，石灰氮等是生理堿性肥，在土壤酸化嚴重地區應多施用生理中性肥和生理堿性肥，少施用生理酸性肥[5]。

5 結論

近年來，對來鳳縣土壤酸化治理已進行了部分前期探索工作和多次試驗示范，本次實施的石灰、增施有機肥及使用中性化學肥料試驗示范也取得了不錯的效果。在pH 值4.68 的酸化土壤中施用石灰，發現施用量為200 kg/667 m2的處理組效果最好，施用量為200 kg/667 m2的處理組經濟效益最佳；有機質和鈣鎂磷肥有一定的治理效果，過磷酸鈣不能作為酸化調節劑；建議pH 在5.5～6.0 的土壤可不施用生石灰，pH在4.5～5.5 的土壤每667 m2施150～200 kg 的生石灰，pH在4.5以下的土壤每667 m2施200～250 kg的生石灰。