秦 華,花會功,黃曉燕
(合浦縣土壤肥料工作站,廣西合浦 536199)
土壤酸堿度是影響土壤肥力的重要因素之一,不僅會影響農作物的生長,還會影響肥料利用率。農作物一般適宜在酸堿度中性或近中性的土壤中生長,土壤偏酸或偏堿都會在一定程度上改變土壤生態環境條件,可能會對土壤微生物的活性產生一定的抑制作用,從而導致農作物的生長環境和土壤的物理性質條件變差、農作物根系生長發育緩慢、農作物的產量和品質下降。
2017—2021 年,合浦縣連續5 年被列為廣西壯族自治區測土配方施肥基礎性工作項目縣。通過對合浦縣耕作土壤樣品的化驗測試,發現合浦縣耕作土壤退化明顯,退化面積逐年增加,當地的農作物產量受到了極大影響。為此,需及時對農田土壤進行修復與改善,提高農田生產力及生產質量,達到可持續發展的目的。
2017—2021年,合浦縣水田土壤pH值為3.4~7.7,平均值為5.25。其中,中性土(6.5≤pH 值<7.5,下同)占水田面積的2.61%,微酸性土(5.5≤pH 值<6.5,下同)占27.51%,酸性土(4.5≤pH 值<5.5,下同)占64.86%,強酸性土(pH 值<4.5,下同)占5.02%,見表1。合浦縣水田土壤酸性土和強酸性土占比69.88%,對合浦縣水稻、豇豆、蔬菜等作物生長不利影響較大。

表1 2017—2021年與第二次土壤普查中合浦縣土壤pH分級情況
2017—2021 年,合浦縣旱地土壤pH 值為3.9~6.9,平均值為5.03。其中,中性土占旱地面積的3.3%,微酸性土占20.7%,酸性土占60.3%,強酸性土占15.7%(見表1)。旱地土壤酸性土和強酸性土占比76.0%,對合浦縣甘蔗、玉米、木薯、紅薯、花生等作物生長不利影響較大。
如表1 所示,合浦縣耕地整體偏酸性,中性和微酸性土壤占耕地面積的27.02%,酸性和強酸性土壤占耕地面積的72.98%,與第二次土壤普查時期(1980—1982 年)相比,中性和微酸性土壤占比減少47.12 個百分點,酸性土壤占比增加46.92 個百分點,強酸性土壤占比變化不大??梢?,合浦縣耕地退化比較明顯,酸性和強酸性耕地的土壤必須加強改良。
土壤酸化會造成土壤中的微生物數量明顯下降,特別是主要參與土壤氮素轉化和循環的芽孢桿菌、固氮菌等,導致固氮和硝化作用的強度下降,影響土壤中氮素的均衡和轉換,進而影響土壤肥力。同時,酸化改變了土壤理化特性,加快了礦物釋放和植物養分的淋溶,導致植物養分的流失及土壤鹽基飽和程度和陽離子交換率的下降。
土壤酸化會造成農作物生長環境條件變差,是制約農作物生長發育的主要原因之一。例如,酸性的土壤容易產生霉菌,導致根際病原菌增多,并且很難防治;在偏酸或偏堿環境中,鋁、錳的溶解度增大,其有效性進一步提高,從而對植物造成一定的毒害作用。
合浦縣位于南流江沖積平原,成土母質主要為河流沖積物和濱海沉積物,降水量大而集中的淋溶作用使鈣、鎂、鉀、鈉等堿性鹽基離子大量流失,從而導致土壤的酸化。
不科學的化肥使用是引起土壤退化的最主要和最直接的因素。合浦縣當前使用的農業肥料主要是化肥,很少使用有機肥料。調研發現,自聯產承包責任制以來,草木灰、有機肥的施用量日益減少,冬種綠肥面積相對減少,土壤中有機質減少,土壤緩沖能力弱化,使土壤退化加??;分田到戶以來很少有農戶能自覺施用石灰,不能有效平衡土壤酸堿度。
對耕地土壤進行深耕,有助于改善耕地的板結狀況,增加土壤的緩沖力,從而減輕土壤的酸性水旱輪作是改良土壤的有效措施之一。經過多年農業生產實踐,合浦縣改良土壤的主要水旱輪作有花生-水稻、豇豆-水稻、水稻-蔬菜等模式。實踐證明,推廣水旱輪作模式既能改良酸化的土壤,又能有效防止連作所導致的某些元素的缺失,從而實現作物的營養平衡。
要根據土壤中的養分含量科學施肥,做到查缺補漏。適當控制氮肥和磷肥施用量,適當增施鉀肥、鈣鎂磷肥及其他堿性肥料,以滿足作物生長需要[1]??梢源蠓鹊販p少肥料的使用,緩解由于過量使用而引起的土壤環境污染,改善農業生產質量。推廣有機肥與無機肥相結合,大量、中量、微量元素肥料配合。根據農作物的需肥特點確定基肥、種肥、追肥的用量,合理安排各個時期的施肥量,合理施肥。
秸稈還田可增加土壤養分,提高土壤中有機質的含量,改善土壤物理性質,固定和保存氮磷鉀養分,并可加速土壤中難溶養分的析出。合浦縣大力推廣秸稈直接還田、過腹還田和堆漚還田等,推廣機械收割、秸稈覆蓋作物技術、生物加速秸稈腐熟技術和秸稈綜合利用技術等。2022 年,合浦縣農作物播種面積13.22 萬hm2次,農作物秸稈直接還田面積3.56 萬hm2次,占比農作物播種面積的26.92%。
目前,合浦縣使用的化肥,如過磷酸鈣、尿素、氯化鉀等,大都屬于酸性或生理酸性化肥,因此推薦選擇一些堿性的化肥,如鈣鎂磷肥、碳酸氫銨和草木灰[1]。1)鈣鎂磷肥屬于一種堿性磷肥,也是一種多元素化肥,一般含12%~20%五氧化二磷、25%~30%氧化鈣、30%氧化硅和15%~18%氧化鎂,在微酸性或酸性土壤上使用效果較好,不僅可以中和土壤的酸性,使pH 值上升0.11~0.20,而且肥料利用率較高。2)碳酸氫銨又稱碳銨,是一種碳酸鹽,含氮17.7%左右。碳酸氫銨在水中呈堿性,既可以中和土壤的酸性,又可以作為氮肥,長期使用不影響土質,是最安全的氮肥品種之一。3)草木灰主要成分為碳酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀等,是一種結構松散、快速高效的鉀素肥料,通常其有效鉀含量為5%~15%,水溶液為弱堿性,故使用該肥料不僅能中和土壤酸性,還能提高土壤中鉀的濃度。
有機肥不但可以提高土壤的緩沖能力,對土地酸堿度變化也有一定的緩沖效果,其可以直接供應農作物所需的多種營養物質,使土地的物理和化學性質得到改善,從而達到對土地進行培肥的效果[2]。據合浦縣2020年耕地質量保護與提升行動項目“稻田增施有機肥減施化肥”2 個示范試驗結果,667 m2稻田增施有機肥75 kg,可以減少10%化肥施用,水稻667 m2平均增產12 kg,土壤有機質提高0.8 g·kg-1。據合浦縣2021 年農業資源及生態保護酸化耕地治理項目“稻田增施有機肥”3 個示范試驗結果,每667 m2稻田增施有機肥120 kg,可增產23.4~33.0 kg,土壤pH 值提高0.49~0.72,有機質提高0.7~2.0 g·kg-1,土壤容重降低0.04~0.06 g·cm-3。說明合理增施有機肥可有效平衡土壤酸堿度,培肥地力。
在冬季閑置的農田中種植綠肥作物并翻壓還田,能夠培肥地力,提高土壤中有機物等養分含量,改善土壤理化性狀,從而增強土壤的緩沖能力[3]。據合浦縣2021年測土配方施肥基礎性工作項目“綠肥壓青還田減肥”試驗結果,每667 m2使用綠肥壓青還田1 500 kg,可減少10%化肥施用,同時水稻增產6.7 kg;土壤有機質含量提高2.2~3.2 g·kg-1,全氮含量提高0.15~0.28 g·kg-1,有效磷含量提高0.3~2.2 mg·kg-1,速效鉀含量提高51~54 mg·kg-1,陽離子交換量提高4.6~6.2 cmol·kg-1,土壤容重降低0.14~0.15 g·cm-3。說明綠肥還田能改善土壤的理化性質,改善土壤結構,提高土壤肥力。
酸性土壤施入生石灰,可以提高土壤pH 值,改善土壤的物理性狀,有利于土壤形成良好的團粒結構,利于培肥土壤,保障作物健康生長。土壤酸化十分嚴重的地塊,可采取施用生石灰調節土壤的酸堿度[4]。據合浦縣酸化土改良補貼項目“生石灰合理施用量”試驗結果,每667 m2酸性稻田增施生石灰60、75 kg,水稻增產分別為29.1、22.9 kg,增收分別為19.8 元、14.7 元,土壤pH 值分別提高0.37、0.45。通過對合浦縣土壤檢測分析情況進行測算,大部分耕地每667 m2可施用生石灰30~75 kg。施用生石灰時需注意施用量不宜過大,否則會對作物產生負面影響;生石灰宜間隔2年使用1次,不可連續施用。
土壤調理劑不僅對土壤酸堿度有改善作用,還能直接為作物供給鈣、鎂等元素,改良土壤理化性狀,起到培肥土壤的作用[5-6]。據合浦縣2020 年耕地質量保護與提升行動項目“稻田增施土壤調理劑”2 個示范試驗結果,每667 m2稻田增施土壤調理劑75 kg,水稻平均667 m2增產25.7 kg,土壤pH值提高0.20。據合浦縣2021 年農業資源及生態保護酸化耕地治理項目“酸性稻田增施土壤調理劑”3 個示范試驗結果,每667 m2酸性稻田增施土壤調理劑100 kg,水稻平均667 m2增產29.9 kg;土壤pH 值提高0.23~0.36、有機質含量提高0.10~5.3 g·kg-1、交換性鈣含量提高0.1~0.4 cmol·kg-1、交換性鎂含量提高0.1~0.3 cmol·kg-1。說明合理施用土壤調理劑可提高土壤酸堿度,培肥地力。
無論采取何種方法治理土壤酸化,都要充分了解當地土壤退化原因、土壤退化對作物的影響及土壤退化的現狀,只有如此才可以迅速有效地調節土壤酸堿度,從而實現“藥到病除”。