不同土壤调理剂对酸性土壤的改良效果

谷 雨，蒋 平，李志明，李明德，吴海勇，廖世喜，何旭明

（1. 湖南省土壤肥料研究所，湖南 长沙410125；2. 湖南省土壤肥料工作站，湖南 长沙410005；3. 醴陵市土肥站，湖南 醴陵412200；4. 攸县土肥站，湖南 攸县412300）

土壤酸化是土壤退化的表现之一，加速了营养元素的淋失，造成土壤肥力下降，严重影响作物生长[1]，已经成为制约我国农业可持续发展的一个重要因素。我国各类酸化土壤面积近2 亿hm2，其中湖南省作为重要的水稻产区，酸化土壤面积占全省耕地面积的72.6%，近30年来酸化土壤耕地面积明显增加，同时表现出进一步酸化的趋势。施用土壤调理剂是修复退化土壤的重要措施之一。土壤调理剂能有效改善土壤理化性状和土壤养分状况，并对土壤微生物产生积极影响，从而提高退化土壤的生产力[2]。目前，常用的土壤调理剂为石灰，但长期或大量使用石灰会引起土壤板结，使土壤中钙、镁、钾等元素失衡，从而导致作物减产[3]。国内外的土壤调理剂品种繁多，不同调理剂的性质与组成、作用机理以及在不同土壤类型上的施用效果差异较大[4]。因此，于2014年7～10月在株洲醴陵和攸县开展小区试验，研究不同土壤调理剂（石灰、酸易客、亚科丰）对酸性土壤的改良效果以及对水稻产量的影响，以期为酸性土壤改良提供科学方法。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

试验在湖南省株洲市醴陵泗汾镇农场村和攸县大同桥镇大同村进行，供试土壤分别为板页岩发育的黄泥田和第四纪红色粘土发育的红黄泥田，供试土壤的基本理化性状见表1。

供试土壤调理剂有石灰、“酸易客”土壤调理剂（成都新朝阳作物科学有限公司）和“亚科丰”土壤调理剂（山西世纪亚科丰肥业有限公司），由全国农技中心统一寄送。

供试作物为水稻，醴陵市品种为H 优518，攸县品种为五丰优369。

表1 供试土壤的基本理化性状

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验设4个处理：处理1（CK），常规施肥（40%复合肥25 kg/667m2＋尿素10 kg/667m2＋氯化钾5 kg/667m2）；处理2，常规施肥＋石灰（100 kg/667m2）；处理3，常规施肥＋酸易客土壤调理剂（80 kg/667m2）；处理4，常规施肥+亚科丰土壤调理剂（50 kg/667m2）。每个处理设3 次重复，共12个小区，小区面积33 m2，按随机区组排列。小区间设隔离行，各小区间田埂用塑料薄膜铺盖至田间土表30 cm 以下，防止小区间串水串肥。各小区水稻均采取移栽种植，移栽密度为19.8 cm×19.8 cm。

1.2.2 土壤调理剂的使用方法 早稻收割后把田翻耕、耙碎、整平，做好小区间的田埂，然后按处理把土壤调理剂均匀撒施在对应的小区内，随即耙匀。1～2 d后再施肥料，移栽水稻。

1.2.3 样品采集与分析 试验前取基础土样1 kg，水稻收获后分小区采集耕作层（0～20 cm）混合土壤样品1 kg，充分风干，并按常规分析方法[5]测定土壤pH 值、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾等含量，以及阳离子交换量和水稳性团聚体量。土壤细菌、放线菌、真菌采用稀释平板计数法测定[6]。水稻收获时每个小区取样考种（采取五点取样法，每点取1 株水稻），调查其有效穗数、每穗（株）总粒数、实粒数、结实率和千粒重，测定每个小区的实际产量。试验数据采用Excel 2003 和SPSS 13.0 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同土壤调理剂对土壤pH 值及理化性状的影响

从表2 中可以看出，醴陵、攸县两个试验点施用石灰、酸易客、亚科丰3种土壤调理剂均能明显提高土壤的pH 值，其中以处理4（亚科丰）的效果最为明显，试验后土壤pH 值分别为5.67、5.56，比对照分别提高了0.65、0.53。在醴陵试验点，施用亚科丰土壤调理剂对土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾、阳离子交换量也有比较大的影响，其含量分别比对照提高2.6 g/kg、0.13 g/kg、22 mg/kg、4 mg/kg、0.2 cmol/kg；而施用石灰和酸易客的土壤，有机质、有效磷、速效钾也有一定程度提高。这说明施用这3种土壤调理剂均能有效调节pH 值，提高土壤肥力，其中以亚科丰土壤调理剂的改酸效果最好，其次为石灰，酸易客的改酸效果排第三。攸县试验点各处理对土壤理化性状的影响不明显，其原因有待进一步研究。

2.2 不同土壤调理剂对土壤团聚体的影响

表2 不同处理对土壤理化性状的影响

土壤团聚体是土壤结构的基本单元。维持以及提高团聚体的稳定性可提高土壤碳汇功能，减少温室气体排放；同时，还可协调土壤中的水肥气热、维持和稳固土壤疏松熟化层。因此，团聚体稳定性经常被作为土壤结构的指示因子。通常把大于0.25 mm 的团聚体称为土壤团粒结构体。团粒结构是土壤中最好的结构体，其数量与土壤的肥力状况呈正相关[7-10]。通过干筛法可以获得原状土壤中团聚体的总体数量，这些团聚体包括非水稳性团聚体和水稳性团聚体。

由表3 可知，醴陵和攸县两个试验点各处理间大于0.25 mm 的团聚体总量差异较小，醴陵试验点的在96.2%～98.5%，略高于攸县（95.6%～98.4%）。湿筛法获得的团聚体是土壤中的水稳性团聚体，水稳性团聚体及团聚体的破坏率对保持土壤结构的稳定性有重要的贡献，因而比非水稳性团聚体更为重要。醴陵试验点，施用石灰、酸易客、亚科丰3种土壤调理剂，土壤中大于0.25 mm 的水稳性团聚体总量均比对照高，其中以处理4（亚科丰）的水稳性团聚体总量最高，破坏率最低；与对照相比，其水稳性团聚体总量增加了31.5个百分点，而团聚体破坏率降低了30.7个百分点；处理2（石灰）土壤中大于0.25 mm 的水稳性团聚体总量高于处理1，但明显低于处理3 和处理4；处理2 土壤中团聚体的破坏率小于处理1，但明显高于处理3 和处理4。而在攸县试验点，以处理2（石灰）土壤中大于0.25 mm 的水稳性团聚体总量最低，破坏率最高。这说明施用石灰有降低土壤团聚体稳定性的趋势，不利于形成和保持良好的土壤结构，有可能带来土壤板结、水稻减产的风险。

表3 不同处理对土壤团聚体的影响 （%）

2.3 不同土壤调理剂对土壤微生物数量影响

土壤微生物是土壤中最活跃的部分，是土壤分解系统的主要成分，在推动土壤物质转换、能量流动和生物地化循环中起着重要作用[11]。土壤中微生物的数量和种类可直接反映土壤肥力，但要受耕作制度、地理位置、土壤层次、植被、土壤肥力、气候变化及土壤类型等诸多因素的影响[12-13]。从表4 中可以看出，施用土壤调理剂对土壤中的细菌、真菌和放线菌数量均有不同程度的影响。醴陵、攸县两个试验点各处理土壤的细菌数量分别比对照提高0.78×104、105.17×104cfu/g，说明这3种土壤调理剂均能提高土壤中细菌的数量。两个试验点，处理2 的放线菌的数量分别比对照少48.27×103、19.89×103cfu/g，说明石灰有杀灭土壤中放线菌的效果。

2.4 不同土壤调理剂对水稻生物学性状影响

由表5 可知，施用3种土壤调理剂都能在一定程度上改善水稻的农艺性状和经济性状，特别是亚科丰，其效果最明显。与对照相比，处理4 的水稻株高增高了0.9～3.3 cm、有效穗增加了0.19 万～0.80 万穗/667m2、实粒数增加1.0～5.6 粒/穗、结实率提高了0～4.0个百分点、千粒重增重了0～0.2 g。

表4 不同处理对土壤微生物数量的影响cfu/g

2.5 不同土壤调理剂对水稻产量、产值的影响及效益分析

表5 不同处理对水稻生物学性状的影响

由表6 可知，施用石灰、酸易客、亚科丰3种土壤调理剂均可提高水稻产量及产值。醴陵、攸县两个试验点均以处理4（亚科丰）的增产增值效果最明显，其产量分别为549.8、544.2 kg/667m2，产值分别达1 517.4、1 502.0 元/667m2，分别比对照增产42.5、18.7 kg/667m2，增产率分别达8.4%、3.6%，产值分别增加了117.2、51.6 元/667m2。方差分析结果表明，各处理产量差异达到显著水平，说明施用石灰、酸易客、亚科丰3种土壤调理剂均能显著提高水稻产量。扣除成本以后，醴陵、攸县两个试验点各处理分别比对照增收55.8～117.2、6.1～51.6 元/667m2。各处理产投比从高到低排列依次为：亚科丰＞石灰＞酸易客，其中施用酸易客土壤调理剂的产投比较低的原因是该土壤调理剂的成本过高。

3 结论

试验结果表明，施用石灰、酸易客、亚科丰3种土壤调理剂均能明显提高土壤的pH 值，对土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量、土壤水稳性团聚体也有一定的影响；其中，醴陵、攸县两个试验点均以亚科丰土壤调理剂的效果较好，土壤pH 值比对照分别提高了0.65、0.53，达到5.67 和5.56，有利于改善土壤理化性状，提高土壤结构稳定性。

施用石灰、酸易客、亚科丰3种土壤调理剂可显著提高土壤中大于0.25 mm 的水稳性团聚体含量，并增加其稳定性。其中，以施用亚科丰土壤调理剂的土壤水稳性团聚体总量最高，破坏率最低；与对照相比，醴陵试验点土壤的水稳性团聚体总量增加了31.5个百分点，而团聚体破坏率降低了30.7个百分点。

施用上述3种土壤调理剂可增加土壤中细菌的数量，而石灰对放线菌表现出抑制作用。醴陵、攸县两个试验点各处理土壤的细菌数量分别比对照提高0.78×104～105.17×104cfu/g；两个试验点，施用石灰的土壤中放线菌数量分别比对照少48.27×103、19.89×103cfu/g。

施用石灰、酸易客、亚科丰3种土壤调理剂还可增加水稻的实粒数，提高结实率，显著提高水稻产量及产值。其中，醴陵和攸县两个试验点均以施用亚科丰土壤调理剂的处理产量、产值和产投比最高，分别为549.8和544.2kg/667m2、1517.4 和1502.0 元/667m2、0.98 和0.43。

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