土壤调理剂在水稻生产中的应用效果

陈正道，杨艳

(1.浙江省耕地质量与肥料管理总站，浙江 杭州 310020； 2.浙江丰瑜生态科技股份有限公司，浙江 浦江 322200)

水稻是我国种植面积最大的粮食作物，国内有60%以上的人口以水稻作为主食，其产量高低直接关系到粮食安全和社会稳定[1-2]。我国水稻生产过程中地力贡献率均值高达60.2%[3]，南方水稻的地力贡献率约为29.4%，土壤肥力对水稻产量影响重大[4]。当前，我国多数地区耕地质量总体水平不高，土壤有机质含量低于10 g·kg-1的面积占26%，优良品种高产潜力的发挥受到限制，大量使用化肥成为水稻增产或维持高产的主要手段[5-6]。长此以往，导致水稻抗病虫害能力减弱、稻米品质下降、生产成本增高、农业面源污染加重等问题[7-8]，此外，化肥的连年施用使得稻田土壤质量退化更为严重，可持续生产能力逐年降低，对水稻生产造成严重威胁[9]。

因此，以提高水稻产量和改善土壤环境综合效应为目标，探索新的生产模式成为当前研究的热点之一。土壤调理剂具有提升土壤肥力、改善土壤质地、调节土壤pH值、降低土壤重金属毒害等功能[10-11]，从而提高退化土壤的生产力，为水稻生产提供有利条件。本文通过土壤调理剂在水稻生产中的应用效果研究，以期为水稻高产和土壤肥力提升提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验在浦江县岩头镇胜建村进行，试验田土壤基础肥力：有机质含量19.2 g·kg-1，全氮1.2 g·kg-1，有效磷17.3 mg·kg-1，速效钾74.5 mg·kg-1，pH 4.9。

供试肥料为“土沃宝”土壤调理剂(浙江丰瑜生态科技股份有限公司)，对照肥料为“硕肥”精制有机肥(杭州鑫峰有机肥制造有限公司，N +P2O5+K2O≥5.0%，有机质含量≥45%)。供试水稻品种为甬优1540。

1.2 处理设计

试验设土壤调理剂处理，基肥施用量为7.5 t·hm-2，以基肥施用普通有机肥7.5 t·hm-2为对照(CK)。2016—2018年连续进行3 a，小区面积20 m2，重复3次，小区间用水泥砂浆筑埂分隔而成。处理和对照的管理措施同普通栽培。

1.3 样品采集及测定

水稻收获后各小区单打单晒，测定水稻产量。按“S”形取样法采集0～20 cm土样，自然风干后测定土壤理化性状，包括有机质、全氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量、pH值。

1.4 数据分析

运用Excel 2010进行数据处理，用Origin 9.0软件制图。

2 结果与分析

2.1 水稻产量

由图1可知，施用土壤调理剂处理能提高水稻产量，3 a试验水稻产量分别为8.105 t·hm-2、8.286 t·hm-2、8.417 t·hm-2，较对照分别增产9.7%、6.8%和5.6%，平均增幅为7.4%。随着土壤调理剂施用年限的增加，水稻产量呈递增趋势，但增产率逐年降低。

图1 土壤调理剂处理对水稻产量的影响

2.2 土壤养分状况

2.2.1 有机质和全氮含量

由图2可知，水稻施用土壤调理剂处理能提高土壤有机质含量，与对照相比，2016—2018年分别增加27.4%、30.2%和24.4%，且土壤调理剂处理的有机质含量逐年递增。同时，施用土壤调理剂处理提高了土壤全氮含量，3 a试验比对照分别提高25.0%、23.1%和36.4%。

图2 土壤调理剂处理对土壤有机质和全氮含量的影响

2.2.2 土壤有效磷和速效钾含量

图3可知，土壤调理剂对土壤有效磷含量有一定的提升作用，与对照相比，2016年增幅达76.2%。继续施用土壤调理剂，土壤有效磷含量变化趋缓，2017年和2018年分别增加36.8%、16.7%。施用土壤调理剂对土壤速效钾含量增幅较大，3 a的数据比对照分别提高79.2%、81.6%和84.2%。施用土壤调理剂，不同年份土壤有效磷和速效钾含量增减趋势一致。

图3 土壤调理剂处理对土壤有效磷和速效钾含量的影响

2.3 土壤阳离子交换量和pH值

阳离子交换量是评价土壤保水保肥以及缓冲能力的重要指标[12]。由图4可知，施用土壤调理剂对土壤阳离子交换量有明显的提升作用，实施年限越长，阳离子交换量越高，如试验第3年(2018年)的土壤阳离子交换量达11.6 cmol·kg-1，较2016年提高11.5%，而对照仅提高3.5%。3 a平均土壤阳离子交换量为10.9 cmol·kg-1，比对照增加25.3%。

图4 土壤调理剂处理对土壤阳离子交换量和pH的影响

施用土壤调理剂对土壤酸碱度也有明显的改善作用，2016—2018年试验施用土壤调理剂处理的pH分别为5.25、5.41和5.52，比对照分别提高9.4%、12.2%和13.6%，pH值和增幅均逐年提高。由此可见，土壤调理剂对土壤酸化治理具有良好的效果。

3 讨论

施用土壤调理剂有利于水稻生长生育，对其分蘖数、有效穗数和千粒重等农艺性状有积极影响，进而提高水稻产量[13-14]。本研究表明，生产中以土壤调理剂作基肥，水稻产量可有效增加，且随着调理剂施用年限的增长，产量逐年提升，2016—2018年产量分别为8.105、8.286和8.417 t·hm-2，分别比对照增产9.7%、6.8%和5.6%，水稻增产率逐年降低，这可能与水稻最大生产潜力的发挥有关。

土壤调理剂能有效改良土壤质地与结构、调节土壤酸碱度、改善土壤养分供应状况，如提高土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾等含量[11,15]。土壤调理剂还能通过增加土壤有机胶体和有机-无机复合胶体量，使土壤阳离子交换量得到提升[16]。本研究发现，施用土壤调理剂，收获期稻田土壤中有机质、全氮、有效磷和速效钾含量相对较高，各指标分别比对照增加24.4%～30.2%、23.1%～36.4%、16.7%～76.2%和79.2%～84.2%。施用土壤调理剂对土壤阳离子交换量有显著的提升作用，施用第3年数值较第1年提高11.5%，而施用普通有机肥仅提高3.5%。连续施用土壤调理剂后，稻田土壤pH值逐年提高，比对照分别提高9.4%、12.2%和13.6%，因此，土壤调理剂在土壤肥力提升、酸化治理等方面具有良好的效果。

综上所述，土壤调理剂可以有效改善土壤理化性状，优化土壤环境，促进水稻增产，增加经济效益，具有较好的推广应用价值。