含硅、钙土壤调酸剂应用于酸性水稻土的效果分析

易妍睿+吴润+游秋香+李晶

摘要：连续两季施用含硅、钙土壤调酸剂，对湖北省水稻产区酸性水稻土基本理化性状和水稻产量进行评价。结果表明，施用不同量的含硅、钙土壤调酸剂对土壤的pH均有提高，提高值最高达0.29；土壤硅铝率提高0.23；对土壤阳离子交换量也有一定影响，增加幅度最高达1.90 cmol（+）/kg；对水稻结实率提高幅度达5.56%，千粒重增加0.73 g；对土壤容重及耕层有机质、全氮、碱解氮、有效磷等影响不大。表明在酸性较重土壤中施用含硅、钙土壤调酸剂可以改善土壤酸性、硅铝率和提高阳离子交换量，对土壤结构和其他养分含量影响不明显，对水稻增产效果明显。

关键词：含硅、钙土壤调酸剂；酸性水稻土；水稻产量

中图分类号：S156.2 文献标识码：B 文章编号：0439-8114（2017）06-1045-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.06.013

Abstract： In the two quarter，the acid rice soil physical and chemical properties and rice yield in Hubei province of rice producing areas were evaluated by using silicon and calcium soil conditioner. The results showed that the application of different amount of containing silicon calcium improved the soil pH up to 0.29，increased the soil silicon aluminum ratio up to 0.23， had a certain effect of the soil cation exchange capacity and the increase up to 1.90 cmol（+）/kg， increased the rice seed setting rate up to 5.56%，increased the grain weight up to 0.73 g，had litter effect of the bulk density of soil and the soil organic matter，total nitrogen，available nitrogen and available phosphorus etc. The results indicated that in heavy acidic soil application of silicon，calcium soil conditioner could improve the soil acidity，Si/Al ratio and improve the cation exchange capacity，which have litter obvious effect to the soil structure and other nutrient content， contrary to rice yield.

Key words： silicon and calcium soil conditioner； acid rice soil； rice yield

硅是水稻生命活动中大量需要和吸收的重要元素，对水稻产量的形成有很大的影响[1]。硅能改善水稻的形态结构，提高产量和品质，同时能提高水稻抗性，包括增强水稻的抗倒性、抗病虫害能力和抗逆境能力，还可以提高氮、磷利用率，减轻一些重金属的毒害作用[2]。

湖北省50%以上的水稻土分布在中部广袤沃野的低丘平原，是湖北省的鱼米之乡[3]，近年来，随着水稻产量和化肥施用量的逐年提高，种植水稻的土壤酸化趋势日益严重。湖北恩施州耕地土壤pH≤5.0的过酸性耕地占总面积的20.53%，超过50%的土壤呈酸性或强酸性[4]；黄冈市现有耕地中，由于多年的演变，部分耕地土壤由碱性转为中性，中性土壤转为酸性，还有的由一般酸性转变为强酸性[5]。耕地土壤酸化后主要影响土壤养分的有效性，破坏土壤结构，耕性变差，导致作物减产，农产品品质下降[6]。

含硅、钙土壤调酸剂是一种适用于酸性土壤水稻种植的土壤调理改良剂，为了验证其应用于酸性土壤改良及对水稻的增产效果，于2015年5～11月进行了相关产品应用于水稻土的田间试验，现将试验结果报告如下。

1 材料与方法

1.1 试验点基本情况

试验点设置在武穴市大金镇周干村，北纬29°59′，东经115°37′，地势平整，雨水充沛，排灌方便。于2015年4月（试验前）到试验点取土，土壤基本理化性状见表1。

1.2 材料

1.2.1 供试作物 早稻为鄂早18，晚稻为湘优69。

1.2.2 供试肥料及土壤改良剂 早稻：基肥每公顷施30%（15-7-8）配方肥600 kg，分蘖肥每公顷施46%尿素150 kg，穗肥每公顷施46%尿素75 kg和60%钾肥150 kg。

晚稻：基肥每公顷施45%（19-13-13）配方肥600 kg，分蘖肥每公顷施46%尿素75 kg，穗肥每公顷施46%尿素75 kg和60%钾肥75 kg。

土壤调酸剂所含主要成分含量为CaO≥32%、SiO2≥16%、K2O≥5%。

1.3 试验设计

试验连续进行两季，4月20日早稻育苗，5月13日劃小区，沟宽0.6 m，埂宽0.4 m，并取基础土壤，16日施基肥并移栽，株距0.2 m，行距0.17 m，5月22日施分蘖肥，6月23日施穗肥。

7月5日晚稻育苗，7月22日每小区取3点土样和6兜植株样，7月24日收割早稻，8月1日晚稻施基肥并移栽，株距0.2 m，行距0.18 m，8月7日施分蘖肥，9月9日施穗肥，10月29日每小区取3点土样和6兜植株样，11月1日收割晚稻。

设4个处理：处理1（CK），常规施肥；处理2，常规施肥+等养分含量肥料（折合K2O含量为75 kg/hm2）；处理3，常规施肥+土壤调酸剂1 500 kg/hm2；处理4，常规施肥+土壤调酸剂1 800 kg/hm2；以上各处理化肥施用量、施用方法及农艺措施相同。

小区面积40 m2，长8 m、宽5 m，小区间筑田埂并用薄膜覆盖相隔，试验设4次重复，随机区组排列。试验前、后分小区取0～20 cm土壤样品，测定土壤pH、阳离子交换量等。

2 结果与分析

2.1 土壤调酸剂的改土效果

2.1.1 土壤调酸剂对土壤pH的影响 土壤调酸剂调节土壤pH的效果见表2。由表2可知，第一季水稻收获时，处理1对照（常规施肥）pH为4.93，增施等养分含量肥料处理为4.89，降低了0.04；增施土壤调酸剂1 500、1 800 kg/hm2处理pH分别为5.14、5.17，与对照相比，增施土壤调酸剂1 500、1 800 kg/hm2处理pH分别提高了0.21、0.24；第二季水稻收获时，4个处理pH分别为4.90、4.89、5.18、5.19，增施等养分含量肥料处理比对照降低0.01，增施土壤调酸剂1 500、1 800 kg/hm2处理与对照相比，pH分别提高了0.28、0.29，表明增施土壤调酸剂能够提高土壤pH。

2.1.2 土壤调酸剂对土壤有机质和有效养分的影响 由表3可知，早稻收获时对照（常规施肥）有机质含量为20.2 g/kg，增施等养分含量肥料处理与对照相比差异不明显；增施土壤调酸剂1 500、1 800 kg/hm2处理有机质含量分别为20.3、20.5 g/kg，与对照相比差异不明显；4个处理的全氮、有效磷含量差异也不明显；4个处理速效钾含量差异比较明显，其中增施等养分含量肥料处理比对照增加5.3 mg/kg，增施土壤调酸剂1 500、1 800 kg/hm2处理分别增加1.8、2.3 mg/kg；4个处理硅铝率差异明显，其中对照为2.25，与对照相比，增施等养分含量肥料处理降低了0.01，增施土壤调酸剂1 500、1 800 kg/hm2处理分别提高0.05、0.09；4个处理阳离子交换量差异比较明显，增施等养分含量肥料处理为16.00 cmol（+）/kg，比对照降低0.33 cmol（+）/kg，增施土壤调酸剂1 500、 1 800 kg/hm2处理与对照相比分别增加1.90、1.77 cmol（+）/kg；增施土壤调酸剂1 500、1 800 kg/hm2处理与对照、增施等养分含量肥料处理相比，土壤容重减少，但差异不明显。

晚稻收获时，增施等养分含量肥料、土壤调酸剂1 500、1 800 kg/hm2处理有机质含量分别为21.5、21.2、21.5 g/kg，与对照相比（21.3 g/kg）差异不明显；4个处理的全氮含量差异也不明显；增施等养分含量肥料处理有效磷含量比对照增加1.5 mg/kg，而对照、增施土壤调酸剂1 500、1 800 kg/hm2处理之间差异不明显；4个处理间速效钾差异明显，与对照相比，其中增施等养分含量肥料处理增加5.6 mg/kg，增施土壤调酸剂1 500、1 800 kg/hm2处理均增加1.9 mg/kg，增幅为2.13%；4个处理间硅铝率差异明显，其中对照为2.23，与对照相比，增施等养分含量肥料处理降低0.03，增施土壤调酸剂1 500、1 800 kg/hm2处理分别提高0.22、0.23；4个处理阳离子交换量差异比较明显，与对照相比，增施等养分含量肥料处理增加0.18 cmol（+）/kg，增施土壤调酸剂1 500、1 800 kg/hm2处理分别增加1.10、1.64 cmol（+）/kg，增幅分别为6.88%、10.25%；4个处理间的土壤容重差异不明显。

2.2 土壤调酸剂对水稻生长发育及产量的影响

2.2.1 土壤调酸剂对水稻生长发育的影响 早稻：与对照（常规施肥）相比，每公顷增施1 800 kg调酸剂处理结实率提高了5.56个百分点，千粒重增加0.73 g，每穗粒数多10.15粒；每公顷增施1 500 kg处理结实率提高了3.18个百分点，千粒重增加0.67 g，每穗粒数多5.55粒（表4）。

晚稻：与对照（常规施肥）相比，每公顷增施 1 800 kg调酸剂处理结实率提高了2.79个百分点，千粒重增加0.40 g，每穗粒数多8.70粒；每公顷增施1 500 kg调酸剂处理结实率高2.03个百分点，千粒重增加0.35 g，每穗粒数多7.50粒（表4）。

2.2.2 土壤调酸剂对水稻产量的影响 水稻使用土壤调酸剂，与对照（常规施肥）相比，每公顷增施 1 800 kg调酸剂处理早稻增产幅度为6.18%，晚稻增产幅度为6.95%；每公顷增施1 500 kg调酸剂处理早稻增产幅度为5.10%，晚稻增产幅度为6.44%（表4）。

3 小结与讨论

1）土壤调酸剂应用于pH在5.0左右的水稻土，对土壤pH有一定的影响，可以明显提高土壤pH、硅铝率和阳离子交换量，以每公顷增施1 800 kg调酸剂处理效果最佳；增施土壤调酸剂处理的全氮、碱解氮、有效磷含量差异均不明显，说明施用土壤调酸剂对土壤养分含量影响不大；4个处理的土壤容重有差异但是差异不大，表明土壤调酸剂可以改良土壤结构但是影响有限。

2）在对水稻产量影响方面，增施土壤调酸剂处理的水稻株高高于对照，产量相对空白对照表现为增产，且增产幅度与土壤调酸剂增施量呈正相关，以每公顷增施1 800 kg調酸剂处理的增产幅度最大，达6.95%，说明土壤调酸剂通过对土壤酸根离子的中和作用，缓解了土壤严重酸化趋势，从而有利于水稻生长，促进水稻分蘖、抽穗，为后期增产打下基础。

3）两季水稻收割后，增施等养分含量肥料处理的土壤pH与对照相比，均表现为降低，阳离子交换量早稻表现为降低，而晚稻表现为增加，对其他土壤理化指标影响不明显；对水稻产量影响也不明显。结果表明，由于本试验田块酸性偏重，在施肥量达到一定程度（当地常规施肥方式）后继续加大施肥量，对水稻增产无效，反而会进一步加重土壤酸化，对土壤结构也有影响。

4）在酸性较重土壤（pH在5.0左右）中施用土壤调酸剂可以提高土壤pH、硅铝率和阳离子交换量，对土壤结构和其他养分含量影响不明显，对水稻增产效果明显。应用中可以根据土壤酸化程度，合理调整土壤调酸剂用量。

5）随着土壤酸化程度的提高，水稻土特别是冷浸田中重金属含量超标风险很大。土壤pH与土壤有效态铬含量之间呈负相关[7]；外源硅施入土壤后，可以使土壤中的交换性镉的量下降，从而抑制植物对镉的吸收，缓解镉对植物的毒害作用[8]。在镉污染土壤上选用适宜的中微量和有益元素，能有效降低水稻对镉的吸收和稻米中的镉含量[9]。含硅、钙调酸剂对水稻土中重金属镉具有一定的钝化作用，但是钝化效果还有待进一步试验验证。

参考文献：

[1] 郑爱珍，任雪平.硅在水稻生理中的作用[J].农业与技术，2004， 24（1）：50-52.

[2] 杨 利，马朝红，范先鹏，等.硅对水稻生长发育的影响[J].湖北农业科学，2009，48（4）：990-992.

[3] 湖北省农业厅土壤肥料工作站，湖北省土壤普查辦公室.湖北土壤[M].武汉：湖北科学技术出版社，2015.

[4] 周富忠.恩施州耕地土壤酸化的成因与对策[J].中国农技推广，2011，27（12）：42-44.

[5] 张继国，熊道龙，胡政权，等.黄冈市耕地地力评价与利用[M].北京：中国农业科学技术出版社，2014.

[6] 向永生.恩施州耕地资源评价与利用[M].北京：中国农业科学技术出版社，2014.

[7] 杨 林，陈志明，刘元鹏，等.石灰、活性炭对铬污染土壤的修复效果研究[J].土壤学报，2012，49（3）：518-525.

[8] 张 磊，常本超，陈雪丽，等.硅对缓解水稻镉毒害效果的研究[J].现代化农业，2015（4）：16-17.

[9] 胡 坤，喻 华，冯文强，等.中微量元素和有益元素对水稻生长和吸收镉的影响[J].生态学报，2011，31（8）：2341-2348.