益欣荣Ⅱ土壤调理剂对酸化水稻土的改良效果研究

杨佐高 周富忠

（1.利川市农业技术推广中心 湖北利川445400；2.利川市土壤肥料工作站 湖北利川445400）

酸化是土壤退化的重要表现，近几十年来由于受高强度人为活动的影响，土壤酸化的进程大大加速,对生态环境和农业生产的危害加重[1]。我国酸化土壤呈现面积大、分布广及酸化程度高等特点[2]，因此，采取有效措施减缓土壤酸化进程并对严重酸化土壤进行改良和修复，对保护生态环境和保障农业的可持续发展具有重要意义[3]。湖北利川耕地酸化问题相当突出，相关部门对其成因及改良措施进行了较多研究[4]，特别是近10年来，各种新型土壤调理剂不断涌现，应用越来越广泛，并取得了较好的效果[5-7]。为验证台湾益地股份有限公司提供的益欣荣Ⅱ土壤调理剂（以下简称益欣荣）应用于酸化土壤的改良效果，按照《土壤调理剂 效果试验和评价要求》（NY/T 2271-2016）的相关规定，2020年3～10月，在利川酸化水稻土上开展专项试验，并为该产品的推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 地点及土壤

试验地点为利川市柏杨坝镇龙门村7组，地处北纬30.549721°、东经108.960655°，海拔1023 m。土壤为水稻土，土种为紫色页岩发育的紫泥田，质地为中壤，试验前取样检测pH为5.34，属酸化土壤。

1.2 供试材料

（1）益欣荣Ⅱ土壤调理剂：台湾益地股份有限公司生产［登记证号“农肥（2018）准字10350号”，执行标准“Q/FJDS053-2018”］，外观为灰白色固体颗粒，主要技术指标为CaO+MgO≥44%，pH为8.0～10.0。

（2）肥料：45%（N∶P∶K为15∶15∶15）普通复合肥。

（3）作物：水稻，品种为宜香162。

1.3 试验设计

试验设5个处理，4次重复，随机区组排列。小区面积27 m2，长10 m、宽2.7 m，小区之间筑高×宽为30 cm×30 cm的田埂，保证不串肥，串水，区组间留50 cm通道，便于田间观察。各处理设置如下，处理1（CK0）：不施肥；处理2（CK）：习惯施肥（施普通复合肥30 kg/亩）；处理3：CK+益欣荣20 kg/亩；处理4：CK+益欣荣40 kg/亩；处理5：CK+益欣荣60 kg/亩。

试验前、水稻收获后分别取土样检测土壤pH、交换性铝、有效锰、盐基饱和度等。水稻分蘖期、收割期等重要生育期开展相关性状调查，收割时按小区单打单收，计实产。

1.4 试验过程

2020年3月21日播种，采用塑料棚保温旱育方式育苗；5月18日移栽，移栽规格为27 cm×20 cm，亩密度12345蔸；移栽前按处理设计施入肥料及益欣荣，处理1不施；5月23日，用细土拌除草剂撒施防除田间杂草；移栽后10 d发现稻水象甲危害，用高效氯氰菊酯+三唑磷防治。10月13日收获，按小区计实产。

1.5 数据统计分析及样品检测方法

采用Excel进行数据分析，对不同处理水稻产量结果作F检验，处理间差异用新复极差法进行多重比较。土样相关指标检测方法见表1。

表1 稻谷及土样相关指标检测标准及方法

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻产量及效益的影响

水稻产量结果分析见表2，产量由高到低排序与处理顺序号刚好相反。各施肥处理比不施肥增产14.24%～26.21%，试验田基础地力高，贡献率在79.23%～87.54%之间。亩增施20 kg、40 kg、60 kg益欣荣分别比习惯施肥增产稻谷23.3 kg/亩、37.2 kg/亩、46.3 kg/亩，增幅分别为5.28%、8.43%、10.48%。对各处理水稻产量作方差分析，并用新复极差法比较处理间的产量差异。处理间差异极显著，区组间差异不显著；施肥处理相比不施肥处理水稻增产极显著，亩增施益欣荣20 kg以上时，产量比习惯施肥增加达显著至极显著水平。

表2 不同处理水稻产量分析

用Excel拟合益欣荣用量与水稻产量（不施肥处理未纳入）的一次、二次、三次回归函数（图1），相关系数分别为0.9783*、0.9995**、1.0000**（df=2时r0.05=0.950、r0.01=0.990）。利用二次回归函数求最高产量益欣荣用量（最佳经济用量）及水稻最高产量（最佳经济产量），结果为：Xmax=-b/2a=81 kg/亩、Ymax=494.5 kg/亩，X最佳=（Px/Py-b）/2a=39 kg/亩（Px=益欣荣Ⅱ单价2元/kg、Py=水稻单价3元/kg)、Y最佳=480.6 kg/亩。

图1 益欣荣用量与水稻产量回归方程拟合

不同处理亩收入在1160～1464元之间，忽略劳动力投入的变化，增施益欣荣增加投入40～120元/亩，比习惯施肥增收70～139元/亩，净增收19～32元/亩，直接经济效益不明显，增加的产出和投入比在1.16～1.75之间。从经济效益来看，亩施用益欣荣20～40 kg较合理（表3）。

表3 不同处理效益分析（单位：元）

2.2 不同处理对水稻经济性状的影响

在水稻不同生育时期进行田间观察，各处理间水稻生育期无明显变化。6月30日分蘖末期调查水稻的基本苗、功能叶长（倒3叶）、株高；10月10日成熟期调查水稻的株高、主穗末叶长、有效穗数、穗长、穗粒数、实粒数、千粒重等指标。从分蘖末期来看，不施肥水稻的基本苗、功能叶长、株高都明显低于施肥处理；随着益欣荣用量增加，基本苗提高明显、其他2项指标也呈升高趋势。从成熟期来看，不施肥水稻的株高、主穗末叶长、有效穗数和穗实粒数明显低于施肥处理，但穗长、结实率和千粒重差异不大；随着益欣荣用量增加，株高、主穗末叶长和千粒重略呈升高趋势，有效穗数、穗实粒数、结实率提高明显，穗长则无明显差异（表4）。

表4 不同处理水稻经济性状

2.3 益欣荣对土壤pH的影响

土壤pH变化见图2。试验前后皆低于5.5，土壤酸化。试验后土壤pH整体下降，不施肥和增施益欣荣60 kg/亩下降程度一致且最小，为0.08个单位；习惯施肥下降幅度最大，为0.20个单位；增施益欣荣20 kg/亩、40 kg/亩，土壤pH分别下降0.15个、0.13个单位；随着益欣荣用量的增加，土壤pH下降幅度逐渐变小，有效缓解和抑制了土壤酸化。

图2 不同处理试验前后土壤pH变化

2.4 益欣荣对土壤交换性铝的影响

土壤交换性铝是土壤潜在酸的主要来源，其含量越高潜在酸度越大，与土壤交换性氢一起组成了土壤的交换性酸总量，是土壤酸度的容量指标[4]。土壤交换性铝试验后整体上升，处理1～处理5分别上升0.15 cmol/kg、0.70 cmol/kg、0.60 cmol/kg、0.45 cmol/kg、0.25 cmol/kg；不施肥处理上升幅度最小，习惯施肥处理上升幅度最大；随着益欣荣用量增加，土壤交换性铝上升幅度逐渐变小，有缓解铝过量的作用（图3）。

图3 不同处理试验前后土壤交换性铝变化

2.5 益欣荣对土壤有效锰的影响

土壤有效锰变化见图4。试验田土壤有效锰在50 mg/kg以上，含量极高[8]。试验后不施肥、习惯施肥处理土壤有效锰分别上升4.8 mg/kg、4.5 mg/kg，处理3～处理5则分别下降2.3 mg/kg、11.5 mg/kg、15.2 mg/kg；随着益欣荣用量增加，土壤有效锰逐渐降低。

图4 不同处理试验前后土壤有效锰变化

2.6 益欣荣对土壤盐基饱和度的影响

先检测土样的阳离子交换量、交换性盐基总量，再计算盐基饱和度。一般盐基饱和度≥80%的土壤为较肥沃的土壤;50%～80%之间的土壤为中等肥力水平；低于50%,土壤肥力较低[9]。土壤盐基饱和度变化见图5，试验田土壤盐基饱和度在59.31%～72.83%之间，处于中等水平。试验后不施肥处理下降5.35个百分点，处理2～处理5则分别上升2.29个、3.76个、6.20个、8.86个百分点；随着益欣荣用量增加，土壤盐基饱和度逐渐提高，肥力不断增强。

图5 不同处理试验前后土壤盐基饱和度变化

3 结论与讨论

（1）试验田基础地力高，贡献率（不施肥处理作物产量/施肥处理作物产量×100）在79.23%～87.54%之间。

（2）在水稻上应用该调理剂增产效果显著。亩增施20 kg以上，水稻增产达显著至极显著水平；增收稻谷23.3～46.3 kg/亩，增幅5.28%～10.48%；主要通过提高水稻亩有效穗数、穗实粒数、结实率来实现稻谷增产；直接经济效益不明显，亩净增收仅19～32元。

（3）用Excel能很好拟合该调理剂用量与水稻产量的一次、二次、三次回归函数，相关系数达显著至极显著水平。利用二次回归函数求该调理剂水稻最高产量用量为81 kg/亩、最佳经济用量为39 kg/亩。

（4）该调理剂对改良酸化水稻土有较好的效果。亩增施20～60 kg，可使土壤pH少下降0.05～0.12个单位；交换性铝少上升0.10～0.45 cmol/kg；有效锰多降低6.8～19.7 mg/kg；盐基饱和度多提升1.47～6.57个百分点。随着该调理剂用量增加，土壤pH下降幅度和交换性铝上升幅度明显减小，而有效锰明显下降、盐基饱和度明显上升，土壤酸化及铝毒害风险得到缓解，有效锰过量得到有效控制，肥力不断增强。

以上试验结果表明，益欣荣Ⅱ土壤调理对改良酸化水稻土有较好的效果，在水稻上应用增产效果显著。建议在酸化水稻土中大面积应用，用量根据酸化程度确定，亩用量可在20～40 kg之间。可在酸化旱地及其他作物上试验、示范，以便进一步验证其效果、扩大其推广范围。