寿宁县水田土壤酸化特征及其改良效果

潘香玉

（福建省寿宁县土壤肥料技术站，福建寿宁355500）

农业生产中由于农民对化肥依赖的不断增加，对有机肥的重视不足，不合理过量施用化肥，造成土壤板结，酸化严重，土壤肥力持续下降，土壤理化性状变差等现象［1-2］。谷雨等［3-4］研究表明，施用土壤调理剂或有机肥能有效提高水稻产量，改善土壤理化性状和土壤养分状况，从而改良酸化土壤。目前改良酸化土壤的技术模式有很多，不同模式土壤酸化改良效果差异明显。2021年5月起笔者在寿宁县承担不同模式土壤酸化改良试验，研究不同模式试验（土壤调理剂、土壤调理剂+商品有机肥、生物基炭有机肥等）对改良酸性土壤效果及对水稻产量与农艺性状的影响，以期为寿宁县酸性土壤改良提供依据。

1 材料与方法

1.1 土样采集

根据《全国耕地地力调查与质量评价技术规程》和《2020年寿宁县耕地质量等级评价报告》，土壤样品采集参考地形地貌、土壤类型、土地利用、耕作制度、作物产量水平等因素，将全县划分为若干个区域，研究水田耕地土壤酸化特征特性。全县合计采集土壤样品1 500多个。

1.2 试验田土壤

试验田选择在福建省宁德市寿宁县大安乡大熟村土壤酸化稻田内，试验土壤土种是灰泥田，土壤质地为中壤土，耕作层土壤pH=5.51、有机质32.8 g/kg、碱解氮为152 mg/kg、速效钾为53 mg/kg、交换性钙为560 mg/kg；有效铬为0.411 mg/kg、有效镉为0.078 mg/kg、有效铅为17.89 mg/kg、有效汞为0.019 mg/kg、有效砷为0.36 mg/kg。供试试验田块土地平整，土壤肥力等级均匀，水源水量丰富排灌水方便，试验田块形状规正，运输交通便利。

1.3 试验种子与化肥品种

试验水稻品种为广8优165。试验化肥为福建省三明产尿素（N 46%）、山东省济南产过磷酸钙（P2O512%）、俄罗斯产氯化钾（K2O 60%）、玛塔牌土壤调理剂（CaO≥45%、pH：8.5～10.5）、商品有机肥和基炭有机肥含量相同（有机质≥55%，纯氮+纯磷+纯钾≥6%）。

1.4 试验模式设置

试验设置4个处理，3次重复，每个处理面积为20 m2。处理间设置田埂用塑料薄膜覆盖，隔离防渗，单独排灌，四周保留保护行。各试验处理如下，处理1：配方施肥CK（不施土壤调理剂）；处理2：配方施肥+土壤调理剂（每667m2用量200 kg）；处理3：配方施肥+土壤调理剂（每667m2用量200 kg）+商品有机肥（每667m2用量200 kg）；处理4：配方施肥+生物类基炭有机肥（每667m2用量200 kg）。配方施肥处理每667m2用肥量（折纯量）：氮肥9.5 kg、磷肥3.8 kg、钾肥6.65 kg。

1.5 试验作物田间栽培管理

试验于2021年5月2日播种，35 d秧龄后插秧。基肥：尿素施用量45%、过磷酸钙全部施用、氯化钾施用量50%，土壤调理剂全部施用；6月27日分蘖肥施40%尿素、50%氯化钾；7月3日喷施杀虫双、多菌灵；7月20日施穗肥氮肥用量占15%；8月26日喷施噻嗪酮、阿维菌素、井冈霉素。10月2日取样考察有效穗、穗粒数、结实率、千粒重和穗长等，并进行小区实割测产。

2 结果与分析

2.1 土壤酸化特征

寿宁县地处福建闽东山区，全年气候温暖潮湿，春夏秋冬四季分明，年降雨量丰富，耕地土壤多数呈酸性至强酸性。土样分析结果表明，寿宁县水田土壤pH均值介于4.78～5.52，总平均值为5.08，其中pH＜4.5强酸性耕地土壤面积占耕地总面积的1.94%，主要分布于坑底乡和大安乡，合计占全县pH强酸性的耕地总面积的60.39%；pH 4.5～5.5酸性耕地土壤面积占耕地总面积的95.41%，主要分布于平溪镇、芹洋乡、托溪乡、下党乡、凤阳镇、斜滩镇、西溪镇和南阳镇，合计占全县pH 4.5～5.5酸性耕地总面积的54.87%，说明寿宁县耕地土壤多数酸性强，影响农作物的正常生长和好气土壤微生物活动。根据第2次土壤普查结果，全县有99.69%的水田土壤pH＜6.50，其中pH 4.50～5.50占水田总面积的37.43%；而本次调查的水田土壤pH值均处于4.50～5.50。可见，自第2次土壤普查以来，寿宁县水田酸性土壤面积比例有较大提高，酸化的原因与20多年来偏施化肥有关。由表1可见，不同水田土壤类型、不同耕作制度间的土壤pH平均值也有所差异，其中以渗育型水稻土和旱作区的土壤酸性最强，这可能也与水田地下水位高低、排灌条件和耕作制度有关。

表1 寿宁县不同水田及耕作制度土壤酸碱度变化

2.2 不同技术模式改良效果

2.2.1 水稻农艺性状 如表2所示，与处理1（CK）相比，不同处理的有效穗数每667m2增加0.41万～0.82万，株高提高了3.2～9.1 cm，每穗粒数增加9.2～14.1粒，结实率略有提高，千粒重提高0.2～0.4 g。可见，不同处理均可不同程度提高水稻的穗数、穗粒数、结实率、千粒重等，其中以配方施肥+土壤调理剂+商品有机肥处理（处理3）的提高效果最好。

表2 不同处理对水稻农艺性状的影响

2.2.2 各处理水稻的产量 从表3看出，各试验处理产量为处理3＞处理2＞处理4＞处理1。方差分析结果表明，不同处理的水稻产量均显著或极显著高于对照，其中处理3与处理1间差异极显著，处理2、处理4与处理1间差异显著。同处理1（CK）相比，不同处理的水稻产量每667m2增产39.4～55.6 kg，增产幅度达9.08%～10.79%，其中以配方施肥+土壤调理剂+商品有机肥处理（处理3）对水稻的增产效果最好。

表3 不同处理对水稻产量的影响

2.2.3 效益分析 按照当时市场价格水稻3.6元/kg、三明尿素3.8元/kg、济南过磷酸钙为1.5元/kg，俄罗斯氯化钾为5.2元/kg，玛塔牌的土壤调理剂0.8元/kg，圣农牌商品有机肥0.9元/kg，生物炭基有机肥0.8元/kg计算各处理的稻谷收益（表4），可看出与处理1（CK）相比，不同处理的收益差异较大，处理3每667m2减少了140.2元，处理4每667m2减少了18.1元，处理2每667m2增加了8.5元。

表4 不同处理对水稻效益的影响

2.2.4 各处理土壤理化性状比较 同处理1（CK）对比，各处理的土壤pH值提高0.08～0.28个单位，有机质提高了4.7～8.3 g/kg（提高16.0%～28.3%），碱解氮降低了6.0～23.0 mg/kg（降低3.3%～12.6%），有效磷提高了11.0～53.8 mg/kg（提高31.7%～155.0%），速效钾提高了2.0～12.1 mg/kg（提高4.2%～25.6%），交换性钙提高了208.0～402.0 mg/kg（提高35.7%～69.1%）（表5）。综上，不同处理均提高pH值、有机质、有效磷、速效钾、交换性钙等含量，其中，处理2和处理3的效果相对较好。

表5 不同处理对土壤理化性状的影响

2.2.5 各处理土壤重金属含量比较 同处理1（CK）比较，不同处理的土壤有效铬含量降低0.010～0.094 mg/kg（降低2.4%～22.9%），有效镉含量降低了0.027～0.047 mg/kg（降低37.5%～65.3%），有效铅含量降低0.799～1.501 mg/kg（降低4.8%～9.0%），有效砷降低0.020～0.051 mg/kg（降低8.3%～21.3%），而对于土壤有效汞的影响，只有处理2降低了土壤有效汞的含量（降低18.2%），而另外2个处理土壤有效汞的含量却提高了9.1%～27.3%（表6）。由此可见，土壤调理剂处理（处理2）能全面降低有效铬、有效镉、有效铅、有效汞、有效砷含量，土壤改良效果较佳。

表6 不同处理对重金属含量的影响

3 结论

寿宁县水田土壤pH均值介于4.78～5.52，总平均值为5.08，表明寿宁县水田土壤普遍酸化；渗育型水稻土和旱作区土壤酸性最强，其土壤pH值变化可能也与水田地下水位高低、排灌条件和耕作制度有关，有待进一步研究探讨。在水稻产量上，不同改良技术模式处理的水稻产量每667m2增加了39.4～55.6 kg，增产幅度为9.08%～10.79%。水稻产量从高到低依次：土壤调理剂+商品有机肥处理＞土壤调理剂处理＞生物基炭有机肥处理。但综合经济效益来看，以土壤调理剂处理（处理2）为佳。在土壤理化性状中，不同改良技术模式处理提高了pH值、有机质、有效磷、速效钾、交换性钙等含量，不同模式提升土壤理化性状效果依次：土壤调理剂处理＞土壤调理剂+商品有机肥处理＞生物基炭有机肥处理。在土壤重金属中，不同酸化改良模式处理降低了土壤有效铬、镉、铅、砷等重金属含量，降低效果依次为：土壤调理剂处理＞生物基炭有机肥处理＞土壤调理剂+商品有机肥处理；与此同时，土壤调理剂处理还可降低土壤有效汞的含量。