南阳市宛城区耕地酸化的原因、治理措施及应用

2023-11-13南阳市宛城区农业技术推广中心张明璐伊松白黎璐璐

河南农业 2023年31期

南阳市宛城区农业技术推广中心张明璐伊松白黎璐璐

近年，受农业生产机械化发展、农村劳动力外流、设施农业蓬勃发展等多重因素的影响，化肥、农药过度施用与不合理灌溉等现象较为普遍，从而引起耕地酸化，导致农作物生长受阻，影响农作物的产量与品质。因此，治理酸化耕地、提高耕地质量势在必行。笔者在实际工作中发现，基层技术人员、务农群众因缺乏相关知识，难以选择合适的酸化耕地治理措施，迫切需要简洁易懂的应用指导。本文结合宛城区实际情况，针对不同的种植模式提出相应的治理措施，以期对实际生产有一定的帮助。

一、南阳市宛城区耕地酸化的主要原因

（一）施肥量偏大

宛城区农民普遍选择基肥一炮轰的施肥方式，往往过量施用氮肥。在此基础上，因土壤板结、灌溉等因素造成的土壤透气性不佳导致土壤硝态氮含量增加，提升土壤中的氢离子含量，降低pH。

（二）施肥种类不合理

受市场售卖限制，氯基复合肥为主要用肥种类，大量施用该类肥料，土壤中的氯离子含量增加，提升土壤中的氢离子含量，降低pH。

（三）灌溉方式不合理

大水漫灌的淋溶作用导致耕层钙、镁等碱性盐基流失。宛城区常年降水量在800 mm 以上，7—9 月多发密集型大量降水，累计总量一般大于400 mm，占全年降水总量的50%以上，也会导致耕层碱性盐基流失。另外，据南阳市生态环境局发布的2021 年生态环境质量状况公告，南阳市降水pH 在6.77～7.34，酸雨发生率为0，暂无酸雨污染，但全市二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）年均浓度分别为9 ug·m-3、23 ug·m-3，二者溶解于雨水中形成亚硫酸与硝酸，是降低雨水pH 的主要因素。宛城区7—9 月降水多伴随雷电，促进一氧化氮（NO）与二氧化氮（NO2）在空气中的合成，短期内其浓度提升后与二氧化硫（SO2）一起随降水进入耕地，对耕层土壤pH 短期变化也有一定的不利影响。

（四）土壤有机质含量偏低

经过多年的秸秆还田与深耕深松，宛城区耕层土壤有机质平均值逐步提升至20 g·kg-1左右，但含量仍然属于中等偏低水平，富里酸（黄腐酸）、胡敏酸等大分子腐殖酸含量较低，酸碱缓冲能力不高。

（五）农作物的吸收偏好

宛城区常年花生、大豆种植总面积在0.87～1 hm2，且分布区域较为固定，该类作物对钙镁需求量较大，连年播种后不注意补充钙镁等肥料，也会导致土壤酸化。

（六）有机肥酸碱性难以分辨

市售商品有机肥pH 为5.5～8.5，外包装不标注pH，群众购买到偏酸性的商品有机肥（pH ＜6）时，一定程度上会加速耕地酸化；畜禽粪便等来源的堆沤肥多为生理酸性，如无特别处理直接使用，虽然可以提升土壤有机质含量，但不利于治理耕地酸化。

二、酸化耕地治理措施的技术原理

（一）治理措施的主要技术环节

根据宛城区耕地酸化的原因和农业机械化程度，宛城区在治理酸化耕地时从大面积应用的难易程度出发，在提高土壤缓冲性能、补充碱性盐基和氢氧根离子、科学施肥、秸秆还田等方面入手，最终确定秸秆还田、测土配方施肥、应用碱性肥料这三个技术环节。秸秆还田可以归还碱性盐基、提高土壤缓冲性能，测土配方施肥可以减少氮肥的不合理施用，应用碱性肥料可以大量补充碱性盐基、氢氧根离子，从而提高土壤缓冲性能。

（二）碱性肥料的选择与使用

综合考虑市售碱性肥料种类、肥料钙镁氧化物含量、务农群众操作便利程度、年均治理成本等因素，适合宛城区施用的碱性肥料为酸性土壤调理剂、钙镁磷肥和碱性有机肥。酸性土壤调理剂、钙镁磷肥、有机肥料均为近圆颗粒型（粒径1～4.75 mm），不易堵塞农用机械的出肥口，便于机械化施肥时操作，减少人工投入。本文计算治理成本时均按近圆颗粒型计算，其每千克价格分别比粉状、柱状价格高0.2～0.4 元。

按宛城区中高产田小麦每667 m2目标产量550 kg 的推荐施肥配方N-P2O5-K2O 为14-6-6（折纯），参照2021—2022 年的肥料价格，每667 m2小麦的施肥成本约为170 元，其中，纯氮（N）95 元、五氧化二磷（P2O5）41 元，氧化钾（K2O）34 元。据此，应用不同颗粒型碱性肥料的作用原理、用量推荐、治理成本等详述如下。

1.酸性土壤调理剂与钙镁磷肥。宛城区耕地土壤质地多为中壤至重壤，2020 年有机质含量平均值为21.7 g·kg-1。根据《石灰质改良酸化土壤技术规范》（NY/T 3443—2019），宛城区耕层土壤pH 每提升1 个单位，需要每667 m2补充150～190 kg 钙镁氧化物。经折算，理论上每667 m2施用40 kg 酸性土壤调理剂（钙镁氧化物含量＞30%、pH ＞8）或50 kg 钙镁磷肥（钙镁氧化物含量＞35%）可以提升耕层土壤pH 0.1～0.2 个单位。

酸性土壤调理剂为单一功能肥料，连续2 年施用可大量补充碱性盐基和氢氧根离子，需在常规测土配方施肥的基础上额外使用。每667 m2施用40 kg 土壤调理剂的成本为65～75 元，麦播应用酸性土壤调理剂的总用肥成本为235～245 元。

钙镁磷肥可以作为磷源，搭配尿素、氯化钾或硫酸钾等氮钾肥进行测土配方施肥，既可大量补充碱性盐基，又可提供肥效，减少务农群众购肥成本，调动其应用治理措施的主动性。每667 m2施用50 kg 钙镁磷肥的成本为80～90 元，麦播应用钙镁磷肥的总用肥成本为209～219 元。

2.碱性有机肥料。根据《有机肥料》（NY/T 525 —2021），有机肥料的pH ＞7 呈碱性，则其水溶液必含有大量的氢氧根离子，因此，pH ＞7 的碱性有机肥，理论上每667 m2施用40 kg，既能一定程度上补充氢氧根离子，提高土壤pH，又能补充土壤有机质含量，提高土壤缓冲性能，改善耕地质量。每667 m2施用40 kg有机肥料的成本为45～50 元，麦播应用有机肥料的总用肥成本为215～220 元。

三、不同程度酸化耕地治理措施的选择

（一）治理酸性耕地（pH 为4.5～5.5）

酸性耕地的pH 较低，极易快速下降至4.5 以下被称为强酸性耕地，需要大量补充碱性盐基和氢氧根离子快速提升土壤pH。在此基础上提高缓冲性能、减少氮肥不合理施用，以期减少酸化诱因，增强治理效果。

因石灰性物质不宜连年施用，故建议酸性耕地采用麦播时2 年“秸秆还田+测土配方施肥+酸性土壤调理剂（每667 m2施用40 kg）”技术模式与1 年“秸秆还田+测土配方施肥+钙镁磷肥（每667 m2施用50 kg）”技术模式的循环治理方式。实行该循环治理方式能提升耕层土壤pH 0.3～0.6 个单位，提高耕地土壤有机质含量1.9 g·kg-1左右，长期效果有待进一步验证。

（二）治理酸性至弱酸性耕地（pH 为5～6）

耕地pH 为5～6 的酸性至弱酸性耕地，pH 极易快速下降至5 以下，需在适量补充碱性盐基和氢氧根离子快速提升土壤pH 的基础上，提高缓冲性能、减少氮肥不合理施用，以期减少酸化诱因，增强并巩固治理效果。

酸性至弱酸性耕地建议采用2 年“秸秆还田+测土配方施肥+钙镁磷肥（每667 m2施用50 kg）”技术模式或2 年“秸秆还田+测土配方施肥+酸性土壤调理剂（每667 m2施用40 kg）”技术模式与1 年“秸秆还田+测土配方施肥+碱性有机肥（每667 m2施用40 kg）”技术模式的循环治理方式。实行该循环治理方式约能提升耕层土壤pH0.2～0.4 个单位，提高耕地土壤有机质含量2.3 g·kg-1左右，长期效果有待进一步验证。

（三）治理弱酸性耕地（pH 为5.5～6.5）

弱酸性耕地的pH 相对较高，以提高缓冲性能、减少氮肥不合理施用为主，以适量补充碱性盐基和氢氧根离子提升土壤pH 为辅，减少耕地酸化诱因，巩固治理效果。

根据已治理耕地的调查结果，建议弱酸性耕地采用麦播时1 年“秸秆还田+测土配方施肥+钙镁磷肥（每667 m2施用50 kg）”技术模式与2 年“秸秆还田+测土配方施肥+碱性有机肥（每667 m2施用40 kg）”技术模式的循环治理方式。实行该循环治理方式理论上能提升耕层土壤pH 0.1～0.3 个单位，提高耕地土壤有机质含量2.7 g·kg-1左右，长期效果有待实践验证。