含硅、鈣土壤調(diào)酸劑應用于酸性水稻土的效果分析

易妍睿+吳潤+游秋香+李晶

摘要：連續(xù)兩季施用含硅、鈣土壤調(diào)酸劑，對湖北省水稻產(chǎn)區(qū)酸性水稻土基本理化性狀和水稻產(chǎn)量進行評價。結(jié)果表明，施用不同量的含硅、鈣土壤調(diào)酸劑對土壤的pH均有提高，提高值最高達0.29；土壤硅鋁率提高0.23；對土壤陽離子交換量也有一定影響，增加幅度最高達1.90 cmol（+）/kg；對水稻結(jié)實率提高幅度達5.56%，千粒重增加0.73 g；對土壤容重及耕層有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷等影響不大。表明在酸性較重土壤中施用含硅、鈣土壤調(diào)酸劑可以改善土壤酸性、硅鋁率和提高陽離子交換量，對土壤結(jié)構(gòu)和其他養(yǎng)分含量影響不明顯，對水稻增產(chǎn)效果明顯。

關鍵詞：含硅、鈣土壤調(diào)酸劑；酸性水稻土；水稻產(chǎn)量

中圖分類號：S156.2 文獻標識碼：B 文章編號：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

硅是水稻生命活動中大量需要和吸收的重要元素，對水稻產(chǎn)量的形成有很大的影響[1]。硅能改善水稻的形態(tài)結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)，同時能提高水稻抗性，包括增強水稻的抗倒性、抗病蟲害能力和抗逆境能力，還可以提高氮、磷利用率，減輕一些重金屬的毒害作用[2]。

湖北省50%以上的水稻土分布在中部廣袤沃野的低丘平原，是湖北省的魚米之鄉(xiāng)[3]，近年來，隨著水稻產(chǎn)量和化肥施用量的逐年提高，種植水稻的土壤酸化趨勢日益嚴重。湖北恩施州耕地土壤pH≤5.0的過酸性耕地占總面積的20.53%，超過50%的土壤呈酸性或強酸性[4]；黃岡市現(xiàn)有耕地中，由于多年的演變，部分耕地土壤由堿性轉(zhuǎn)為中性，中性土壤轉(zhuǎn)為酸性，還有的由一般酸性轉(zhuǎn)變?yōu)閺娝嵝訹5]。耕地土壤酸化后主要影響土壤養(yǎng)分的有效性，破壞土壤結(jié)構(gòu)，耕性變差，導致作物減產(chǎn)，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降[6]。

含硅、鈣土壤調(diào)酸劑是一種適用于酸性土壤水稻種植的土壤調(diào)理改良劑，為了驗證其應用于酸性土壤改良及對水稻的增產(chǎn)效果，于2015年5～11月進行了相關產(chǎn)品應用于水稻土的田間試驗，現(xiàn)將試驗結(jié)果報告如下。

1 材料與方法

1.1 試驗點基本情況

試驗點設置在武穴市大金鎮(zhèn)周干村，北緯29°59′，東經(jīng)115°37′，地勢平整，雨水充沛，排灌方便。于2015年4月（試驗前）到試驗點取土，土壤基本理化性狀見表1。

1.2 材料

1.2.1 供試作物 早稻為鄂早18，晚稻為湘優(yōu)69。

1.2.2 供試肥料及土壤改良劑 早稻：基肥每公頃施30%（15-7-8）配方肥600 kg，分蘗肥每公頃施46%尿素150 kg，穗肥每公頃施46%尿素75 kg和60%鉀肥150 kg。

晚稻：基肥每公頃施45%（19-13-13）配方肥600 kg，分蘗肥每公頃施46%尿素75 kg，穗肥每公頃施46%尿素75 kg和60%鉀肥75 kg。

土壤調(diào)酸劑所含主要成分含量為CaO≥32%、SiO2≥16%、K2O≥5%。

1.3 試驗設計

試驗連續(xù)進行兩季，4月20日早稻育苗，5月13日劃小區(qū)，溝寬0.6 m，埂寬0.4 m，并取基礎土壤，16日施基肥并移栽，株距0.2 m，行距0.17 m，5月22日施分蘗肥，6月23日施穗肥。

7月5日晚稻育苗，7月22日每小區(qū)取3點土樣和6兜植株樣，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日施分蘗肥，9月9日施穗肥，10月29日每小區(qū)取3點土樣和6兜植株樣，11月1日收割晚稻。

設4個處理：處理1（CK），常規(guī)施肥；處理2，常規(guī)施肥+等養(yǎng)分含量肥料（折合K2O含量為75 kg/hm2）；處理3，常規(guī)施肥+土壤調(diào)酸劑1 500 kg/hm2；處理4，常規(guī)施肥+土壤調(diào)酸劑1 800 kg/hm2；以上各處理化肥施用量、施用方法及農(nóng)藝措施相同。

小區(qū)面積40 m2，長8 m、寬5 m，小區(qū)間筑田埂并用薄膜覆蓋相隔，試驗設4次重復，隨機區(qū)組排列。試驗前、后分小區(qū)取0～20 cm土壤樣品，測定土壤pH、陽離子交換量等。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤調(diào)酸劑的改土效果

2.1.1 土壤調(diào)酸劑對土壤pH的影響 土壤調(diào)酸劑調(diào)節(jié)土壤pH的效果見表2。由表2可知，第一季水稻收獲時，處理1對照（常規(guī)施肥）pH為4.93，增施等養(yǎng)分含量肥料處理為4.89，降低了0.04；增施土壤調(diào)酸劑1 500、1 800 kg/hm2處理pH分別為5.14、5.17，與對照相比，增施土壤調(diào)酸劑1 500、1 800 kg/hm2處理pH分別提高了0.21、0.24；第二季水稻收獲時，4個處理pH分別為4.90、4.89、5.18、5.19，增施等養(yǎng)分含量肥料處理比對照降低0.01，增施土壤調(diào)酸劑1 500、1 800 kg/hm2處理與對照相比，pH分別提高了0.28、0.29，表明增施土壤調(diào)酸劑能夠提高土壤pH。

2.1.2 土壤調(diào)酸劑對土壤有機質(zhì)和有效養(yǎng)分的影響 由表3可知，早稻收獲時對照（常規(guī)施肥）有機質(zhì)含量為20.2 g/kg，增施等養(yǎng)分含量肥料處理與對照相比差異不明顯；增施土壤調(diào)酸劑1 500、1 800 kg/hm2處理有機質(zhì)含量分別為20.3、20.5 g/kg，與對照相比差異不明顯；4個處理的全氮、有效磷含量差異也不明顯；4個處理速效鉀含量差異比較明顯，其中增施等養(yǎng)分含量肥料處理比對照增加5.3 mg/kg，增施土壤調(diào)酸劑1 500、1 800 kg/hm2處理分別增加1.8、2.3 mg/kg；4個處理硅鋁率差異明顯，其中對照為2.25，與對照相比，增施等養(yǎng)分含量肥料處理降低了0.01，增施土壤調(diào)酸劑1 500、1 800 kg/hm2處理分別提高0.05、0.09；4個處理陽離子交換量差異比較明顯，增施等養(yǎng)分含量肥料處理為16.00 cmol（+）/kg，比對照降低0.33 cmol（+）/kg，增施土壤調(diào)酸劑1 500、 1 800 kg/hm2處理與對照相比分別增加1.90、1.77 cmol（+）/kg；增施土壤調(diào)酸劑1 500、1 800 kg/hm2處理與對照、增施等養(yǎng)分含量肥料處理相比，土壤容重減少，但差異不明顯。

晚稻收獲時，增施等養(yǎng)分含量肥料、土壤調(diào)酸劑1 500、1 800 kg/hm2處理有機質(zhì)含量分別為21.5、21.2、21.5 g/kg，與對照相比（21.3 g/kg）差異不明顯；4個處理的全氮含量差異也不明顯；增施等養(yǎng)分含量肥料處理有效磷含量比對照增加1.5 mg/kg，而對照、增施土壤調(diào)酸劑1 500、1 800 kg/hm2處理之間差異不明顯；4個處理間速效鉀差異明顯，與對照相比，其中增施等養(yǎng)分含量肥料處理增加5.6 mg/kg，增施土壤調(diào)酸劑1 500、1 800 kg/hm2處理均增加1.9 mg/kg，增幅為2.13%；4個處理間硅鋁率差異明顯，其中對照為2.23，與對照相比，增施等養(yǎng)分含量肥料處理降低0.03，增施土壤調(diào)酸劑1 500、1 800 kg/hm2處理分別提高0.22、0.23；4個處理陽離子交換量差異比較明顯，與對照相比，增施等養(yǎng)分含量肥料處理增加0.18 cmol（+）/kg，增施土壤調(diào)酸劑1 500、1 800 kg/hm2處理分別增加1.10、1.64 cmol（+）/kg，增幅分別為6.88%、10.25%；4個處理間的土壤容重差異不明顯。

2.2 土壤調(diào)酸劑對水稻生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

2.2.1 土壤調(diào)酸劑對水稻生長發(fā)育的影響 早稻：與對照（常規(guī)施肥）相比，每公頃增施1 800 kg調(diào)酸劑處理結(jié)實率提高了5.56個百分點，千粒重增加0.73 g，每穗粒數(shù)多10.15粒；每公頃增施1 500 kg處理結(jié)實率提高了3.18個百分點，千粒重增加0.67 g，每穗粒數(shù)多5.55粒（表4）。

晚稻：與對照（常規(guī)施肥）相比，每公頃增施 1 800 kg調(diào)酸劑處理結(jié)實率提高了2.79個百分點，千粒重增加0.40 g，每穗粒數(shù)多8.70粒；每公頃增施1 500 kg調(diào)酸劑處理結(jié)實率高2.03個百分點，千粒重增加0.35 g，每穗粒數(shù)多7.50粒（表4）。

2.2.2 土壤調(diào)酸劑對水稻產(chǎn)量的影響 水稻使用土壤調(diào)酸劑，與對照（常規(guī)施肥）相比，每公頃增施 1 800 kg調(diào)酸劑處理早稻增產(chǎn)幅度為6.18%，晚稻增產(chǎn)幅度為6.95%；每公頃增施1 500 kg調(diào)酸劑處理早稻增產(chǎn)幅度為5.10%，晚稻增產(chǎn)幅度為6.44%（表4）。

3 小結(jié)與討論

1）土壤調(diào)酸劑應用于pH在5.0左右的水稻土，對土壤pH有一定的影響，可以明顯提高土壤pH、硅鋁率和陽離子交換量，以每公頃增施1 800 kg調(diào)酸劑處理效果最佳；增施土壤調(diào)酸劑處理的全氮、堿解氮、有效磷含量差異均不明顯，說明施用土壤調(diào)酸劑對土壤養(yǎng)分含量影響不大；4個處理的土壤容重有差異但是差異不大，表明土壤調(diào)酸劑可以改良土壤結(jié)構(gòu)但是影響有限。

2）在對水稻產(chǎn)量影響方面，增施土壤調(diào)酸劑處理的水稻株高高于對照，產(chǎn)量相對空白對照表現(xiàn)為增產(chǎn)，且增產(chǎn)幅度與土壤調(diào)酸劑增施量呈正相關，以每公頃增施1 800 kg調(diào)酸劑處理的增產(chǎn)幅度最大，達6.95%，說明土壤調(diào)酸劑通過對土壤酸根離子的中和作用，緩解了土壤嚴重酸化趨勢，從而有利于水稻生長，促進水稻分蘗、抽穗，為后期增產(chǎn)打下基礎。

3）兩季水稻收割后，增施等養(yǎng)分含量肥料處理的土壤pH與對照相比，均表現(xiàn)為降低，陽離子交換量早稻表現(xiàn)為降低，而晚稻表現(xiàn)為增加，對其他土壤理化指標影響不明顯；對水稻產(chǎn)量影響也不明顯。結(jié)果表明，由于本試驗田塊酸性偏重，在施肥量達到一定程度（當?shù)爻Ｒ?guī)施肥方式）后繼續(xù)加大施肥量，對水稻增產(chǎn)無效，反而會進一步加重土壤酸化，對土壤結(jié)構(gòu)也有影響。

4）在酸性較重土壤（pH在5.0左右）中施用土壤調(diào)酸劑可以提高土壤pH、硅鋁率和陽離子交換量，對土壤結(jié)構(gòu)和其他養(yǎng)分含量影響不明顯，對水稻增產(chǎn)效果明顯。應用中可以根據(jù)土壤酸化程度，合理調(diào)整土壤調(diào)酸劑用量。

5）隨著土壤酸化程度的提高，水稻土特別是冷浸田中重金屬含量超標風險很大。土壤pH與土壤有效態(tài)鉻含量之間呈負相關[7]；外源硅施入土壤后，可以使土壤中的交換性鎘的量下降，從而抑制植物對鎘的吸收，緩解鎘對植物的毒害作用[8]。在鎘污染土壤上選用適宜的中微量和有益元素，能有效降低水稻對鎘的吸收和稻米中的鎘含量[9]。含硅、鈣調(diào)酸劑對水稻土中重金屬鎘具有一定的鈍化作用，但是鈍化效果還有待進一步試驗驗證。

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