農(nóng)藝技術(shù)措施在冷浸田治理中的應(yīng)用研究

馬夢(mèng)翔 陳 穎，2 歐福超

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源科學(xué)技術(shù)工程研究中心，云南 昆明 650201）

近些年，我國(guó)土地資源緊張。隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，耕地資源與城市建設(shè)用地的矛盾日益突出。同時(shí)，農(nóng)民拋荒問(wèn)題嚴(yán)重，粗放管理和施肥單一等造成了耕地質(zhì)量下降。耕地質(zhì)量的差異顯著影響著作物產(chǎn)量和糧食安全。

我國(guó)單位面積耕地產(chǎn)量差異很大，32%的耕地是低產(chǎn)田，存在障礙因子，改良難度大，在很大程度上制約了我國(guó)糧食持續(xù)增產(chǎn)［1］。由于受土地資源數(shù)量的制約，依靠增加耕地面積來(lái)提高糧食產(chǎn)量已經(jīng)不可行，目前從提高耕地質(zhì)量來(lái)提高糧食總產(chǎn)量是一條重要的途徑［2］。冷浸田都是南方低產(chǎn)田的主要類型，如何通過(guò)對(duì)冷浸田這種低產(chǎn)田的改良治理以提高水稻增產(chǎn)潛力，使中低產(chǎn)田在一定程度上轉(zhuǎn)變?yōu)楦弋a(chǎn)穩(wěn)定田，對(duì)于我國(guó)糧食安全具有重要意義。鑒于之前關(guān)于冷浸田治理的研究多是綜合多種治理措施，還未有單獨(dú)從農(nóng)藝措施方面總結(jié)對(duì)冷浸田的治理，所以，本文從土壤改良劑、肥料兩方面進(jìn)行綜述，為今后冷浸田治理提供參考。

1 冷浸田概述

1.1 冷浸田定義

冷浸田是土壤潛育化的習(xí)慣稱謂，在全國(guó)第二次土壤普查中屬于潛育性水稻土亞類。土壤潛育化是土壤在水分飽和、過(guò)飽和的條件下，處于飽和、過(guò)飽和地下水的長(zhǎng)期浸潤(rùn)狀態(tài)下，出現(xiàn)鐵、錳還原而生成灰色斑紋層或腐泥層或青泥層或泥炭層的土壤形成過(guò)程。冷浸田廣泛分布于我國(guó)江、湖、平原的下河地區(qū)，以及南方丘陵地區(qū)的山谷低洼地區(qū)，是影響糧食增產(chǎn)的主要障礙。

1.2 冷浸田障礙因子

1.2.1 水溫、土溫低。冷浸田多分布在高山水冷的山丘或丘陵谷地，受地形影響，日照時(shí)間短，吸收太陽(yáng)能熱量少，而且土壤長(zhǎng)期浸漬在冷水中，使得水土溫度顯著低于正常水稻土［3］。此類問(wèn)題導(dǎo)致部分微生物活性弱，土壤有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分分解速度緩慢，養(yǎng)分供應(yīng)失調(diào)。

1.2.2 還原性物質(zhì)累加大。由于冷浸田土壤長(zhǎng)期漬水，缺乏氧氣，導(dǎo)致土壤中還原性物質(zhì)亞鐵離子（Fe2+）、還原硫（S2-）離子以及還原性物質(zhì)硫化氫（H2S）、丁酸等過(guò)量累積而產(chǎn)生毒害作用，土壤中游離態(tài)Fe2+的含量愈高，水稻受害程度愈重。冷浸田中還原性物質(zhì)累積將會(huì)抑制水稻含鐵氧化酶的活性，從而減弱根系吸收養(yǎng)分的能力。

1.2.3 土壤結(jié)構(gòu)差。冷浸田由于長(zhǎng)期受冷水浸漬，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)經(jīng)水浸泡較長(zhǎng)時(shí)間不松散，導(dǎo)致土壤物理性質(zhì)差，土壤黏重，通水通氣性差。研究表明，水耕表層中＜1 μm黏粒含量通常為20%～30%，或者為40%～50%［4］。浸水容重是反應(yīng)浸水條件下土壤結(jié)構(gòu)狀態(tài)和淀實(shí)程度的指標(biāo)，冷浸田土壤浸水容重較非冷浸田降低25.8%，達(dá)到顯著差異水平，說(shuō)明冷浸田泥深糊爛，不利于耕作［5］。

1.2.4 土壤養(yǎng)分低。冷浸田潛在肥力較高，經(jīng)土壤檢測(cè)分析，冷浸田土壤有機(jī)質(zhì)含量在2.5%以上，但有機(jī)質(zhì)品種差，大多為半分解的腐朽物質(zhì)，有的插后秧苗下沉，影響根系生長(zhǎng)，秧苗前期不易返青和分蘗，后期結(jié)實(shí)后土層糊爛，易倒伏［6］。因此，這類田水、肥、氣和熱極不協(xié)調(diào)，土壤有效養(yǎng)分少，水稻產(chǎn)量差。

2 施肥技術(shù)在冷浸田治理中的應(yīng)用

目前，我國(guó)在冷浸田治理方面已經(jīng)有了很多經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)實(shí)踐證明，合理施肥可以改變冷浸田的土壤物化性質(zhì)、養(yǎng)分含量等，從而增加作物的產(chǎn)量。目前，施肥是促進(jìn)水稻生長(zhǎng)最重要的生物化學(xué)技術(shù)措施之一，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者研究了施用不同種類化肥對(duì)冷浸田的治理效果，現(xiàn)將不同種類施肥技術(shù)在冷浸田中的應(yīng)用情況總結(jié)如表1所示。

表1 不同種類施肥技術(shù)在冷浸田中的應(yīng)用情況

我國(guó)很早就開始對(duì)冷浸田治理展開了研究，在冷浸田施肥方面積累了很多經(jīng)驗(yàn)。在施單質(zhì)化肥方面，黃兆強(qiáng)［12］對(duì)福建省冷浸田進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，1 kg純氮增產(chǎn)稻谷（9.25±2.72）kg，1 kg五氧化二磷增產(chǎn)稻谷（2.51±1.03）kg，1 kg氧化鉀增產(chǎn)稻谷（4.46±3.95）kg。余喜初等［13］通過(guò)對(duì)冷浸田施用過(guò)氧化鈣和硅鈣肥，結(jié)果表明，單施或配施都可以提高冷浸田的水稻產(chǎn)量，兩者配施效果尤為明顯。張學(xué)英［14］在對(duì)安徽省祁門縣冷浸田治理試驗(yàn)中用回歸方程分析得出該冷浸田地區(qū)鉀肥施用量為132 kg/hm2，通過(guò)經(jīng)濟(jì)效益概算表明全區(qū)施肥效益較高。在復(fù)合施用方面，劉玉潔等［15］試驗(yàn)表明冷浸田施用氮鎂磷肥增產(chǎn)效果好；廖中建［16］認(rèn)為氮磷鉀+過(guò)氧化鈣處理能促進(jìn)水稻增產(chǎn)，而且增產(chǎn)效果較施單質(zhì)化肥顯著，而且這種處理明顯降低了Fe2+含量，提高了土壤肥力。在復(fù)合肥加有機(jī)肥施用方面，王秀斌等［17］通過(guò)對(duì)比多種施肥方式得出添加煤粉和生物有機(jī)肥提高了冷浸田的水稻產(chǎn)量，還增加了土壤腐殖質(zhì)使土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性更強(qiáng)。陳海飛等［18］研究化肥加秸稈在水稻不同生育期的施用量，旨在提高冷浸田的化肥施用效率。根據(jù)國(guó)內(nèi)外冷浸田的施肥試驗(yàn)表明，配施化肥均可以提高冷浸田水稻產(chǎn)量，不同種類化肥配合施肥效果依次是復(fù)合化肥+有機(jī)化肥＞復(fù)合化肥＞單質(zhì)化肥。這幾種施肥方式中復(fù)合化肥+有機(jī)化肥是目前研究的熱點(diǎn)，因?yàn)橛袡C(jī)肥有價(jià)格低廉、取用方便、對(duì)環(huán)境危害小等特點(diǎn)。但是，在冷浸田施肥方面需注意以下幾點(diǎn)：①不同種類化肥配施比例；②化肥的施用量；③肥料的施用形式；④施用后對(duì)土壤的影響。

綜上所述，國(guó)內(nèi)外對(duì)不同肥料配施在冷浸田治理方面的研究較為廣泛，雖然研究結(jié)果因地區(qū)不同而有所不同，但是冷浸田產(chǎn)量低、耕地質(zhì)量差的問(wèn)題已經(jīng)得到了解決，施肥技術(shù)在冷浸田治理中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

3 土壤改良劑在冷浸田治理中的應(yīng)用

土壤改良劑能提高土壤質(zhì)量，改善土壤的一些障礙因子，而且材料來(lái)源多樣，目前已被廣泛應(yīng)用于土壤改良中。在冷浸田中施用土壤改良劑是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，基于施用改良劑在冷浸田治理中的必要性，相關(guān)學(xué)者開展了大量的研究。例如，解開治等［19］研究發(fā)現(xiàn)施入土壤改良劑能夠顯著降低土壤容重，增強(qiáng)土壤通氣、透氣、保水性能；員學(xué)鋒等［20］通過(guò)室內(nèi)模擬試驗(yàn)，施加一定量的土壤改良劑能夠有效降低土壤容重，增大土壤的總孔隙度；龍明杰等［21］研究了淀粉接枝共聚物類型的改良劑，發(fā)現(xiàn)當(dāng)施加0.2%該類型改良劑，可使土壤中水穩(wěn)定性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)含量提高18.8%～23.72%。

土壤改良劑的不斷更新和優(yōu)化，被廣泛應(yīng)用于土壤的改良和治理中。但是，在冷浸田治理中施用土壤改良劑應(yīng)注意以下問(wèn)題：①土壤改良劑的施用量；②施用后，不同土壤改良劑會(huì)對(duì)冷浸田土壤結(jié)構(gòu)、pH值、還原性物質(zhì)、微生物等土壤環(huán)境產(chǎn)生不同的影響。

4 研究展望

冷浸田是全國(guó)中低產(chǎn)田類型之一，約占44.7%。治理冷浸田是提高糧食產(chǎn)量，改造中低產(chǎn)田的重要措施。農(nóng)藝措施的發(fā)展使得冷浸田的治理成果更加顯著，如通過(guò)不同肥料和土壤改良劑的應(yīng)用，提高了水稻的產(chǎn)量，降低了冷浸田的毒性。雖然冷浸田的治理已經(jīng)取得了顯著的成果，但其應(yīng)用是在不同區(qū)域的冷浸田進(jìn)行試驗(yàn)，主要是在安徽、貴州、重慶等南方地區(qū)，在北方和其他地區(qū)的試驗(yàn)研究較少。另外，試驗(yàn)時(shí)間不長(zhǎng)，沒(méi)有進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，不能表明治理后的長(zhǎng)期成果和對(duì)土壤環(huán)境的影響。因此，可以在不同地區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)期試驗(yàn)、觀測(cè)。

［1］曾希柏，張佳寶，魏朝富，等.中國(guó)低產(chǎn)田狀況及改良策略［J］.土壤學(xué)報(bào)，2014（4）：675-682.

［2］王飛，林誠(chéng)，李清華，等.江南冷浸田治理利用研究進(jìn)展［J］.中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016（9）：1151-1160.

［3］呂豪豪，劉玉學(xué)，楊生茂，等.南方地區(qū)冷浸田分類比較及治理策略［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015（27）：822-829.

［4］黃兆強(qiáng).福建冷浸田的低產(chǎn)因素及其改良利用［J］.土壤肥料，1996（3）：13-15.

［5］王飛，李清華，林誠(chéng)，等.福建冷浸田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)因子的最小數(shù)據(jù)集［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2015（5）：1461-1468.

［6］王思潮.物料添加對(duì)冷浸田土壤特性及水稻生育特性影響［D］.武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

［7］解開治，徐培智，蔣瑞萍，等.有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施提升冷浸田土壤氮轉(zhuǎn)化相關(guān)微生物豐度和水稻產(chǎn)量［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2016（5）：1267-1277.

［8］周利軍，葉會(huì)財(cái)，李大明，等.配施有機(jī)肥對(duì)潛育化水稻土的培肥效果［J］.中國(guó)土壤與肥料，2016（1）：89-93.

［9］陳琨，秦魚生，喻華，等.不同肥料/改良劑對(duì)冷泥田水稻生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收及土壤性質(zhì)的影響［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2015（3）：773-781.

［10］劉杰，羅尊長(zhǎng)，肖小平，等.不同有機(jī)無(wú)機(jī)肥配比對(duì)冷浸田土壤肥力及水稻生長(zhǎng)的影響［J］.中國(guó)土壤與肥料，2015（4）：23-27.

［11］張賡，李小坤，魯劍巍，等.不同措施對(duì)冷浸田土壤還原性物質(zhì)含量及水稻產(chǎn)量的影響［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014（27）：153-157.

［12］黃兆強(qiáng).福建冷浸田的低產(chǎn)因素及其改良利用［J］.中國(guó)土壤與肥料，1996（3）：13-15.

［13］余喜初，李大明，黃慶海，等.過(guò)氧化鈣及硅鈣肥改良潛育化稻田土壤的效果研究［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2015（1）：138-146.

［14］張學(xué)英.黃山市冷浸田水稻綜合治理技術(shù)集成研究［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013（7）：63-64.

［15］劉玉潔，林誠(chéng)，王飛，等.冷浸田水稻施用不同磷肥品種試驗(yàn)［J］.福建農(nóng)業(yè)科技，2016（4）：14-15.

［16］廖中建.幾種施肥措施對(duì)退化潛育性稻田的修復(fù)效應(yīng)［D］.長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

［17］王秀斌，唐栓虎，榮勤雷，等.不同措施改良反酸田及水稻產(chǎn)量效果［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2015（2）：404-412.

［18］陳海飛，馮洋，徐芳森，等.秸稈還田下氮肥管理對(duì)中低產(chǎn)田水稻產(chǎn)量和氮素吸收利用影響的研究［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2014（3）：517-524.

［19］解開治，徐培智，嚴(yán)超，等.不同土壤改良劑對(duì)南方酸性土壤的改良效果研究［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009（20）：160-165.

［20］張蕊，于健，白崗栓，等.聚丙烯酰胺在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及研究進(jìn)展［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),，2012（10）：6093-6095，6101.

［21］陳義群，董元華.土壤改良劑的應(yīng)用及研究進(jìn)展［J］.生態(tài)環(huán)境，2008（3）：1282-1289.