土壤調理劑在水稻生產中的應用效果

陳正道，楊艷

(1.浙江省耕地質量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020； 2.浙江豐瑜生態科技股份有限公司，浙江 浦江 322200)

水稻是我國種植面積最大的糧食作物，國內有60%以上的人口以水稻作為主食，其產量高低直接關系到糧食安全和社會穩定[1-2]。我國水稻生產過程中地力貢獻率均值高達60.2%[3]，南方水稻的地力貢獻率約為29.4%，土壤肥力對水稻產量影響重大[4]。當前，我國多數地區耕地質量總體水平不高，土壤有機質含量低于10 g·kg-1的面積占26%，優良品種高產潛力的發揮受到限制，大量使用化肥成為水稻增產或維持高產的主要手段[5-6]。長此以往，導致水稻抗病蟲害能力減弱、稻米品質下降、生產成本增高、農業面源污染加重等問題[7-8]，此外，化肥的連年施用使得稻田土壤質量退化更為嚴重，可持續生產能力逐年降低，對水稻生產造成嚴重威脅[9]。

因此，以提高水稻產量和改善土壤環境綜合效應為目標，探索新的生產模式成為當前研究的熱點之一。土壤調理劑具有提升土壤肥力、改善土壤質地、調節土壤pH值、降低土壤重金屬毒害等功能[10-11]，從而提高退化土壤的生產力，為水稻生產提供有利條件。本文通過土壤調理劑在水稻生產中的應用效果研究，以期為水稻高產和土壤肥力提升提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗在浦江縣巖頭鎮勝建村進行，試驗田土壤基礎肥力：有機質含量19.2 g·kg-1，全氮1.2 g·kg-1，有效磷17.3 mg·kg-1，速效鉀74.5 mg·kg-1，pH 4.9。

供試肥料為“土沃寶”土壤調理劑(浙江豐瑜生態科技股份有限公司)，對照肥料為“碩肥”精制有機肥(杭州鑫峰有機肥制造有限公司，N +P2O5+K2O≥5.0%，有機質含量≥45%)。供試水稻品種為甬優1540。

1.2 處理設計

試驗設土壤調理劑處理，基肥施用量為7.5 t·hm-2，以基肥施用普通有機肥7.5 t·hm-2為對照(CK)。2016—2018年連續進行3 a，小區面積20 m2，重復3次，小區間用水泥砂漿筑埂分隔而成。處理和對照的管理措施同普通栽培。

1.3 樣品采集及測定

水稻收獲后各小區單打單曬，測定水稻產量。按“S”形取樣法采集0～20 cm土樣，自然風干后測定土壤理化性狀，包括有機質、全氮、有效磷、速效鉀、陽離子交換量、pH值。

1.4 數據分析

運用Excel 2010進行數據處理，用Origin 9.0軟件制圖。

2 結果與分析

2.1 水稻產量

由圖1可知，施用土壤調理劑處理能提高水稻產量，3 a試驗水稻產量分別為8.105 t·hm-2、8.286 t·hm-2、8.417 t·hm-2，較對照分別增產9.7%、6.8%和5.6%，平均增幅為7.4%。隨著土壤調理劑施用年限的增加，水稻產量呈遞增趨勢，但增產率逐年降低。

圖1 土壤調理劑處理對水稻產量的影響

2.2 土壤養分狀況

2.2.1 有機質和全氮含量

由圖2可知，水稻施用土壤調理劑處理能提高土壤有機質含量，與對照相比，2016—2018年分別增加27.4%、30.2%和24.4%，且土壤調理劑處理的有機質含量逐年遞增。同時，施用土壤調理劑處理提高了土壤全氮含量，3 a試驗比對照分別提高25.0%、23.1%和36.4%。

圖2 土壤調理劑處理對土壤有機質和全氮含量的影響

2.2.2 土壤有效磷和速效鉀含量

圖3可知，土壤調理劑對土壤有效磷含量有一定的提升作用，與對照相比，2016年增幅達76.2%。繼續施用土壤調理劑，土壤有效磷含量變化趨緩，2017年和2018年分別增加36.8%、16.7%。施用土壤調理劑對土壤速效鉀含量增幅較大，3 a的數據比對照分別提高79.2%、81.6%和84.2%。施用土壤調理劑，不同年份土壤有效磷和速效鉀含量增減趨勢一致。

圖3 土壤調理劑處理對土壤有效磷和速效鉀含量的影響

2.3 土壤陽離子交換量和pH值

陽離子交換量是評價土壤保水保肥以及緩沖能力的重要指標[12]。由圖4可知，施用土壤調理劑對土壤陽離子交換量有明顯的提升作用，實施年限越長，陽離子交換量越高，如試驗第3年(2018年)的土壤陽離子交換量達11.6 cmol·kg-1，較2016年提高11.5%，而對照僅提高3.5%。3 a平均土壤陽離子交換量為10.9 cmol·kg-1，比對照增加25.3%。

圖4 土壤調理劑處理對土壤陽離子交換量和pH的影響

施用土壤調理劑對土壤酸堿度也有明顯的改善作用，2016—2018年試驗施用土壤調理劑處理的pH分別為5.25、5.41和5.52，比對照分別提高9.4%、12.2%和13.6%，pH值和增幅均逐年提高。由此可見，土壤調理劑對土壤酸化治理具有良好的效果。

3 討論

施用土壤調理劑有利于水稻生長生育，對其分蘗數、有效穗數和千粒重等農藝性狀有積極影響，進而提高水稻產量[13-14]。本研究表明，生產中以土壤調理劑作基肥，水稻產量可有效增加，且隨著調理劑施用年限的增長，產量逐年提升，2016—2018年產量分別為8.105、8.286和8.417 t·hm-2，分別比對照增產9.7%、6.8%和5.6%，水稻增產率逐年降低，這可能與水稻最大生產潛力的發揮有關。

土壤調理劑能有效改良土壤質地與結構、調節土壤酸堿度、改善土壤養分供應狀況，如提高土壤有機質、速效氮、速效磷、速效鉀等含量[11,15]。土壤調理劑還能通過增加土壤有機膠體和有機-無機復合膠體量，使土壤陽離子交換量得到提升[16]。本研究發現，施用土壤調理劑，收獲期稻田土壤中有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量相對較高，各指標分別比對照增加24.4%～30.2%、23.1%～36.4%、16.7%～76.2%和79.2%～84.2%。施用土壤調理劑對土壤陽離子交換量有顯著的提升作用，施用第3年數值較第1年提高11.5%，而施用普通有機肥僅提高3.5%。連續施用土壤調理劑后，稻田土壤pH值逐年提高，比對照分別提高9.4%、12.2%和13.6%，因此，土壤調理劑在土壤肥力提升、酸化治理等方面具有良好的效果。

綜上所述，土壤調理劑可以有效改善土壤理化性狀，優化土壤環境，促進水稻增產，增加經濟效益，具有較好的推廣應用價值。