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Effects of different ameliorant measures on the chemical and physical properties of soil in acid sulfate paddy field and rice yield

不同措施改良反酸田及水稻产量效果



全 文 :植物营养与肥料学报 2015,21(2):404-412 doi牶1011674/zwyf.20150215
JournalofPlantNutritionandFertilizer htp://www.plantnutrifert.org
收稿日期:2014-03-07   接受日期:2014-04-22
基金项目:农业部公益性行业(农业)科研专项(201003016);现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-01-31);国家重点基础研究发展
计划(2013CB127405)资助。
作者简介:王秀斌(1974—),男,山西偏关人,博士,主要从事高效施肥研究。Email:wangxb@caas.ac.cn
 通信作者 Email:wzhou@caas.ac.cn;yshaoh@21cn.com
不同措施改良反酸田及水稻产量效果
王秀斌1,唐栓虎2,荣勤雷1,张 倩1,孙静文1,梁国庆1,周 卫1,杨少海2
(1中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部植物营养与肥料重点实验室,北京 100081;
2广东省农业科学院农业资源与环境研究所,广州 510640)
摘要:【目的】针对反酸田土壤酸性强、有效磷含量极低、活性铝铁毒性重及结构性差等特征,研究不同措施改良反
酸田土壤理化性质,提高水稻产量的效果,为施用合理的改良剂消减各种障碍因素、提高土壤肥力、恢复土壤生产
力提供理论依据。【方法】通过三年田间定位试验,设置不施肥(CK1)、专用肥(NPK,CK2)、NK+钙镁磷肥、NK+
磷矿粉、专用肥+石灰、专用肥+粉煤灰、专用肥+生物有机肥7个处理,研究不同改良措施对华南稻区反酸田水
稻产量、土壤酸度、养分状况、团聚体及腐殖质组分的影响。【结果】连续3年添加改良剂钙镁磷肥、磷矿粉、石灰、
粉煤灰和生物有机肥的处理早、晚稻平均产量较 CK1处理均显著增加,其增幅分别为 3878% 7500%和
3831% 5675%;与CK2处理相比,添加改良剂的处理三季早稻和两季晚稻平均产量均有所增加,其增幅分别为
915% 2610%和571% 1333%,且添加石灰、粉煤灰和生物有机肥的处理水稻增产率大于钙镁磷肥和磷矿
粉处理。添加改良剂的处理土壤pH、有效磷和速效钾含量较 CK1和 CK2处理均有所增加,而交换性 H+、交换性
Al3+、有效硫含量则显著降低。与CK1和CK2处理相比,各添加改良剂处理>5mm粒级水稳性团聚体占团聚体比
例均显著提高,而2 1mm、1 05mm以及05 025mm粒级团聚体所占比例均有所下降。添加粉煤灰和生
物有机肥处理有利于提高 >025mm水稳性团聚体数量及稳定性,其团聚体破坏率分别降低至 1411%和
1699%。与CK1处理相比,添加石灰处理土壤有机碳含量略有下降,而其他施肥处理均有增加;各施肥处理土壤
胡敏酸碳和胡敏素碳含量较CK1处理均有增加,而富里酸碳含量均呈下降趋势。与CK2处理相比,连续3年添加
钙镁磷肥和生物有机肥的处理显著提高了土壤总有机碳含量,添加粉煤灰和生物有机肥处理显著提高了土壤水溶
性碳和胡敏酸碳含量。施肥处理HA/FA比值较CK1处理均有所提高,其增幅为1644% 4769%;与CK2处理
相比,添加粉煤灰、生物有机肥处理其值增幅最大,分别提高2683%和2453%。【结论】添加粉煤灰或生物有机
肥处理对反酸田土壤的改良效果最佳。
关键词:反酸田;改良措施;土壤团聚体;腐殖质组分;水稻产量
中图分类号:S156.6   文献标识码:A   文章编号:1008-505X(2015)02-0404-09
Efectsofdiferentameliorantmeasuresonthechemical
andphysicalpropertiesofsoilinacidsulfatepaddyfieldandriceyield
WANGXiubin1,TANGShuanhu2,RONGQinlei1,ZHANGQian1,SUNJingwen1,LIANGGuoqing1,ZHOUWei1,YANGShaohei2
(1KeyLaboratoryofPlantNutritionandFertilizer,MinistryofAgriculture/InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,
ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China;2InstituteofAgriculturalResourcesandEnvironment,
GuangdongAcademyofAgriculturalSciences,Guangzhou510640,China)
Abstract:【Objectives】Basedonthecurentstrongacidity,lowavailablePcontent,hightoxicityofavailableAl,
andpoortextureofacidsulfatesoil,efectsofdiferentameliorantmeasureswereinvestigatedontheimprovementof
soilphysicchemicalpropertiesandincreaseofriceyieldinacidsulfatepaddyfield,soastoprovidingatheoretical
basisforreasonableapplicationofameliorant,improvingsoilfertility,andrestoringsoilproductioncapacity.
【Methods】Athreeyearfieldexperimentwasconductedinacidpaddysoil,seventreatmentswereincludedinthe
2期    王秀斌,等:不同措施改良反酸田及水稻产量效果
experiment:nofertilizer(CK1),compoundfertilizerspecialforrice(CK2),NK+calciummagnesiumphosphate
fertilizer(CaMgP),NK+groundphosphaterock(GPR),compoundfertilizerspecialforrice+lime(LIME),
compoundfertilizerspecialforrice+flyash(FLA),andcompoundfertilizerspecialforrice+bioorganic
fertilizer(BOF).Thericeyield,soilacidityandnutrients,aggregate,andhumuscompositionweredetermined.
【Results】Afterthreeyears’successivetreatments,theaverageyieldswereincreasedsignificantlyby3878%-
7500% inearlyriceand3831% -5675% inlaterice,comparedwithCK1,andincreasedby915% -
2610% inearlyriceand571%-1333% inlaterice,comparedwithCK2ThetreatmentsofLIME,FLAand
BOFhadhigherriceincreaseratesthanthetreatmentsofCaMgPandPGRdid.ThesoilpH,thecontentsof
availablePandavailableKincreasedwhilethecontentsofexchangeableH+,exchangeableAl3+ andavailable
SO2+4 decreasednotablyinthetreatmentsaddedwithameliorants.ComparedwithCK1andCK2,theratioofwater
stableaggregatelargerthan5mminsizetothetotalaggregatewentupmarkedly,andthoseoftheaggregateof2-
1mm,1-05mmand05-025mminsizedecreased.AdditionofFLAandBOFfacilitatedtheformationof
waterstableaggregatehigherthan025mminsizeandtheirstability,thereby,thepercentageofaggregate
destructioninthetwotreatmentswasdecreasedto1411% and1699%,respectively.ComparedwithCK1,the
soilorganiccarboncontentreducedslightlyinthetreatmentofLIME,butincreasedintheothertreatments.Also,
applicationoffertilizerfacilitatedtheimprovementofthecontentsofcarbonfromhumicacidandhumin,reduced
thosefromfulvicacid.ComparedwithCK2,CaMgPandBOFtreatmentsobviouslyimprovedthetotalorganic
carboncontentinsoil,whileFLAandBOFtreatmentsraisedthecontentsofwatersolublecarbonandcarbonfrom
humicacid.ComparedwithCK1,theHA/FAratioincreasedby1644% -4769% infertilizationtreatments,
andthisratioincreasedby2683% inflyashtreatmentand2453% inbioorganicfertilizertreatmentcompared
withCK2.【Conclusions】Flyashandbioorganicfertilizeraresatisfactoryandmoreefectiveonameliorationof
acidsoilthanothermeterialstested.
Keywords牶acidsulfatepaddyfield牷ameliorantmeasures牷soilaggregate牷compositionsofhumus牷riceyield
  反酸田是酸性硫酸盐土发育而成的水稻土,由
还原性硫经氧化形成硫酸盐,并释放出大量酸形成
强烈酸害,对土壤环境及区域生态系统造成严重威
胁[1-2]。我国酸性硫酸盐土主要分布于广东、广西
及福建等省区的沿海区域,总面积约 116×104
hm2[3],其中广东省东部沿海地区反酸田面积约在2
×104hm2以上[4]。其主要特征表现为土壤酸性强、
有效磷含量极低、活性铝铁毒性重及结构性差
等[5],已成为我国南方主要的低产水稻土类型之
一,也是增产潜力较大的土壤之一。因此,一直以来
改良反酸田、提升生产力是农业生产中亟待解决的
热点问题。
酸性土壤改良剂在一定程度上能够有效降低土
壤酸度、缓减土壤养分亏缺状况,达到增产效
果[6-8]。然而酸性土壤的改良效果与改良剂、土壤
本身的性质有关,不同改良剂的性质、组成、作用机
理及在不同土壤类型上的施用效果相差较大[9-11],
且多集中在有机肥与化肥施用,或单一施用改良剂
等方面的研究[12-13]。此外,施肥对水稻土团聚体、
腐殖质组成的影响研究已有一些报道[14-16],其在不
同土壤条件下影响的程度有明显差异[17-18],然而这
些研究多数针对中高肥力水田,低产水稻土研究报
道较少。迄今为止,有关反酸田的分布、形成机制和
危害机理方面的研究已有一些报道[19-21],而针对反
酸田改良效果的研究报道较少,且综合比较不同有
机、无机物质对反酸田土壤团聚体组分及腐殖质等
方面研究更少。本文以华南稻区反酸田低产水稻土
为研究对象,研究不同改良措施对反酸田土壤酸度、
养分状况、团聚体、腐殖质组分及水稻产量的影响,
为施用合理的改良剂消减各种障碍因素、提高土壤
肥力、恢复土壤的生产力提供理论依据。
1 材料与方法
11 试验材料
试验于2011年至2013年在广东省台山市冲蒌
镇进行,供试土壤为典型酸性硫酸盐土壤,耕作层
(0—20cm)基本理化性状为 pH407、交换性酸
623cmol/kg、交换性铝578cmol/kg、有机质407
504
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
g/kg、全氮190g/kg、碱解氮15460mg/kg、有效磷
1045mg/kg、速效钾 9450mg/kg、有效硫 136
g/kg、活性铁129g/kg、活性锰1329mg/kg。供试
肥料包括尿素、氯化钾,水稻专用肥(1-03-087);
供试酸性土壤改良剂包括钙镁磷肥(主要成分包括
磷酸钙、硅酸钙和硅酸镁,有效磷 P2O515%,pH
85),磷矿粉(主要成分磷酸钙,全磷 P2O529%,pH
80),石灰(氢氧化钙,pH140),粉煤灰(氧化硅、
氧化铝、氧化铁等氧化物组成,pH91),生物有机
肥(由鸡粪、菇渣、稻糠堆制腐熟,添加解磷、解钾等
复合微生物,pH80)。
12 试验设计
试验共设7个处理,包括:1)不施肥(CK1);2)
专用肥(CK2);3)NK+钙镁磷肥(CaMgP);4)NK+
磷矿粉(GRP);5)专用肥 +石灰(LIME);6)专用肥
+粉煤灰(FLA);7)专用肥 +生物有机肥(BOF)。
处理 2 处理 7施 N150kg/hm2、K2O1305
kg/hm2,处理2、3、5、6、7施P2O5450kg/hm
2,磷矿
粉、石灰及粉煤灰用量均为750kg/hm2,生物有机肥
用量均为2250kg/hm2,均做基肥施入。试验采用随
机排列,三次重复,小区面积为30m2。供试早、晚
稻品种分别为银晶丝苗和合丰占,农时管理与当地
生产相同。
13 测定项目与方法
131水稻产量 于2011、2012和2013年早稻、晚
稻成熟后对各小区测产。
132土壤基本理化性状测定 2013年7月早稻收
获后,按各小区采集0—20cm多点混合土壤,取3
次重复,各指标的测定参照土壤农化分析方法[22]。
pH值用pH计测定;土壤交换性酸、交换性铝用KCl
交换-酸碱中和滴定法;有机质用外加热重铬酸钾
氧化—容量法;土壤全氮用浓硫酸消煮,自动定氮仪
测定;有效磷用05mol/LNaHCO3浸提—钼锑抗比
色法;速效钾用NH4OAc浸提—火焰光度法;有效硫
用磷酸盐-乙酸浸提—硫酸钡比浊法;活性铁和活
性锰均用pH32草酸-草酸铵浸提,原子吸收分光
光度计。
133土壤团聚体组成和稳定性 土壤团聚体分离
参照姜灿烂等[15]的方法。于2013年 7月采集0—
20cm土样,当土块含水量在室温下风干到土壤塑
限 (含水量达22% 25% 左右)时,用手轻轻地把
大土块沿着自然脆弱带扳成不同大小的土壤团聚
体,然后在室温条件下风干。土壤水稳性团聚体采
用湿筛法(型号DM200-II团粒分析仪),水筛振荡
频率 30次/min,振幅 38cm,振荡时间30min,分
离出>5mm、5 2mm、2 1mm、1 05mm和
05 025mm团聚体,收集各级团聚体并分别转
移至铝盒中,于 60℃下烘干,称重。土壤机械稳定
性团聚体采用干筛法(型号 DM185),应用孔径依次
为5、2、1、05、025mm的套筛,振荡频率1400±
6次/min,振荡时间30min,收集各粒级团聚体,于
60℃下烘干,称重。并采用下列公式计算团聚体破
坏率(PAD,%):
团聚体破坏率(PAD,%)=(>025mm风干
团聚体 ->025mm水稳性团聚体)/>025mm
风干团聚体×100
134土壤腐殖质组分的测定 主要参照 Kumada
方法,但修改了提取温度和分组方法[23]。用称取过
60目筛的风干土样500g,在(70±2)℃恒温水浴
振荡条件下提取1h,取下后以3500r/min离心15
min,将上清液用中速定量滤纸过滤到50mL容量瓶
中,再用蒸馏水洗残渣2次(每次用10mL),上清液
合并,用蒸馏水定容,此溶液即为水溶性物质(Water
SolubleSubstance,WSS);将上述提取残渣在(70±
2)℃恒温水浴振荡条件下,用 01mol/LNaOH和
01mol/LNa2P2O7混合液(pH13)提取1h,然后以
3500r/min离心 15min,得到可提取腐殖物质
(HE),酸沉降法处理HE分离得到胡敏酸 (HA)和
富里酸 (FA)。剩余不溶性残渣为胡敏素(HM),用
蒸馏水清洗、离心,风干后过60目筛。
用重铬酸钾容量法测定土壤总有机碳(TOC)以
及WSS、HE、HA、HM组分的碳量,WFS、FA则用差
减法计算。
WFS=TOC-(WSS+HE+HM);
FA=HE-HA。
14 数据分析
数据经 Excel2003整理后,用 DPSv301软件
进行方差分析,多重比较采用 LSD最小极差法,用
Excel软件绘图。
2 结果与分析
21 不同改良措施对水稻产量的影响
从表1可知,不同施肥处理对水稻产量影响各
异。与不施肥处理(CK1)相比,三季早稻专用肥分
别配施石灰、粉煤灰及生物有机肥处理产量均显著
增加,后两季(2012、2013年)早稻施专用肥、氮钾+
604
2期    王秀斌,等:不同措施改良反酸田及水稻产量效果
表1 不同改良措施下水稻的产量及增产率
Table1 Yieldandyieldincreaserateofriceunderdiferentamelioranttreatments
处理
Treatment
2011
早稻
Early
rice
晚稻
Late
rice
2012
早稻
Early
rice
晚稻
Late
rice
2013
早稻
Early
rice
3季早稻
Threeseasonearlyrice
平均产量
Averageyield
(kg/hm2)
增产率
Yieldincrease
(%)
2季晚稻
Twoseasonlaterice
平均产量
Averageyield
(kg/hm2)
增产率
Yieldincrease
(%)
CK1 2705bc2340d 3431d 3843c 2183c 2773 — — 3092 — —
CK2 2833bc3749c 5042c 4804ab3669b 3848 3878 — 4276 3831 —
CaMgP 2968b 4607a 5524b 4618b 4109ab 4200 5148 915 4613 4920 787
GPR 2597c 3950bc5829b 5091ab4408a 4278 5428 1117 4520 4622 571
LIME 3338a 4247ab5805b 5237a 4206ab 4450 6049 1564 4742 5338 1090
FLA 3357a 4462a 5663b 5225a 4283a 4434 5990 1522 4839 5650 1316
BOF 3588a 4539a 6607a 5154a 4363a 4852 7500 2610 4846 5675 1333
  注(Note):CK1—不施肥 Nofertilizer;CK2—水稻专用肥 Compoundfertilizerspecialforrice;CaMgP—NK+钙镁磷肥 NK+Calcium
magnesiumphosphatefertilizer;GPR—NK+磷矿粉 NK+Groundphosphaterock;LIME—CK2+lime;FLA—专用肥 +粉煤灰 CK2+Flyash;
BOF—CK2+生物有机肥CK2+Bioorganicfertilizer;同列数值后不同字母表示差异显著 (P<005)Valuesfolowedbydiferentletersinthe
samecolumnmeansignificantdiference(P<005).
钙镁磷肥、氮钾+磷矿粉处理产量也均显著增加,三
季早稻平均产量增幅为3878% 7500%;两季晚
稻施肥处理较CK1产量显著增加,两季晚稻平均产
量增幅为 3831% 5675%。与专用肥处理
(CK2)相比,添加改良剂处理的三季早稻平均产量
均有所增加,其增幅为915% 2610%;两季晚稻
平均产量也均有所增加,其增幅为 571%
1333%,其中专用肥分别配施石灰、粉煤灰及生物
有机肥处理晚稻增产率均大于 10%,增产效果较
好。不同改良剂处理间,添加石灰、粉煤灰和生物有
机肥的处理水稻增产率大于钙镁磷肥和磷矿粉
处理。
22 不同改良措施对土壤酸度的影响
土壤酸度主要包括活性酸和潜在酸,前者通常
以酸性强度指标 pH表示,后者则以数量指标交换
性酸(H+和 Al3+)表示。从表2可知,连续3年增
施改良剂的处理土壤 pH值较 CK1和 CK2处理均
有所提高,pH单位分别提高了016 029、011
024个;其中添加磷矿粉、石灰、粉煤灰和生物有
机肥处理土壤pH均显著高于CK1和CK2处理,但各
添加改良剂的处理间土壤 pH差异未达显著水平。
与CK1处理相比,CK2处理土壤pH有所提高,但差
异不显著,这可能与施肥有关,表观上提高了pH。
CK1与CK2处理土壤交换性H+和交换性Al3+
表2 不同改良处理对土壤酸度的影响(2013年)
Table2 Efectsofdiferentameliorant
treatmentsonsoilacidity(2013)
处理
Treatment
pH
交换性H+
ExchangeableH+
(cmol/kg)
交换性Al3+
ExchangeableAl3+
(cmol/kg)
CK1 407±008c 033±010a 610±034a
CK2 412±005bc021±005b 450±027b
CaMgP 423±009ab015±003c 411±036b
GPR 427±010a 017±004bc 196±053c
LIME 436±007a 013±002c 144±051c
FLA 433±005a 014±002c 166±026c
BOF 429±010a 016±004bc 198±061c
  注(Note):CK1—不施肥 Nofertilizer;CK2—水稻专用肥
Compoundfertilizerspecialforrice;CaMgP—NK+钙镁磷肥 NK+
Calciummagnesiumphosphatefertilizer;GPR—NK+磷矿粉 NK+
Groundphosphaterock;LIME—CK2+lime;FLA—专用肥 +粉煤灰
CK2+Flyash;BOF—CK2+生物有机肥CK2+Bioorganicfertilizer;
同列数值后不同字母表示差异显著 (P<005)Valuesfolowedby
diferentletersinthesamecolumnmeansignificantdiference(P<
005).
含量均处于较高水平,而添加改良剂能有效降低二
者的含量。添加改良剂的处理二者的含量较 CK1
704
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
处理均显著降低,降幅分别为4848% 6061%和
3262% 7639%。与 CK2处理相比,添加钙镁磷
肥、石灰和粉煤灰处理土壤交换性 H+含量均显著
降低,其中添加石灰的处理其含量降幅最大,达
3810%;所有添加改良剂处理(钙镁磷肥除外)的
土壤交换性 Al3+含量均显著降低,其中添加石灰的
处理其含量降幅最大,达6800%。添加改良剂的
处理间二者含量差异不显著。可见,添加合理的改
良剂对土壤酸化有一定的改良效果。
23 不同改良措施对土壤养分状况的影响
从表3可以得出,在连续3年施用改良剂情况
下,不同处理间土壤养分状况各异。添加改良剂处
理的土壤有效磷和速效钾含量较 CK1和 CK2处理
均有所增加,其中添加生物有机肥处理的有效磷和
速效钾含量增幅最大,较 CK2处理分别增加了
5118%和7967%。添加改良剂处理的有效硫含
量较CK1和CK2处理均显著降低,而添加磷矿粉、
石灰、粉煤灰和生物有机肥处理间差异均未达显著
水平,其含量均低于1g/kg。添加改良剂处理的土
壤活性锰含量较CK1和CK2处理均有下降趋势,其
降幅范围分别为 2559% 4697%和 325%
3106%。此外,施肥处理土壤碱解氮含量较 CK1
处理均有增加趋势,但差异未达显著水平,而活性铁
均呈下降趋势;各施肥处理间土壤碱解氮和活性铁
差异未达显著水平。
表3 不同改良处理对土壤养分状况的影响(2013年)
Table3 Efectsofdiferentamelioranttreatmentsoncontentofsoilnutrients(2013)
处理
Treatment
碱解氮(mg/kg)
Alk.hydr.N
有效磷(mg/kg)
AvailableP
速效钾(mg/kg)
AvailableK
有效硫(g/kg)
AvailableS
活性铁(g/kg)
ActiveFe
活性锰 (mg/kg)
ActiveMn
CK1 14693±708a 1009±059d 5840±399c 126±038a 128±003a 1239±167a
CK2 16243±655a 1340±211cd 5961±1084c 119±027a 126±004ab 953±096b
CaMgP 16238±354a 1710±178ab 7933±637b 108±023ab 126±003ab 669±148c
GPR 15151±354a 1574±148bc 8791±830b 058±019c 124±002ab 895±144ab
LIME 15262±762a 1557±364bc 9350±1045ab 056±001c 122±002b 657±123c
FLA 16117±735a 1887±114ab 8545±1163b 064±005c 124±002ab 922±107b
BOF 15401±647a 2025±196a 10745±1127a 074±006bc 128±001a 831±090bc
  注(Note):CK1—不施肥 Nofertilizer;CK2—水稻专用肥 Compoundfertilizerspecialforrice;CaMgP—NK+钙镁磷肥 NK+Calcium
magnesiumphosphatefertilizer;GPR—NK+磷矿粉 NK+Groundphosphaterock;LIME—CK2+lime;FLA—专用肥 +粉煤灰 CK2+Flyash;
BOF—CK2+生物有机肥CK2+Bioorganicfertilizer;同列不同字母表示差异显著 (P<005)Diferentletersmeansignificantdiferenceinthe
samecolumn(P<005).
24 不同改良措施对土壤团聚体及稳定性的影响
由表4可知,干筛法所测得团聚体中以 >5mm
粒级团聚体为主,不同处理中>5mm粒级团聚体均
占到52%以上,其次为5 2mm粒级团聚体,平均
为2462%;而2 1、1 05以及05 025mm
粒级数量较少,均不足7%;且同一粒径不同处理间
团聚体含量差异不大。与干筛法不同,湿筛法所测
得不同处理土壤团聚体分布呈现较大的差异。 >5
mm和5 2mm粒级团聚体所占比例均有所下降,
而2 1、1 05及05 025mm粒级团聚体所
占比例均有所提高;与 CK1和 CK2处理相比,各增
施改良剂处理>5mm粒级团聚体占团聚体比例均
显著提高;而2 1、1 05以及05 025mm粒
级团聚体所占比例均有所下降。
干筛法所测得>025mm粒级团聚体不同处理
间其含量差异不大,而氮钾+钙镁磷肥、专用肥分别
配施石灰、粉煤灰和生物有机肥处理 >025mm水
稳性团聚体含量较CK1和CK2处理均有所提高,团
聚体破坏率均有降低,其中添加粉煤灰和生物有机
肥处理团聚体破坏率降幅较大,分别降低至
1411%和1699%。可见,添加粉煤灰和生物有机
肥处理土壤团聚体的稳定性较好。
25 不同改良措施对土壤腐殖质组分的影响
从表5可知,与 CK1处理相比,添加石灰处理
土壤有机碳含量略有下降,而其他施肥处理均有增
加;各施肥处理土壤胡敏酸碳和胡敏素碳含量较
CK1处理均有增加,而富里酸碳含量均呈下降趋
势。与CK2处理相比,连续3年添加钙镁磷肥和生
804
2期    王秀斌,等:不同措施改良反酸田及水稻产量效果
表4 不同改良处理下不同粒径土壤团聚体的百分比以及破坏率 (2013年)
Table4 Thepercentagesofsoilaggregatesindiferentsizeandthepercentageoftheirdestructionunder
diferentamelioranttreatments(2013)
处理
Treatment
方法
Method
>5mm 5 2mm 2 1mm 1 05mm 05 025mm >025mm
破坏率 (%)
Destructionrate
CK1 干 Dry 53.24 26.77 4.67 2.73 1.82 89.23 24.26
湿 Wet 27.66 16.47 7.07 8.52 7.87 67.59
CK2 干 Dry 52.52 23.75 4.82 3.60 2.40 87.09 23.76
湿 Wet 28.47 16.12 6.49 8.20 7.12 66.40
CaMgP 干 Dry 53.43 25.79 6.25 3.81 2.32 91.60 19.81
湿 Wet 37.96 15.41 6.59 7.77 5.72 73.45
GPR 干 Dry 59.98 21.93 4.17 2.44 1.56 90.08 23.20
湿 Wet 31.81 16.59 6.57 7.65 6.55 69.18
LIME 干 Dry 53.73 27.14 5.73 3.85 2.41 92.87 18.87
湿 Wet 42.93 15.33 5.68 6.41 4.99 75.34
FLA 干 Dry 55.41 24.06 6.51 4.23 2.20 92.41 14.11
湿 Wet 51.59 14.98 5.11 4.47 3.23 79.37
BOF 干 Dry 60.74 22.89 5.19 3.07 1.66 93.56 16.99
湿 Wet 48.06 16.21 5.13 4.72 3.55 77.66
  注(Note):CK1—不施肥 Nofertilizer;CK2—水稻专用肥 Compoundfertilizerspecialforrice;CaMgP—NK+钙镁磷肥 NK+Calcium
magnesiumphosphatefertilizer;GPR—NK+磷矿粉 NK+Groundphosphaterock;LIME—CK2+lime;FLA—专用肥 +粉煤灰 CK2+Flyash;
BOF—CK2+生物有机肥 CK2+Bioorganicfertilizer;同列数值后不同字母表示差异显著 (P<005)Valuesfolowedbydiferentletersmean
significantdiferenceinthesamecolumn(P<005).
表5 不同改良处理对土壤腐殖质组分的影响(2013年)
Table5 Efectsofdiferentamelioranttreatmentsoncompositionsofsoilhumus(2013)
处理
Treatment
总有机碳
TOC
(g/kg)
水溶性碳
WSC
(g/kg)
腐殖质组成 Compositionsofhumus
富里酸碳
FAC(g/kg)
胡敏酸碳
HAC(g/kg)
胡敏素碳
HMC(g/kg)
HA/FA
CK1 2412±123bc 008±000b 525±011a 274±031d 1605±030c 052
CK2 2426±103bc 007±001b 492±025ab 299±014cd 1628±086c 061
CaMgP 2620±068a 009±003b 470±039ab 319±024bc 1822±070a 068
GPR 2429±108bc 008±002b 449±020b 309±025cd 1674±076bc 069
LIME 2343±062c 009±001b 472±018ab 326±022bc 1536±078c 069
FLA 2548±108ab 021±003a 493±022ab 380±021a 1654±080bc 077
BOF 2627±123a 020±004a 477±041ab 361±013ab 1769±089ab 076
  注(Note):CK1—不施肥 Nofertilizer;CK2—水稻专用肥 Compoundfertilizerspecialforrice;CaMgP—NK+钙镁磷肥 NK+Calcium
magnesiumphosphatefertilizer;GPR—NK+磷矿粉 NK+Groundphosphaterock;LIME—CK2+lime;FLA—专用肥 +粉煤灰 CK2+Flyash;
BOF—CK2+生物有机肥 CK2+Bioorganicfertilizer;同列数值后不同字母表示差异显著 (P<005)Valuesfolowedbydiferentletersmean
significantdiferenceinthesamecolumn(P<005).
904
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
物有机肥的处理显著提高了土壤总有机碳含量,添
加粉煤灰和生物有机肥处理显著提高了土壤水溶性
碳和胡敏酸碳含量。从胡敏酸、富里酸(HA/FA)比
值来看,与CK1处理相比,施肥处理 HA/FA比值均
有所提高,其增幅为1644% 4769%;与 CK2处
理相比,专用肥+粉煤灰、专用肥+生物有机肥处理
其值增幅较大,分别提高 2683%和 2453%。可
见,添加粉煤灰和生物有机肥能够使土壤腐殖化程
度增强。
3 结论与讨论
酸性土壤中的低酸度和铝毒是共同制约植物生
长的主要因子,而反酸田不仅具有酸性土壤的共性,
还具有其特殊性,如在氧化条件下具有反酸特性,有
效磷含量低、铝锰毒害等[24]。由于障碍因子较多,
反酸田土壤的改良尤为复杂。本研究结果表明,专
用肥配施石灰处理反酸田土壤交换性 H+、交换性
Al3+、有效硫和活性锰含量较不施肥(CK1)和专用
肥(CK2)处理均显著降低,而土壤 pH、速效钾及水
稻产量均显著增加,这说明施用石灰改良土壤效果
显著,与前人的研究结果一致[25]。然而石灰的长期
施用易引起有机质下降、土壤板结、复酸化程度加强
等负面效应,本试验条件下也发现土壤有机碳含量
较CK1处理有下降趋势,与何电源等[26]的研究结
果相吻合。近年来已发现磷矿粉、粉煤灰等工业副
产物及有机物料也能起到改良酸性土壤的效
果[5,8-9]。本研究结果也显示,添加磷矿粉、粉煤灰
和生物有机肥处理土壤酸度(pH、交换性H+及交换
性Al3+)及有效硫含量较 CK1和 CK2处理均显著
降低,而与石灰处理差异均未达到显著水平。同时
还发现,连续3年添加粉煤灰和有机肥的处理有效
磷含量、早稻及晚稻产量较钙镁磷肥处理均有增加,
而易琼等[6]的盆栽实验结果显示,钙镁磷肥处理有
效磷含量和水稻产量高于粉煤灰和有机肥处理。添
加粉煤灰增产的原因可能与其具有多孔松散、比表
面大、活性基团较多等特性有关,长期施用能够较好
地改良土壤结构,提高土壤 pH以及有效硅和有效
磷等营养元素的含量,从而提高水稻产量[27]。生物
有机肥主要由鸡粪、菇渣、稻糠堆制腐熟,添加解磷、
解钾等复合微生物形成,长期施用生物有机肥较钙
镁磷肥增产的原因有待进一步的研究。
土壤团聚体是土壤结构的基本单位,是形成土
壤良好结构的物质基础,其数量和质量决定土壤的
性质和肥力[29]。本研究中,湿筛法较干筛法 >5
mm和 5 2mm粒级团聚体所占比例均有所下降,
2 1mm、1 05mm以及05 025mm粒级团
聚体所占比例均有所提高,与陈山等[28]的研究结果
一致。施肥特别是施用有机肥有利于大团聚体的形
成,陈晓芬等[14]对红壤水稻土的研究指出,长期不
同施肥处理对 >2mm团聚体含量影响最大。Hati
等[30]在其 29年的轮作实验中发现 NPK+石灰、
NPK+有机肥处理可以提高 0—30cm土层土壤团
聚体的水稳性团聚体数量 (%WSMA)、总孔隙度和
有效水含量(AWC),两处理之间没有显著差异。而
本研究结果表明,与 CK1和 CK2处理相比,各配施
改良剂处理>5mm粒级水稳性团聚体占团聚体比
例均显著提高;而2 1mm、1 05mm以及05
025mm粒级团聚体所占比例均有所下降。土壤
>025mm水稳性团聚体(WSA)含量及一定粒级
团聚体的破坏率(PAD)是表示土壤团聚体稳定性
和抗侵蚀能力的主要指标之一。郭菊花等[31]对水
稻土的研究结果表明,施磷、钾、氮钾肥及氮磷钾与
有机肥配施显著提高大团聚体的含量和团聚体的稳
定性。Yang等[32]也研究发现施用有机肥可以增加
水稳性大团聚体含量。本研究与前人的研究结果一
致,结果显示,氮钾 +钙镁磷肥、专用肥分别配施石
灰、粉煤灰、生物有机肥处理>025mm水稳性团聚
体含量较CK1和CK2处理均有所提高,团聚体破坏
率均降低(表4),其中专用肥配施粉煤灰、专用肥配
施生物有机肥处理土壤团聚体的稳定性较好。土壤
有机质是团聚体的主要胶结剂,其含量的增加会导
致团聚体数量和稳定性增加[33]。腐殖质又是土壤
有机质的主要组成部分,约占土壤有机质的65%,
对土壤肥力、结构和性质具有重要的调节功
能[16,34]。马力等[35]研究证明长期施肥使水稻结合
态腐殖质含量及富里酸与胡敏酸比值升高。本研究
结果也表明,施肥处理 HA/FA比值较 CK1处理均
有所提高,其增幅为1644% 4769%;与 CK2处
理相比,添加粉煤灰、生物有机肥处理其值增幅最
大,分别提高2683%和2453%。
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