全 文 :植物营养与肥料学报 2015,21(2):404-412 doi牶1011674/zwyf.20150215
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。Email:wangxb@caas.ac.cn
通信作者 Email: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 3878% 7500%和
3831% 5675%;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
915% 2610%和571% 1333%,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 05mm以及05 025mm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 >025mm水稳性团聚体数量及稳定性,其团聚体破坏率分别降低至 1411%和
1699%。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1644% 4769%;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2683%和2453%。【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
WANGXiubin1,TANGShuanhu2,RONGQinlei1,ZHANGQian1,SUNJingwen1,LIANGGuoqing1,ZHOUWei1,YANGShaohei2
(1KeyLaboratoryofPlantNutritionandFertilizer,MinistryofAgriculture/InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,
ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China;2InstituteofAgriculturalResourcesandEnvironment,
GuangdongAcademyofAgriculturalSciences,Guangzhou510640,China)
Abstract:【Objectives】Basedonthecurentstrongacidity,lowavailablePcontent,hightoxicityofavailableAl,
andpoortextureofacidsulfatesoil,efectsofdiferentameliorantmeasureswereinvestigatedontheimprovementof
soilphysicchemicalpropertiesandincreaseofriceyieldinacidsulfatepaddyfield,soastoprovidingatheoretical
basisforreasonableapplicationofameliorant,improvingsoilfertility,andrestoringsoilproductioncapacity.
【Methods】Athreeyearfieldexperimentwasconductedinacidpaddysoil,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+calciummagnesiumphosphate
fertilizer(CaMgP),NK+groundphosphaterock(GPR),compoundfertilizerspecialforrice+lime(LIME),
compoundfertilizerspecialforrice+flyash(FLA),andcompoundfertilizerspecialforrice+bioorganic
fertilizer(BOF).Thericeyield,soilacidityandnutrients,aggregate,andhumuscompositionweredetermined.
【Results】Afterthreeyears’successivetreatments,theaverageyieldswereincreasedsignificantlyby3878%-
7500% inearlyriceand3831% -5675% inlaterice,comparedwithCK1,andincreasedby915% -
2610% inearlyriceand571%-1333% inlaterice,comparedwithCK2ThetreatmentsofLIME,FLAand
BOFhadhigherriceincreaseratesthanthetreatmentsofCaMgPandPGRdid.ThesoilpH,thecontentsof
availablePandavailableKincreasedwhilethecontentsofexchangeableH+,exchangeableAl3+ andavailable
SO2+4 decreasednotablyinthetreatmentsaddedwithameliorants.ComparedwithCK1andCK2,theratioofwater
stableaggregatelargerthan5mminsizetothetotalaggregatewentupmarkedly,andthoseoftheaggregateof2-
1mm,1-05mmand05-025mminsizedecreased.AdditionofFLAandBOFfacilitatedtheformationof
waterstableaggregatehigherthan025mminsizeandtheirstability,thereby,thepercentageofaggregate
destructioninthetwotreatmentswasdecreasedto1411% and1699%,respectively.ComparedwithCK1,the
soilorganiccarboncontentreducedslightlyinthetreatmentofLIME,butincreasedintheothertreatments.Also,
applicationoffertilizerfacilitatedtheimprovementofthecontentsofcarbonfromhumicacidandhumin,reduced
thosefromfulvicacid.ComparedwithCK2,CaMgPandBOFtreatmentsobviouslyimprovedthetotalorganic
carboncontentinsoil,whileFLAandBOFtreatmentsraisedthecontentsofwatersolublecarbonandcarbonfrom
humicacid.ComparedwithCK1,theHA/FAratioincreasedby1644% -4769% infertilizationtreatments,
andthisratioincreasedby2683% inflyashtreatmentand2453% inbioorganicfertilizertreatmentcompared
withCK2.【Conclusions】Flyashandbioorganicfertilizeraresatisfactoryandmoreefectiveonameliorationof
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 116×104
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
11 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 pH407、交换性酸
623cmol/kg、交换性铝578cmol/kg、有机质407
504
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
g/kg、全氮190g/kg、碱解氮15460mg/kg、有效磷
1045mg/kg、速效钾 9450mg/kg、有效硫 136
g/kg、活性铁129g/kg、活性锰1329mg/kg。供试
肥料包括尿素、氯化钾,水稻专用肥(1-03-087);
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
85),磷矿粉(主要成分磷酸钙,全磷 P2O529%,pH
80),石灰(氢氧化钙,pH140),粉煤灰(氧化硅、
氧化铝、氧化铁等氧化物组成,pH91),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,pH80)。
12 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、K2O1305
kg/hm2,处理2、3、5、6、7施P2O5450kg/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。
13 测定项目与方法
131水稻产量 于2011、2012和2013年早稻、晚
稻成熟后对各小区测产。
132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05mol/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pH32草酸-草酸铵浸提,原子吸收分光
光度计。
133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 38cm,振荡时间30min,分
离出>5mm、5 2mm、2 1mm、1 05mm和
05 025mm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、05、025mm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,%)=(>025mm风干
团聚体 ->025mm水稳性团聚体)/>025mm
风干团聚体×100
134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500g,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 01mol/LNaOH和
01mol/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。
14 数据分析
数据经 Excel2003整理后,用 DPSv301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
21 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
Threeseasonearlyrice
平均产量
Averageyield
(kg/hm2)
增产率
Yieldincrease
(%)
2季晚稻
Twoseasonlaterice
平均产量
Averageyield
(kg/hm2)
增产率
Yieldincrease
(%)
CK1 2705bc2340d 3431d 3843c 2183c 2773 — — 3092 — —
CK2 2833bc3749c 5042c 4804ab3669b 3848 3878 — 4276 3831 —
CaMgP 2968b 4607a 5524b 4618b 4109ab 4200 5148 915 4613 4920 787
GPR 2597c 3950bc5829b 5091ab4408a 4278 5428 1117 4520 4622 571
LIME 3338a 4247ab5805b 5237a 4206ab 4450 6049 1564 4742 5338 1090
FLA 3357a 4462a 5663b 5225a 4283a 4434 5990 1522 4839 5650 1316
BOF 3588a 4539a 6607a 5154a 4363a 4852 7500 2610 4846 5675 1333
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+Bioorganicfertilizer;同列数值后不同字母表示差异显著 (P<005)Valuesfolowedbydiferentletersinthe
samecolumnmeansignificantdiference(P<005).
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3878% 7500%;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 3831% 5675%。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915% 2610%;两季晚稻
平均产量也均有所增加,其增幅为 571%
1333%,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。
22 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016 029、011
024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 407±008c 033±010a 610±034a
CK2 412±005bc021±005b 450±027b
CaMgP 423±009ab015±003c 411±036b
GPR 427±010a 017±004bc 196±053c
LIME 436±007a 013±002c 144±051c
FLA 433±005a 014±002c 166±026c
BOF 429±010a 016±004bc 198±061c
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+Bioorganicfertilizer;
同列数值后不同字母表示差异显著 (P<005)Valuesfolowedby
diferentletersinthesamecolumnmeansignificantdiference(P<
005).
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4848% 6061%和
3262% 7639%。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
3810%;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6800%。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。
23 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
5118%和7967%。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 2559% 4697%和 325%
3106%。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 14693±708a 1009±059d 5840±399c 126±038a 128±003a 1239±167a
CK2 16243±655a 1340±211cd 5961±1084c 119±027a 126±004ab 953±096b
CaMgP 16238±354a 1710±178ab 7933±637b 108±023ab 126±003ab 669±148c
GPR 15151±354a 1574±148bc 8791±830b 058±019c 124±002ab 895±144ab
LIME 15262±762a 1557±364bc 9350±1045ab 056±001c 122±002b 657±123c
FLA 16117±735a 1887±114ab 8545±1163b 064±005c 124±002ab 922±107b
BOF 15401±647a 2025±196a 10745±1127a 074±006bc 128±001a 831±090bc
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+Bioorganicfertilizer;同列不同字母表示差异显著 (P<005)Diferentletersmeansignificantdiferenceinthe
samecolumn(P<005).
24 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2462%;而2 1、1 05以及05 025mm
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 05及05 025mm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 05以及05 025mm粒
级团聚体所占比例均有所下降。
干筛法所测得>025mm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 >025mm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
1411%和1699%。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。
25 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 05mm 05 025mm >025mm
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+Bioorganicfertilizer;同列数值后不同字母表示差异显著 (P<005)Valuesfolowedbydiferentletersmean
significantdiferenceinthesamecolumn(P<005).
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 2412±123bc 008±000b 525±011a 274±031d 1605±030c 052
CK2 2426±103bc 007±001b 492±025ab 299±014cd 1628±086c 061
CaMgP 2620±068a 009±003b 470±039ab 319±024bc 1822±070a 068
GPR 2429±108bc 008±002b 449±020b 309±025cd 1674±076bc 069
LIME 2343±062c 009±001b 472±018ab 326±022bc 1536±078c 069
FLA 2548±108ab 021±003a 493±022ab 380±021a 1654±080bc 077
BOF 2627±123a 020±004a 477±041ab 361±013ab 1769±089ab 076
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+Bioorganicfertilizer;同列数值后不同字母表示差异显著 (P<005)Valuesfolowedbydiferentletersmean
significantdiferenceinthesamecolumn(P<005).
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1644% 4769%;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 2683%和 2453%。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 05mm以及05 025mm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 05mm以及05
025mm粒级团聚体所占比例均有所下降。土壤
>025mm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>025mm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1644% 4769%;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2683%和2453%。
参 考 文 献:
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