南陽市宛城區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 張明璐 伊松白 黎璐璐
近年,受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展、農(nóng)村勞動力外流、設(shè)施農(nóng)業(yè)蓬勃發(fā)展等多重因素的影響,化肥、農(nóng)藥過度施用與不合理灌溉等現(xiàn)象較為普遍,從而引起耕地酸化,導(dǎo)致農(nóng)作物生長受阻,影響農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。因此,治理酸化耕地、提高耕地質(zhì)量勢在必行。筆者在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn),基層技術(shù)人員、務(wù)農(nóng)群眾因缺乏相關(guān)知識,難以選擇合適的酸化耕地治理措施,迫切需要簡潔易懂的應(yīng)用指導(dǎo)。本文結(jié)合宛城區(qū)實(shí)際情況,針對不同的種植模式提出相應(yīng)的治理措施,以期對實(shí)際生產(chǎn)有一定的幫助。
宛城區(qū)農(nóng)民普遍選擇基肥一炮轟的施肥方式,往往過量施用氮肥。在此基礎(chǔ)上,因土壤板結(jié)、灌溉等因素造成的土壤透氣性不佳導(dǎo)致土壤硝態(tài)氮含量增加,提升土壤中的氫離子含量,降低pH。
受市場售賣限制,氯基復(fù)合肥為主要用肥種類,大量施用該類肥料,土壤中的氯離子含量增加,提升土壤中的氫離子含量,降低pH。
大水漫灌的淋溶作用導(dǎo)致耕層鈣、鎂等堿性鹽基流失。宛城區(qū)常年降水量在800 mm 以上,7—9 月多發(fā)密集型大量降水,累計總量一般大于400 mm,占全年降水總量的50%以上,也會導(dǎo)致耕層堿性鹽基流失。另外,據(jù)南陽市生態(tài)環(huán)境局發(fā)布的2021 年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況公告,南陽市降水pH 在6.77~7.34,酸雨發(fā)生率為0,暫無酸雨污染,但全市二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)年均濃度分別為9 ug·m-3、23 ug·m-3,二者溶解于雨水中形成亞硫酸與硝酸,是降低雨水pH 的主要因素。宛城區(qū)7—9 月降水多伴隨雷電,促進(jìn)一氧化氮(NO)與二氧化氮(NO2)在空氣中的合成,短期內(nèi)其濃度提升后與二氧化硫(SO2)一起隨降水進(jìn)入耕地,對耕層土壤pH 短期變化也有一定的不利影響。
經(jīng)過多年的秸稈還田與深耕深松,宛城區(qū)耕層土壤有機(jī)質(zhì)平均值逐步提升至20 g·kg-1左右,但含量仍然屬于中等偏低水平,富里酸(黃腐酸)、胡敏酸等大分子腐殖酸含量較低,酸堿緩沖能力不高。
宛城區(qū)常年花生、大豆種植總面積在0.87~1 hm2,且分布區(qū)域較為固定,該類作物對鈣鎂需求量較大,連年播種后不注意補(bǔ)充鈣鎂等肥料,也會導(dǎo)致土壤酸化。
市售商品有機(jī)肥pH 為5.5~8.5,外包裝不標(biāo)注pH,群眾購買到偏酸性的商品有機(jī)肥(pH <6)時,一定程度上會加速耕地酸化;畜禽糞便等來源的堆漚肥多為生理酸性,如無特別處理直接使用,雖然可以提升土壤有機(jī)質(zhì)含量,但不利于治理耕地酸化。
根據(jù)宛城區(qū)耕地酸化的原因和農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度,宛城區(qū)在治理酸化耕地時從大面積應(yīng)用的難易程度出發(fā),在提高土壤緩沖性能、補(bǔ)充堿性鹽基和氫氧根離子、科學(xué)施肥、秸稈還田等方面入手,最終確定秸稈還田、測土配方施肥、應(yīng)用堿性肥料這三個技術(shù)環(huán)節(jié)。秸稈還田可以歸還堿性鹽基、提高土壤緩沖性能,測土配方施肥可以減少氮肥的不合理施用,應(yīng)用堿性肥料可以大量補(bǔ)充堿性鹽基、氫氧根離子,從而提高土壤緩沖性能。
綜合考慮市售堿性肥料種類、肥料鈣鎂氧化物含量、務(wù)農(nóng)群眾操作便利程度、年均治理成本等因素,適合宛城區(qū)施用的堿性肥料為酸性土壤調(diào)理劑、鈣鎂磷肥和堿性有機(jī)肥。酸性土壤調(diào)理劑、鈣鎂磷肥、有機(jī)肥料均為近圓顆粒型(粒徑1~4.75 mm),不易堵塞農(nóng)用機(jī)械的出肥口,便于機(jī)械化施肥時操作,減少人工投入。本文計算治理成本時均按近圓顆粒型計算,其每千克價格分別比粉狀、柱狀價格高0.2~0.4 元。
按宛城區(qū)中高產(chǎn)田小麥每667 m2目標(biāo)產(chǎn)量550 kg 的推薦施肥配方N-P2O5-K2O 為14-6-6(折純),參照2021—2022 年的肥料價格,每667 m2小麥的施肥成本約為170 元,其中,純氮(N)95 元、五氧化二磷(P2O5)41 元,氧化鉀(K2O)34 元。據(jù)此,應(yīng)用不同顆粒型堿性肥料的作用原理、用量推薦、治理成本等詳述如下。
1.酸性土壤調(diào)理劑與鈣鎂磷肥。宛城區(qū)耕地土壤質(zhì)地多為中壤至重壤,2020 年有機(jī)質(zhì)含量平均值為21.7 g·kg-1。根據(jù)《石灰質(zhì)改良酸化土壤技術(shù)規(guī)范》(NY/T 3443—2019),宛城區(qū)耕層土壤pH 每提升1 個單位,需要每667 m2補(bǔ)充150~190 kg 鈣鎂氧化物。經(jīng)折算,理論上每667 m2施用40 kg 酸性土壤調(diào)理劑(鈣鎂氧化物含量>30%、pH >8)或50 kg 鈣鎂磷肥(鈣鎂氧化物含量>35%)可以提升耕層土壤pH 0.1~0.2 個單位。
酸性土壤調(diào)理劑為單一功能肥料,連續(xù)2 年施用可大量補(bǔ)充堿性鹽基和氫氧根離子,需在常規(guī)測土配方施肥的基礎(chǔ)上額外使用。每667 m2施用40 kg 土壤調(diào)理劑的成本為65~75 元,麥播應(yīng)用酸性土壤調(diào)理劑的總用肥成本為235~245 元。
鈣鎂磷肥可以作為磷源,搭配尿素、氯化鉀或硫酸鉀等氮鉀肥進(jìn)行測土配方施肥,既可大量補(bǔ)充堿性鹽基,又可提供肥效,減少務(wù)農(nóng)群眾購肥成本,調(diào)動其應(yīng)用治理措施的主動性。每667 m2施用50 kg 鈣鎂磷肥的成本為80~90 元,麥播應(yīng)用鈣鎂磷肥的總用肥成本為209~219 元。
2.堿性有機(jī)肥料。根據(jù)《有機(jī)肥料》(NY/T 525 —2021),有機(jī)肥料的pH >7 呈堿性,則其水溶液必含有大量的氫氧根離子,因此,pH >7 的堿性有機(jī)肥,理論上每667 m2施用40 kg,既能一定程度上補(bǔ)充氫氧根離子,提高土壤pH,又能補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)含量,提高土壤緩沖性能,改善耕地質(zhì)量。每667 m2施用40 kg有機(jī)肥料的成本為45~50 元,麥播應(yīng)用有機(jī)肥料的總用肥成本為215~220 元。
酸性耕地的pH 較低,極易快速下降至4.5 以下被稱為強(qiáng)酸性耕地,需要大量補(bǔ)充堿性鹽基和氫氧根離子快速提升土壤pH。在此基礎(chǔ)上提高緩沖性能、減少氮肥不合理施用,以期減少酸化誘因,增強(qiáng)治理效果。
因石灰性物質(zhì)不宜連年施用,故建議酸性耕地采用麥播時2 年“秸稈還田+測土配方施肥+酸性土壤調(diào)理劑(每667 m2施用40 kg)”技術(shù)模式與1 年“秸稈還田+測土配方施肥+鈣鎂磷肥(每667 m2施用50 kg)”技術(shù)模式的循環(huán)治理方式。實(shí)行該循環(huán)治理方式能提升耕層土壤pH 0.3~0.6 個單位,提高耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量1.9 g·kg-1左右,長期效果有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
耕地pH 為5~6 的酸性至弱酸性耕地,pH 極易快速下降至5 以下,需在適量補(bǔ)充堿性鹽基和氫氧根離子快速提升土壤pH 的基礎(chǔ)上,提高緩沖性能、減少氮肥不合理施用,以期減少酸化誘因,增強(qiáng)并鞏固治理效果。
酸性至弱酸性耕地建議采用2 年“秸稈還田+測土配方施肥+鈣鎂磷肥(每667 m2施用50 kg)”技術(shù)模式或2 年“秸稈還田+測土配方施肥+酸性土壤調(diào)理劑(每667 m2施用40 kg)”技術(shù)模式與1 年“秸稈還田+測土配方施肥+堿性有機(jī)肥(每667 m2施用40 kg)”技術(shù)模式的循環(huán)治理方式。實(shí)行該循環(huán)治理方式約能提升耕層土壤pH0.2~0.4 個單位,提高耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量2.3 g·kg-1左右,長期效果有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
弱酸性耕地的pH 相對較高,以提高緩沖性能、減少氮肥不合理施用為主,以適量補(bǔ)充堿性鹽基和氫氧根離子提升土壤pH 為輔,減少耕地酸化誘因,鞏固治理效果。
根據(jù)已治理耕地的調(diào)查結(jié)果,建議弱酸性耕地采用麥播時1 年“秸稈還田+測土配方施肥+鈣鎂磷肥(每667 m2施用50 kg)”技術(shù)模式與2 年“秸稈還田+測土配方施肥+堿性有機(jī)肥(每667 m2施用40 kg)”技術(shù)模式的循環(huán)治理方式。實(shí)行該循環(huán)治理方式理論上能提升耕層土壤pH 0.1~0.3 個單位,提高耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量2.7 g·kg-1左右,長期效果有待實(shí)踐驗(yàn)證。
建議一年內(nèi)兩季作物均落實(shí)秸稈還田、測土配方施肥兩項技術(shù)環(huán)節(jié),僅在麥播時使用堿性肥料。因夏播后降水強(qiáng)度一般較大,淋溶強(qiáng)烈,堿性鹽基及氫氧根離子流失較快,且雷電導(dǎo)致雨水中酸根離子偏多,此時應(yīng)用堿性肥料容易削弱治理效果。
經(jīng)試驗(yàn),堿性肥料施用深度為0~10 cm 時,耕層pH 提升效果較施用深度10~20 cm 時更佳,故建議播種后地表撒施、撒于地表后旋耕10~15 cm 翻入,種肥同播,不建議撒于地表后大于20 cm 深翻。
采用種肥同播時,應(yīng)注意肥料外包裝使用說明,確定是否可以種肥同播,以免影響出芽。
1.購買酸性土壤調(diào)理劑時應(yīng)注意:氧化鈣(CaO)含量越高,pH 越大,治理效果越好,一般氧化鈣(CaO)含量應(yīng)大于30%,pH 以8~10 為宜。
2.購買鈣鎂磷肥時應(yīng)注意:氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)總含量越高,治理效果越好,一般應(yīng)大于35%。施用鈣鎂磷肥時應(yīng)減少或不用其他磷肥,以免土壤有效磷含量過高生成磷酸鈣難溶物,影響治理效果。
3.購買有機(jī)肥料時應(yīng)注意:應(yīng)確定有機(jī)肥料的pH為7~8.5,以免施用酸性有機(jī)肥料導(dǎo)致治理無效、加劇酸化。
酸化耕地應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)秸稈粉碎還田,尤其前茬種植大豆、花生等喜鈣作物的田塊,若因用作牲畜飼料等消耗了該類作物秸稈,則應(yīng)適當(dāng)加大鈣鎂磷肥、酸性土壤調(diào)理劑的用量。