本發(fā)明涉及土壤改良修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種反酸田的改良方法。
背景技術(shù):
我國農(nóng)用耕地資源嚴(yán)重缺乏,耕地生產(chǎn)負(fù)載大,人均耕地僅有0.11公頃,且還面臨著退化、污染、沙化等威脅,如何保護(hù)“耕地紅線”及保障“糧食安全”已成為我國亟待解決的重大問題。通過土壤改良,栽培措施調(diào)帳,提高低產(chǎn)水稻土生產(chǎn)力是保障國家糧食安全重要措施之一。
反酸田是分布于華南沿海地區(qū)主要的中低產(chǎn)水稻土類型之一,在我國分布面積約有63397公頃。反酸田是發(fā)育于富含黃鐵礦等還原性硫化物礦物的成土母質(zhì),反酸田的酸含量非常高,其土壤ph值在3.0左右,強酸環(huán)境導(dǎo)致土壤中鋁、錳、銅、砷等有毒金屬離子的移動性增強,而磷、鉀等營養(yǎng)元素被吸持固定,其生物有效性降低,嚴(yán)重危害水稻生長。也就是說,反酸田的主要特征表現(xiàn)為:酸性很強ph值偏低,土壤中富含鐵、鋁、錳等毒害元素,磷含量極低,微生物活性低,有效養(yǎng)分含量低等。反酸嚴(yán)重的稻田,水稻移栽數(shù)小時內(nèi)秧苗尾即卷曲變黑,一天后即枯萎死亡;程度較輕的,稻株矮小,葉小且呈淡紅色,水稻生物體小,產(chǎn)量低。
反酸田形成的根本原因在于土壤成土母質(zhì)中富含還原性硫化物,當(dāng)其接觸氧氣后發(fā)生氧化反應(yīng),形成硫酸和次生三價鐵礦物,水分狀況會顯著影響反酸田中的硫、鐵元素地球化學(xué)轉(zhuǎn)化過程。
目前,現(xiàn)有的反酸田的改良措施主要為:施用開溝排酸的工程改良措施,和施用石灰、堿渣、土壤調(diào)理劑等酸調(diào)節(jié)化學(xué)物質(zhì)。然而,通過開溝排酸的工程改良措施會導(dǎo)致排水中的酸、重金屬含量超過安全閾值,進(jìn)一步污染周邊生態(tài)系統(tǒng);另一方面,因反酸田酸含量非常高,且不斷的形成,單純施用石灰、堿渣、土壤調(diào)理劑等化學(xué)物質(zhì)的方法成本高,并長期大量使用還會產(chǎn)生土壤板結(jié)的次生障礙。因此,現(xiàn)有的反酸田的改良方法都存在著或多或少的缺點,有一定的局限性,且改良措施單一,未能有一種科學(xué)的有效的綜合治理方法,缺乏系統(tǒng)性、整體性,同時缺少明確的具體標(biāo)準(zhǔn)。
鑒于此,特提出本發(fā)明。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種反酸田的改良方法,該方法采用水稻生長期間反酸田全程處于淹水還原狀態(tài)的模式,同時結(jié)合適時施肥補充有機質(zhì)的措施,促進(jìn)硫酸鹽的還原反應(yīng),提高土壤ph值,改善土壤營養(yǎng)狀況,促進(jìn)根系生長和水稻分蘗,從而提高水稻的產(chǎn)量;同時,該方法操作簡單、可靠,便于管理,易于實施。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
本發(fā)明提供一種反酸田的改良方法,包括反酸田的水分管理和反酸田的有機改良;
所述反酸田的水分管理,采用水稻生長全程反酸田均處于淹水還原狀態(tài)的模式,包括以下步驟:
水稻移栽前對反酸田淹水處理,移栽后淺水養(yǎng)苗;
水稻分蘗期淹水灌溉,分蘗期后采用間歇灌溉方式,交替進(jìn)行淹水和控水,直至水稻收獲;
所述反酸田的有機改良,采用適時補充有機質(zhì)的模式,包括以下步驟:
增施有機肥:將有機肥施撒于土表;
秸稈還田:采用收割機收獲水稻,脫粒后的秸稈全量粉碎撒于土表;
冬種綠肥:在晚稻收割前播撒紫云英綠肥種子,在早稻移栽前將種植的紫云英直接翻耕還田。
進(jìn)一步,在所述反酸田的水分管理中,水稻移栽前15~25天對反酸田淹水處理;移栽后5~10天淺水養(yǎng)苗,保持水層高度0.8~2cm;
水稻分蘗前期淹水灌溉,保持水層高度6~10cm;分蘗期后采用維持水層在1~10cm的間歇灌溉方式,交替進(jìn)行淹水和控水,直至水稻收獲前8~12天停止灌溉,自然落干,使得收獲時土壤含水率在40%~60%;其中間歇淹水灌溉的方式為:淹水灌溉至表土以上8~10cm的水層時,停止灌溉,當(dāng)水層高度下降到1cm以下時,再次淹水灌溉,如此反復(fù)循環(huán)。
進(jìn)一步,所述增施有機肥步驟中,在水稻移栽前15~25天,將有機肥施撒于土表,并將有機肥與土壤混勻,有機肥的施用量為200~300kg/畝;
優(yōu)選地,所述有機肥為完全腐熟的精制有機肥或生物有機肥;
優(yōu)選地,所述有機肥為以谷殼、生物炭和秸稈作為堆肥原料的有機肥。
進(jìn)一步,所述秸稈還田步驟中,采用全喂入式聯(lián)合收割機收獲水稻,留茬高度為8~15cm,脫粒后的秸稈全量粉碎撒于土表;
優(yōu)選地,在秸稈還田之后,每畝稻田施用0.5~2kg腐熟劑。
進(jìn)一步,所述冬種綠肥步驟中,在晚稻收割前10~15天,將紫云英綠肥種子均勻撒在稻田里,在早稻移栽前20~24天將種植的紫云英直接翻耕還田;
優(yōu)選地,在晚稻收割前10~15天,進(jìn)行控水處理,保持水層高度1~2cm,然后再播撒綠肥種子;
優(yōu)選地,紫云英綠肥種子的播種量2~3kg/畝。
進(jìn)一步,還包括反酸田的養(yǎng)分管理,包括以下步驟:
以肥調(diào)酸:施加既作為磷肥原料又作為酸性土壤改良劑的鈣鎂磷肥;
輕簡施肥:將緩/控釋肥一次性作為基肥施入,后期不再追肥;
營養(yǎng)調(diào)控:施基肥時,同時補充硅、鈣、鎂、硼和鉬有益元素以及中微量營養(yǎng)元素,與緩/控釋肥混勻后共同作為基肥施用。
進(jìn)一步,所述以肥調(diào)酸步驟中,在施加基肥的同時施加鈣鎂磷肥,所述鈣鎂磷肥的施用量為3.0~4.5kgp2o5/畝。
進(jìn)一步,所述輕簡施肥步驟中,水稻移栽前2~3天,田面平整之后,將緩/控釋肥一次性作為基肥施入,并將基肥與土壤充分混勻,后期不再追肥;
優(yōu)選地,所述輕簡施肥步驟中,保持土表水層高度0.5~2cm;所述緩/控釋肥為氮素緩/控釋肥,58~60天釋放85%氮素養(yǎng)分;
優(yōu)選地,所述營養(yǎng)調(diào)控步驟中,硅元素以硅肥的形式補充,鈣、鎂元素以鈣鎂磷肥的形式補充,硼、鉬元素以硼酸和鉬酸銨的形式補充;
優(yōu)選地,所述硅肥的施用量為25~35kg/畝,所述硼酸的施用量為0.5~1kg/畝,所述鉬酸銨的施用量為0.05~0.1kg/畝。
進(jìn)一步,還包括水稻品種的篩選,以水稻耐酸性和產(chǎn)量水平作為篩選指標(biāo),篩選適合于反酸田的早晚稻品種。
進(jìn)一步,所述反酸田的改良方法,包括以下步驟:
(a)水稻品種的篩選:以水稻耐酸性和產(chǎn)量水平作為篩選指標(biāo),篩選適合于反酸田的早晚稻品種;
(b)反酸田的水分管理:水稻生長全程反酸田均處于淹水還原狀態(tài),并根據(jù)水稻不同生育期進(jìn)行水分管理調(diào)整;
(c)反酸田的有機改良,包括以下步驟:
(c1)增施有機肥:將有機肥施撒于土表;
(c2)秸稈還田:采用收割機收獲水稻,脫粒后的秸稈全量粉碎撒于土表;
(c3)冬種綠肥:在晚稻收割前播撒紫云英綠肥種子,在早稻移栽前將種植的紫云英直接翻耕還田;
(d)反酸田的養(yǎng)分管理,包括以下步驟:
(d1)以肥調(diào)酸:施加既作為磷肥原料又作為酸性土壤改良劑的鈣鎂磷肥;
(d2)輕簡施肥:將緩/控釋肥一次性作為基肥施入,后期不再追肥;
(d3)營養(yǎng)調(diào)控:施基肥時,同時補充硅、鈣、鎂、硼和鉬有益元素以及中微量營養(yǎng)元素,與緩/控釋肥混勻后共同作為基肥施用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明的提供的反酸田的改良方法,利用反酸田酸形成的硫-鐵地球化學(xué)轉(zhuǎn)化機制,采用水稻生長期間全程厭氧淹水灌溉管理,防止黃鐵礦等還原性硫化物被氧化,同時促進(jìn)土壤中的硫酸和三價鐵離子發(fā)生還原反應(yīng),形成還原性無機硫和二價鐵離子,該還原反應(yīng)消解固定了土壤中的氫離子,同時,產(chǎn)生碳酸根等堿性物質(zhì),提高了土壤的酸中和能力,從而提高反酸田的ph值,使耕層土壤疏松。另一方面,保持土壤水分飽和狀態(tài),可以抑制下層土壤的酸水上移,防止“反酸”毒害產(chǎn)生;進(jìn)而改善根系生長環(huán)境,促進(jìn)根系生長和水稻分蘗,提高低產(chǎn)水稻土反酸田的水稻產(chǎn)量。同時,該方法還可減少反酸田水分外排,減少強酸、重金屬含量高的酸水污染周邊水體和生態(tài)系統(tǒng),具有較好的生態(tài)效益。
2、本發(fā)明以有機改良為主,并采用全程厭氧淹水灌溉處理與有機改良結(jié)合方式,通過增施有機肥、秸稈還田、冬種綠肥的措施,提高土壤有機質(zhì)含量,從而為硫酸鹽還原反應(yīng)提供碳源和電子,協(xié)助消解固持土壤中的氫離子,并提高土壤酸緩沖性能,改善土壤結(jié)構(gòu)。
3、本發(fā)明采用“以肥調(diào)酸”措施,施加的鈣鎂磷肥,既作為磷源,提供磷、鈣、鎂營養(yǎng)元素,又兼具改酸作用,以減少石灰、堿渣等堿性化學(xué)物料的施用,從而避免破壞土壤結(jié)構(gòu),有效防止土壤板結(jié)。此外,本發(fā)明還針對反酸田存在的營養(yǎng)障礙問題,補充硅、鈣、鎂、硼和鉬等有益元素,以進(jìn)一步改善土壤的營養(yǎng)狀況,促進(jìn)水稻生長。
4、本發(fā)明采用緩/控釋肥進(jìn)行基肥一次性施入,精簡施肥次數(shù),降低反酸田勞動成本,省時省力,提高生產(chǎn)效益。
5、本發(fā)明提供了一種科學(xué)有效的綜合治理反酸田的改良方法,以有機改良為主,結(jié)合全程淹水灌溉模式,具有較好的系統(tǒng)性和整體性,操作簡單易行,管理方便,易于實施,利于推廣,能夠提高低產(chǎn)水稻土反酸田的水稻的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,作詳細(xì)說明如下。
具體實施方式
下面將結(jié)合實施方式和實施例對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解,下列實施方式和實施例僅用于說明本發(fā)明,而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。未注明具體條件者,按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者,均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
本發(fā)明提供了一種反酸田的改良方法,包括反酸田的水分管理和反酸田的有機改良;
所述反酸田的水分管理,采用水稻生長全程反酸田均處于淹水還原狀態(tài)的模式,包括以下步驟:
水稻移栽前對反酸田淹水處理,移栽后淺水養(yǎng)苗;
水稻分蘗期淹水灌溉,分蘗期后采用間歇灌溉方式,交替進(jìn)行淹水和控水,直至水稻收獲;
所述反酸田的有機改良,采用適時補充有機質(zhì)的模式,包括以下步驟:
增施有機肥:將有機肥施撒于土表;
秸稈還田:采用收割機收獲水稻,脫粒后的秸稈全量粉碎撒于土表;
冬種綠肥:在晚稻收割前播撒紫云英綠肥種子,在早稻移栽前將種植的紫云英直接翻耕還田。
在本發(fā)明的反酸田的水分管理中,水稻生長全程反酸田均處于淹水還原狀態(tài),其中的淹水還原狀態(tài)是指反酸田淹水后形成還原性環(huán)境,淹水導(dǎo)致土壤與空氣隔絕,隨土壤中微生物代謝,土壤中氧氣減少,氧化還原電位下降,淹水過程中,有機質(zhì)是主要的還原物質(zhì),提供大量電子,在淹水后多種氧化物質(zhì)接受電子產(chǎn)生還原反應(yīng),導(dǎo)致氧化還原電位的下降。在淹水還原條件下,可以使土壤中的硫酸和三價鐵重新被還原形成還原性硫化物,導(dǎo)致土壤ph值升高。
在本發(fā)明的發(fā)酸田的有機改良中,采用適時補充有機質(zhì)的方式,通過增施有機肥、秸稈還田、冬種綠肥的措施,可以提高土壤有機質(zhì)含量,為處于淹水還原狀態(tài)下的稻田發(fā)生的硫酸鹽還原反應(yīng)進(jìn)一步提供碳源和電子,協(xié)助消解固持土壤中的氫離子,提高土壤耕層的ph值和酸緩沖性能,改善土壤結(jié)構(gòu);進(jìn)而可以促進(jìn)根系生長和水稻分蘗,減少反酸田酸毒害作用,提高水稻的產(chǎn)量。
本發(fā)明通過優(yōu)化的反酸田的水分和養(yǎng)分耦合管理的技術(shù),來發(fā)揮全程淹水還原灌溉與適時補充有機質(zhì)的協(xié)同作用,使得其與低產(chǎn)水稻土反酸田的水稻對水分和養(yǎng)分吸收利用相匹配,進(jìn)而有效的提高了低產(chǎn)稻田水稻的產(chǎn)量,同時提高了水分和有機質(zhì)的利用效率,具有操作方便,成本低,潛力大的優(yōu)點。
作為一種可選實施方式,在所述反酸田的水分管理中,水稻移栽前15~25天對反酸田淹水處理;移栽后5~10天淺水養(yǎng)苗,保持水層高度0.8~2cm;
水稻分蘗前期淹水灌溉,保持水層高度6~10cm;分蘗期后采用維持水層在1~10cm的間歇灌溉方式,交替進(jìn)行淹水和控水,直至水稻收獲前8~12天停止灌溉,自然落干,使得收獲時土壤含水率在40%~60%;其中間歇淹水灌溉的方式為:淹水灌溉至表土以上8~10cm的水層時,停止灌溉,當(dāng)水層高度下降到1cm以下時,再次淹水灌溉,如此反復(fù)循環(huán)。
本發(fā)明的反酸田的水分管理,以保持反酸田一直處于還原淹水狀態(tài)為目標(biāo),根據(jù)水稻不同生育期進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃止芾碚{(diào)整,尤其對于分蘗期后的水稻根據(jù)其需水特性和要求,采用間歇式的灌溉方式,不僅為水稻的生長創(chuàng)造更良好的環(huán)境,保證收獲時土壤比較結(jié)實,而且也保持著反酸田處于淹水還原狀態(tài),進(jìn)而達(dá)到了節(jié)水又高產(chǎn)的效果。
其中,水稻移栽前15~25天對反酸田淹水處理;優(yōu)選地,移栽前18~22天進(jìn)行淹水處理;進(jìn)一步優(yōu)選地,移栽前21天進(jìn)行淹水處理;
移栽后5~10天淺水養(yǎng)苗;優(yōu)選地,移栽后6~8天淺水養(yǎng)苗;進(jìn)一步優(yōu)選地,移栽后7天淺水養(yǎng)苗;并保持水層高度為0.8~2cm,例如為0.8cm、0.9cm、1cm、1.1cm、1.2cm、1.3cm、1.4cm、1.5cm、1.6cm、1.8cm或2cm。
水稻分蘗前期,保持水層高度6~10cm,例如為6cm、7cm、8cm、9cm或10cm;
分蘗期后,維持水層在1~10cm之間,例如為1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm或10cm。
水稻收獲前8~12天停止灌溉;優(yōu)選地,水稻收獲前9~11天停止灌溉;進(jìn)一步優(yōu)選地,水稻收獲前10天停止灌溉;
收獲時土壤含水率在40%~60%,例如含水率為40%、45%、50%、55%或60%。
作為一種可選實施方式,所述增施有機肥步驟中,水稻移栽前15~25天,將有機肥施撒于土表,并將有機肥與土壤混勻,有機肥的施用量為200~300kg/畝;
優(yōu)選地,所述有機肥為完全腐熟的精制有機肥或生物有機肥;
優(yōu)選地,所述有機肥為以谷殼、生物炭和秸稈作為堆肥原料的有機肥。
通過增施有機肥可以提高土壤有機質(zhì)含量,與淹水還原相配合,為硫酸鹽還原反應(yīng)提供碳源和電子,協(xié)助消解固持土壤中的氫離子,提高土壤酸緩沖性能,改善土壤結(jié)構(gòu)。
增施有機肥在水稻移栽灌水前實施,可以在淹水灌溉的同時增施有機肥;可選地,移栽前15~25天增施有機肥,優(yōu)選地,移栽前18~22天增施有機肥;進(jìn)一步優(yōu)選地,移栽前21天增施有機肥。
有機肥的施用量典型但非限制性的量例如為200kg/畝、210kg/畝、220kg/畝、230kg/畝、240kg/畝、250kg/畝、260kg/畝、270kg/畝、280kg/畝、290kg/畝或300kg/畝。
作為一種可選實施方式,所述秸稈還田步驟中,采用全喂入式聯(lián)合收割機收獲水稻,留茬高度為8~15cm,脫粒后的秸稈全量粉碎撒于土表;
優(yōu)選地,在秸稈還田之后,每畝稻田施用0.5~2kg腐熟劑。
通過秸稈還田的措施,可進(jìn)一步提高土壤有機質(zhì)含量,改善土壤結(jié)構(gòu),同時通過施加腐熟劑可促進(jìn)秸稈腐熟,提高土壤綜合肥力,增產(chǎn)、增效。
留茬高度典型但非限制性的高度例如為8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm或15cm。
每畝稻田施用腐熟劑典型但非限制性的量度例如為0.5kg、0.6kg、0.8kg、1kg、1.2kg、1.5kg、1.8kg或2kg。
作為一種可選實施方式,所述冬種綠肥步驟中,在晚稻收割前10~15天,將紫云英綠肥種子均勻撒在稻田里,在早稻移栽前20~24天將種植的紫云英直接翻耕還田;
優(yōu)選地,在晚稻收割前10~15天,進(jìn)行控水處理,保持水層高度1~2cm,然后再播撒綠肥種子;
優(yōu)選地,紫云英綠肥種子的播種量2~3kg/畝。
進(jìn)一步優(yōu)選地,在晚稻收割前10~15天,進(jìn)行適當(dāng)控水處理,保持田面水層高度1~2cm,然后將紫云英綠肥種子均勻撒在稻田里,并盡量使種子全部灑落到土表,播種量2~3kg/畝,然后早稻移栽前21~23天將種植的紫云英直接翻耕還田。
紫云英綠肥是含有機質(zhì)非常豐富的肥料,是改良土壤、培肥立地的“得力助手”。紫云英綠肥除了含氮、磷、鉀養(yǎng)分較高之外,還含有其他豐富的有機質(zhì),而有機質(zhì)含量高,會使得地力水平高,地力產(chǎn)量高。在稻田冬種紫云英綠肥可改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),增加土壤緩沖性能,還可使土壤疏松,達(dá)到易耕種、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)稻田的效果。
通過冬種綠肥,并配合增施有機肥和秸稈還田的措施,可有效提高土壤有機質(zhì)含量,充分發(fā)揮有機改良的作用,減少土壤中有毒物質(zhì),改善土壤結(jié)構(gòu),同時提高勞動效率。
作為一種可選實施方式,還包括反酸田的養(yǎng)分管理,包括以下步驟:
以肥調(diào)酸:施加既作為磷肥原料又作為酸性土壤改良劑的鈣鎂磷肥;
輕簡施肥:將緩/控釋肥一次性作為基肥施入,后期不再追肥;
營養(yǎng)調(diào)控:施基肥時,同時補充硅、鈣、鎂、硼和鉬有益元素以及中微量營養(yǎng)元素,與緩/控釋肥混勻后共同作為基肥施用。
作為一種可選實施方式,所述以肥調(diào)酸步驟中,在施加基肥的同時施加鈣鎂磷肥,所述鈣鎂磷肥的施用量為3.0~4.5kgp2o5/畝。
本發(fā)明基于鈣鎂磷肥既能提供磷、鈣、鎂營養(yǎng),又兼具改酸作用,以鈣鎂磷肥作為水稻專用肥的磷肥原料進(jìn)行施用,實現(xiàn)“以肥調(diào)酸”的目的;同時減少石灰、堿渣等堿性化學(xué)物料的施用,避免破壞土壤結(jié)構(gòu),有效防止土壤板結(jié)。
鈣鎂磷肥的施用量典型但非限制性的量例如為3.0kgp2o5/畝、3.2kgp2o5/畝、3.5kgp2o5/畝、3.8kgp2o5/畝、4.0kgp2o5/畝、4.2kgp2o5/畝或4.5kgp2o5/畝。
作為一種可選實施方式,所述輕簡施肥步驟中,水稻移栽前2~3天,田面平整之后,將緩/控釋肥一次性作為基肥施入,并將基肥與土壤充分混勻,后期不再追肥;
優(yōu)選地,所述輕簡施肥步驟中,保持土表水層高度0.5~2cm;
優(yōu)選地,所述緩/控釋肥為氮素緩/控釋肥,58~60天釋放85%氮素養(yǎng)分。
進(jìn)一步優(yōu)選地,水稻移栽前2天,田面平整之后,并保持土表水層高度0.8~1.5cm,將緩/控釋肥一次性做基肥施入,85%氮素緩/控釋氮肥,并以60天釋放期的緩/控釋肥為佳,然后再用拖拉機拖一木棍或木板沿稻田走2~3個來回,將肥料充分與土壤混勻,后期不再追肥。
本發(fā)明將緩/控釋肥一次性做基肥施入,精簡施肥次數(shù),可降低反酸田勞動成本,提高反酸田生產(chǎn)效益。
輕簡施肥步驟中,土表水層高度典型但非限制性的高度例如為0.5cm、0.6cm、0.7cm、0.8cm、0.9cm、1cm、1.1cm、1.2cm、1.4cm、1.5cm、1.6cm、1.8cm或2cm。
作為一種可選實施方式,所述營養(yǎng)調(diào)控步驟中,硅元素以硅肥的形式補充,鈣、鎂元素以鈣鎂磷肥的形式補充,硼、鉬元素以硼酸和鉬酸銨的形式補充;
優(yōu)選地,所述硅肥的施用量為25~35kg/畝,所述硼酸的施用量為0.5~1kg/畝,所述鉬酸銨的施用量為0.05~0.1kg/畝。
本發(fā)明中,在水稻移栽前,可將緩/控釋肥、鈣鎂磷肥、硅肥、硼酸以及鉬酸銨同時施加,以緩解反酸田存在的營養(yǎng)障礙,改善土壤營養(yǎng)狀況,促進(jìn)根系生長和水稻分蘗。
硅肥的施用量典型但非限制性的量例如為20kg/畝、25kg/畝、28kg/畝、30kg/畝、32kg/畝或35kg/畝。
硼酸的施用量典型但非限制性的量例如為0.5kg/畝、0.6kg/畝、0.7kg/畝、0.8kg/畝、0.9kg/畝或1kg/畝。
鉬酸銨的施用量典型但非限制性的量例如為0.05kg/畝、0.06kg/畝、0.07kg/畝、0.08kg/畝、0.09kg/畝或0.1kg/畝。
作為一種可選實施方式,還包括水稻品種的篩選,以水稻耐酸性和產(chǎn)量水平作為篩選指標(biāo),篩選適合于反酸田的早晚稻品種。
優(yōu)選地,對收集的主栽水稻品種進(jìn)行耐酸性比較,綜合考察不同水稻品種在強酸性反酸田和改良后反酸田的生長、分蘗、產(chǎn)量表現(xiàn),綜合考察不同水稻品種對強酸害反酸田和改良后反酸田的響應(yīng)。
通過篩選耐酸性水稻品種,充分發(fā)揮水稻本身的生物抗逆性,進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量。
作為一種可選實施方式,所述反酸田的改良方法,包括以下步驟:
(a)水稻品種的篩選:以水稻耐酸性和產(chǎn)量水平作為篩選指標(biāo),篩選適合于反酸田的早晚稻品種;
(b)反酸田的水分管理:水稻生長全程反酸田均處于淹水還原狀態(tài),并根據(jù)水稻不同生育期進(jìn)行水分管理調(diào)整;
(c)反酸田的有機改良,包括以下步驟:
(c1)增施有機肥:將有機肥施撒于土表;
(c2)秸稈還田:采用收割機收獲水稻,脫粒后的秸稈全量粉碎撒于土表;
(c3)冬種綠肥:在晚稻收割前播撒紫云英綠肥種子,在早稻移栽前將種植的紫云英直接翻耕還田;
(d)反酸田的養(yǎng)分管理,包括以下步驟:
(d1)以肥調(diào)酸:施加既作為磷肥原料又作為酸性土壤改良劑的鈣鎂磷肥;
(d2)輕簡施肥:將緩/控釋肥一次性作為基肥施入,后期不再追肥;
(d3)營養(yǎng)調(diào)控:施基肥時,同時補充硅、鈣、鎂、硼和鉬有益元素以及中微量營養(yǎng)元素,與緩/控釋肥混勻后共同作為基肥施用。
本發(fā)明利用反酸田酸形成的硫-鐵地球化學(xué)轉(zhuǎn)化機制,采用水稻生長期間全程淹水,結(jié)合補充有機質(zhì)等措施,促進(jìn)硫酸鹽還原反應(yīng),提高土壤ph值和酸緩沖性能,降低有毒金屬離子有效性,改善土壤營養(yǎng)狀況,提高營養(yǎng)元素的生物有效性,耕層土壤疏松,改善水稻根系生長環(huán)境,反酸田的酸毒害作用減少,進(jìn)而提高低產(chǎn)水稻土反酸田的水稻產(chǎn)量。同時,該方法具有操作簡單,便于管理,易于實施,勞動成本低,生產(chǎn)效益高,經(jīng)濟效益和生態(tài)效益好的優(yōu)點。
下面結(jié)合具體實施例、實驗例、對比例和效果例,對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實施例1
一種反酸田的改良方法,包括以下步驟:
(a)反酸田的水分管理:水稻生長全程反酸田均處于淹水還原狀態(tài),水稻移栽前21天對反酸田淹水處理;移栽后7天淺水養(yǎng)苗,保持水層高度1cm;
水稻分蘗前期淹水灌溉,保持水層高度6cm;分蘗期后采用維持水層在1~10cm的間歇灌溉方式,交替進(jìn)行淹水和控水,直至水稻收獲前10天停止灌溉,自然落干,使得收獲時土壤含水率在50%;其中間歇淹水灌溉的方式為:淹水灌溉至表土以上10cm的水層時,停止灌溉,當(dāng)水層高度下降到1cm以下時,再次淹水灌溉,如此反復(fù)循環(huán)。
(b)反酸田的有機改良:采用適時補充有機質(zhì)的模式,包括以下步驟:
(b1)增施有機肥:水稻移栽前21天,將有機肥施撒于土表,并將有機肥與土壤混勻,有機肥的施用量為200kg/畝;其中,有機肥為以谷殼、生物炭和秸稈作為堆肥原料的有機肥。
(b2)秸稈還田:采用全喂入式聯(lián)合收割機收獲水稻,留茬高度為10cm,脫粒后的秸稈全量粉碎撒于土表;在秸稈還田之后,每畝稻田施用1kg腐熟劑。
(b3)冬種綠肥:在晚稻收割前10天,進(jìn)行適當(dāng)控水處理,保持田面水層高度1cm,然后將紫云英綠肥種子均勻撒在稻田里,并盡量使種子全部灑落到土表,播種量2kg/畝,然后早稻移栽前21天將種植的紫云英直接翻耕還田。
實施例2
一種反酸田的改良方法,包括以下步驟:
(a)反酸田的水分管理:水稻生長全程反酸田均處于淹水還原狀態(tài),水稻移栽前21天對反酸田淹水處理;移栽后7天淺水養(yǎng)苗,保持水層高度1.5cm;
水稻分蘗前期淹水灌溉,保持水層高度8cm;分蘗期后采用維持水層在1~8cm的間歇灌溉方式,交替進(jìn)行淹水和控水,直至水稻收獲前10天停止灌溉,自然落干,使得收獲時土壤含水率在55%;其中間歇淹水灌溉的方式為:淹水灌溉至表土以上8cm的水層時,停止灌溉,當(dāng)水層高度下降到1cm以下時,再次淹水灌溉,如此反復(fù)循環(huán)。
(b)反酸田的有機改良:采用適時補充有機質(zhì)的模式,包括以下步驟:
(b1)增施有機肥:水稻移栽前21天,將有機肥施撒于土表,并將有機肥與土壤混勻,有機肥的施用量為300kg/畝;其中,有機肥為以谷殼、生物炭和秸稈作為堆肥原料的有機肥。
(b2)秸稈還田:采用全喂入式聯(lián)合收割機收獲水稻,留茬高度為12cm,脫粒后的秸稈全量粉碎撒于土表;在秸稈還田之后,每畝稻田施用1.5kg腐熟劑。
(b3)冬種綠肥:在晚稻收割前15天,進(jìn)行適當(dāng)控水處理,保持田面水層高度2cm,然后將紫云英綠肥種子均勻撒在稻田里,并盡量使種子全部灑落到土表,播種量3kg/畝,然后早稻移栽前20天將種植的紫云英直接翻耕還田。
實施例3
一種反酸田的改良方法,包括以下步驟:
(a)水稻品種的篩選:以水稻耐酸性和產(chǎn)量水平作為篩選指標(biāo),篩選適合于反酸田的早晚稻品種;具體地,對收集的主栽水稻品種進(jìn)行耐酸性比較,綜合考察不同水稻品種在強酸性反酸田和改良后反酸田的生長、分蘗、產(chǎn)量表現(xiàn),綜合考察不同水稻品種對強酸害反酸田和改良后反酸田的響應(yīng);
(b)反酸田的水分管理:水稻生長全程反酸田均處于淹水還原狀態(tài),水稻移栽前21天對反酸田淹水處理;移栽后7天淺水養(yǎng)苗,保持水層高度1cm;
水稻分蘗前期淹水灌溉,保持水層高度6cm;分蘗期后采用維持水層在1~10cm的間歇灌溉方式,交替進(jìn)行淹水和控水,直至水稻收獲前10天停止灌溉,自然落干,使得收獲時土壤含水率在50%;其中間歇淹水灌溉的方式為:淹水灌溉至表土以上10cm的水層時,停止灌溉,當(dāng)水層高度下降到1cm以下時,再次淹水灌溉,如此反復(fù)循環(huán)。
(c)反酸田的有機改良:包括以下步驟:
(c1)增施有機肥:水稻移栽前21天,將有機肥施撒于土表,并將有機肥與土壤混勻,有機肥的施用量為200kg/畝;其中,有機肥為以谷殼、生物炭和秸稈作為堆肥原料的有機肥。
(c2)秸稈還田:采用全喂入式聯(lián)合收割機收獲水稻,留茬高度為10cm,脫粒后的秸稈全量粉碎撒于土表;在秸稈還田之后,每畝稻田施用1kg腐熟劑。
(c3)冬種綠肥:在晚稻收割前10天,進(jìn)行適當(dāng)控水處理,保持田面水層高度1cm,然后將紫云英綠肥種子均勻撒在稻田里,并盡量使種子全部灑落到土表,播種量2kg/畝,然后早稻移栽前21天將種植的紫云英直接翻耕還田。
(d)反酸田的養(yǎng)分管理:包括以下步驟:
(d1)以肥調(diào)酸:在施加基肥的同時施加鈣鎂磷肥,其鈣鎂磷肥既作為磷肥原料又作為酸性土壤改良劑,鈣鎂磷肥的施用量為3.0kgp2o5/畝。
(d2)輕簡施肥:水稻移栽前2天,田面平整之后,并保持土表水層高度1cm,將緩/控釋肥一次性做基肥施入,氮素緩/控釋,60天釋放85%氮素養(yǎng)分,然后再用拖拉機拖一木棍或木板沿稻田走2個來回,將肥料充分與土壤混勻,后期不再追肥。
(d3)營養(yǎng)調(diào)控:施基肥時,同時補充硅、鈣、鎂、硼和鉬有益元素,與緩/控釋肥混勻后共同作為基肥施用。其中,硅元素以硅肥的形式補充,施用量為30kg/畝;鈣、鎂元素以鈣鎂磷肥的形式補充;硼、鉬元素以硼酸和鉬酸銨的形式補充,施用量分別為0.5kg/畝和0.05kg/畝。
實施例4
一種反酸田的改良方法,包括以下步驟:
(a)水稻品種的篩選:以水稻耐酸性和產(chǎn)量水平作為篩選指標(biāo),篩選適合于反酸田的早晚稻品種;具體地,對收集的主栽水稻品種進(jìn)行耐酸性比較,綜合考察不同水稻品種在強酸性反酸田和改良后反酸田的生長、分蘗、產(chǎn)量表現(xiàn),綜合考察不同水稻品種對強酸害反酸田和改良后反酸田的響應(yīng);
(b)反酸田的水分管理:水稻生長全程反酸田均處于淹水還原狀態(tài),水稻移栽前21天對反酸田淹水處理;移栽后7天淺水養(yǎng)苗,保持水層高度0.8cm;
水稻分蘗前期淹水灌溉,保持水層高度7cm;分蘗期后采用維持水層在1~8cm的間歇灌溉方式,交替進(jìn)行淹水和控水,直至水稻收獲前10天停止灌溉,自然落干,使得收獲時土壤含水率在45%;其中間歇淹水灌溉的方式為:淹水灌溉至表土以上8cm的水層時,停止灌溉,當(dāng)水層高度下降到1cm以下時,再次淹水灌溉,如此反復(fù)循環(huán)。
(c)反酸田的有機改良:包括以下步驟:
(c1)增施有機肥:水稻移栽前21天,將有機肥施撒于土表,并將有機肥與土壤混勻,有機肥的施用量為250kg/畝;其中,有機肥為以谷殼、生物炭和秸稈作為堆肥原料的有機肥。
(c2)秸稈還田:采用全喂入式聯(lián)合收割機收獲水稻,留茬高度為12cm,脫粒后的秸稈全量粉碎撒于土表;在秸稈還田之后,每畝稻田施用1.5kg腐熟劑。
(c3)冬種綠肥:在晚稻收割前15天,進(jìn)行適當(dāng)控水處理,保持田面水層高度2cm,然后將紫云英綠肥種子均勻撒在稻田里,并盡量使種子全部灑落到土表,播種量3kg/畝,然后早稻移栽前21天將種植的紫云英直接翻耕還田。
(d)反酸田的養(yǎng)分管理:包括以下步驟:
(d1)以肥調(diào)酸:在施加基肥的同時施加鈣鎂磷肥,其鈣鎂磷肥既作為磷肥原料又作為酸性土壤改良劑,鈣鎂磷肥的施用量為4.0kgp2o5/畝。
(d2)輕簡施肥:水稻移栽前2天,田面平整之后,并保持土表水層高度0.8cm,將緩/控釋肥一次性做基肥施入,氮素緩/控釋,60天釋放85%氮素養(yǎng)分,然后再用拖拉機拖一木棍或木板沿稻田走2個來回,將肥料充分與土壤混勻,后期不再追肥。
(d3)營養(yǎng)調(diào)控:施基肥時,同時補充硅、鈣、鎂、硼和鉬有益元素,與緩/控釋肥混勻后共同作為基肥施用。其中,硅元素以硅肥的形式補充,施用量為35kg/畝;鈣、鎂元素以鈣鎂磷肥的形式補充;硼、鉬元素以硼酸和鉬酸銨的形式補充,施用量分別為0.8kg/畝和0.07kg/畝。
實施例5
與實施例3不同的是,鈣鎂磷肥的施用量,其余均與實施例3相同。
本實施例中,鈣鎂磷肥的施用量為4.5kgp2o5/畝。
實驗例1
通過實施例3所述的反酸田的改良方法,考察不同水稻品種對強酸害反酸田和改良后反酸田的響應(yīng)。具體操作為:
選取7個華南地區(qū)種植面積較廣的常規(guī)水稻品種進(jìn)行耐酸性品種的篩選,考察在反酸田土壤上通過實施例3所述的改良方法前后不同水稻品種的生長表現(xiàn),以獲得其耐酸性結(jié)果。其中,所選取的水稻品種為:玉香油占、臺秀占、粵晶絲苗2號、合豐占、黃軟占、粵綜占及粵華絲苗。
觀察各水稻品種的生長、分蘗動態(tài),并分析統(tǒng)計各水稻品種的產(chǎn)量表現(xiàn)。
實驗結(jié)果表明:以上7種水稻品種中,分蘗力較強的黃軟占、臺秀占、粵綜占品種,在中期分蘗出現(xiàn)大幅增加,具體表現(xiàn)為:土壤改良后處理為移栽后25~30天,而土壤改良前處理為移栽后30~35天;并且土壤改良后處理分蘗峰值達(dá)到10.4~11.9莖/株,而土壤改良前處理分蘗峰值則僅為4.5~8.8莖/株。其他品種則分蘗力稍弱,或者改良前后不明顯。
從產(chǎn)量表現(xiàn)可知,土壤改良后有效穗數(shù)及穗實粒數(shù)與改良前有顯著提高。土壤改良后,水稻穗實粒數(shù)有明顯提高的是黃軟占、粵綜占和粵華絲苗品種,其產(chǎn)量較土壤改良前分別增加了268.5%、172.8%和142.5%。而其他品種則在土壤為改良條件下生長更佳。
綜合實驗結(jié)果表明:玉香油占、臺秀占、粵晶絲苗2號及合豐占屬于耐酸性品種,在土壤未改良條件下生長情況相對更佳;而黃軟占、粵綜占及粵華絲苗屬于酸敏感性品種,經(jīng)實施例3改良后的土壤能使其獲得更高的增產(chǎn)效果。
對比例1
與實施例3相同的是步驟(a)、(b)和(d),與實施例3不同的步驟(c),對比例1對反酸田進(jìn)行不施肥處理,對比例1不包括有機改良步驟。
對比例2
與實施例3相同的是步驟(a)、(b)和(d),與實施例3不同的步驟(c),對比例2對反酸田進(jìn)行常規(guī)施肥處理(npk)。
肥料品種分別為尿素、磷酸二銨和氯化鉀,氮磷鉀肥按照常規(guī)施肥方式和常規(guī)施用量施用。
對比例3
與實施例3相同的是步驟(a)、(b)和(d),與實施例3不同的步驟(c),對比例3對反酸田進(jìn)行常規(guī)施肥處理(npk)+石灰,其中石灰為氫氧化鈣。
肥料品種分別為尿素、磷酸二銨和氯化鉀,氮磷鉀肥和石灰按照常規(guī)方式和常規(guī)施用量施用。
對比例4
與實施例3相同的是步驟(a)、(c)和(d),與實施例3不同的步驟(b),對比例4對反酸田的水分管理采用常規(guī)水分管理模式。
即,對比例4不采用反酸田全程處于淹水還原狀態(tài)的模式,而采用常規(guī)的灌溉方式進(jìn)行水分管理。
效果例1
1、試驗地點:
廣東省臺山市沖蔞鎮(zhèn)八家村的反酸田,土壤ph值為3.3,有機質(zhì)和氮含量豐富,而速效磷含量較低,反酸田的耕作層理化性狀如表1所示。
表1反酸田的耕作層理化性狀
2、試驗方法:
分別采用實施例1-5和對比例1-4所述的反酸田的改良方法對上述反酸田進(jìn)行處理,觀察水稻生長狀況,并在水稻收獲期對土壤ph值和水稻籽粒產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計記錄。
3、試驗結(jié)果:
實施例1-5和對比例1-4對反酸田土壤ph值和水稻籽粒產(chǎn)量的影響結(jié)果,如表2所示。
表2實施例1-5和對比例1-4對反酸田土壤ph值和水稻籽粒產(chǎn)量的影響
從表2可以看出,采用本發(fā)明的反酸田的改良方法,能夠獲得較好的改良效果,不僅顯著提高了土壤ph值,而且水稻籽粒產(chǎn)量高,具體的講:
實施1和實施例2以有機改良為主,并結(jié)合水稻生長全程反酸田均處于淹水還原狀態(tài)的方式,提高了土壤的ph值和酸中和能力,進(jìn)而提高水稻籽粒產(chǎn)量。
實施例1、2和實施例3相比,實施例3增加了反酸田的養(yǎng)分管理步驟,即增加了以肥調(diào)酸、輕簡施肥和營養(yǎng)調(diào)控的步驟,使得實施例3的改良效果優(yōu)于實施例1和2,土壤的酸中和能力以及水稻籽粒產(chǎn)量均有所提高,由此說明通過以肥調(diào)酸、營養(yǎng)調(diào)控等步驟,可進(jìn)一步修正反酸田存在的營養(yǎng)障礙等因素,改善土壤營養(yǎng)狀況,更有助于水稻根系生長和養(yǎng)分吸收,減少反酸田的酸毒害作用,提高水稻產(chǎn)量。
實施例3和實施例4、5相比,各操作步驟中的操作參數(shù)略有不同,有機肥、鈣鎂磷肥以及各營養(yǎng)元素的施加量等有所不同,通過各實施例的操作參數(shù)的調(diào)整,以獲得最適宜的操作參數(shù),提高改良效果,進(jìn)而降低生產(chǎn)成本,獲得更好的生產(chǎn)效益。其中實施例5的有機肥、鈣鎂磷肥等施加量高于實施例3和4,其水稻籽粒產(chǎn)量也最高。
對比例1與實施例3相比,在反酸田的有機改良中,采用不施肥的處理方式,其對反酸田的改良效果明顯差于實施例3,土壤ph值和水稻籽粒產(chǎn)量均較低。
對比例2和對比例3與實施例3相比,在反酸田的有機改良中,分別采用常規(guī)施肥以及常規(guī)施肥+石灰的處理方式,這兩種處理效果略好于對比例1,但也均未達(dá)到采用實施例3的處理效果。由此說明,采用本發(fā)明的有機改良的模式,能夠獲得更好的改良效果,起到有效減少反酸田的酸毒害作用。
對比例4與實施例3相比,在反酸田的水分管理中,采用了普通的灌溉方式,未采用水稻生長期間全程淹水的方式,使得土壤ph值和水稻籽粒產(chǎn)量均較低;該種方式對于提高土壤的酸中和能力作用不明顯,未能有效防止“反酸”毒害的產(chǎn)生。
由此說明,本發(fā)明通過優(yōu)化的反酸田的水分管理和有機改良耦合的技術(shù),來發(fā)揮全程淹水還原灌溉與適時補充有機質(zhì)的協(xié)同作用,提高土壤耕層ph值和酸緩沖性能,降低有毒金屬離子有效性,提高營養(yǎng)元素的生物有效性,改善土壤結(jié)構(gòu),從而改善水稻根系生長環(huán)境,有效的提高低產(chǎn)稻田水稻的產(chǎn)量,具有操作方便,成本低,潛力大的優(yōu)點。
最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。