李明德-稻田石灰施用技术.

李明德研究员湖南省土壤肥料研究所酸性及重金属中轻度污染稻田石灰施用技术石灰2.施用石灰的作用1.有关石灰的概念4.结论与展望3.稻田石灰施用技术1.主要内容石灰的概念石灰是将主要成分为碳酸钙的天然岩石，在适当温度下（900-1100℃）煅烧,所得的以氧化钙(CaO)为主要成分的产品，又称生石灰，呈白色或灰色块状。CaCO3→CaO+CO2主要种类生石灰粉(主要成分为CaO)熟石灰粉(消石灰粉,主要成分为Ca(OH)2)石灰膏(主要成分为Ca(OH)2)目前农用采购的石灰主要是生石灰粉（由块状生石灰磨细而得到的细粉）2.什么是石灰？（生石灰）（生石灰粉）（消石灰粉，即熟石灰）（石灰膏）降低土壤酸度，有效缓解Al和其他重金属毒害。补充Ca、Mg营养，改善土壤结构，提高土壤的生物活性和养分循环能力。改善作物根系生长环境，促进作物根系生长和吸收，改善植株营养和生长状况，提高作物产量和品质。3.施用石灰的作用大约在2000多年前，古罗马人施用石灰提高作物产量。19世纪末，石灰曾被用来提高森林产量，但到了20世纪50年代因效果不佳而一度被停用。80年代以后又认识到施用石灰是一种抵抗森林土壤酸化的有效措施。中国也有长期施用石灰的习惯，特别在南方酸性红、黄壤地区更为普遍。施用历程施用效果3.1对土壤化学性状的影响（1）对土壤酸度的影响Houle等经过试验发现石灰处理能显著降低土壤交换性酸和交换性Al含量，提高交换性Ca、Mg含量。连续施用石灰10年后发现土壤pH、阳离子交换量(CEC)、盐基饱和度(BS)不仅随着石灰用量的增加而增加，而且还降低了0～20cm土层土壤的交换性K、Na含量。很多试验都证明施用石灰可以有效抵抗土壤酸化，其降酸作用会随着石灰用量的增加而提高，且可以保持相当长的时间，而随着时间的推移石灰的降酸作用会向深层土壤下移。（2）对土壤养分的影响何电源在水稻田上连续3年施用石灰后，发现与对照相比石灰处理的土壤有机质含量降低了24.3%，有机质的矿化率与石灰用量呈显著正相关。可见施用石灰虽会加速土壤C、N的矿化速率，增加土壤C、N的损失，但从长远来看，合理施用石灰可以提高土壤的可持续利用能力的。施用石灰可以减少土壤对P的吸附固定，降低土壤对P的最大吸附容量，提高P的平衡常数和缓冲指数，提高土壤有效磷含量。石灰富含Ca、Mg，施入土壤后会使土壤中交换性Ca和Mg含量迅速提高，土壤盐基饱和度(BS)也上升。石灰可以改善土壤结构，这主要归功于Ca2+的絮凝化作用和无定形铁铝形成的氧化物、氢氧化物沉淀，而且较高的Ca2+浓度和BS有利于挤压土壤胶体的双电子层，减少土壤颗粒间的排斥力。施用石灰后会使酸性土壤中大量的交换性Al形成羟基Al聚合物，这些羟基Al聚合物吸附在土壤粘粒表面，减少了其表面负电荷，是土壤胶体和粘粒间良好的凝结剂。Hati在其29年的轮作试验中发现NPK+石灰、NPK+有机肥处理可以提高0～30cm土层土壤团聚体的平均重量直径(MWD)、水稳性团聚体数量（WSMA)、总孔隙度和有效水分含量(AWC)，两处理之间没有显著差异。可见在改良土壤物理性质上，长期施用石灰可以达到与有机肥同样的效果。3.2对土壤物理性状的影响3.3对土壤微生物和酶的影响施用石灰可以改善土壤微生物环境，提高土壤微生物C、N量、呼吸速率和代谢商(qCO2)。Range1-Castro通过同位素示踪-梯度凝胶电泳观察石灰处理后根际微生物利用根系分泌物的情况时，发现石灰处理可以提高微生物的生物多样性和活性。石灰处理可显著提高土壤酶活性：Ekenler对与C、N循环有关的糖苷酶类进行了研究，发现石灰处理可显著提高微生物C、N量和糖苷酶类活性，土壤酶活性与微生物C、N含量显著正相关。王涵等研究了土壤酸化或碱化对土壤酶活性的影响，发现除过氧化物酶外，土壤pH变化对土壤酶活性影响都较大。脲酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、多酚氧化酶和蛋白酶活性大致呈酸化抑制碱化激活的规律，蔗糖酶则相反。（1）对作物根系生长的影响石灰处理可以显著降低土壤中有毒性的各种交换态Al、有机络合Al、Al3+、Al-F和A1-OH复合物含量，促使其沉降，有效消除Al毒，显著提高根的密度和比表面，使根变细、变长，往更深层土壤分布，提高根系的吸收能力。3.4对作物生长和吸收的影响（2）对作物生长和吸收的影响施用石灰可以提高土壤CEC，特别是Ca、Mg的离子活度，从而改善植物的Ca、Mg营养。甜菜铝中毒水稻缺钙根系（右）施用石灰对大白菜的影响水稻缺钙原理:在土壤中施入石灰能提高土壤的pH值，促进重金属生成碳酸盐、氢氧化物沉淀，降低土壤中Cd、Zn等重金属的有效性，从而抑制作物对它们的吸收。相关的报道邓波儿等试验显示，石灰对水稻吸收镉有较好的抑制作用。当石灰用量分别为18.7、37.5、75kg/100m2时，第一季稻糙米镉含量对照分别降低30.4%、49.3%、57.7%，糙米镉含量随石灰用量的增加而降低。张晓熹的结果也表明,施用石灰后,土壤交换态和松结有机态镉的含量降低,碳酸盐结合态、紧结有机态和残留态镉的含量提高,交换态和松结有机态镉是土壤中活性镉和植株吸收镉的主要来源，施用石灰显著降低了芥菜镉的含量。3.5对重金属的影响作物产量作物品质施用石灰可以消除红壤酸度的不良影响，使小麦、芝麻、苕子和花生分别增产10%~150%。曾令元研究表明孟赐福研究表明叶元林研究表明肖文芳研究表明红壤橘园施用石灰，果实糖酸比与土壤活性Al含量显著负相关，而与交换性Ca含量正相关。桃树上施用石灰，显著提高了果实单果重、可溶性糖、Vc含量和糖酸比。3.6对作物产量和品质的影响pH值5.3的双季早稻田施用石灰30~50kg/667m2，增产20%~25%。4.稻田石灰施用技术4.1农用石灰技术参数目前国内无农用生石灰粉重金属含量标准，为了防止石灰造成的二次污染，参照《有机肥料》(NY525-2012)和《水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量及其含量测定》(NY1110-2006)标准，要求：有效氧化钙（CaO）≥75%80目细度≥80%As≤10mg/kgCd≤3mg/kgPb≤50mg/kgCr≤50mg/kgHg≤2mg/kg招标前须取样检测上述指标,达到要求方能采购。4.2石灰用量的测定氯化钙交换法：简便而行之有效的测定方法原理：用氯化钙溶液交换出土样的交换性酸，悬浮液中的酸用氢氧化钙标准溶液滴定，以酸度计指示终点，然后根据氢氧化钙标准溶液用量计算出石灰施用量。土壤样品悬浮液中和液（指示终点）氯化钙氢氧化钙石灰用量流程图石灰施用量以中和每公顷耕层土壤（200~260万kg）需要用氧化钙（即生石灰，CaO）的kg数计算。但在实际施用时，由于实验室测定条件与田间实际情况的差异，施用量按下式计算：石灰(氧化钙)施用量(kg/hm2)=(C×V/m)×0.028×2250000×1/2石灰(氧化钙)施用量(g/m2)=石灰(氧化钙)施用量(kg/hm2)/10式中：C—氢氧化钙标准溶液浓度，mol/l；V—氢氧化钙标准溶液用量，ml；0.028—1/2CaO的摩尔质量，kg/mol；2250000—每公顷（hm2）耕层（20cm）土壤的质量，kg；1/2—实验室测定条件与田间实际施用情况差异的校正系数；m—风干土样质量，g。石灰用量的计算4.3石灰施用量的确定本次施石灰的目的是降低米镉含量，通过我们多年的试验，再根据稻田不同质地和酸度（pH值高低），推荐出石灰适宜的施用量（见表1）4.4石灰施用时间试验证明，石灰在水稻的灌浆期施用对降镉效果最好。但考虑到为了错开农忙和高温季节，也为了施用的方便，我们推荐：在早稻—晚稻—冬闲（绿肥）双季稻地区分二次施用，第一次在早稻施基肥前15天左右撒施一次，第二次在晚稻插秧返青后撒施一次，二次的用量各占一半。在一季中稻地区，一般在中稻施基肥前15天左右一次性撒施到田里。2014年施用时间时间原因早稻—晚稻—冬闲（绿肥）双季稻地区，早稻改在插秧返青后,晚稻的施用时间不变,用量早稻、晚稻各占一半，均采用撒施。将石灰均匀地撒施在稻田表面，然后通过耕、耙使其与土壤充分混合，耕翻深度至少应在15厘米以上。（宜选用）4.5石灰施用方法穴施撒施撒施+翻耕造成土壤局部石灰含量过高，会加大土壤对P的吸附固定。效果比撒施+翻耕的差，撒施石灰要l5～17年才能使深层土壤的酸度得到改良。×√注意事项：施用石灰时可配合施用有机肥料；氮、磷、复混（合）肥、特别是腐熟人畜粪尿、铵态氮肥不宜与石灰混存或混用，以免造成氮素损失；也不应与硼肥等混用，以防有效性降低；石灰施用的时候，一般应在露水干后施用，尽量避免石灰粘在水稻叶片上；尽量做好施用人员的防护措施。12345钙是水稻需要的营养元素之一中和土壤酸性、消除铝毒、降低重金属的危害改善土壤结构，增加土壤有效成分、活化土壤肥力、减轻病虫危害容易导致磷和多种微量元素，如硼和锌等有效性降低，妨碍水稻生长而降低产量长期盲目地施用石灰，会使土壤碱性过重，破坏土壤结构，损失地力稻田中科学合理的施用石灰5结论与展望需要了解土壤酸碱度、土壤质地和土层深度！酸性和重金属污染稻田改良任重道远，大家一起努力！