湖北省不同区域水稻土的养分状况调查与评价研究

水稻土是湖北省分布最广的耕作土壤，水稻则是湖北省最重要的粮食作物。明确水稻主产区域土壤养分状况对区域性养分管理、提高作物产量和生产效益意义重大。筛选适宜的土壤养分测试方法是进行大范围的长期测土配方施肥指导的前提。本研究分别在湖北省鄂东南、鄂中、鄂北和江汉平原4个水稻生产区域，采集典型种植制度下的水稻土样，采用常规法、系统研究法（简称ASI法）、Mehlich 3法（简称M3法）三种化学测试手段，对土壤的养分状况进行了全面评价。同时结合高粱和水稻盆栽试验及水稻大田试验，对三种化学方法进行了评价。其目的一是对湖北省水稻主产区土壤养分状况及主要限制因子进行全面了解，目的二是为筛选土壤养分的快速化和规模化测试方法提供科学依据。获得的主要结果如下： （1）研究了4个区域水稻土有机质及大、中、微量元素等养分的丰缺状况，明确了主要的养分限制因子。4个区域水稻土属中性偏酸；有机质含量属中等偏上水平，但鄂东南碱溶性有机质缺乏，其他三个地区居中等水平；全氮4个区域均属中等水平，但碱解N和铵态N则普遍缺乏；有效P含量鄂东南、江汉平原属缺乏范围，鄂中和鄂北属中等偏低水平；4个区域有效K含量差异较大，其中鄂东南属极缺范围，鄂中属潜在缺乏，鄂北和江汉平原属中等水平；中量元素有效Ca、Mg、S以及微量元素Fe、Mn、Cu含量在这4个区域均不缺，属丰富水平；鄂东南有效Zn属缺乏，鄂中属潜在缺乏，鄂北和江汉平原属中等水平；4个区域有效B普遍较低，属潜在缺乏；有效Mo含量在鄂东南和鄂中属缺乏，鄂北和江汉平原属丰富。4个区域有效Si均不缺。明确了N、P、K养分缺乏是湖北省水稻主产区土壤养分的主要限制因子。 （2）总结出了湖北省水稻土主要养分因素的区域性变化趋势，为区域性的土壤改良和养分管理提供依据。土壤pH由南向北逐渐升高，江汉平原长江冲积物发育的水稻土pH中性偏碱；有机质、全N、碱解N由南向北逐渐降低，江汉平原最高；有效P含量北高南低；有效K由南向北逐渐增加：有效Ca、Mg、Zn、Si含量有由南向北增加的趋势；鄂东南的有效K、Ca、Mg、S、Zn、Mo、Si等养分明显低于其他区域。 （3）分析了常规法、ASI法和M3法化学测试值之间的相关性。ASI法测定的土壤有效P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn值与常规法测定值均达到极显正相关。有效N和有效B无相关性。M3法测定的有效P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Zn值与常规法测定值均达极显著正相关，有效Cu、Mo达显著水平，有效B无相关性。M3法测定的P、K、Ca、Mg、S、Fe、Zn值与ASI法测定值均达极显著正相关，有效Mn、Cu为正相关，但未达显著水平，有效B无相关性。 （4）评价了三种化学测试方法的优缺点。三种化学分析结果判定的各土壤养分的丰缺状况，通过盆栽和大田试验基本得到了印证。与生物试验相比，化学测试分析手段具有直接、快速、经济等优点，且结果相对准确。相比较而言，M3法的分析速度最快，ASI法次之，常规法耗时最长。在三种化学测试方法，对于有效N的评价，常规法的测试结果与作物生长的反应不及ASI法的好，而M3法则不能测氮；对有效P、有效K养分的评价，ASI法的结果比常规法和M3法更接近实际情况；中量元素Ca、Mg、S、以及微量元素Fe、Mn、Cu的评价三种方法的结论一致，与实际情况相吻合；对有效Zn评价，ASI法的结果最接近实际情况，常规法次之，M3法最差；对有效B的评价，常规法的结果最符合实际，ASI法次之，M3法最差。结果表明，常规法的养分丰缺指标体系必须更新，ASI法需进一步完善，M3法则要建立我国自己的指标体系。 （5）明确了盆栽生物试验中指示作物的选取。高粱和水稻两种供试作物的盆栽试验和大田试验结果比较显示，以水稻作指示作物的盆栽试验与大田试验的结果更趋于一致，特别是对K的评价，高粱盆栽试验存在较大误差。因此，在盆栽试验中，供试作物最好与大田试验保持一致，这样才能保证试验结果更能准确地指导生产。 （6）通过大田试验验证了氮磷钾配施对水稻产量的增产效应。大田试验显示，不施肥（CK）及-N、-P、-K处理均导致产量下降，其中以CK处理的稻谷产量最低。在氮磷钾三种养分中，施氮平均增产率为45.8％，氮效率平均为11.7kg／kg N；施磷平均增产率为13.1％，磷效率为12.1kg／kg P2O5；施钾平均增产率为11.3％，钾效率为6.6kg／kg K2O。主产区域种植水稻时肥料增产效果顺序一般为N＞P＞K，但有的田块K肥施用效果超过P肥。大田试验结果进一步明确了N、P、K养分缺乏是湖北省水稻种植中的主要土壤养分的限制因子。