CN105493677A - 一种潜育化稻田的改良方法 - Google Patents

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侯红乾
冀建华
刘益仁
刘秀梅
冯兆滨
黄永兰
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Institute of Soil Fertilizer Resources and Environment of Jiangxi Academy of Agricultural Sciences
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    • A01B79/02—Methods for working soil combined with other agricultural processing, e.g. fertilising, planting
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    • C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C05G3/80—Soil conditioners

Abstract

本发明公开了一种潜育化稻田的改良方法，包括如下步骤：将稻田秸秆堆沤后，得到稻田秸秆堆沤物，将所述稻田秸秆堆沤物分散于潜育化稻田中并翻压，再向潜育化稻田中撒施养分活化剂和酸度调理剂，达到改良潜育化稻田的目的。通过该改良方法实现了潜育化稻区稻草全量还田，稻草就地循环利用，避免了资源的浪费、培肥了土壤地力，减少化肥用量，可以有效提高水稻产量，并改良土壤结构，减少还原性物质的毒害，提高水稻生长过程中氧化还原电位，提升土壤速效养分，实现了有机质提升、有效养分活化、土壤酸性改良的目的，方法简单，易操作，尤其适合潜育化水稻土推广应用。

Description

一种潜育化稻田的改良方法
技术领域
本发明属于土壤改良领域，具体涉及一种潜育化稻田的改良方法。
背景技术
我国潜育化稻田达4×106hm2公顷，长期渍水导致土壤缺氧，活性还原物质过度积累，在lm内的土体中某些层段的氧化还原电位(Eh)在200mv以下，虽然潜育化水稻土有机质及全量养分贮量丰富，但土壤矿化度低，有效养分偏少，且水土温度低，生物活性较差，加之还原性有害物质的积累，严重影响水稻产量大幅度提升，强潜育化稻田水稻产量仅为非潜育化的一半左右。潜育性稻田主要具备以下几个特点：
1)还原性物质的积累：土壤长期处于积滞水状态，有机质的易分解部分在淹水条件下被厌氧微生物大量分解，形成强还原性。土壤中还原性物质占到绝对数量的是Fe2+，还原性物质对水稻的毒害主要是Fe2+引起的。亚铁离子除直接危害水稻外，还能阻碍水稻对钾的吸收。硫化物在强酸性的还原条件下以硫化氢形式存在居多，轻则使水稻根系发黑和造成僵苗，重则导致水稻死亡；2)有效养分含量低：潜育性稻田有机质含量虽高，但碳氮比值较大，且低温使土壤微生物活性减弱，有机质的分解作用受抑制，土壤矿化能力弱，有效养分含量低，特别是磷钾养分，因而土壤不能提供水稻所需要的养分；3)有机质积累，品位差：潜育性稻田土壤有机质处于丰富水平，但有机质品质总体比潴育性稻田差，潜育性稻田水稻土腐殖质多于质紧结合态为主，而潴育性水稻土多以松结合态和稳定态为主；4)表层土壤结构差：潜育性稻田长期积水破坏了土壤结构，使土粒分散，表层约有30～40厘米厚的土壤终年处于泥泞状态，黏粒含量高，耕性较差。
中国专利文献CN103250607A公开了一种沿湖稻区潜育化水稻土的产量提升方法，向土壤类型是潜育化水稻土的潜育化稻田撒施氧肥和硅肥，可以有效促进水稻生长，提高了产量，但是并不能充分利用稻田秸秆，实现资源充分利用，减少化肥用量，而且不能很好地活化土壤养分，改良土壤结构。
通常治理的方法有工程措施，如开沟排水、埋设暗沟、降低地下水位，消除渍害；耕作改良措施，如水旱轮作、冬耕晒垡等，还可以通过开发耐渍植物品种。以上方法对改变潜育化稻田的水分供应状况、土壤结构、土壤通气性，减少还原物质累积，从而减轻潜育化稻田的毒害作用，但以上方法的共同不足是：费时、费工、成本较高，实施难度大；通过平衡施用施氮、磷、钾外，配施硅肥、锌肥以获增产；也只能片面地增加土壤养分的供应，对降低潜育化程度的作用有限。因此有必要寻找一种高效、轻简的潜育化稻田改良模式，这对促进潜育化水稻的增产，保障粮食安全具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中稻田秸秆废置浪费资源、污染环境、土壤养分难以活化、还原性物质毒害等问题，进而提供了一种潜育化稻田的改良方法。
为此，本发明采用的技术方案为，
一种潜育化稻田的改良方法，包括如下步骤：将稻田秸秆堆沤后，得到稻田秸秆堆沤物，将所述稻田秸秆堆沤物分散于潜育化稻田中并翻压，再向潜育化稻田中撒施养分活化剂和酸度调理剂，即可达到改良潜育化稻田的目的。
上述改良方法中，所述潜育化稻田中的土壤类型具体可为潜育化水稻土。
所述潜育化稻田中的潜育层为20～30cm。
所述稻田秸秆具体可为上季水稻秸秆，将收获后的水稻秸秆堆于地头，并用泥土压住，防止稻田涨水将秸秆冲走，春季翻耕时将秸秆分散翻压。
所述稻田秸秆堆沤物的分散量具体为每亩潜育化稻田施加上季每亩水稻秸秆总量。
所述养分活化剂为高品质有机肥，具体选自枯饼和/或谷糠，每亩潜育化稻田的施加量为50-150kg。
进一步地，所述养分活化剂选自枯饼和米糠时，所述枯饼和米糠的质量比为(5-1)：1，具体可为2：1。
进一步地，所述枯饼具体选自花生饼、大豆饼和油菜饼中的至少一种。
所述谷糠具体选自米糠和/或麦麸。
所述酸度调理剂选自碱性粉煤灰和生石灰，所述碱性粉煤灰和生石灰的质量比具体可为(4-2)：1，优选为3：1。每亩潜育化稻田的施加量为50-200kg。
进一步地，所述碱性粉煤灰具体是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的固体废物，所述生石灰具体为农用石灰。
上述改良方法中，还可向所述潜育化稻田中撒施无机肥料的混合物；所述无机肥料的混合物具体为氮肥(如：尿素)、磷肥(如：钙镁磷肥)和钾肥(如氯化钾)的混合物。氮肥、磷肥和钾肥比例保证每亩所述潜育化稻田中氮肥撒施量为10-20kg、磷肥撒施量为20-30kg和钾肥撒施量为10-15kg。
进一步地，所述氮肥中N元素的质量含量为40～50％(如46％)；所述磷肥中P2O5质量含量为12％～16％；所述钾肥中K2O质量含量为55-65％(如60％)。
所述养分活化剂、所述酸度调理剂和所述无机肥料的混合物三者可混合后撒施，亦可分别撒施。
当采用抛秧秧苗方式进行水稻种植时，所述养分活化剂、所述酸度调理剂和所述无机肥料的混合物在水稻抛秧前撒施于所述潜育化稻田中，优选为在水稻抛秧前一天撒施于所述潜育化稻田中；或，当采用移栽秧苗方式进行水稻种植时，所述养分活化剂、所述酸度调理剂和所述无机肥料的混合物在水稻移栽前撒施于所述潜育化稻田中，优选为在水稻移栽前一天撒施于所述潜育化稻田中。
进一步地，所述向潜育化稻田中撒施养分活化剂、酸度调理剂和所述无机肥料的混合物的时间是在所述潜育化稻田内有浅水层时撒施。利用潜育化稻田内浅水层的流动使养分活化剂和酸度调理剂均匀分散在水稻土中。
所述潜育化稻田的种植模式为一季晚稻。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明所提供的潜育化稻田的改良方法，通过秸秆堆沤还田，可以增加秸秆的腐熟度，既补充了潜育化稻田的有效养分，避免直接还田引起还原性物质增加；同时，解决了稻区稻草还田的问题，实现了潜育化稻区稻草全量还田，稻草就地循环利用，避免了资源的浪费、培肥了土壤地力，减少化肥用量；经过堆沤后的稻草还田又能有效减少对土壤中氧的消耗，又能持续供应土壤中的速效养分，特别是K元素。
2)本发明所提供的潜育化稻田的改良方法，通过所述养分活化剂来活化潜育性稻田有机质积累，并提供了丰富的速效养分，有效消除水稻生育期稻田土壤中Fe2+等有毒离子，促进水稻根系的生长，增加水稻分蘖，有效解决潜育性稻田养分含量丰富，有效性低的问题，其效果要优于其他低品质有机肥，如猪粪、牛粪等；每亩潜育化稻田的施加量为50-150kg，避免低于50kg时效果不明显，多于150kg时造成生产成本增加；同时有效解决潜育性稻田有机质养分含量丰富，有效性低的问题，少量的高品质有机肥能活化土壤本身养分，提供土壤有效养分，减少土壤还原性物质总量，避免大量施用有机肥的成本增加。
3)本发明所提供的潜育化稻田的改良方法，通过所述酸度调理剂来提高潜育性稻田的pH值，进而减少潜育性稻田中的还原性物质，生石灰，配合粉煤灰可以改良稻田土壤结构，有效缓解连续施用石灰引起的土壤板结。消除水稻生育期稻田土壤还原物质总量，提高氧化还原电位。每亩潜育化稻田的施加量为50-200kg，低于50kg则调节pH值和调理结构不明显，多于200kg且造成生产成本增加，且易造成土壤板结；同时，有效解决提高潜育性稻田氧化还原电位、减少还原性物质。并能改良土壤结构，而酸度调理剂本身也能补充土壤中的磷、钾元素。进一步减少化肥施用，降低成本。
4)本发明所提供的潜育化稻田的改良方法，所述养分活化剂选择枯饼，所述枯饼选自花生饼、大豆饼和油菜饼中的至少一种，通过选择养分含量较高，易分解的所述枯饼，能迅速补充潜育性稻田的速效养分。所述养分活化剂选择谷糠，所述谷糠选自米糠、麦麸中的至少一种，通过选择吸附能力强谷糠能吸附潜育性稻田中的亚铁、亚锰等离子，从而消减土壤中还原性物质毒害。
5)本发明所提供的潜育化稻田的改良方法，通过上述改良方法实现了有机质提升、有效养分活化、还原性物质降低，氧化还原电位提高，土壤酸性改良的目的。
具体实施方式
实施例1、一种潜育化稻田的改良方法：
1)改良条件：潜育化稻田面积5亩，位于江西省进贤县三里乡的试验基地内，其潜育化层深度20～30cm。
稻田种植模式是一季晚稻，晚稻品种为黄花占。
2)实验组和对照组：
实验组：在冬闲时间，2012年11月～2013年7月将水稻秸秆在地头堆沤，并用泥土覆盖，防止被水冲走，在7月将全量秸秆(每亩潜育化稻田施加上季每亩水稻秸秆总量)分散还田并翻压。
在2013年7月26日水稻移栽的前一天，向土壤类型是潜育化水稻土的稻田，撒施枯饼、米糠、粉煤灰、生石灰与无机肥料的混合物。其中，枯饼-油菜饼、米糠、粉煤灰和生石灰用量分别为33.3kg/亩、16.7kg/亩、80kg/亩和20kg/亩，无机肥料的混合物为尿素、钙镁磷肥和氯化钾的混合物，其中尿素用量以N素计7.5kg/亩，钙镁磷肥用量以P2O5计4kg/亩，氯化钾用量以K2O计7.5kg/亩。
对照组：在2013年7月26日水稻移栽的前一天，向土壤类型是潜育化水稻土的稻田，撒施无机肥料的混合物，无机肥料的混合物为尿素、钙镁磷肥和氯化钾的混合物，尿素用量以N素计7.5kg/亩，钙镁磷肥用量以P2O5计4kg/亩，氯化钾用量以K2O计7.5kg/亩。
3)施用效果对比：对照组中水稻平均亩产量为401kg，而实验组中水稻平均亩产量为482kg，与对照组相比，实验组中水稻平均亩产增加20.2％
对照组中水稻抽穗期表层土壤还原物质总量为5.37cmol/kg，而实验组中水稻抽穗期表层土壤还原物质总量为2.01cmol/kg，与对照组相比，实验组中水稻抽穗期土壤还原物质总量显著减少62.6％。
对照组中潜育化稻田中土壤的氧化还原电位(Eh)为-97.5mv，而实验组中潜育化稻田中土壤的Eh为-21.4mv，与对照组相比，氧化还原电位提高了78.3％，
与对照组相比，实验组中土壤有机质提高了7.2％，碱解N提升7.6％，速效磷含量提高了26.2％，速效钾提高了27.6％，全氮提高了4.3％。
实施例2、一种潜育化稻田的改良方法：
1)改良条件：潜育化稻田面积5亩，位于江西省进贤县三里乡的试验基地内，其潜育化层深度20～30cm。
稻田种植模式是一季晚稻，晚稻品种为黄花占。
2)实验组和对照组：
实验组：在冬闲时间，2012年11月～2013年7月将水稻秸秆在地头堆沤，并用泥土覆盖，防止被水冲走，在7月将秸秆(每亩潜育化稻田施加上季每亩水稻秸秆总量)分散还田并翻压。
在2013年7月26日水稻移栽的前一天，向土壤类型是潜育化水稻土的稻田，撒施枯饼-大豆饼、麦麸、粉煤灰、生石灰与无机肥料的混合物。其中，枯饼-大豆饼、麦麸、粉煤灰和生石灰用量分别为66.7kg/亩、33.3kg/亩、150kg/亩和50kg/亩，无机肥料的混合物为尿素、钙镁磷肥和氯化钾的混合物，尿素用量以N素计7.5kg/亩，钙镁磷肥用量以P2O5计4kg/亩，氯化钾用量以K2O计7.5kg/亩。
对照组：在2013年7月26日水稻移栽的前一天，向土壤类型是潜育化水稻土的稻田，撒施无机肥料的混合物，无机肥料的混合物为尿素、钙镁磷肥和氯化钾的混合物，尿素用量以N素计7.5kg/亩，钙镁磷肥用量以P2O5计4kg/亩，氯化钾用量以K2O计7.5kg/亩。
3)施用效果对比：对照组中水稻平均亩产量为401kg，而实验组中水稻平均亩产量为510kg，与对照组相比，实验组中水稻平均亩产增加27.3％；
对照组中水稻抽穗期表层土壤还原物质总量为5.37cmol/kg，而实验组中水稻抽穗期表层土壤还原物质总量为2.76cmol/kg，与对照组相比，实验组中水稻抽穗期土壤还原物质总量显著减少48.5％。
对照组中潜育化稻田中土壤的氧化还原电位(Eh)为-97.5mv，而实验组中潜育化稻田中土壤的Eh为-50.2mv，与对照组相比，氧化还原电位提高了48.5％；
与对照组相比，实验组中土壤有机质提高了15.2％，碱解N提升10.5％，速效磷含量提高了35.3％，速效钾提高了36.5％，全氮提高了5.3％。
实施例3、一种潜育化稻田的改良方法：
1)改良条件：潜育化稻田面积3亩，位于江西省进贤县三里乡的试验基地内，其潜育化层深度20～30cm。
稻田种植模式是一季晚稻，晚稻品种为黄花占。
2)实验组和对照组：
实验组：在冬闲时间未进行秸秆还田，于2014年7月18日水稻移栽的前一天，向土壤类型是潜育化水稻土的稻田，撒施枯饼-花生饼、粉煤灰、生石灰与无机肥料的混合物。其中，枯饼-花生饼、粉煤灰和生石灰用量分别为50kg/亩、80kg/亩和20kg/亩，无机肥料的混合物为尿素、钙镁磷肥和氯化钾的混合物，尿素用量以N素计7.5kg/亩，钙镁磷肥用量以P2O5计4kg/亩，氯化钾用量以K2O计7.5kg/亩。
对照组：在2014年7月18日水稻移栽的前一天，向土壤类型是潜育化水稻土的稻田，撒施无机肥料的混合物，无机肥料的混合物为尿素、钙镁磷肥和氯化钾的混合物，其用量分别为纯N7.5kg/亩，P2O54kg/亩，K2O7.5kg/亩。
3)施用效果对比：对照组中水稻平均亩产量为405kg，而实验组中水稻平均亩产量为426kg，与对照组相比，实验组中水稻平均亩产增加5.2％；
对照组中水稻抽穗期表层土壤还原物质总量为6.12cmol/kg，而实验组中水稻抽穗期表层土壤还原物质总量为3.27cmol/kg，与对照组相比，实验组中水稻抽穗期土壤还原物质总量显著减少46.5％；
对照组中潜育化稻田中土壤的氧化还原电位(Eh)为-158.5mv，而实验组中潜育化稻田中土壤的Eh为-76.2mv，与对照组相比，氧化还原电位提高了51.9％；
与对照组相比，实验组中土壤有机质提高了2.2％，碱解N提升1.7％，速效磷含量提高了22.1％，速效钾提高了6.5％，全氮提高了2.3％。
实施例4、一种潜育化稻田的改良方法：
1)改良条件：潜育化稻田面积2亩，位于江西省进贤县三里乡的试验基地内，其潜育化层深度20～30cm。
稻田种植模式是一季晚稻，晚稻品种为黄花占。
2)实验组和对照组：
实验组：在冬闲时间，2013年11月～2014年7月将水稻秸秆在地头堆沤，并用泥土覆盖，防止被水冲走，在7月将秸秆(每亩潜育化稻田施加上季每亩水稻秸秆总量)分散还田并翻压。
在2014年7月18日水稻移栽的前一天，向土壤类型是潜育化水稻土的稻田，撒施无机肥料的混合物。其中，无机肥料的混合物为尿素、钙镁磷肥和氯化钾的混合物，尿素用量以N素计7.5kg/亩，钙镁磷肥用量以P2O5计4kg/亩，氯化钾用量以K2O计7.5kg/亩。
对照组：在2014年7月18日水稻移栽的前一天，向土壤类型是潜育化水稻土的稻田，撒施无机肥料的混合物，无机肥料的混合物为尿素、钙镁磷肥和氯化钾的混合物，尿素用量以N素计7.5kg/亩，钙镁磷肥用量以P2O5计4kg/亩，氯化钾用量以K2O计7.5kg/亩。
3)施用效果对比：对照组中水稻平均亩产量为377kg，而实验组中水稻平均亩产量为394kg，与对照组相比，实验组中水稻平均亩产增加5.6％；
对照组中水稻抽穗期表层土壤还原物质总量为6.37cmol/kg，而实验组中水稻抽穗期表层土壤还原物质总量为6.27cmol/kg，与对照组相比，实验组中水稻抽穗期土壤还原物质总量显著减少3.6％；
对照组中潜育化稻田中土壤的氧化还原电位(Eh)为-115mv，而实验组中潜育化稻田中土壤的Eh为-100mv，与对照组相比，氧化还原电位提高了13.0％。
与对照组相比，实验组中土壤有机质提高了6.2％，碱解N提升4.2％，速效磷含量提高了1.4％，速效钾提高了27.8％，全氮提高了4.4％。
实施例5、一种潜育化稻田的改良方法：
1)改良条件：潜育化稻田面积1亩，位于江西省进贤县三里乡的试验基地内，其潜育化层深度20～30cm。
稻田种植模式是一季晚稻，晚稻品种为黄花占。
2)实验组和对照组：
实验组：在冬闲时间，2013年11月～2014年7月将水稻秸秆在地头堆沤，并用泥土覆盖，防止被水冲走，在7月将秸秆(每亩潜育化稻田施加上季每亩水稻秸秆总量)分散还田并翻压。在2014年7月18日水稻移栽的前一天，向土壤类型是潜育化水稻土的稻田，撒施枯饼-油菜饼、米糠、粉煤灰和生石灰。其中，枯饼-油菜饼、米糠、粉煤灰和生石灰用量分别为33.3kg/亩、16.7kg/亩、80kg/亩和20kg/亩，不施加无机肥料。
对照组：在2014年7月18日将水稻移栽至土壤类型是潜育化水稻土的稻田，其中，潜育化水稻土的稻田中不施加调理剂和无机肥料。
3)施用效果对比：对照组中水稻平均亩产量为303kg，而实验组中水稻平均亩产量为394kg，与对照组相比，实验组中水稻平均亩产增加30.0％；
对照组中水稻抽穗期表层土壤还原物质总量为7.37cmol/kg，而实验组中水稻抽穗期表层土壤还原物质总量为2.20cmol/kg，与对照组相比，实验组中水稻抽穗期土壤还原物质总量显著减少70.1％；
对照组中潜育化稻田中土壤的氧化还原电位(Eh)为-98.4mv，而实验组中潜育化稻田中土壤的Eh为-67.5mv，与对照组相比，氧化还原电位提高了31.4％；
与对照组相比，实验组中土壤有机质提高了2.1％，碱解N提升1.2％，速效磷含量提高了25.3％，速效钾提高了29.8％，全氮提高了6.4％。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种潜育化稻田的改良方法，包括如下步骤：将稻田秸秆堆沤后，得到稻田秸秆堆沤物，将所述稻田秸秆堆沤物分散于潜育化稻田中并翻压，再向潜育化稻田中撒施养分活化剂和酸度调理剂。
2.如权利要求1所述的改良方法，其特征在于：所述稻田秸秆堆沤物的分散量为每亩所述潜育化稻田施加上季每亩水稻秸秆的总量。
3.如权利要求1或2所述的改良方法，其特征在于：所述养分活化剂为有机肥；
所述有机肥具体选自枯饼和/或谷糠；
所述有机肥在每亩所述潜育化稻田中的施加量为50-150kg。
4.如权利要求3所述的改良方法，其特征在于：所述养分活化剂选自枯饼和谷糠时，所述枯饼和谷糠的质量比为(5-1)：1；
所述枯饼具体选自花生饼、大豆饼和油菜饼中的至少一种；
所述谷糠具体选自米糠和/或麦麸。
5.如权利要求1-4中任一项所述的改良方法，其特征在于：所述酸度调理剂为质量比(4-2)：1的碱性粉煤灰和生石灰，施加量为每亩所述潜育化稻田50-200kg。
6.如权利要求1-5中任一项所述的改良方法，其特征在于：还包括向所述潜育化稻田中撒施无机肥料的混合物；
所述无机肥料的混合物为氮肥、磷肥和钾肥的混合物，其中每亩所述潜育化稻田中氮肥撒施量为10～20kg、磷肥撒施量为20～30kg和钾肥撒施量为10～15kg。
7.如权利要求6所述的改良方法，其特征在于：所述氮肥中N元素的质量含量为40～50％；
所述磷肥中P2O5质量含量为12％～16％；
所述钾肥中K2O质量含量为55～65％。
8.如权利要求6或7所述的改良方法，其特征在于：所述氮肥为尿素；所述磷肥为钙镁磷肥；所述钾肥为氯化钾。
9.如权利要求1-8中任一项所述的改良方法，其特征在于：
当采用抛秧秧苗方式进行水稻种植时，所述养分活化剂、所述酸度调理剂和所述无机肥料的混合物在水稻抛秧前撒施于所述潜育化稻田中；或，
当采用移栽秧苗方式进行水稻种植时，所述养分活化剂、所述酸度调理剂和所述无机肥料的混合物在水稻移栽前撒施于所述潜育化稻田中。
10.如权利要求9所述的改良方法，其特征在于：向所述潜育化稻田中撒施所述养分活化剂、所述酸度调理剂和所述无机肥料的混合物的时间：采取抛秧秧苗方式，是在水稻抛秧前一天；采取移栽秧苗方式，是在水稻移栽前一天。
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