發布時間：2022-02-08所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：為尋求適宜內蒙古河套灌區中度鹽漬化土壤改良產品，選擇了具有代表性的 4 種土壤改良劑和 3 種抗鹽堿專用肥，通過田間及室內試驗研究施用各土壤改良產品對土壤含鹽量、土層貯鹽量及油葵產量構成等因素的影響。結果表明：施用各種土壤改良產品處理均顯著優于對照
摘 要：為尋求適宜內蒙古河套灌區中度鹽漬化土壤改良產品，選擇了具有代表性的 4 種土壤改良劑和 3 種抗鹽堿專用肥，通過田間及室內試驗研究施用各土壤改良產品對土壤含鹽量、土層貯鹽量及油葵產量構成等因素的影響。結果表明：施用各種土壤改良產品處理均顯著優于對照處理;其中抗鹽堿專用肥在提高作物出苗率、保苗率及增產方面占優，而土壤改良劑在土壤脫鹽及降低土壤堿性方面更具優勢;在各種改良產品中丹路菌肥(T5 處理)在提高葵花出苗率、保苗率及增產方面效果最佳，在土壤脫鹽及降低土壤堿性方面也較為突出;磷石膏(T1)處理在土壤脫鹽及降低土壤堿性方面效果最佳，故將丹路菌肥和磷石膏作為本研究篩選結果，建議在鹽漬化土壤改良中推廣使用。
關鍵詞：河套灌區;中度鹽漬化;土壤改良劑;抗鹽堿專用肥;篩選試驗
土壤鹽漬化不僅是我國也是世界性耕地面臨的問題[1]。據統計，全球鹽漬化的土地面積大約有 9.5× 108 hm2 ，其中我國約有 2.7×107 hm2[2]。內蒙古河套灌區是我國 3 個特大型灌區之一，也是國家和自治區重要的商品糧、油、糖生產基地。由于該灌區受氣候和多年來灌排條件等因素的影響，造成土壤鹽漬化及次生鹽漬化比較嚴重，是我國土壤鹽漬化發育的典型地區[3]。土壤鹽漬化嚴重地影響作物的生長和發育，阻礙農業發展，對該地區鹽漬化土壤進行改良已是農業可持續發展的首要任務。
近年來，人們開始探索使用不同方法對鹽漬化耕地進行改良，主要的改良措施有生物措施、工程措施、農業措施、化學措施等。生物措施[4-5]如調整農業結構、合理布局作物、種植耐鹽品種等，在一定程度上可以抵抗土壤鹽漬化給農業帶來的危害，但只是在土壤鹽漬化的背景下提高經濟效益，不能從根本上改變土壤的鹽漬化狀況。工程措施[6-7]如灌溉洗鹽，對氯化物鹽土、硫酸鹽氯化物鹽土有效，對堿土的改良效果不明顯，而河套地區土壤總是鹽堿相伴而生，灌水洗鹽不能夠徹底解決鹽堿地的問題，且目前灌區排水系統坍塌淤堵嚴重，導致排水不暢，地下水位抬高，造成鹽分隨水上移，積于表面。加之引黃水量減少，在該地區已不能利用單一的灌水洗鹽方法，需要配合其他措施。農業措施如土地平整、深耕深翻、客土壓鹽、壓砂改良等，雖然能有效地改善土壤環境，但是存在沒有徹底消除鹽分、工程量大及實施難等缺點，不易推廣。而化學措施如施用土壤改良劑，其作用原理是改變土壤膠體的吸附性離子的組成，能夠徹底地消除土壤中的鹽分和交換性 Na+ ，從而改善土壤的理化性質，土壤改良劑還有見效快、實施方便等特點，是一種理想的鹽堿地改良措施。
土壤改良劑作為一種比較新型的改良手段，成為研究的熱點。采用不同的土壤改良劑對鹽漬化及鹽堿化土壤的改良已有大量研究[8,18]，結果表明施用土壤改良劑能夠有效地改善土壤理化性狀和土壤養分狀況，并且對土壤微生物產生積極的影響，從而改善土壤狀況，提高土壤生產力，是一種有效的方法。但對于市面上種類層出不窮的土壤改良劑，其改良機理是不同的[19,21]，針對性也不同，本文主要針對內蒙古河套灌區鹽漬化土壤的特點，分別研究了 7 種不同土壤改良產品對農田土壤環境及指示作物生長的影響，篩選出適宜該地區的土壤改良產品。
1 材料與方法
1.1 試驗區概況
試驗于 2010 年 4 月—2011 年 10 月在內蒙古河套灌區解放閘灌域沙壕渠試驗站光榮二隊試驗區進行，地處內蒙古自治區巴彥淖爾市中西部，地理坐標為 107°10′E，40°55′N，屬溫帶大陸性氣候。年降水量為 139 ~ 222 mm;年蒸發量達 2 200 ~ 2 400 mm;晝夜平均溫差 8.2℃，年平均無霜期 135 d 左右，平均風速 2 ~ 3 m/s;年日照時數 3 220 h 以上，積溫 3 520℃以上;地下水埋深 0.9 ~ 2.6 m。地質構造屬封閉式的斷陷盆地，土壤母質含鹽。試驗區土壤屬于中鹽[22]重堿[23]型土壤，基礎狀況見表 1、表 2。
1.2 試驗設計
試驗施用的土壤改良劑為磷石膏、ORYKTA、 DS-1997、康地寶，抗鹽堿專用肥有丹路菌肥、和莊幸福肥、那氏齊齊發(又稱那氏 778)。供試作物為油葵，品種‘康地 T562’。試驗設置 8 個處理，其中 1 個為對照，設 3 次重復，小區采用隨機區組排列。試驗小區面積 18 m2 ，各小區四周埋 1 m 深防滲膜，并留 80 cm 寬過道作為隔離帶且為采樣所用。試驗春灌(播前灌溉)、秋澆灌水量為當地灌水量，生育期灌水 90 mm。底肥選用磷酸二銨，用量 450 kg/hm2 。5 月 25 日土壤墑情適宜時種植，種植密度 62 505 株/hm2 。土壤改良劑及抗鹽堿專用肥參考已有研究成果及推薦用量施用(表 3)。
1.3 樣品采集與處理
5 月 23 日播種前在試驗田兩條對角線上取 5 點樣，深度 100 cm，分層取樣，0 ~ 10、10 ~ 20 cm，以下每 20 cm 一層取土樣。9 月 28 日收獲后各小區取土樣測試，取土深度及分層同上。葵花成熟收獲時進行考種，各小區單打單收。
1.4 測試指標與方法
土壤全鹽含量采用重量法測定，水土比為 5︰1; pH 測定采用雷磁牌酸度計測定，水土比為 5︰1。選取各處理中長勢均勻具有代表性的連續 10 株進行產量結構分析，包括百粒重、產量和葵花干物質量。
2 結果與分析
2.1 不同處理土壤化學特性垂直分布
2.1.1 土壤鹽分垂直分布 圖 1 為作物生育期結束后土壤垂直剖面含鹽量分布結果。T1 ~ T7 處理比對 照 T8 土壤平均含鹽量分別降低了 44.23%、 33.40% 、 18.58% 、 23.09% 、 42.96% 、 31.58% 和 19.60%，其中，T1 在 0 ~ 100 cm 土層內平均含鹽量最少，為 1.26 g/kg，T5 處理的含鹽量也較少，為 1.29 g/kg，二者無顯著差異。在土壤表層 0 ~ 10 cm 內， T1 和 T2 處理最佳，土壤含鹽量均為 1.10 g/kg，T5 次之，為 1.30 g/kg。從 60 cm 開始向下土壤含鹽量逐漸增加，80 cm 以下土壤中含鹽量較對照高，是因為土壤改良劑及抗鹽堿專用肥使土壤結構得到了改善，增強了土壤的通透性和透水性，減少了地表徑流，土壤表層鹽分被迫向下運移，被淋洗到深層土壤。各處理包括對照 T8 處理在 0 ~ 100 cm 的各土層內土壤含鹽量都比改良前有明顯降低，說明土壤含鹽量的降低不僅是各種土壤改良劑和抗鹽堿專用肥改良的結果，作物生育期內灌水和降雨的淋洗也起了重要作用。
2.1.2 土壤 pH 垂直分布 由各處理對土壤 pH 影響結果(圖 2)可知，各處理包括對照均比改良前土壤的 pH 顯著降低，T1 與 T4 處理在 0 ~ 10 cm 效果最好，其次是 T2、T3 處理，T6、T7、T8 最差。T1 ~ T4施用土壤改良劑的處理在 40 cm 處 pH 達到最大值， 40 cm 以下逐漸減小，施用抗鹽堿專用肥的處理無此規律。說明土壤改良劑對此層土壤 pH 改良效果不明顯，甚至 T3 處理較對照有增大的現象。整體來看，除 40 cm 處，其他土層施用土壤改良劑的處理對土壤 pH 的改良效果比施用抗鹽堿專用肥要好。
2.2 不同處理 0 ~ 100 cm 土層內總貯鹽量變化
由不同處理 0 ~ 100 cm 土層內總貯鹽量變化規律(圖 3)可知，各處理包括對照處理在 0 ~ 100 cm 土層內總貯鹽量均較改良之前減少，其中對照 T8 處理在 0 ~ 100 cm 內貯鹽量比改良前減少 288.35 g/m2 ，此部分鹽分一部分被油葵吸收進入植株體內，另一部分隨土壤的淋溶作用遷移到 100 cm 以下土層。與對照處理相比，各處理在 0.01
2.3 不同處理耕作層土壤化學特性變化
2.3.1 耕作層土壤脫鹽效果 油葵的根系一般分布在地表以下 40 cm 內，此土層內土壤狀況直接影響油葵的生長情況及產量高低。圖 4 為不同處理油葵生育期結束后測定耕作層(0 ~ 40 cm)土壤脫鹽率結果。由圖可知，各種改良產品對作物耕作層土壤鹽分均具有顯著的脫鹽效果，脫鹽率為 35.37% ~ 57.32%，其中 T1 最佳，脫鹽率為 57.32%，T5 第二，為 56.10%。對照 T8 處理受灌水、降雨和油葵吸鹽性的影響，與改良前相比耕作層土壤自然脫鹽率也達到 44.18%。
2.3.2 耕作層土壤 pH變化率 由油葵耕作層土壤 pH 變化率(圖 5)可知，T6、T7 處理 pH 變化率為 0，說明在作物耕作層內 T6、T7 對 pH 沒有改良效果， T1 ~ T5處理的 pH變化率顯著(0.01T5>T2>T3>T6=T7=T8。出現這種情況的原因是磷石膏和 ORYKTA 主要成分都為 CaSH4·2H2O，其大量的 Ca2+ 可與土壤中游離的堿性鹽 Na2CO3、NaHCO3 反應生成 Ca(HCO3)2、Ca3(PO4)2、 Na2SO4 等，降低了土壤堿性;DS-1997 主要成分為硫磺，其水懸液呈微酸性，可與堿反應生成多硫化物，對于改善土壤堿性也有一定效果;康地寶主要成分為生物有機酸，其可以通過生物絡合及置換反應清除土壤膠體上的 Na+ ，從而降低土壤堿性;丹路菌肥主要成分為酸性物質，可以和土壤中的堿性物質發生中和反應，降低土壤 pH;而和莊肥是一種緩釋肥，那氏齊齊發屬于生物誘導劑，這兩種抗鹽堿專用肥中不含有改善土壤堿性的物質，故對土壤 pH 沒有影響。各種改良產品改良效果還受土壤溫度、水分等環境因子的影響，所以呈現出不同的改良效果。
2.4 不同處理對油葵出苗率、保苗率的影響
施用不同改良產品的處理油葵出苗率與保苗率 如圖 6 所示。由圖可知，除 T4 呈不顯著的下降和 T1 不顯著的提高之外，其他處理油葵的出苗率比 T8 均顯著提高，出苗率由高到低依次為 T5>T6>T7>T3> T2>T1>T8>T4，各處理出苗率分別比 T8 提高了 37.88%、25.57%、24.86%、13.37%、12.44%、5.10%、 0.88%。且總體來看，各種抗鹽堿專用肥(T5 ~ T7)要比各種土壤改良劑(T1 ~ T4)提高油葵出苗率效果好，其主要原因應是從改良劑施入土壤到油葵種子萌芽期時間較短，對于油葵根際土壤環境改善還未完全展現效果。
從保苗率來看，T1 ~ T7 處理的保苗率均大于 90%，且均顯著高于 T8 處理的 80.74%。T1 ~ T7 處理中，只有 T1 差異顯著低于 T2 和 T5，T5 顯著高于 T1 和 T7，其他處理間并無顯著差異，說明在油葵進入幼苗期時，土壤改良劑對農田土壤環境的改善已展現出效果。在促進油葵出苗率與保苗率二指標中， T5 處理表現突出，其次是 T6 和 T2。
2.5 鹽分與出苗率、保苗率相關關系
用油葵苗期耕作層(0 ~ 40 cm)土壤含鹽量與出苗率和保苗率分別作回歸分析，如圖 7，擬合優度分別為：R2 = 0.949 7 和 R2 = 0.805 8。說明制約油葵種子萌發及出苗的主要因子是耕作層土壤含鹽量，油葵出苗后幼苗的成活率仍然對土壤鹽分十分敏感，但同時也受到其他因素的影響。土壤耕作層內鹽分含量是鹽漬化土壤葵花出苗率與保苗率的主要限制因子。
2.6 不同處理對油葵生物特性的影響
由表 4 可知，各處理較對照均顯著提高了油葵干物質量的積累，其中 T5 和 T6 效果最好，二者在促進油葵生長方面差異不顯著，在促進油葵干物質量積累的效果由高到低排序為 T5>T6>T4>T7>T1>T3>T2>T8。
在油葵百粒重測試結果中，各改良產品處理均較對照處理顯著(P<0.05)提高了油葵的百粒重，說明各處理對于油葵籽粒的生長具有顯著的促進作用。其中 T2 處理效果最佳，其次是 T7 處理，由高到低排序為 T2>T7>T4>T1>T3>T5>T6>T8。
各處理對于油葵均具有顯著增產效果。從高到低依次為 T5>T1>T6>T2>T3>T7>T4>T8，分別比對照 T8 增產 51.06%、36.10%、29.12%、13.72%、13.32%、 10.91% 和 9.80%，其中 T2、T3、T4、T7 之間差異不顯著，T5 效果最顯著，其次是 T1、T6 處理。說明該地區鹽堿地土壤比較貧瘠，土壤中缺少腐植酸、酸化礦物質及生物有機酸制劑，丹路菌肥、ORYKTA 及康地寶等改良產品，不僅可以為貧瘠的鹽堿土壤提供大量作物生長所需的營養物質，且可以活化鹽堿土壤中難以利用的 P、Fe、Ca、Mg 等離子和微量元素，使其轉變為可被作物利用的狀態，促進了土壤尤其是作物根際區微生物活性及含量，刺激作物生長，達到豐收增產的效果。
2.7 土壤鹽分與葵花產量的關系
葵花生長受多種因素影響，對土壤含鹽量與葵花產量作回歸分析，得到的回歸方程為 y = –136 242x 3 + 129 856x 2 – 38 783x + 5 566.5，R2 = 0.970 8，方程擬合度很好，說明在該鹽漬化地區葵花產量主要受土壤鹽分含量的影響，鹽分含量是限制該地區葵花增產的主要因素。
3 結論
1) 試驗選用的 7 種土壤改良產品對于目標土壤鹽分含量均有一定的脫鹽效果。各改良處理在土壤垂直剖面 0 ~ 60 cm 內脫鹽效果最佳，在 0 ~ 100 cm 土層內總體貯鹽量也較對照處理顯著減少，這是由于土壤改良劑及專用肥的施用，使土壤體積質量及透水性發生改變，通過農田灌溉，將土壤中的鹽分淋洗到 60 ~ 100 cm 以下，保證了作物耕作層內土壤鹽分保持在較低的水平。
2) 7 種土壤改良產品本身含有的成分不同，對于土壤 pH 在空間的分布規律也產生不同的影響，總體來看土壤改良劑對于土壤堿性的改良效果較抗鹽堿專用肥好，抗鹽堿專用肥中除丹路菌肥外，其他兩種產品在本試驗中對 pH 均無效果，而各土壤改良劑處理都顯著地降低了土壤的 pH。
3) 油葵出苗率的主要限制因子為苗期土壤含鹽量，二者呈顯著負相關關系，該結果也與王春霞等[24] 的研究成果吻合;雖然油葵幼苗成活率的主要限制因子也是土壤含鹽量，但已不完全受土壤含鹽量的制約，同時也受其他因素的影響，如氣溫、降雨及人為或動物、鳥類的影響;對于鹽漬化土壤鹽分始終是制約油葵生長及產量的主要因子，各改良處理對于提高油葵產量均有顯著效果，油葵產量與土壤含鹽量的擬合優度為 R2 =0.970 8。
4) 綜合分析，在河套灌區 T5 丹路菌肥和 T1 磷石膏改良劑效果最顯著，應重點推薦使用。
5) 各種土壤改良產品性質不同，功能也不盡相同。從本研究結果看土壤改良劑主要是改變土壤的結構及降低土壤鹽分，而抗鹽堿專用肥可以一定程度地改善土壤含鹽狀況，但更側重于提供作物所需的營養物質，促進作物的生長。若將抗鹽堿專用肥和土壤改良劑結合施用，再配合水利或其他有效的工程措施，改良效果可能更好，還有待進一步研究。——論文作者：劉瑞敏 1 ，楊樹青 1* ，史海濱 1 ，梁建財 1,2
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