有機(jī)硅土壤調(diào)理劑和功能肥對鹽堿地的改良及向日葵產(chǎn)量的影響

劉 娟，梁俊梅，段 玉，閆 洪，溫曉亮，王瑞珍，李杉瑞，李二珍，仲生柱，李 彬

（1五原縣農(nóng)牧業(yè)技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015100；2內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，呼和浩特 010031；3五原縣農(nóng)村生態(tài)能源站，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015100）

0 引言

中國鹽堿土地面積約有9.9×107hm2，鹽堿地是中國土地資源重要的組成部分[1]。其中，內(nèi)蒙古河套灌區(qū)是中國土壤鹽漬化發(fā)育的典型區(qū)域，鹽漬土地面積約有3.9×104hm2[2]。該地區(qū)河套灌區(qū)輕度和中度鹽漬化面積占比有所增加，約占鹽漬化土壤面積的70%[3-4]。已有中外研究表明施用土壤調(diào)理劑、有機(jī)肥在生產(chǎn)中有一定的土壤改良效果[5-6]。土壤調(diào)理劑和有機(jī)肥在一定程度上均能夠改善鹽堿地土壤的理化性狀，有利于增強(qiáng)土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力，能夠有效提高作物產(chǎn)量[7-9]，施用有機(jī)肥能夠顯著提高土壤肥力水平，提高作物生育期土壤速效養(yǎng)分含量，并且可顯著提高作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[10-12]。王武生指出土壤調(diào)理劑中的硅元素可以通過結(jié)合土壤中的有害離子，進(jìn)而減輕鹽堿對作物的危害[13-15]。另有研究表明，有機(jī)硅肥相比無機(jī)硅肥肥效更加持久，且有機(jī)物質(zhì)會增強(qiáng)硅肥改良土壤的作用效果，有效降低土壤鹽分含量[16-17]。但目前是針對土壤調(diào)理劑科學(xué)施用對鹽堿地綜合效應(yīng)方面的研究較少。本研究通過施用不同土壤調(diào)理劑對河套灌區(qū)鹽堿土壤堿化度、養(yǎng)分有效性及作物增產(chǎn)效果的研究，旨在獲得有效改良河套灌區(qū)鹽漬化土壤理化性狀、提高作物產(chǎn)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)鹽漬化耕地資源可持續(xù)利用的優(yōu)化施肥管理模式，以期為當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤調(diào)理劑和功能肥的合理施用，以及鹽堿土改良提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市五原縣隆興昌鎮(zhèn)義豐村6社，屬于巴彥淖爾市5萬畝“改鹽增草（飼）”興牧試驗(yàn)示范項(xiàng)目區(qū)內(nèi)。該區(qū)域?qū)儆谥袦貛Т箨懶詺夂颍昶骄鶜鉁?.1℃，積溫3362.5℃，無霜期120～150天，年 均 降 雨 量 130～220 mm，年 均 蒸 發(fā) 量 2050～2400 mm。該區(qū)地下水埋深1.4～2.2 m，且礦化度較高，地表積鹽嚴(yán)重。試驗(yàn)地基本理化性狀如表1。

表1 試驗(yàn)地基本理化性狀

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用同田對比，試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，其中處理1和處理2是優(yōu)化施肥模式，處理3是農(nóng)戶模式。施肥每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)面積為60 m2，試驗(yàn)共占地600 m2。試驗(yàn)所在地地形平坦，地面平整，肥力屬中下等的地塊。供試向日葵品種為‘361’，供試肥料由河北硅谷肥業(yè)有限公司提供。有機(jī)硅土壤調(diào)理劑（15-15-15，有機(jī)質(zhì)≥15%，硅≥3%，黃腐酸≥1%，鈣≥0.5%），有機(jī)硅功能底肥(20-10-20)。處理1與處理3的氮、磷、鉀的投入量均為82.5、82.5、82.5 kg/hm2，處理2的氮、磷、鉀的投入量均為127.5、127.5、127.5 kg/hm2，其他田間管理措施均相同。具體施肥時(shí)期及用量見表2。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及肥料用量

1.3 分析與測定

在秋季收獲時(shí)，各小區(qū)單獨(dú)收獲測產(chǎn)，選取10株，分別測定盤徑、單株總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、百粒重等產(chǎn)量性狀。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和圖表繪制，用SPSS 25.0進(jìn)行方差分析，LSD法檢驗(yàn)，處理間不同字母的差異顯著性為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤理化性狀的影響

由圖1可知，秋收后，處理1和處理2的土壤pH、全鹽和堿化度均較播種前降低。其中，處理1和處理2的pH分別較播前降低3.6%和1.4%，下降幅度大于處理3；處理1和處理2的全鹽含量分別較播前下降26.7%和43.3%，降幅明顯大于處理3；處理1和處理2的堿化度下降幅度分別為20.8%和37.6%，下降幅度均低于處理3；各處理的土壤容重均較播前下降，處理1和處理2較播前分別下降9.2%和11.7%，降幅明顯高于處理3。

圖1 不同處理對土壤pH、全鹽及堿化度的影響

由圖2可知，秋收后，各處理土壤有機(jī)質(zhì)和全氮的養(yǎng)分含量均較播種前增加，但無明顯趨勢；各處理的速效鉀均較播前增加，且處理1和處理2的增幅分別為59.1%和57.0%，明顯高于處理3；各處理土壤有效磷含量均較播前減少。

圖2 不同處理對土壤全氮、有效磷及速效鉀的影響

由表3可知，各處理間株高、莖粗和盤徑無明顯差異；處理2的單盤粒重為0.269 kg，高于其他處理，差異較明顯；處理2的百粒重為27.62 g，高于其他處理，但差異不明顯。

表3 不同處理向日葵植株性狀 cm

2.2 不同處理對向日葵產(chǎn)量的影響

由表4可知，處理1的產(chǎn)量較處理3增加183 kg/hm2，增產(chǎn)率4.6%；處理2較處理3增加361 kg/hm2，增產(chǎn)率9.0%。由表3可知，處理間F值＞F0.05，說明處理間產(chǎn)量差顯著；區(qū)組間F值＜F0.05，區(qū)組間差異不顯著，試驗(yàn)結(jié)果有效。進(jìn)一步用LSD法進(jìn)行多重比較，以上數(shù)據(jù)分析表明，處理1與處理2、處理3的產(chǎn)量差異不顯著；處理2與處理3的產(chǎn)量差異顯著。

表4 不同處理向日葵產(chǎn)量性狀

2.3 不同處理間向日葵經(jīng)濟(jì)效益分析

由表5可知，產(chǎn)值方面表現(xiàn)為處理2＞處理1＞處理3，純收益方面表現(xiàn)為處理1＞處理2＞處理3，由于農(nóng)資產(chǎn)品的投入，在減少土壤調(diào)理劑的情況下，畝純收益表現(xiàn)最佳，處理1和處理2分別較常規(guī)處理純收益增加900元/hm2和55.5元/hm2，產(chǎn)投比方面仍為處理表現(xiàn)最佳。此時(shí)說明基施有機(jī)硅土壤調(diào)理劑450 kg/hm2和追施有機(jī)硅功能肥75 kg/hm2在的前提下經(jīng)濟(jì)效益最佳。

表5 經(jīng)濟(jì)效益分析

3 討論與結(jié)論

河套灌區(qū)作為中國西北最大的灌區(qū)，其土壤鹽漬化使得植物生長受到限制，是制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一，改良鹽堿地對該地區(qū)的農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善具有重要意義。有機(jī)硅土壤調(diào)理劑和功能肥作為一種新型的鹽堿地改良劑，能促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，加速鹽分淋洗；破除土壤板結(jié)，增加土壤孔隙度，減緩深層土壤鹽分向地表聚集；調(diào)節(jié)土壤pH向中性轉(zhuǎn)化；增加土壤有機(jī)質(zhì)，促進(jìn)土壤微生物繁殖，活化土壤養(yǎng)分，提高作物抗鹽能力，營造作物根系良好生長環(huán)境，顯著提高作物產(chǎn)量。本研究發(fā)現(xiàn)施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑后，可增加向日葵百粒重，進(jìn)而增加向日葵產(chǎn)量，且隨著有機(jī)硅土壤調(diào)理劑施用量的增加，向日葵產(chǎn)量呈上升趨勢，施用量為75 kg/hm2時(shí)，增產(chǎn)幅度為9.0%，增產(chǎn)效果顯著。在基施有機(jī)硅土壤調(diào)理劑45 kg/hm2和追施有機(jī)硅功能肥7.5 kg/hm2的前提下經(jīng)濟(jì)效益最佳。同時(shí)，施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑后，可增加土壤有效養(yǎng)分，降低土壤pH、含鹽量、堿化度和容重，可有效提高耕地質(zhì)量和修復(fù)障礙層次。