八硫體改良濱海鹽堿地的效果研究

李方勇， 陳燕華， 孫蓮， 陸雁， 胡亮， 石慶勝， 柴水清， 石偉勇*

(1.象山縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心， 浙江 象山 315700； 2.浙江大學(xué)， 浙江 杭州 310058；3.上海天普農(nóng)業(yè)科技有限公司， 上海 201403)

在我國耕地資源緊缺的戰(zhàn)略背景下，濱海鹽堿地作為一類重要的土地后備資源，其合理開發(fā)利用對保障我國耕地和糧食生產(chǎn)安全、嚴(yán)守國家耕地紅線等具有重大意義[1]。我國鹽堿地面積約為1億hm2，其中近期能改良利用鹽堿地面積為3 667萬hm2，隨著鹽堿地的不斷開發(fā)利用，有效擴(kuò)大了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)尤其是糧食產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間，改良鹽堿地已成為保障糧食安全的重要舉措之一。

鹽堿地改良是一個(gè)世界性難題，單一措施很難達(dá)到改良目的[2]。目前，浙江、江蘇等國內(nèi)沿海鹽堿地改良多采用雨水、人工淹灌等手段來淡水洗鹽，歷時(shí)相對較長，需要通過4～5 a的降鹽處理后，才能實(shí)現(xiàn)種植水稻等農(nóng)作物的目標(biāo)。但是，沿海地區(qū)鹽堿地往往缺乏淡水資源，靠雨水來洗鹽又存在不穩(wěn)定性，因此，使用更高效、更穩(wěn)定的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)沿海鹽堿地改良，是當(dāng)前我國沿海鹽堿地農(nóng)業(yè)發(fā)展亟待解決的重大難題。

浙江象山縣位于長三角地區(qū)南緣、浙江省東部沿海，屬于半島海洋大縣，有“七山一水二分田”的說法，全縣可用耕地面積相對較少，加上其他經(jīng)濟(jì)作物的爭地矛盾進(jìn)一步激化，導(dǎo)致糧食生產(chǎn)規(guī)模始終難以擴(kuò)大?！笆濉币詠?，為了進(jìn)一步提高糧食綜合生產(chǎn)能力，象山縣大力實(shí)施“藏糧于技、藏糧于地”戰(zhàn)略，一方面加大推廣超級雜交稻等高產(chǎn)品種，積極引進(jìn)寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院的甬優(yōu)12、甬優(yōu)1540、甬優(yōu)7860等水稻品種，通過品種革新來提高糧食產(chǎn)量水平；另一方面加大灘涂圍墾和造地力度，新增灘涂鹽堿土地3 333 hm2左右，進(jìn)一步拓寬了農(nóng)業(yè)發(fā)展空間，同時(shí)引種耐鹽堿水稻品種，能夠在沿海灘涂種植和生長，加快了土壤洗鹽速度[3]。但是，灘涂鹽堿地圍墾造地依然存在較多問題，雖然土地的溝渠路等基礎(chǔ)設(shè)施改造好了，但是土壤的鹽度依然較高，前期我們通過淡水洗鹽、增施有機(jī)肥、改種耐鹽堿作物等措施，降低了鹽堿地的部分鹽分，基本能夠保持作物可以生長，但鹽分含量依然有點(diǎn)高，尤其遇到干旱缺水天氣，鹽堿地深層次的鹽分很容易隨著水分蒸騰作用被帶到土壤表層，導(dǎo)致灘涂鹽堿地再次返鹽。為此，我們也嘗試著通過增施有機(jī)肥、生物菌肥等方式來加快鹽堿地改良，但是改良的效率和效果并不理想，必須要經(jīng)過多年的持續(xù)洗鹽和改良，圍墾的灘涂鹽堿地才能得到有效利用，而且只能解決淺層土壤的鹽堿度問題，不能根本上解決土壤結(jié)構(gòu)改良和鹽分排出的問題[4]，如何快速見效、持續(xù)穩(wěn)定地降低土壤鹽分已成為當(dāng)前鹽堿地恢復(fù)利用的關(guān)鍵難題?；谶@種情況，2021年我們與浙江大學(xué)合作，在鶴浦鎮(zhèn)水湖涂村新圍墾的灘涂鹽堿地，引進(jìn)伊朗的八硫體鹽堿地改良劑，并集成了濱海鹽堿地的改良技術(shù)，開展了鹽堿地降鹽改良效果研究，經(jīng)過田間試驗(yàn)示范，鹽堿地鹽分下降明顯，試種水稻生長良好，取得了較好的改良效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

鹽堿地改良試驗(yàn)地位于浙江省寧波市象山縣鶴浦鎮(zhèn)水湖涂村，該地前身是沿海灘涂，2016年圍墾造地，溝渠路等基礎(chǔ)設(shè)施完備，但是缺乏淡水資源，前期嘗試種植過高粱等多種耐鹽堿作物，均因土壤鹽分過高、缺乏淡水灌溉而失敗，目前土地處于荒蕪狀態(tài)。2021年試驗(yàn)前，于4月24日檢測試驗(yàn)地土樣，有機(jī)質(zhì)含量為7.62 g·kg-1，全氮含量為0.28 g·kg-1，有效磷含量為9.1 mg·kg-1，速效鉀含量為1 171 mg·kg-1，pH值8.85，電導(dǎo)率(EC)803 mS·cm-1，鹽分含量為13.9 g·kg-1。

水稻種植產(chǎn)量對照試驗(yàn)地位于浙江省寧波市象山縣丹東街道下余村，連續(xù)多年種植水稻，土壤是淡涂泥田，有機(jī)質(zhì)含量為25.3 g·kg-1，全氮含量為1.53 g·kg-1，有效磷含量為13.9 mg·kg-1，速效鉀含量為216 mg·kg-1，pH值8.36。

供試的土壤改良劑為八硫體，由浙江八硫科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)并提供，同時(shí)配施高纖維素有機(jī)肥，稱為八硫體改良劑。種植水稻是寧波市種子有限公司選育的秈型雜交稻品種甬優(yōu)1540，作連作晚稻栽培。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理：T1，鶴浦鎮(zhèn)水湖涂鹽堿地施用八硫體改良劑種植水稻；T2，鶴浦鎮(zhèn)水湖涂鹽堿地不施肥不種水稻；T3，丹東街道下余村常規(guī)農(nóng)田種植水稻。T1、T2、T3的試驗(yàn)面積分別是866.7、666.7、260.0 m2，不設(shè)重復(fù)。

種植水稻前施用高纖維素有機(jī)肥1 000 kg。八硫體使用方法：按1∶100的比例兌水裝桶，桶上裝自來水閥門開關(guān)，抽淡水開關(guān)調(diào)節(jié)沖施3次(分別于6月13日、6月20日、6月27日各1次)，每次用量28.8 kg·hm-2。鶴浦試驗(yàn)地水稻于6月29日播種育苗，7月16日人工插秧；丹東試驗(yàn)地水稻于7月1日播種育苗，7月19日機(jī)械插秧。不同試驗(yàn)地水稻施肥、病蟲草害、田間水分管理按照常規(guī)方法實(shí)施。設(shè)置丹東試驗(yàn)地水稻作為常規(guī)種植對照。

1.3 測定項(xiàng)目

水稻成熟后，考查試驗(yàn)田水稻經(jīng)濟(jì)性狀，并實(shí)割測產(chǎn)；取1.5 kg稻谷自然晾干后，檢測稻米品質(zhì)；鶴浦鎮(zhèn)水湖涂鹽堿試驗(yàn)田改良后，按照不同土壤剖面深度抽取土樣，T1-a為0～<20 cm土樣；T1-b為20～<40 cm土樣；T1-c為40～60 cm土樣；T2為對照田塊0～<20 cm深度土樣，分別在試驗(yàn)前和試驗(yàn)后2次取樣，T2-a為試驗(yàn)前對照土樣，T2-b為試驗(yàn)后對照土樣。所有土樣均檢測鹽堿度、pH等各項(xiàng)指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 八硫體改良劑對水稻產(chǎn)量的影響

由表1可知，從水稻經(jīng)濟(jì)性狀來看，T1處理的甬優(yōu)1540植株整體長勢明顯較差，株高為81 cm，比T3處理的甬優(yōu)1540矮了32 cm；穗長17.4 cm，比T3處理的甬優(yōu)1540短了4.1 cm，可能是鹽堿地中鹽離子制約了植株根系對養(yǎng)分的吸收，從而導(dǎo)致水稻長勢不良。從產(chǎn)量來看，T1處理產(chǎn)量明顯比T3處理低，理論產(chǎn)量為6 003.0 kg·hm-2，比T3處理減少1 537.5 kg·hm-2，減幅20.4%。根據(jù)產(chǎn)量構(gòu)成因素，雖然T1處理的有效穗較多，比T3處理多了55.5萬·hm-2，增幅29.6%，但是穗總粒數(shù)比T3處理少了55.2粒，減幅26.9%，綜合后T1處理的產(chǎn)量減少主要?dú)w結(jié)于結(jié)實(shí)率和千粒重的減少。T1處理的結(jié)實(shí)率為75.2%，比T3處理減少9.7百分點(diǎn)，減幅11.4%；T1處理的千粒重為21.9 g，比T3處理減少1.2 g，減幅5.2%。鹽堿地經(jīng)八硫體改良后，種植甬優(yōu)1540的長勢和產(chǎn)量均低于正常田塊種植水平，說明改良后土壤的鹽分依然存在，并在試驗(yàn)過程中持續(xù)或者間斷地影響著水稻正常生長，但下降的幅度并不大，據(jù)調(diào)查象山縣常規(guī)連作晚稻品種產(chǎn)量水平一般在6 000 kg·hm-2，而鹽堿地改良后試種的甬優(yōu)1540產(chǎn)量基本達(dá)到這個(gè)水平，說明改良效果是顯著的，但是還不夠完全，鹽堿地改良后用于種植水稻的可行性和推廣價(jià)值依然存在。

表1 不同試驗(yàn)地種植甬優(yōu)1540的經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量

2.2 八硫體改良劑對水稻品質(zhì)的影響

從表2可知，T1處理的整精米率為65.4%，比T3處理下降5.7百分點(diǎn)，降幅較大，反映了T1處理的出米率較低，說明鹽分脅迫會(huì)降低甬優(yōu)1540水稻的稻谷出米率；T1堊白度比T3處理下降3.7百分點(diǎn)，透明度提高1級，反映T1處理的稻谷外觀品質(zhì)相對較好，可能跟鹽堿地限制了水稻對N、P、K等大量元素的吸收有關(guān)；T1膠稠度升高11 mm，說明T1處理的米飯柔軟度高，食味口感更好；T1和T3的直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量差異不大，說明營養(yǎng)品質(zhì)差不多。

表2 不同試驗(yàn)地種植甬優(yōu)1540稻米品質(zhì)的影響

2.3 八硫體改良劑對鹽堿地土壤改良的影響

從表3可知，T2-b與T2-a比較，水溶性鹽含量下降8.54 g·kg-1，降幅61.4%；EC下降588.0 mS·cm-1，降幅73.2%；作為對照，T2沒有經(jīng)過任何處理，試驗(yàn)期間曾2次被雨水淹沒12 h左右，說明0～20 cm的表層鹽堿土壤受雨水淋洗脫鹽的效果顯著。與T2-a比較，T1-a水溶性鹽含量下降9.16 g·kg-1，EC下降613.7 mS·cm-1，反映了0～20 cm土層鹽堿地的鹽分明顯下降，而且T1-a水溶性鹽含量和EC下降幅度都比T2-b的下降幅度大，說明T1處理的0～<20 cm土層鹽堿地鹽分下降幅度要大于雨水自然洗鹽的效果，八硫體改良劑在0～<20 cm土層鹽堿地降鹽效果是顯著的；T1-b水溶性鹽含量下降7.12 g·kg-1，EC下降531.0 mS·cm-1，反映20～<40 cm土層鹽堿地的鹽分明顯下降，但是T1-b水溶性鹽含量和EC下降幅度都比T2-b低，說明降鹽效果要低于0～<20 cm土層，由于淡水洗鹽對鹽堿地0～30 cm的土層效果是明顯的，所以很難判斷20～<40 cm土層鹽堿地的鹽分下降是雨水洗鹽還是八硫體改良劑在發(fā)揮作用；T1-c水溶性鹽含量下降6.67 g·kg-1，EC下降516 mS·cm-1，說明40～60 cm土層鹽堿地的鹽分明顯下降，但是T1-c水溶性鹽含量和EC下降幅度比T2-b低，說明降鹽效果要低于0～<20 cm和20～<40 cm土層。據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有對鹽堿地改良的研究證明，淡水洗鹽會(huì)加速鹽堿地中鹽離子的遷移，一部分被流水帶走，另一部分隨著水分向下層土壤遷移，導(dǎo)致下層土壤中的鹽分增加，所以40～60 cm土層鹽堿地的鹽分下降可能是八硫體改良劑發(fā)揮的主要作用。經(jīng)綜合分析，T1-a、T1-b、T1-c的水溶性鹽、EC含量均明顯下降，且隨著土層深度增加，鹽分下降幅度呈梯度減少，考慮到雨水洗鹽對深層土壤的降鹽效果并不顯著，說明30 cm以下土層鹽堿地鹽分降低主要是八硫體改良劑在發(fā)生作用，試驗(yàn)結(jié)果反映了八硫體對0～60 cm深度的土壤都有降鹽效果，且隨著土層深度越淺，降鹽的效果越明顯。

表3 不同處理鹽堿地土壤的理化性狀

3 小結(jié)

土壤全鹽含量是影響濱海鹽堿地抑制植物生長的最重要因素[5]。本試驗(yàn)初步探索了八硫體改良劑在浙江東部濱海地區(qū)鹽堿地的改良效果，從試驗(yàn)結(jié)果來看，通過雨水長期淹灌洗鹽對降低表層土壤鹽分的效果是明顯的，綜合運(yùn)用八硫體和高纖維有機(jī)肥可以顯著降低灘涂鹽堿地的鹽分，而且短期就能見效，八硫體改良劑不僅限于改良鹽堿地表層土壤的鹽分，對不同深度的土壤都有降鹽作用，降鹽效果與土壤深度呈反比，表層土壤的降鹽效果最明顯，土壤越深降鹽效果越?。灰话闼苄喳}1.5 g·kg-1以上開始影響水稻的正常生長，水溶性鹽3.0 g·kg-1以上會(huì)導(dǎo)致水稻直接死亡，不同于常規(guī)的鹽堿地改良，八硫體改良劑在土壤改良過程中就可以同步正常種植水稻，產(chǎn)量比常規(guī)種植略低，品質(zhì)達(dá)到常規(guī)種植水平。下一步，本研究將持續(xù)跟蹤改良后土壤的鹽分遷移、增減等變化趨勢，并選擇不同品種的水稻進(jìn)行栽培，從而完善八硫體改良應(yīng)用與水稻高產(chǎn)栽培有機(jī)融合的技術(shù)體系，為在浙江東部濱海灘涂鹽堿地全面推廣提供科學(xué)支撐。