黃河三角洲鹽堿地土壤改良劑小麥效果研究

董亮 田慎重 孫澤強 王學君 劉兆輝 李瑞琴

[摘要]通過田間試驗，研究了土壤改良劑對黃河三角洲鹽堿地小麥產量及土壤理化性狀的影響。結果表明，施用土壤改良劑可以優化土壤團粒結構，降低土壤容重、pH值及土壤鹽分含量，增加土壤有機質含量，增加小麥千粒重，進而提高小麥產量。土壤改良劑用量增加，土壤理化性狀較好，作物產量增加，但3%、4%、5%的添加量之間差別不明顯。減氮處理在土壤理化性狀、小麥產量方面沒有表現出優勢，說明對于生長期較長的小麥來說，充足的氮肥供應是非常必要的。

[關鍵詞]土壤改良劑;鹽堿地;小麥

[中圖分類號]S156.4 [文獻標識碼]A

1 前言

黃河三角洲區位條件優越，自然資源豐富，開發前景廣闊，主要體現在土地資源優勢方面，擁有未利用土地54萬hm2，作為我國重要的后備土地資源，由于黃河三角洲地區蒸發量遠遠大于降水量，并且地下水位比較高，礦化度大，土壤鹽漬化水平高達70%以上。土壤鹽漬化嚴重，生態環境十分脆弱。

2009年12月1日，中華人民共和國國務院通過了《黃河三角洲高效生態經濟區發展規劃》，以此為起點，黃河三角洲地區的發展上升為國家戰略，成為國家區域協調發展戰略的重要組成部分，正式納入國家“十一五”、“十二五”重點建設區域。同時黃河三角洲也是山東省區域經濟發展“一體兩翼”中北翼主體，戰略地位非常重要。

隨著黃河三角洲高效生態經濟區的建設和發展，國家出臺了一系列低產土壤開發利用政策，在當前國家政策的支持和鼓勵下，合理開發并高效利用大面積的鹽堿地對我國具有重要的經濟和生態意義。現階段制約黃河三角洲地區開發利用的一個主要問題是土壤鹽分高而導致的土壤質量差的問題。目前世界各國都加強了對鹽堿地的改良治理。長期以來，改良鹽堿地多采用工程措施，如淡水淋洗壓鹽、客土轉移土壤鹽分等，添加化學改良劑、種植耐鹽植物也是常用方法。鹽堿地改良不僅要考慮到土壤改良投入的成本、改良土壤含鹽量是否能夠降低到作物生長允許的水平，還要充分考慮改良后土壤長期的可持續利用能力，以及對區域生態環境的影響，因此，探索高效、低廉、環保、實用的鹽堿地改良方法和改良材料，是鹽堿土改良研究的目標和方向。研究發現，在鹽堿地中施用化學改良劑如磷石膏，通過降低土壤中的交換性鈉、改善土壤理化性狀，以達到改良鹽堿地的目的。此外，利用有機肥、沸石等材料進行改良也是目前行之有效的方法。

本研究通過田間試驗，驗證了自行研制的以腐殖酸為主成分的鹽堿地土壤改良劑在黃河三角洲鹽堿地小麥上施用的效果，為改良劑的大面積推廣應用提供科學依據。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗材料

供試肥料：尿素、重鈣、硫酸鉀，均為市售肥料。

供試鹽堿地土壤改良劑：以腐殖酸為主成分自行研制而成。

供試作物：小麥，品種為魯原502。

2.2 供試土壤

試驗地位于山東省農業科學院黃河三角洲現代農業試驗示范基地（簡稱東營基地），地理坐標北緯37°17′30.68"，東經118°36′59.62”，屬暖溫帶季風氣候特征，年平均氣溫12.2℃，平均降雨量543.3mm，無霜期203天，年日照時數2440.3小時，大于0℃的年積溫在4600℃以上，光熱資源充足，四季分明。該地土壤為輕度濱海鹽漬土。

0～20cm土壤團粒結構組成：>2.0mm土粒占10.43%，1.0～2.0mm土粒占9.45%，1.0～0.5mm土粒占6.01%，0.5～0.25mm土粒占13.26%，<0.25mm土粒占60.85%。

2.3 試驗方法

試驗設7個處理。各處理內容及肥料用量見表1。

試驗時間為2014年10月5日～2015年6月14日。在東營基地選取一均勻地塊進行土壤改良劑效果試驗研究。每個處理3次重復，試驗小區采用隨機區組排列。小區設置為8m×5m，面積為40m2。按照試驗方案對不同小區進行土壤改良劑處理，改良劑的用量按肥料總重量計算比例，和肥料混合使用。處理2和3按當地的施肥方式，磷、鉀基施，氮肥60%基施，拔節期40%追施。處理4、5、6和7采用一次性施肥。試驗收獲時每個小區單打記產，統計產量及千粒重。采集收獲時調查土壤有機質、鹽分、pH值和團粒結構等。其中，土壤有機質、pH值、鹽分、土壤團粒結構等按照魯如坤《土壤農業化學分析方法》測定。

3 結果與分析

3.1土壤改良劑對土壤相關理化性狀的影響

3.1.1土壤改良劑對0～20cm土層土壤團粒結構的影響。土壤團粒結構是土壤基本的肥力屬性之一，在土壤的農業利用中具有重要意義。土壤顆粒組成決定土壤質地，直接影響土壤的水、肥、氣、熱的保持和運動，并與作物的生長發育密切相關。根據卡慶斯基制進行土壤粒級劃分，>1mm為石礫，1～0.5mm為粗砂粒，0.5～0.25mm為中砂粒，<0.25mm為細砂粒。

由圖1可以看出，不施肥與農民常規施肥處理的土壤中，>1mm石礫所占比例分別為18.90%、18.63%，高于優化施肥處理、優化施肥+改良劑處理。<0.25mm細沙粒所占比例分別為58.34%、59.01%，亦高于優化施肥處理、優化施肥+改良劑處理。這說明，優化施肥處理、優化施肥+改良劑處理中大石礫與細砂粒所占比例低，不同粒徑的土壤顆粒搭配更加合理協調。

單獨優化施肥與優化施肥+改良劑處理相比，大石礫與細砂粒所占比例也略高，說明添加土壤改良劑對改善土壤的通氣透水性、提高土壤適種性有良好作用。

相同優化施肥量條件下，隨著添加的土壤改良劑用量的增加，大石礫與細砂粒所占比例降低，以優化施肥+5%土壤改良劑處理的土壤顆粒搭配更協調。

在相同土壤改良劑條件下，T7減氮處理雖然施肥量降低，但大石礫與細砂粒的比例分別增加0.34、0.79個百分點。

3.1.2土壤改良劑對土壤容重的影響。土壤容重是反映及調控土壤水、肥、氣、熱等因素的重要的物理學性狀，影響植物根系的穿透能力、土壤含水量、土壤通氣性以及水肥利用率。

由表2可以看出，與試驗前土壤容重相比，常規施肥處理、優化施肥處理的0～20cm、20～40cm土壤容重略有增加或持平，原因可能是因為單施化肥使得土壤微團聚體分散系數上升，土壤發僵，土體粘韌，孔隙度降低，建議無機、有機配施可改善此狀況。

相同施肥量情況下，優化施肥的條件下添加土壤改良劑，土壤容重降低，0～20cm土層容重降幅在1.99%～5.96%之間，20～40cm土層容重降幅在1.97%～3.29%之間，說明該土壤改良劑具有降低土壤緊實度、增加土壤通氣透水性能的效果。

相同土壤改良劑用量，減少氮肥用量后，土壤容重也出現下降的趨勢。說明適當減少化肥對于保持較好的土壤性狀具有一定的作用。

總體說來，不論增施土壤改良劑還是減氮處理，均能降低土壤容重，且土壤容重均向優化土壤良好結構的趨勢減低。

3.1.3土壤改良劑對土壤有機質含量的影響。土壤有機質既是植物礦質營養和有機營養的供給源，也是形成土壤結構的重要因素。因此，土壤有機質直接影響著土壤的保肥性、保水性、緩沖性、耕性和通氣狀況等。

由表2可以看出，與不施肥處理相比，常規施肥處理的土壤0～20cm、20～40cm土壤有機質分別提高0.03、0.02個百分點;與常規施肥相比，優化施肥處理的土壤0～20cm、20～40cm有機質分別提高0.06、0.07個百分點;等量施肥量條件下，與優化施肥相比，增加3%、4%、5%土壤改良劑處理的0～20cm土壤有機質分別增加0、0.08、0.02個百分點，處理的20～40cm土壤有機質分別增加0.02、0.08、0.02個百分點;等量施用土壤改良劑條件下，減氮施肥后0～20cm、20～40cm土壤有機質分別降低了0.03、0.06個百分點。

施肥及添加土壤改良劑的處理均能增加土壤有機質含量。原因可能是因為施肥及添加土壤改良劑增加了作物生物量，從而增加了根系、殘茬、落葉等對土壤有機質的投入。

3.1.4土壤改良劑對土壤pH值的影響。土壤酸堿度對土壤肥力、作物生長及養分有效性影響很大，因此在農業生產中應該注意土壤的酸堿度，根據作物及操作要求積極采取措施，加以調節。由表2可以看出，與不施肥處理相比，施肥及添加土壤改良劑處理的土壤pH值均出現降低的趨勢。原因可能是因為施肥及添加土壤改良劑后促進了作物生長，作物根系的發達及土壤改良劑的作用調節了土壤的物理結構，減少蒸發，改善通氣，抑制返鹽，從而降低了土壤pH值。但在常規施肥與優化施肥、土壤改良劑不同用量處理的0～20cm、20～40cm土壤pH值方面沒有表現出明顯的差別及規律。

3.1.5土壤改良劑對土壤鹽分的影響。土壤鹽分含量是反映土壤鹽堿化狀況的指標。由表2可以看出，與不施肥處理相比，常規施肥處理的土壤pH值略有升高，優化施肥及添加土壤改良劑處理的土壤pH值降低。同等施肥量條件下，與優化施肥相比，添加3%、4%、5%的土壤改良劑后，0～20cm土壤鹽分分別降低0.02、0.01、0.02個百分點，20～40cm土壤鹽分分別降低0.02、0.01、0.03個百分點;同等用量土壤改良劑條件下，減氮處理的0～20cm、20～40cm土壤鹽分降低0.02、0.01個百分點。

小麥千粒重是影響小麥產量的重要構成因素。由表3可以看出，施肥能明顯增加小麥千粒重。與不施肥相比，常規施肥增加小麥千粒重2.74%;優化施肥與常規施肥相比，小麥千粒重增加2.84%;等量施肥條件下，與優化施肥相比，添加3%、4%、5%土壤改良劑后小麥千粒重分別增加0.32%、0.51%、3.02%，說明隨著土壤改良劑用量增加，小麥千粒重增加;等量土壤改良劑條件下，減氮施肥處理的小麥千粒重降低0.62%，說明在鹽堿地上，施肥對于小麥千粒重還是具有一定作用的。

在小麥產量方面，施肥同樣明顯增加了小麥產量。與不施肥相比，常規施肥產量增加29.82%;與常規施肥相比，優化施肥亦增加了小麥產量，說明科學、合理的養分配比對于作物產量是非常有必要的;等量施肥條件下，與優化施肥相比，添加3%、4%、5%土壤改良劑后小麥產量分別增加7.65%、17.65%、18.82%，說明，隨著土壤改良劑用量增加，小麥產量也隨之增加;等量土壤改良劑條件下，減氮施肥處理的小麥產量降低4.95%。

4試驗結論

由本試驗可以看出，施用土壤改良劑可以優化土壤團粒結構，降低土壤容重、pH值及土壤鹽分含量，增加土壤有機質含量，增加小麥千粒重，進而提高小麥產量。土壤改良劑用量增加，土壤理化性狀較好，作物產量增加，但3%、4%、5%的添加量之間差別不明顯。減氮處理在土壤理化性狀、小麥產量方面沒有表現出優勢，說明對于生長期較長的小麥來說，充足的氮肥供應是非常必要的。

因此，為深入探討土壤改良劑效果，建議在保證氮肥供應的前提下，增加土壤改良劑用量，并進行連續多年、定點的鹽堿地改良試驗，以達到更為科學、合理的驗證土壤改良劑效果的目的。

[參考文獻]

[1] 關元秀，劉高煥，王勁峰.基于GIS的黃河三角洲鹽堿地改良分區[J].地理學報，2001，56（2）：198-205.

[2] 范曉梅，劉高煥，唐志鵬，等.黃河三角洲土壤鹽漬化影響因素分析[J].水土保持學報，2010（24）：139-144.

[3] 姚榮江，楊勁松，劉廣明，等.黃河三角洲地區典型地塊土壤鹽分空間變異特征研究[J].農業工程學報，2006，22（6）：61-66.

[4] 王春霞，王全九，呂廷波，等.添加化學改良劑的砂質鹽堿土入滲特征試驗研究[J].水土保持學報，2014，28（1）：31-35.

[5] 逄煥成，李玉義.西北沿黃灌區鹽堿地改良與利用[M].北京：科學出版社，2014.

[6] 楊明，孫毅，高玉山，等.有機肥對蘇打鹽堿土的改良效果研究[J].吉林農業科學，2013，38（3）：43-46.

[7] 魯如坤.土壤農業化學分析方法[M].北京：中國農業科技出版社，2000.

[8] 黃昌勇.土壤學[M].北京：中國農業出版社，2001.