施用磷石膏對甘肅引黃灌區重度鹽堿地改良效果研究

展爭艷 顧生芳 展成業

（1. 蘭州資源環境職業技術學院，甘肅蘭州 730021；2. 靖遠縣農業農村局，甘肅靖遠 730600）

1 引言

甘肅引黃灌區鹽漬化土壤主要為Cl－/SO42－類型，受干旱地區蒸發量遠大于降水量的自然條件影響以及農業灌溉重灌輕排的傳統灌溉方式，使土體中的鹽分含量表聚，耕層土壤含鹽量增加，從而加重了土壤鹽漬化程度［1］。磷石膏在改良土壤結構、降低鹽分含量、調節土壤pH、激活土壤營養元素等特性方面研究已有報道［2－5］，但對Cl－/SO42－型重度鹽漬化土壤的改良效果研究鮮有報道。試驗通過施用農業廢棄物磷石膏改良鹽堿地等技術研究和示范，探索磷石膏施用對土壤鹽分的影響和增產機理，為鹽堿地改良提供技術支撐和產品支持，篩選適合當地鹽堿地改良技術模式和土壤改良劑，達到工業廢棄資源高效利用的目的。

2 材料與方法

2.1 供試土壤

試驗地選擇在甘肅省靖遠縣東灣鎮大壩村，海拔1 393 m；土壤為重度鹽堿，土類為灌淤土，質地為壤土；前茬作物為玉米，畝產100 kg 左右。試驗前采集土壤樣品測定基礎肥力，其中，pH 值為9.30，含鹽量7.20 g/kg，有機質10.2 g/kg，堿解氮38.2 mg/kg，有效磷26.7 mg/kg，速效鉀180 mg/kg。

2.2 試驗材料

供試土壤調理劑為北京北農康地生物技術有限公司生產的“康地寶”；土壤改良劑磷石膏由甘肅甕福公司提供，其含CaO≥20%，MgO≥20%，有機質≥10%，pH 值為4.50～6.50。

指示作物為玉米，品種選擇當地常規品種豫玉22 號。

2.3 試驗設計

試驗共設9 個處理，3 次重復，小區采用隨機區組排列，小區面積20.0 m2（5.0 m×4.0 m），小區20 cm寬田埂隔離。各處理及施用量設為：處理T1不施改良劑（CK）；處理T2施用土壤調理劑1.5 t/hm2；處理T3施用磷石膏3.0 t/hm2；處理T4施用磷石膏6.0 t/hm2+土壤調理劑1.5 t/hm2；處理T5施用磷石膏6.0 t/hm2；處理T6施用磷石膏9.0 t/hm2；處理T7施用磷石膏12.0 t/hm2+土壤調理劑1.5 t/hm2；處理T8施用磷石膏12.0 t/hm2；處理T9施用磷石膏15.0 t/hm2。

2.4 試驗管理

2019 年4 月25 日試驗地施基肥磷酸二銨（含P2O546%、含N18%）450 kg/hm2，24%硫酸鉀鎂300 kg/hm2。播種時間為2019 年4 月28 日，采用旋耕式播種，出苗后定苗1 株，保苗4.80 萬株/hm2。試驗過程中結合灌水施用尿素（含N46%）追肥2 次，施肥量共計600 kg/hm2。

供試作物玉米全生育期共計灌水6 次，每次灌水量1 200 m3/hm2，于2019 年5 月25 日灌溉第一水，2019 年9 月18日為第六水，其中第二水灌溉時追施尿素225 kg/hm2，第四水灌溉時追施尿素375 kg/hm2。

供試作物玉米主要生育期時間為：播種期2019年4 月28 日，出苗期2019 年5 月3 日，抽雄期2019 年8 月3 日，成熟期2019 年9 月25 日。

3 結果與分析

3.1 土壤pH

pH 值可以直接反映土壤活性酸含量。施用土壤改良劑以前，各試驗區土壤的pH 均值為9.30，處理后土壤的pH 值見表1。

表1 不同處理土壤pH 值變化

由表1 可以看出，與不施磷石膏（T1）相比，在重度鹽堿地上施用磷石膏，均能使土壤pH 值降低（T2～T9），降幅為4.73%～10.22%，其中，當施用磷石膏12.0 t/hm2配合施用土壤調理劑1.5 t/hm2（T7）時，土壤pH 值降幅最大。磷石膏施用量為12.0 t/hm2時，配施土壤調理劑，土壤pH 值降低更多（T7＞T8）。當磷石膏施用量增大至15.0 t/hm2時，土壤pH 值降幅減小。

在不配施土壤調理劑（T2，T4，T7）的情況下，僅考慮磷石膏施用量（T1，T3，T5，T6，T8，T9）對土壤pH 的影響時，擬合二者關系曲線發現（見圖1），重度鹽堿地土壤pH 值與磷石膏施用量呈高度負相關，y=0.004 7x2－0.115 8x+9.128 6（R2=0.98）。在供試條件下，當磷石膏施用量為12.0 t/hm2（T9）時，土壤pH 值最低。由此可見，在Cl－/SO42－型重度鹽堿地上施用磷石膏可以有效降低土壤的pH 值，改善土壤的酸堿環境。

圖1 磷石膏施用量與土壤pH 值的相關性

3.2 土壤含鹽量

試驗前后采集各試驗區耕作層0～30 cm 土壤測定土壤鹽分含量。各處理前土壤的鹽分均值為7.20 g/kg，經不同處理后土壤鹽分含量見表2。

表2 不同處理土壤鹽分變化

由表2 可以看出，不同處理下各試驗區土壤鹽分含量較改良劑施用前都有所下降，但降幅不同。其中，當施用磷石膏為12.0 t/hm2配合施用土壤調理劑1.5 t/hm2（T7）時，鹽分含量降幅最大，這與3.1 處理T7條件下土壤pH 值的降幅最大相一致。其他處理鹽分含量變幅不具有規律性，見圖2。

圖2 磷石膏施用量與土壤鹽分的相關性

3.3 玉米成熟期性狀分析

在鹽堿地作物的種子萌發和生長會受到限制，施用土壤改良劑可以有效改善這一問題，為提高作物產量提供基本保障［6］。供試作物玉米品種在研究區域推廣應用范圍廣，是當地常規經濟作物之一。研究中不同處理玉米成熟期生物學性狀分析見表3。

表3 不同處理玉米成熟期生物學性狀

根據表3 計算得到，試驗不同處理下玉米株高變幅在0%～14.2%，穗長變幅為－23.5%～0%，百粒質量變幅為－2.6%～－1.0%。綜合玉米成熟期各性狀表現，以處理T7變化最明顯，但不同處理供試作物玉米的生物學性狀較處理前變化不明顯。

3.4 玉米產量

不同處理玉米作物的產量見表4。

表4 不同處理玉米產量分析

由表4 可以看出，不同處理玉米產量變化較大，其中T2在供試條件下產量較不施磷石膏的產量更低，減產嚴重，這可能是由試驗小區土壤環境的不均衡性引起的。T7的增產最為明顯，較之T1增產率高達18.4%。除T2外，不同處理玉米的產量與磷石膏的投入量成正比關系，均有不同程度的增產，增產率在10%左右。

4 結論

工業廢棄物磷石膏在改良鹽堿地資源化利用中的成效已有很多報道。研究中對典型的甘肅引黃灌區Cl－/SO42－型鹽堿地施用磷石膏后的土壤和作物的性狀進行分析，為當地鹽堿地改良和農業經濟提供精準服務。試驗結果表明，施用不同量的磷石膏均能有效降低土壤堿性和鹽分含量，其中，當磷石膏施用量為12.0 t/hm2并配合施用土壤調理劑1.5 t/hm2時，在研究的處理中土壤pH 值和鹽分含量降幅最大，供試作物的生物學性狀變化較小，供試作物玉米的增產率為18.4%。