鹽堿地改良劑對紫花苜蓿生長的影響

鄭普山,馮悅晨,郝保平,李屹峰,薛志強

（1.山西省農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與資源研究所，山西省土壤環(huán)境與養(yǎng)分資源重點環(huán)境室，山西太原030006；2.山西省農業(yè)科學院右玉試驗站，山西右玉037200）

改造治理及合理開發(fā)利用鹽堿地資源，對緩解我國人口與土地間的矛盾、保持我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展、改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義[1-3]。山西省鹽堿地面積30.13萬hm2，僅大同盆地的鹽堿地面積就有20.44萬hm2。據調查，大同盆地易改良和較易改良的中輕度鹽堿地占85.8%，重度占9.7%，極重度占4.5%，鹽堿地土地資源豐富，可開發(fā)利用的潛力巨大[4-6]。

山西省農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與資源研究所科研人員在改良鹽堿地實踐中，通過對國外鹽堿地改良劑的引進、施用和消化，于2003年先后研制出具有自主知識產權、使用成本低的鹽堿地改良劑國產1號和國產2號。開展的多點試驗研究結果表明，國產1號和國產2號對提高中度、重度鹽堿地作物出苗率和生物產量具有顯著效果。

本試驗于2008—2009年在大同盆地重度蘇打鹽堿地以耐寒、耐鹽堿的牧草與綠肥兼用的紫花苜蓿為供試作物進行了田間試驗，旨在為大規(guī)模采用化學措施與生物措施綜合改良重度以上蘇打鹽堿地提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗區(qū)基本概況

試驗設在大同盆地大同縣黨留莊鄉(xiāng)黨留莊村的重度鹽堿地。該區(qū)平均海拔為1 340 m，屬溫帶大陸性季風氣候，年均降水量391.5 mm，且集中在6—8月份，年平均氣溫5.8℃，全年日照時數為2 973 h，無霜期為125 d左右。干旱、低溫、早霜等災害性氣候頻繁出現。供試土壤為堿化潮 土，質地為輕壤，土壤基本理化性狀如表1所示。

表1 試驗地土壤基本理化性狀

1.2 試驗設計

試驗設4個處理：1.對照，只施用基肥；2.施用國產1號改良劑2 250 kg/hm2；3.施用國產2號改良劑7 960 kg/hm2；4.施用脫硫石膏22 500 kg/hm2。小區(qū)面積30 m2，采用田間隨機排列，4次重復。

試驗地春季井水灌溉后適時耕翻，在各小區(qū)均勻撒施各種鹽堿地改良劑及基肥（硝酸磷肥600 kg/hm2和氯化鉀150 kg/hm2），精細整地，使用小型農機具旋耕20 cm，2 d后采用畜力耬播。供試綠肥作物為新疆大葉紫花苜蓿，播種量為30 kg/hm2。

1.3 土壤樣品的測定

土壤硝態(tài)氮采用酚二磺酸比色法測定，有機質采用重鉻酸鉀容量法測定，速效磷采用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀采用中性醋酸銨浸提-火焰光度法測定。土壤水溶性鹽離子采用無離子水振蕩浸提，HCO3-，CO32-用標準 HCl滴定；Cl-用標準 AgNO3滴定；Ca2+，Mg2+用 EDTA 滴定；SO42-用標準 BaCl2滴定；K+，Na+用火焰光度法測定[7-8]。

1.4 調查項目

在田間分別采取2008年紫花苜蓿播前、生長中期、鮮草收獲期和2009年紫花苜蓿返青期、2次收獲后的0～20 cm土樣，風干處理后測定土樣的pH值（土水比為1∶5）和EC值（土水比為1∶2.5）。紫花苜蓿出苗后調查出苗率，第1年秋季在各小區(qū)選取2 m×3 m樣方測量其鮮草產量，第2年7月中旬和9月上旬收獲紫花苜蓿鮮草，測量其產量。

1.5 數據分析

試驗數據采用Microsoft Excel 2003和SAS軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 施用改良劑對紫花苜蓿出苗率和鮮草產量的影響

施用鹽堿地改良劑的當年，紫花苜蓿的出苗率和鮮草產量比對照均有顯著提高。第1年出苗率比對照提高17.8～30.5百分點（圖1）；鮮草產量比對照提高1 287.9～2 363.5 kg/hm2（圖2），增產25.6%～46.9%；第2年2茬紫花苜蓿鮮草總產量比對照提高1 819.6～4 607.8 kg/hm2（圖3），2 a 3茬累計增收紫花苜蓿鮮草產量3 107.5～6 971.3 kg/hm2，增產19.1%～42.9%。

由圖1～3還可知，改良劑提高紫花苜蓿出苗率由大到小的順序為：脫硫石膏＞國產2號＞國產1號，提高鮮草總產量由大到小的順序為：國產2號＞國產1號＞脫硫石膏。

2.2 施用改良劑后不同處理土壤pH值和EC值的變化

從圖4、圖5可以看出，施用3種改良劑后，不同處理土壤pH值比對照降低0.15～1.26，EC值比對照提高0.13～0.71 ms/cm，其中，施用國產2號和脫硫石膏降低土壤pH值、提高EC值幅度較大。土壤pH值降低的原因是國產1號改良劑中的硫在土壤硫細菌的作用下轉變?yōu)榱蛩?，中和了土壤中的堿；脫硫石膏和含有脫硫石膏的國產2號改良劑，其中的鈣離子代換了土壤膠體上的鈉離子，使土壤膠體上的鈉離子含量減少，降低了土壤堿性，它們的作用使紫花苜蓿種子萌發(fā)和生長的土壤環(huán)境得到改善。

3 結論與討論

本研究表明，重度蘇打鹽堿地施用鹽堿地改良劑后，土壤（0～20 cm）pH值降低 0.15～1.26，減輕了土壤中的堿對紫花苜蓿種子萌發(fā)和出苗的危害；土壤EC值提高0.13～0.71 ms/cm，有利于通過灌水或降雨洗鹽壓堿，土壤理化性狀得到改善。與對照相比，改良劑處理的紫花苜蓿出苗率提高了17.8～30.5百分點，2 a 3茬的紫花苜蓿鮮草總產量提高了3 107.5～6 971.3 kg/hm2，增產19.1%～42.9%。脫硫石膏的施用效果與任坤等[9-12]提高出苗率和生物產量的研究結論一致。在重度蘇打鹽堿地，提高紫花苜蓿出苗率由大到小的順序為脫硫石膏＞國產2號＞國產1號，促進鮮草產量增加由大到小的順序為國產2號＞國產1號＞脫硫石膏。

施用脫硫石膏、國產2號可有效降低土壤pH值、提高紫花苜蓿出苗率，國產2號可明顯提高紫花苜蓿鮮草產量。建議在大同盆地重度蘇打鹽堿地大面積推廣施用脫硫石膏、國產2號的基礎上，選擇種植適宜鹽堿地的牧草兼綠肥作物紫花苜蓿金皇后、甘農3號等速生高產品種，合理施肥并及時防治紫花苜蓿田間草害[12-15]，擴大紫花苜蓿生產，為當地畜牧業(yè)提供優(yōu)質飼草，促進大同盆地“改良鹽堿地—種植牧草—發(fā)展畜牧養(yǎng)殖—畜肥還田—改良鹽堿地”循環(huán)農業(yè)經濟的形成和發(fā)展。

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