濱海鹽堿地控釋摻混肥配施調(diào)理劑對小麥生長的影響*

朱家輝，陳寶成，王曉琪，周華敏，梁 海，劉之廣，陳劍秋

(1.土肥資源高效利用國家工程實(shí)驗(yàn)室，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 山東泰安 271018；2.養(yǎng)分資源高效開發(fā)與綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司 山東臨沭 276700)

濱海鹽堿地控釋摻混肥配施調(diào)理劑對小麥生長的影響*

朱家輝1，陳寶成1，王曉琪1，周華敏1，梁 海1，劉之廣1，陳劍秋2

(1.土肥資源高效利用國家工程實(shí)驗(yàn)室，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 山東泰安 271018；2.養(yǎng)分資源高效開發(fā)與綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司 山東臨沭 276700)

為了研究控釋摻混肥與土壤調(diào)理劑和生物有機(jī)肥配施對種植小麥的輕度鹽化的濱海鹽堿地的土壤性質(zhì)、作物產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益方面的影響，利用濱海鹽堿地進(jìn)行小麥大田試驗(yàn)，并與農(nóng)民習(xí)慣施肥進(jìn)行對比。試驗(yàn)結(jié)果表明：在20～40 cm土壤中，與CCF處理相比，CRF處理可降低土壤全鹽量6.6%～13.2%；相比CCF處理，CRF處理在小麥各個(gè)時(shí)期增加了耕層土壤的硝態(tài)氮含量，增幅為2.9%～13.1%，差異顯著；CRF處理的小麥千粒重和產(chǎn)量均為最高，分別為37.45 g和5 963 kg/hm2，較CCF處理差異顯著，產(chǎn)量較CCF處理增加15.4%；CRF處理較CCF處理增加純收入1 682元/hm2，差異顯著。從施肥便捷性、小麥產(chǎn)量和純收入考慮，在低含鹽量的濱海鹽堿地種植小麥，推薦施用控釋摻混肥。

小麥；濱海鹽堿地；控釋摻混肥；調(diào)理劑

山東省濱海鹽堿地主要分布在黃河三角洲地區(qū)，其輕度鹽堿地面積有增長趨勢，而中度和重度鹽堿地面積有減少趨勢[1]。目前，國家和山東省正在渤海鹽堿地實(shí)施“渤海糧倉”項(xiàng)目，玉米、小麥、水稻等是該工程種植的主要糧食作物。由于受土壤全鹽量和養(yǎng)分含量的影響，濱海鹽堿地作為土壤資源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的利用受到限制，如何合理地充分利用濱海鹽堿地是多年來研究的內(nèi)容之一。

目前在改良鹽堿地的方法中，主要的物理措施有鋪沙、覆蓋、鋪設(shè)暗管排水、建立膜下溫室等[2- 3]，主要的化學(xué)措施有施用牛糞、脫硫石膏、天然礦物等[4- 9]，主要的微生物措施有施用生物有機(jī)肥等[10]。施用土壤調(diào)理劑和合理施肥也是控制鹽分的重要措施之一。

農(nóng)民采用一次性大量施用化肥作為底肥的施肥方式使肥料在土壤中被淋失和殘留，同時(shí)增加了土壤中鹽離子的含量，不僅破壞土壤，而且沒有十分明顯的增產(chǎn)效果[11]。研究表明，通過施肥來調(diào)控土壤鹽分是一種有效途徑[12]?？蒯尫实酿B(yǎng)分釋放曲線與作物需肥規(guī)律相一致，可滿足一季作物的養(yǎng)分需求[13]，不會(huì)造成養(yǎng)分的淋失和殘留；另外，腐殖酸、有機(jī)微生物菌劑等土壤調(diào)理劑對鹽堿地改良具有一定的作用[14]。目前，緩控釋肥以及緩控釋肥與腐殖酸和有機(jī)微生物肥等配施在鹽堿地上應(yīng)用效果的研究相對較少。黃河三角洲鹽堿土速效鉀含量較高而有效磷含量較低，農(nóng)民在施肥過程中施用的磷肥較少，而磷肥偏酸性，對降低濱海鹽堿地的堿性有一定作用。

為實(shí)現(xiàn)合理施肥、調(diào)節(jié)鹽堿土性質(zhì)以及提高小麥產(chǎn)量，在輕度鹽化濱海鹽堿地施用控釋摻混肥，結(jié)合腐殖酸、有機(jī)微生物肥等土壤調(diào)理劑并施用腐殖酸復(fù)合肥，與農(nóng)民習(xí)慣施肥進(jìn)行對比，研究了控釋摻混肥配施調(diào)理劑對濱海鹽堿地條件下小麥生長、土壤養(yǎng)分及化學(xué)性質(zhì)的影響，以期獲得適合該區(qū)域的小麥合理施肥配方，為濱海鹽堿地種植冬小麥提供科學(xué)建議。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2014年10月15日，在山東省濱州市無棣縣“渤海糧倉”項(xiàng)目示范區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)。該地區(qū)屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，土壤為輕度鹽化土，土壤基本理化性狀：pH 8.5(水土比2.5∶1.0)，含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.13%，全氮含量1.06 g/kg，有效磷含量10.1 mg/kg，速效鉀含量152.21 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量15.19 g/kg。供試小麥品種為小偃81，生育期240 d。供試肥料為控釋期3個(gè)月的硫加樹脂包膜尿素(含氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%)、普通尿素(含氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)46%)、過磷酸鈣(含P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)18%)、硫酸鉀(含K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%)、復(fù)合肥(N- P2O5- K2O=16- 16- 16)、腐殖酸復(fù)合肥(N- P2O5- K2O=28- 6- 8)、腐殖酸土壤調(diào)理劑、生物有機(jī)肥(嗜鹽微生物+麥麩等)、硫酸亞鐵。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用田間小區(qū)試驗(yàn)，共設(shè)8個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)。每個(gè)小區(qū)面積為6×5=30(m2)，小區(qū)之間設(shè)置0.8 m寬隔離帶。施肥方式為表面撒施，按照當(dāng)?shù)胤绞椒?、播種。施肥設(shè)計(jì)如表1所示。

1.3 樣品采集及測定

小麥播種前，采集試驗(yàn)區(qū)的基礎(chǔ)土樣。在小麥苗期(2014年11月20日)、返青期(2015年3月3日)、抽穗期(2015年5月4日)和成熟期(2015年6月15日)共4個(gè)時(shí)期采集0～20 cm及后3個(gè)時(shí)期20～40 cm土壤樣品(三點(diǎn)取樣法)和植株樣品(五點(diǎn)取樣法)，于2015年7月至8月對土壤各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析化驗(yàn)。

土壤理化性質(zhì)按照土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)分析方法測定：土壤pH采用pH計(jì)測定；土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量采用電導(dǎo)率法測定，即先用0.01 mol/L CaCl2浸提，然后用AA3- A001- 02E，BRAN+LUEBBE流動(dòng)注射分析儀測定；土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀-硫酸加熱氧化法測定；土壤有效磷含量先用0.5 mol/L NaHCO3浸提，然后用Smartchem 200流動(dòng)注射分析儀測定；土壤速效鉀含量采用1 mol/L乙酸銨浸提-火焰光度法測定；植株全氮、全磷、全鉀含量采用H2SO4- H2O2聯(lián)合消煮法測定；植株葉片葉綠素含量(SPAD值)采用SPAD- 502葉綠素儀測定；株高用直尺測量；采用實(shí)打?qū)嵤諟y定小麥產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

相關(guān)數(shù)據(jù)處理采用Excel 2010和SAS 8.0軟件進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析，采用ANOVA進(jìn)行方差分析，不同處理之間采用Duncan′s Multiple Range Test方法檢驗(yàn)各處理平均數(shù)在P<0.05水平的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤不同深度全鹽量的影響

土壤全鹽量一部分來自于土壤本身，一部分與施入的肥料有關(guān)。各處理小麥不同生育期0～20 cm和20～40 cm土壤全鹽量變化分別如圖1和圖2所示。

圖1 各處理小麥不同生育期0～20 cm土壤全鹽量變化

圖2 各處理小麥不同生育期20～40 cm土壤全鹽量變化

由圖1可看出，所有處理的0～20 cm土壤全鹽量變化的整體趨勢一致。由于肥料大多是一次性施入，在苗期所有施肥處理的全鹽量較CK有所增加。在之后的返青期、灌漿期和成熟期，除了HCF和AT處理以外，其他施肥處理的全鹽量與CCF處理差異性不顯著，其原因：①施用腐殖酸調(diào)理劑的處理中，有機(jī)物質(zhì)對鹽分離子具有一定的吸附作用；②控釋肥養(yǎng)分釋放曲線與植物生長養(yǎng)分需求曲線相符，分次釋放不會(huì)造成養(yǎng)分一次性施用過量而增加土壤鹽分，通過AT處理可發(fā)現(xiàn)腐殖酸調(diào)理劑和硫酸亞鐵并未給土壤帶來較多的鹽分。

由圖2可看出：所有處理的20～40 cm土壤全鹽量變化的整體趨勢一致，且在返青期、灌漿期和成熟期與0～20 cm土壤層全鹽量變化趨勢一致；CRF處理的全鹽量較CCF處理明顯降低，降幅為6.6%～13.2%，其主要原因同上。

2.2 不同處理對土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的影響

小麥不同生育期各處理土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量如表2所示。

由表2可知：在整個(gè)小麥生育期內(nèi)，CK和AT處理的土壤硝態(tài)氮含量均保持在較低水平，而CRF處理的土壤硝態(tài)氮含量始終保持在最高水平；在苗期，CRF處理和OCRF處理的土壤硝態(tài)氮含量較其他處理高且差異顯著；與CCF處理相比，CRF處理在小麥生長各個(gè)時(shí)期均提高了土壤硝態(tài)氮含量，增幅在2.9%～13.1%，這是由于控釋肥在小麥生長各個(gè)時(shí)期，尤其是在生長后期具有養(yǎng)分供應(yīng)優(yōu)勢，能長期保持土壤中硝態(tài)氮離子的數(shù)量和活性；HCF，ACRF，OCRF和ACRFT處理的土壤硝態(tài)氮含量與CCF處理差異不顯著?？蒯尫逝c腐殖酸調(diào)理劑和生物有機(jī)肥之間是否存在相互作用，從而影響土壤中硝態(tài)氮含量，需作進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。

注：1)同列中平均值尾部標(biāo)有相同小寫字母表示不同處理之間差異不顯著(P<0.05)，下同

由表2可知：在小麥整個(gè)生育期中，CK和AT處理的土壤銨態(tài)氮含量均保持在較低水平，而CRF處理的土壤銨態(tài)氮含量保持在較高的水平；與CCF處理相比，CRF處理在小麥苗期、返青期和抽穗期提高了土壤銨態(tài)氮含量，增幅為1.1%～25.8%；HCF，ACRF，OCRF和ACRFT處理的土壤銨態(tài)氮含量與CCF處理差異不顯著。同樣，控釋肥與腐殖酸調(diào)理劑和生物有機(jī)肥之間是否存在相互作用，從而影響土壤中銨態(tài)氮含量，需作進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。

2.3 不同處理對土壤有效磷和速效鉀含量的影響

小麥不同生育期各處理0～20 cm土壤有效磷和速效鉀含量如表3所示。

表3 小麥不同生育期各處理0～20 cm土壤有效磷和速效鉀含量 mg/kg

由于試驗(yàn)地土壤有效磷含量較低，與CCF處理相比，CRF，HCF，ACRF，OCRF和ACRFT處理均增加了磷肥施用量。磷元素在土壤中容易因吸附、螯合等而被固定，其在土壤中的移動(dòng)能力差，外源添加對土壤中有效磷含量影響作用較大。過磷酸鈣具有改良?jí)A性土壤的作用，同時(shí)能為土壤提供一定量的磷元素，在鹽堿地與其他肥料配合施用有一定的改良效果。由表3可知，與CCF處理相比，增施磷肥的處理提高了土壤有效磷含量，但這些處理之間差異不顯著，這主要是由于外源磷肥施用所造成的。

由于試驗(yàn)地土壤速效鉀含量較為豐富，因此所有施用鉀肥處理的施鉀量較小。由表3可看出：各處理的土壤中速效鉀含量呈先降低后升高又降低的趨勢，這與小麥相應(yīng)生長時(shí)期從土壤中大量吸收速效鉀以滿足生長需求有關(guān)；在小麥整個(gè)生育期內(nèi)，CK處理的土壤有效鉀含量始終保持在較低水平，但各處理間的土壤速效鉀含量差異并不顯著，其原因是濱海鹽堿地本身含鉀量較為豐富，加之施鉀量相對較小，外源鉀對土壤速效鉀含量的影響不起主要作用。

2.4 不同處理對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

小麥不同生育期各處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量如表4所示。

表4 小麥不同生育期各處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量 g/kg

從整體來看，施用腐殖酸復(fù)合肥、腐殖酸調(diào)理劑和生物有機(jī)肥的處理對土壤有機(jī)質(zhì)含量的提高有明顯作用，與不施用的處理間差異顯著；ACRF處理最優(yōu)，土壤有機(jī)質(zhì)含量在22.19～22.52 g/kg，而CCF和CRF處理對土壤有機(jī)質(zhì)含量增加不明顯。這是由于腐殖酸調(diào)理劑內(nèi)帶有部分有機(jī)物質(zhì)，對提高土壤有機(jī)質(zhì)含量有一定的效果；生物有機(jī)肥本身含有的細(xì)菌可分解有機(jī)物，與其配合的麥麩等物質(zhì)同樣對增加土壤有機(jī)質(zhì)含量有一定幫助；腐殖酸復(fù)合肥中的有機(jī)物質(zhì)也有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，可改良土壤性質(zhì)。

2.5 不同處理對小麥產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

不同處理的小麥產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益如表5所示。

由表5可知：不同處理的小麥籽粒的千粒重不同，CRF處理的千粒重最大，OCRF處理其次，相較于其他處理差異顯著；各處理小麥產(chǎn)量不同，以CRF處理最高，產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平；與CCF處理相比，CRF處理增產(chǎn)、增收效果明顯，對鹽堿地的整體改良效果較好；與CCF處理相比，由于HCF處理的增產(chǎn)效果不顯著且肥料成本高，導(dǎo)致其收入減少；由于ACRF，OCRF和ACRFT處理分別施用大量的腐殖酸調(diào)理劑和生物有機(jī)肥，雖然比CCF處理有一定的增產(chǎn)效果，但由于肥料成本過高，導(dǎo)致純收入減少較多。從施肥便捷性、小麥產(chǎn)量和純收入綜合考慮，推薦使用CRF處理的施肥配方。

表5 不同處理的小麥產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益

3 結(jié)語

(1)CRF，HCF，ACRF，OCRF和ACRFT處理對0～20 cm土壤全鹽量的影響與CCF處理差異不顯著；在20～40 cm土壤中，與CCF處理相比，CRF處理的全鹽量降低較為明顯，降幅為6.6%～13.2%。

(2)與CCF處理相比，CRF處理在小麥全生育期內(nèi)提高了土壤硝態(tài)氮含量，增幅為2.9%～13.1%；在小麥苗期、返青期和抽穗期，提高了土壤銨態(tài)氮含量，增幅為1.1%～25.8%。

(3)與其他處理相比，HCF，ACRF，OCRF，ACRFT和AT處理提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，差異均達(dá)到顯著水平，其中：ACRF處理最優(yōu)，土壤有機(jī)質(zhì)含量在22.19～22.52 g/kg；CCF和CRF處理對土壤有機(jī)質(zhì)含量影響較小。

(4)CRF處理的小麥千粒重最大，與CCF處理的差異達(dá)顯著水平；小麥產(chǎn)量以CRF處理最高，達(dá)5 963 kg/hm2，比CCF處理增產(chǎn)15.4%，差異達(dá)顯著水平；CRF處理較CCF處理增加純收入1 682元/hm2，差異達(dá)顯著水平;與CCF處理相比，HCF處理的增產(chǎn)效果不顯著且肥料成本高，因此其純收入低于CCF處理；ACRF，OCRF和ACRFT處理有一定的增產(chǎn)效果，但由于施用量大和肥料成本高，導(dǎo)致其純收入較CCF處理減少較多。

綜上所述，從施肥便捷性、小麥產(chǎn)量和純收入考慮，在低含鹽量濱海鹽堿地種植小麥，推薦施用控釋摻混肥。

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EffectsofCombinedApplicationofControlled-ReleaseBulkBlendedFertilizerwithConditionerinCoastalSalineSoilonWheatGrowth

ZHU Jiahui1, CHEN Baocheng1, WANG Xiaoqi1, ZHOU Huamin1, LIANG Hai1, LIU Zhiguang1, CHEN Jianqiu2

(1.National Engineering Laboratory for Efficient Utilization of Soil and Fertilizer Resources, College of Resources and Environment, Shandong Agricultural University, Tai′an 271018, China；2.State Key Laboratory of Nutrition Resources Integrated Utilization, Shandong Kingenta Ecological Engineering Co., Ltd., Linshu 276700, China)

wheat; coastal saline area; controlled- release bulk blended fertilizer; conditioner

黃河三角洲鹽堿地快速改良技術(shù)研發(fā)集成與示范山東省自主創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化專項(xiàng)(2014ZZCX07402);山東農(nóng)業(yè)大學(xué)鹽堿地改良利用項(xiàng)目，史丹利功能性生物肥料基金(380076)

朱家輝(1991—)，男，碩士研究生，主要從事土壤化學(xué)及環(huán)境效應(yīng)研究; zhujiahui319@126.com

陳寶成(1969—)，男，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事土肥高效利用及土壤化學(xué)研究；bcch108205@163.com

S146

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1006- 7779(2017)02- 0061- 06

2017- 01- 07)