土壤理化性質(zhì)對(duì)鹽堿地水稻產(chǎn)量的影響

樊建瓊 胡延濤

[摘 要]為全面掌握大荔縣鹽堿地土壤理化性質(zhì)對(duì)水稻產(chǎn)量的影響，通過在大荔縣鹽堿地種植水稻，設(shè)置空白對(duì)照（CK），比較分析了土壤pH、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷及速效鉀含量對(duì)水稻產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：土壤pH、電導(dǎo)率下降越多，水稻產(chǎn)量越高，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷及速效鉀含量提高越高，水稻產(chǎn)量越高。種植水稻可有效改善鹽堿地土壤理化性質(zhì)。

[關(guān)鍵詞]鹽堿地；理化性質(zhì)；水稻產(chǎn)量

[中圖分類號(hào)]S511 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

鹽漬土（又稱鹽堿土）是受土體中鹽堿成分作用的各種鹽土和堿土以及其他不同程度鹽化和堿化類型的土壤。土壤鹽漬化會(huì)危害農(nóng)作物的生理生化代謝過程，重度鹽漬化地區(qū)幾乎不能生長農(nóng)作物，導(dǎo)致鹽漬化地區(qū)土地利用率低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相對(duì)滯后。我國鹽漬土占地面積大、分布廣，耕地面積相對(duì)少，鹽漬化地區(qū)作為潛在的耕地后備資源，具有巨大的開發(fā)潛力。探究生物治堿新模式，對(duì)于合理開發(fā)利用鹽漬化地區(qū)，發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，堅(jiān)守18億畝耕地紅線及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

鹽堿地種植耐鹽堿作物有助于應(yīng)對(duì)全球鹽化威脅和淡水資源問題。我國上世紀(jì)50 年代初，東北地區(qū)在大面積墾殖鹽堿地過程中提出了“以稻治堿”的種植模式，成效顯著，是我國在長期治堿工作中摸索到的行之有效的成功經(jīng)驗(yàn)。大量科學(xué)研究及生產(chǎn)實(shí)踐證明，在鹽堿地種植水稻是生物治堿的最有效方式之一。鹽堿地經(jīng)過長期種植水稻不僅可以改良土壤性質(zhì)，改善生態(tài)環(huán)境，而且可以合理有效開發(fā)耕地后備資源，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保障國家糧食安全。目前，鹽堿地種植水稻的相關(guān)研究多集中在東北、華北及濱海鹽堿地區(qū)。

依據(jù)第二次全國土地調(diào)查，陜西省大荔縣鹽堿地鹽漬化嚴(yán)重，土壤鹽漬化已嚴(yán)重阻礙該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，是全省重點(diǎn)治理區(qū)域。面積為1445 hm2，占全省鹽堿地的9.43%?！耙缘局螇A”作為該地區(qū)治理鹽堿地的新模式，目前這方面的相關(guān)研究還較少。因此，本試驗(yàn)在大荔縣嚴(yán)重鹽漬化地區(qū)種植水稻，測(cè)定土壤理化指標(biāo)及水稻產(chǎn)量，分析土壤pH、電導(dǎo)率及養(yǎng)分含量對(duì)水稻產(chǎn)量的影響，以期全面掌握該地區(qū)鹽堿地土壤理化性質(zhì)對(duì)水稻產(chǎn)量的影響，為該地區(qū)如何在鹽堿地科學(xué)種植水稻提供必要的指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于陜西省大荔縣（34°36′-35°02′N，109°43′-110°19′E），古稱同州。該縣屬汾渭谷地關(guān)中渭河平原區(qū)，暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫13.4 ℃，≥10 ℃積溫為4 626 ℃，降水多集中在夏季，水熱波動(dòng)大。年均降水量514 mm，年蒸發(fā)量968.3 mm，無霜期214 d，年均日照時(shí)為2385.2 h。境內(nèi)地勢(shì)平坦，土壤肥沃，灌溉條件優(yōu)越。主要土類有黃土性土、粘質(zhì)壤土、淤土及塿土等。最大凍土層深40 cm。

水稻田總面積約2 000畝（1 333 333 m2），原始地貌為雜草叢生的廢棄?mèng)~塘。經(jīng)除草、土地平整、深翻晾曬、泡田和打漿等一系列工程措施后整改為水稻田。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2016年4-11月進(jìn)行。水稻田經(jīng)前期整地后，以50*80m劃分為若干個(gè)小區(qū)，小區(qū)之間用田埂、截水溝及排水溝隔開，選定其中條件較為均一的60畝（40 000m2）10個(gè)小區(qū)作為試驗(yàn)田，試驗(yàn)設(shè)空白對(duì)照（CK），該小區(qū)不插秧，管理與其他9個(gè)小區(qū)一樣，按水稻成熟曬干后質(zhì)量由高到低分為四個(gè)等別，分別為A1、A2、A3、A4。

5月30日每個(gè)小區(qū)按110 kg·hm-2撒施復(fù)合肥（N：P：K=15：15：15），6月7日插秧，水稻品種均為“黃金晴”，水稻田每一小區(qū)灌溉水源均為黃河水，灌溉量、時(shí)間按水稻生長習(xí)性嚴(yán)格把控，除蟲除草方式及時(shí)間均一致。于試驗(yàn)田插秧前、水稻成熟收割后采集土樣及測(cè)定產(chǎn)量。

1.3 樣品采集

試驗(yàn)共采集土樣2次，分別為水稻田插秧前（2016年6月4日）、水稻成熟收割后（2016年11月2日）、每個(gè)小區(qū)按S形分別采集10個(gè)土樣，每個(gè)代表土樣由5-10個(gè)樣點(diǎn)混合而成，取混合樣土1 kg左右，用四分法去除多余的土壤，風(fēng)干后測(cè)定土壤理化指標(biāo)；每個(gè)小區(qū)單獨(dú)收割裝袋，晾曬干后測(cè)定產(chǎn)量。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

土壤pH采用電位法測(cè)定；土壤電導(dǎo)率采用測(cè)定土壤水溶性鹽法測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法（外加熱法）；全氮含量采用半微量凱氏法測(cè)定；土壤有效磷含量采用0.5 mol/ L NaHCO3法測(cè)定；土壤速效鉀含量采用火焰光度法測(cè)定；每個(gè)小區(qū)水稻產(chǎn)量測(cè)定采用稱重法。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007處理與分析，用SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析和差異性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽堿地土壤pH和電導(dǎo)率對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

土壤pH和含鹽量是鹽漬化地區(qū)影響植物生長的最重要的障礙性指標(biāo)。土壤含鹽量與土壤電導(dǎo)率之間關(guān)系極為密切，一般土壤含鹽量與土壤電導(dǎo)率成線性關(guān)系，電導(dǎo)率越高，土壤含鹽量越高，反之亦然。表1結(jié)果表明：水稻成熟收割后土壤pH表現(xiàn)出CK>A4>A3>A2>A1，較空白對(duì)照組，差異顯著，水稻成熟收割后較插秧前土壤pH均顯著降低；水稻成熟收割后土壤電導(dǎo)率也表現(xiàn)出CK>A4>A3>A2>A1，較空白對(duì)照組，除A4外，其余差異顯著，同時(shí)，收割后較插秧前土壤電導(dǎo)率顯著降低。

2.2 鹽堿地土壤養(yǎng)分對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

養(yǎng)分吸收是物質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而物質(zhì)生產(chǎn)又是稻谷產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)。大量研究表明，土壤養(yǎng)分含量對(duì)作物產(chǎn)量具有顯著影響，直接影響水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。表2結(jié)果表明：水稻成熟收割后土壤有機(jī)質(zhì)含量A1>A2>A3>A4>CK，較空白對(duì)照組，均差異顯著；土壤全氮含量A1>A2>A3>A4>CK，A1較空白對(duì)照組，差異顯著；土壤速效磷含量A1>A2>A3>CK>A4，A1、A2、A3較空白對(duì)照組，差異顯著；土壤速效鉀含量A1>A2>A3>A4>CK，A1較空白對(duì)照組，差異顯著。

3 討論與結(jié)論

本研究表明，在同等條件下，土壤pH和電導(dǎo)率降低越多，水稻產(chǎn)量越高；種植水稻可以顯著降低土壤pH和電導(dǎo)率。這可能是因?yàn)樗畬拥拇嬖?，?duì)耕層土體的可溶性鹽堿起到淋溶作用，使土壤表層的鹽分向下運(yùn)動(dòng)，土壤深層可溶性鹽分不會(huì)上升至土壤表面，同時(shí)隨著水稻的生長，水稻根系可以分泌離子、有機(jī)酸、氨基酸等物質(zhì)來降低土壤pH，水稻根系分泌的H+和檸檬酸等有機(jī)酸及螯合物質(zhì)，導(dǎo)致根際土壤進(jìn)一步酸化，土壤pH和電導(dǎo)率的降低又促進(jìn)水稻自身的生長發(fā)育，降低程度越大，水稻產(chǎn)量越高。

從養(yǎng)分吸收積累到稻谷生產(chǎn)經(jīng)過了一系列復(fù)雜的生理、生化過程，故土壤養(yǎng)分含量高低直接影響水稻產(chǎn)量，鹽堿地水稻成熟收割后土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、速效磷含量越高，水稻產(chǎn)量越高。同等管理?xiàng)l件下，水稻產(chǎn)量存在差異，可能是因?yàn)樵囼?yàn)田每一個(gè)小區(qū)在鹽堿脅迫條件下，土壤理化性質(zhì)和性狀存在差異，鹽堿脅迫分布存在不均衡狀況，從而導(dǎo)致水稻的生長發(fā)育受到不同影響。A4產(chǎn)量最低，可能是由于該小區(qū)土壤pH、電導(dǎo)率高，具有可溶性鹽含量高，嚴(yán)重影響水稻的生長發(fā)育，尤其是水稻的幼穗分化和小穗形成期，從而降低穗粒數(shù)及穗重，影響產(chǎn)量。

本研究還表明，種植水稻后，土壤pH、電導(dǎo)率呈下降趨勢(shì)，而土壤養(yǎng)分含量呈上升趨勢(shì)，說明鹽堿地種植水稻可以有效改善土壤理化性質(zhì)。隨著水稻根系的生長，土壤孔隙度增大，土壤質(zhì)地不斷優(yōu)化，從而改善土壤的物理結(jié)構(gòu)，促使土壤呼吸作用加強(qiáng)。隨著水稻根系分泌物、降解物的增加，土壤pH、電導(dǎo)率的降低，可以進(jìn)一步加強(qiáng)土壤微生物與酶的代謝活動(dòng)，有效提高土壤養(yǎng)分含量，增加土壤的穩(wěn)定性，對(duì)于防止土壤水分與養(yǎng)分的流失具有重要的意義。

在相同處理?xiàng)l件下，地勢(shì)高低可能是造成鹽堿地水稻產(chǎn)量差異的主要原因。從大地形看，總體地勢(shì)高差表現(xiàn)為：A1>A2>A3>A4。水溶性鹽隨灌溉水從高處向低處移動(dòng)，易在低洼地帶積聚，地勢(shì)較低處又易造成排水不暢，導(dǎo)致地下水位上升而積鹽，從而影響水稻的生長及產(chǎn)量。地勢(shì)高低對(duì)該地區(qū)地表水和地下水的運(yùn)動(dòng)，與鹽分的移動(dòng)和積聚的密切關(guān)系還須進(jìn)一步研究。

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