石膏基鹽堿土調(diào)理劑對河西飼料玉米生物產(chǎn)量及土壤的影響

張發(fā)勝 俄勝哲 姚佳璇 黃濤 車宗賢 王婷

摘要：通過試驗觀測石膏基鹽堿土調(diào)理劑對飼料玉米產(chǎn)量、土壤pH和全鹽含量的影響，結(jié)果表明，石膏基鹽堿土調(diào)理劑施用量為9 000 kg/hm2時，飼用玉米的生物產(chǎn)量最高，同時顯著降低土壤pH和土壤全鹽含量。河西走廊鹽堿土改良及增加飼料玉米產(chǎn)量，以施用石膏基鹽堿土調(diào)理劑9 000 kg/hm2為宜。

關(guān)鍵詞：石膏基;鹽堿地;飼料玉米;應(yīng)用試驗

中圖分類號：S156.2? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號：1001-1463（2020）09-0010-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.09.004

Abstract：The effects of gypsum-based saline-alkali soil conditioner on yield， soil pH and total salt content of feed corn were observed. The results showed that the lower feed maize with the dosage of 9 000 kg/hm2 of gypsum-based saline-alkali soil conditioner had the highest biological yield and significantly reduced the soil pH and total soil salt content. In order to improve the saline-alkali soil in Hexi Corridor and increase the yield of feed corn， it is advisable to apply gypsi-based saline-alkali soil conditioner of 9 000 kg/hm2.

Key words：Ggypsum-base;Saline-alkali land;Feed corn;Application test

我國鹽堿土分布范圍廣，經(jīng)緯度跨度大，面積約為9.91×107 hm2[1 ]，其中甘肅河西地區(qū)的鹽漬土面積高達1.21×106 hm2[2 ]，主要分布在疏勒河、石羊河、黑河流域。近年來，河西走廊依靠干旱荒漠區(qū)豐富的土地資源、適宜的氣候條件，大力發(fā)展特色農(nóng)牧業(yè)，特別是養(yǎng)殖業(yè)。但土壤鹽漬化是河西走廊土壤的主要障礙因子，如何有效利用河西走廊豐富的土地資源種植飼草，滿足養(yǎng)殖戶或養(yǎng)殖企業(yè)對飼草的需求，促進養(yǎng)殖業(yè)高效快速發(fā)展是當(dāng)?shù)卣蛯W(xué)者關(guān)注的熱點。鹽堿土改良的方法有物理法（排水、沖洗、松土施肥和鋪沙壓鹽等）、生物技術(shù)法（培育耐鹽堿植物脫鹽、施用沼氣肥等有機物料）和化學(xué)法（施用化學(xué)改良劑）等[3 - 4 ]。石膏基鹽堿土調(diào)理劑，其改良原理為利用脫硫石膏中含有的Ca2+與土壤膠體中吸附的Na+（來自土壤中的Na2CO3、NaHCO3）進行置換，并通過淋洗將其排出土體，以達到改土治堿的目的[5 ]。由于土壤膠體粒子長期與鹽堿土中的Na2CO3、NaHCO3、NaCl 等接觸，成為含Na+膠體粒子，而含Na+膠體粒子在土壤中有較好的分散性，能散布在土壤顆粒之間的細縫中，形成致密、不透水的板結(jié)土層[6 ]。不易透水的含Na+板結(jié)層摻石膏后，因Ca2+比Na+對土壤中膠體粒子的吸附能力強，原已吸附的Na+ 會和土壤溶液中的Ca2+發(fā)生離子交換，而含Ca2+膠體微粒的外層不吸附水分子，膠體微粒自己能互相靠近而聚團，土壤就不會板結(jié)，這些過程反復(fù)進行后土壤就形成團粒結(jié)構(gòu)，從而有利于農(nóng)作物根系生長，吸收土壤水分和養(yǎng)分。我們開展了以河西走廊鹽堿土改良和飼料玉米增產(chǎn)為目的的試驗，以期為河西走廊改良鹽堿土和提高作物產(chǎn)量提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗區(qū)概況

試驗在甘肅省嘉峪關(guān)市花海鎮(zhèn)酒鋼祁牧乳業(yè)花海農(nóng)場進行。試驗區(qū)屬溫帶大陸性荒漠氣候，年日照3 000 h，年平均氣溫6.9 ℃，農(nóng)區(qū)最高氣溫8 ℃、最低3.9 ℃。有效積溫? 2 400～3 298 ℃，無霜期119～151 d，年際間波動頻繁。年降水量58.9～100.2 mm，蒸發(fā)量高達2 980 mm以上，氣候極為干燥，干燥度4.43～11.85。土壤類型為干旱鹽土。試驗地播前基本理化性狀為：pH 9.05，含全鹽4.86 g/kg、有機質(zhì)13.6 g/kg、全氮0.69 g/kg、全磷0.52 g/kg、全鉀21.1 g/kg、速效氮92.50 mg/kg、? 速效磷12.0 mg/ kg、? 速效鉀238 mg/kg。

1.2? ?試驗材料

試驗石膏基鹽堿土調(diào)理劑由甘肅潤源公司制備，基本理化性能指標(biāo)為：pH 7.70，含全鹽6.85 g/kg、有機質(zhì)62.1 g/kg、全氮3.73 g/kg、全磷1.28 g/kg、全鉀7.5 g/kg、速效氮668.50 mg/kg、速效磷37.2 mg/kg、速效鉀? ? 4 832 mg/kg、鎘0.029 mg/kg、鉛37.3 mg/kg、砷5.75 mg/kg、汞0.685 mg/kg、鉻23.2 mg/ kg，符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。指示玉米品種為晉單42號。

1.3? ?試驗方法

試驗采用大區(qū)種植，設(shè)4個石膏基鹽堿土調(diào)理劑施用量處理，分別為0、9 000、? 18 000、27 000 kg/hm2。所有處理均施N 150 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2。犁地和播種均采用機械化。石膏基鹽堿土調(diào)理劑、氮肥、磷肥及有機肥做基肥播前一次性施入，翻耕15 cm左右。試驗于2016年4月20日種植，行距60 cm，株距25 cm，田間雜草人工拔除，9月18日分區(qū)收獲。翌年春季將玉米根茬全部移出試驗地。其他栽培管理與當(dāng)?shù)卮筇锘鞠嗤?/p>

1.4? ?飼料玉米樣品采集與測定

玉米成熟收獲期選3點，每點選10株能代表小區(qū)作物生長狀況的植株，連根拔出，根系即刻剪斷直接還田，剩余部分帶回實驗室用于生物性狀考察。玉米果穗和莖葉樣品自然風(fēng)干，部分莖葉樣品于105 ℃殺青30 min，然后65 ℃烘干至恒重。籽粒和秸稈樣品稱重后粉碎過篩（0.5 mm），用于氮磷鉀等元素含量的測定。

1.5? ?土壤pH及全鹽測定

土壤pH采用蒸餾水浸提（1∶2.5），pH計測定;土壤全鹽采用質(zhì)量法測定。

1.6? ?數(shù)據(jù)計算與統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用SAS 8.0進行方差分析。用P≤0.05的LSD值（LSD 0.05）為標(biāo)準(zhǔn)進行不同處理差異顯著性檢驗。表圖繪制采用Excel 2007進行。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?飼用玉米生物產(chǎn)量

由圖1可以看出，施用石膏基鹽堿土調(diào)理劑對飼料玉米的生物量有顯著的影響。隨著石膏基鹽堿土調(diào)理劑施用量的增加，飼料玉米生物量先顯著增加，后又顯著降低。? ?9 000 kg/hm2處理玉米生物產(chǎn)量顯著地高于其他處理，18 000、27 000 kg/hm2處理生物產(chǎn)量雖顯著低于9 000 kg/hm2 處理，但顯著高于CK處理，18 000、27 000 kg/hm2處理間飼料玉米生物產(chǎn)量差異不顯著。

2.2? ?土壤全鹽和pH

通過圖2可以看出，施用石膏基鹽堿土調(diào)理劑顯著地降低了土壤pH，土壤pH隨石膏基鹽堿土調(diào)理劑施用量的增加呈現(xiàn)先降低，后逐漸穩(wěn)定的趨勢。CK、9 000 kg/hm2、18 000 kg/hm2處理間pH差異達極顯著水平，而18 000 kg/hm2和27 000 kg/hm2處理差異不顯著。從圖3可以看出，施用低量石膏基鹽堿土調(diào)理劑土壤全鹽含量略有下降，而施用高量石膏基鹽堿土調(diào)理劑時則顯著增加。 3? ?小結(jié)與討論

施用石膏基鹽堿土調(diào)理劑對飼用玉米的生物產(chǎn)量有顯著的影響。隨著石膏基鹽堿土調(diào)理劑施用量的增加，飼用玉米生物產(chǎn)量先顯著增加后又顯著降低。施用9 000 kg/hm2石膏基鹽堿土調(diào)理劑處理的玉米生物產(chǎn)量顯著高于其他處理，且有利于降低土壤pH和全鹽量，表明9 000 kg/hm2是比較適宜的石膏基鹽堿土調(diào)理劑用量，適宜于改良鹽漬化土壤。

施用石膏基鹽堿土調(diào)理劑后，不易透水的板結(jié)層Na+被Ca2+替換，含Ca2+ 膠體微粒形成不易板結(jié)的團粒結(jié)構(gòu)，對種子萌發(fā)、根系發(fā)育、作物增產(chǎn)以及培肥土壤有著重要的影響[7 ]。秦萍等[7 ]在寧夏銀北重度堿化鹽土區(qū)的研究認為，施用脫硫石膏顯著增加向日葵的出苗率、株高、千粒重和產(chǎn)量。張建中等[2 ]在河西走廊鹽漬土區(qū)施用多功能調(diào)理劑的研究表明，施用多功能調(diào)理劑的甜高粱產(chǎn)草量較對照增加181.13%，且多功能調(diào)理劑的施用量與甜高粱產(chǎn)草量呈正相關(guān)關(guān)系。

鹽堿土改良的途徑有減輕水分蒸發(fā)抑制鹽分表聚、降低土壤pH和土壤鹽分含量[8 - 9 ]。安東等[10 ]在寧夏大興墩村鹽堿土區(qū)施用石膏、硫磺、有機肥、PAM等4種改良劑的結(jié)果表明，施用石膏能有效降低土壤pH，促進土壤養(yǎng)分吸收和利用。在本試驗中，土壤pH隨石膏基鹽堿土調(diào)理劑施用量的增加而降低，原因是石膏基鹽堿土調(diào)理劑中的大量Ca2+代換土壤膠體吸附的H+、Na+發(fā)生離子，從而降低了土壤pH，減少了鹽漬化對植物的毒害作用。鈉吸附比（SAR）是評價土壤鹽堿化程度的一個重要指標(biāo)，施用石膏基鹽堿土調(diào)理劑一定程度降低了SAR，有利于緩解土壤鹽漬化程度[10 - 11 ]。施低量石膏基鹽堿土調(diào)理劑土壤全鹽量略微下降，但18 000 kg/hm2和27 000 kg/hm2處理的石膏基鹽堿土調(diào)理劑增加了土壤全鹽量。綜合分析，河西走廊鹽漬化區(qū)施用石膏基鹽堿土調(diào)理劑以9 000 kg/hm2為宜，有利于玉米生物產(chǎn)量的最大化。

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（本文責(zé)編：陳? ? 偉）