醋渣覆蓋對(duì)鹽漬化麥田土壤及小麥產(chǎn)量相關(guān)性狀的影響

余桂紅，朱孔志，張 鵬，盧 俊，馬鴻翔

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，江蘇南京 210014；2.江蘇金色農(nóng)業(yè)股份有限公司，江蘇鹽城 224100)

江蘇省位于中國(guó)東部沿海中心，海岸線達(dá)888.9 km，濱海灘涂面積約占全國(guó)灘涂面積的1/4，是中國(guó)海岸灘涂面積最大的省份[1]。近年來，江蘇省大量開發(fā)利用沿海灘涂，發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。除種植經(jīng)濟(jì)作物外，水稻和小麥等大田農(nóng)作物也得到了廣泛種植，但沿海灘涂新開墾的麥田大多為中低產(chǎn)的堿性鹽漬土麥田，小麥產(chǎn)量較低，因此對(duì)灘涂新墾農(nóng)田進(jìn)行改良已成為該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中亟待解決的問題之一。

目前鹽漬土改良主要有物理、化學(xué)、工程措施和農(nóng)藝措施改良等方法[2]。作物秸稈覆蓋是農(nóng)藝措施改良鹽漬土的有效方法之一[3-5]。醋渣呈弱酸性[6]，是食醋工廠提煉食醋后廢棄的下腳料，如果將醋渣作為垃圾處理掉，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。目前醋渣堆腐以后與珍珠巖、泥炭土等基質(zhì)混合作為花卉、蔬菜和草坪草的栽培基質(zhì)得到了一定的應(yīng)用[7-9]。醋渣覆蓋與作物秸稈覆蓋效果有類似之處，但醋渣經(jīng)過了釀醋的發(fā)酵過程，具有不攜帶常見病菌和無蟲卵殘留的優(yōu)點(diǎn)。

為探明醋渣覆蓋對(duì)鹽漬土麥田土壤礦質(zhì)元素變化和小麥產(chǎn)量相關(guān)性狀的影響，在小麥播種后用醋渣對(duì)麥田進(jìn)行表層覆蓋，研究醋渣覆蓋對(duì)鹽漬土麥田土壤礦質(zhì)元素變化和小麥產(chǎn)量相關(guān)性狀的影響，以期為沿海灘涂鹽漬土麥田的改良、小麥產(chǎn)量的提高以及醋渣資源的合理化利用等提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在江蘇省鹽城市江蘇金色農(nóng)業(yè)股份有限公司大豐區(qū)海濱灘涂中路港墾區(qū)(北緯33°32′17″，東經(jīng)120°32′07″)進(jìn)行，土壤鹽度為0.3%～0.4%。設(shè)小麥品種和醋渣覆蓋2個(gè)因素，其中小麥品種有3個(gè)，分別為揚(yáng)麥25、揚(yáng)麥20和寧麥13，醋渣覆蓋設(shè)覆蓋和未覆蓋2個(gè)水平。共6個(gè)處理，每處理3次重復(fù)。小區(qū)面積25 m2(5 m× 5 m)，每品種播種20行，行長(zhǎng)5 m，行距25 cm。醋渣在小麥播種后隨即均勻撒施覆蓋于麥田表面, 醋渣用量為45 t·hm-2，購(gòu)自江蘇鎮(zhèn)江恒順醋廠。播種時(shí)間為2017年11月6日。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 土壤樣品 分別在小麥幼苗期、拔節(jié)期和灌漿期采集0～20 cm土壤樣品，每處理3次重復(fù)。土壤經(jīng)風(fēng)干研磨、過篩后送交南京卡文思檢測(cè)技術(shù)有限公司測(cè)定土壤全鉀、全鈉和氯離子含量以及土壤電導(dǎo)率。其中，土壤全鉀含量采用NaOH堿熔-原子吸收火焰光度計(jì)法測(cè)定[10]；土壤全鈉含量采用硝酸-雙氧水-氫氟酸消解，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)測(cè)定[11]；土壤電導(dǎo)率采用鮑士旦[12]的方法測(cè)定；土壤氯離子含量采用硝酸銀滴定法測(cè)定[13]。

1.2.2 植物樣品 在小麥成熟期，每處理每重復(fù)取2個(gè)有代表性的點(diǎn)，調(diào)查1 m行長(zhǎng)的有效穗數(shù)，計(jì)算有效穗數(shù)，同時(shí)隨機(jī)取20株小麥測(cè)定株高、穗長(zhǎng)，并計(jì)數(shù)小穗數(shù)和穗粒數(shù)；小麥?zhǔn)斋@后測(cè)定千粒重和小區(qū)產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 16.0軟件和Mircrosoft Excel 2016分析處理數(shù)據(jù)，采用雙因素方差分析法進(jìn)行方差分析，同一品種或同一取樣時(shí)期覆蓋醋渣和未覆蓋醋渣間的差異采用t測(cè)驗(yàn)進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 醋渣覆蓋對(duì)土壤電導(dǎo)率以及氯離子、全鈉和全鉀含量的影響

由表1可知，在小麥幼苗期、拔節(jié)期和灌漿期，醋渣覆蓋處理的土壤電導(dǎo)率分別為1 199.44、820.00和748.89 μS·cm-1，較未覆蓋醋渣處理分別降低16.9%、36.7%和22.9%，差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；醋渣覆蓋后土壤氯離子含量分別為104.71、63.14和58.40 mg·kg-1，較未覆蓋醋渣處理分別降低23.0%、42.9%和 33.1%，差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；而醋渣覆蓋與未覆蓋處理間土壤全鈉、全鉀含量則無顯著差異。說明醋渣覆蓋能顯著降低土壤電導(dǎo)率和氯離子含量，而對(duì)全鈉、全鉀含量無顯著影響。覆蓋處理和取樣時(shí)期對(duì)土壤電導(dǎo)率存在顯著的互作效應(yīng)(P<0.01)，而對(duì)氯離子、全鈉和全鉀含量均無顯著的互作效應(yīng)。另外，隨小麥生育進(jìn)程推進(jìn)，各處理的土壤電導(dǎo)率和氯離子含量呈逐漸下降的變化趨勢(shì)。

表1 小麥不同生育期的土壤電導(dǎo)率以及氯離子、全鈉和全鉀含量

2.2 醋渣覆蓋對(duì)小麥農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，醋渣覆蓋條件下，寧麥13、揚(yáng)麥20和揚(yáng)麥25的有效穗數(shù)分別為507.73×104、475.24×104和621.14×104·hm-2，較未覆蓋醋渣處理分別增加76.0%、35.4%和44.4%，差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；醋渣覆蓋條件下，寧麥13、揚(yáng)麥20和揚(yáng)麥25的株高分別為68.07、69.93和71.19 cm，較未覆蓋醋渣處理分別高22.4%、14.0%和13.7%，差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；醋渣覆蓋條件下，寧麥13和揚(yáng)麥20的穗長(zhǎng)顯著長(zhǎng)于未覆蓋醋渣處理(P<0.05)，揚(yáng)麥25的穗長(zhǎng)則與未覆蓋醋渣處理無顯著差異；醋渣覆蓋條件下，寧麥13的小穗數(shù)顯著高于未覆蓋醋渣處理，揚(yáng)麥20和揚(yáng)麥25的小穗數(shù)則與未覆蓋醋渣處理無顯著差異。品種和覆蓋處理對(duì)小麥有效穗數(shù)、株高、穗長(zhǎng)和小穗數(shù)均無顯著的互作效應(yīng)。

表2 不同處理下小麥的有效穗數(shù)、株高、穗長(zhǎng)和小穗數(shù)

2.3 醋渣覆蓋對(duì)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

由表3可知，醋渣覆蓋條件下，寧麥13、揚(yáng)麥20和揚(yáng)麥25的產(chǎn)量分別為2 757.69、3 326.69和3 647.13 kg·hm-2，較未覆蓋醋渣處理分別增產(chǎn)259.9%、74.5%和43.2%，差異均達(dá)到顯著水平；醋渣覆蓋條件下，3個(gè)品種的千粒重分別為35.26、38.99和37.92 g，分別較未覆蓋醋渣處理增加29.9%、19.9%和23.8%，差異均達(dá)到顯著水平；醋渣覆蓋條件下，寧麥13的穗粒數(shù)顯著高于未覆蓋醋渣處理，而揚(yáng)麥20和揚(yáng)麥25則與未覆蓋醋渣處理無顯著差異。品種與覆蓋處理對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因子均無顯著互作效應(yīng)。

表3 不同處理下小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子

3 討 論

3.1 醋渣覆蓋對(duì)鹽漬土土壤鹽度相關(guān)礦質(zhì)元素和氯離子含量變化的影響

農(nóng)作物秸稈覆蓋能降低土壤的水分蒸發(fā)，抑制鹽漬地鹽分的表聚作用，降低土壤耕作層的鹽分積累[3-5]。本研究中，醋渣覆蓋表現(xiàn)出與農(nóng)作物秸稈覆蓋相似的作用，醋渣覆蓋后土壤電導(dǎo)率顯著低于未覆蓋處理。而且土壤電導(dǎo)率的高低可在一定程度上反映土壤可溶性鹽的含量[14-15]。汪良駒等[16]研究發(fā)現(xiàn)，氯離子的過量吸收是造成鹽漬土植物鹽害的重要原因之一。本研究發(fā)現(xiàn)，醋渣覆蓋能降低土壤氯離子含量，從而對(duì)鹽害的降低起到了一定的正向作用。然而醋渣覆蓋對(duì)土壤全鈉、全鉀含量無顯著影響，說明醋渣覆蓋對(duì)土壤耕作層結(jié)合態(tài)的鈉、鉀等礦質(zhì)元素影響不明顯。

3.2 醋渣不同施用方式對(duì)鹽漬土改良及農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響

肖 輝等[17]報(bào)道，將醋渣拌入鹽漬土可降低鹽堿土的酸堿度。高 偉等[18]報(bào)道，鹽漬土農(nóng)田拌入醋渣后可促進(jìn)小麥的生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量。本研究中的醋渣覆蓋與前人醋渣拌土的效果一樣，也可促進(jìn)鹽漬土農(nóng)田小麥生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量，說明無論是醋渣拌土還是表層覆蓋均能促進(jìn)鹽漬土農(nóng)田作物的生長(zhǎng)，但二者的作用機(jī)理不同，醋渣拌土對(duì)鹽漬土的酸堿性有改良作用，對(duì)鹽漬土的鹽度降低作用不明顯；而醋渣覆蓋主要是降低了鹽漬土的鹽度及相關(guān)的有毒有害陰陽(yáng)離子，對(duì)土壤酸堿度的改良效應(yīng)不顯著。

江蘇省海岸線長(zhǎng)，可供開發(fā)利用的海濱灘涂土地資源豐富，對(duì)灘涂鹽漬土進(jìn)行改良來種植小麥、水稻等糧食作物，是保障中國(guó)糧食供給和糧食安全的有效補(bǔ)充。醋渣覆蓋能降低灘涂鹽漬土土壤的水分蒸發(fā)，降低土壤鹽分的表聚作用，降低土壤耕作層的鹽分積累，促進(jìn)灘涂開發(fā)麥田小麥的生長(zhǎng)發(fā)育，提高小麥產(chǎn)量。

本研究的不足之處在于僅測(cè)定了鹽漬土中全鈉和全鉀的含量，未測(cè)定游離鈉離子和鉀離子等陽(yáng)離子的含量，而游離鈉離子、鉀離子含量的高低和差異比全鈉、全鉀含量更能反映鹽漬地的鹽度狀況。今后的試驗(yàn)中，需進(jìn)一步研究醋渣覆蓋對(duì)與鹽漬地鹽度密切相關(guān)的鈉離子和鉀離子等礦質(zhì)元素陽(yáng)離子及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的影響，以及作物對(duì)鹽害相關(guān)礦質(zhì)元素陽(yáng)離子和陰離子的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律，探索鹽漬地鹽害的最主要影響因素，以利于制定最經(jīng)濟(jì)有效的鹽漬地改良方式，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。