不同改良劑對(duì)鹽堿地向日葵農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

閆 洪，仲生柱，溫曉亮，王瑞珍，李彬瑞，李二珍，劉 娟，李 彬，段 玉，張婷婷

（1.五原縣農(nóng)牧業(yè)技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古五原 015100；2.五原縣農(nóng)村生態(tài)能源站，內(nèi)蒙古五原 015100；3.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院 資源環(huán)境與檢測(cè)技術(shù)研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特 010031）

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鹽堿地面積約9 900 萬(wàn)hm2[1]。內(nèi)蒙古現(xiàn)有鹽堿化耕地100 多萬(wàn)hm2，耕地次生鹽漬化面積每年都在增加。內(nèi)蒙古河套灌區(qū)是我國(guó)西部地區(qū)重要的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地，鹽堿化耕地面積高達(dá)50%以上，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。向日葵作為河套灌區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)作物，種植地塊多為鹽堿地，土壤中的鹽分離子導(dǎo)致其生長(zhǎng)受到抑制。目前的鹽堿地改良技術(shù)主要包括生物改良措施、物理改良措施和化學(xué)改良措施，均有優(yōu)缺點(diǎn)[3-6]。生物改良措施主要是種植耐鹽堿作物或品種，優(yōu)點(diǎn)是不增加投資成本和環(huán)境負(fù)擔(dān)，缺點(diǎn)是不能從根本上解決土壤的鹽堿化問(wèn)題。物理改良措施主要是改善土壤環(huán)境，但缺點(diǎn)是鹽分消除不徹底?；瘜W(xué)改良措施是通過(guò)施加土壤改良劑改變土壤膠體吸附性離子的組成，能夠徹底消除土壤中的鹽分和交換性Na+，改善土壤理化性質(zhì)。采用不同改良劑對(duì)鹽堿化土壤改良的研究已有報(bào)道[7-9]。施用土壤改良劑能有效地改善土壤理化性質(zhì)，提高生產(chǎn)力。脫硫石膏是電廠廢棄物，由于獨(dú)特的理化性質(zhì)，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及土壤改良，對(duì)提高土壤肥力及作物產(chǎn)量有積極作用[10]。腐殖酸是一種天然高分子物質(zhì)，施用腐殖酸可以培肥地力、增加作物產(chǎn)量[11]。本試驗(yàn)以內(nèi)蒙古河套灌區(qū)鹽堿地為研究對(duì)象，研究不同改良劑及組合對(duì)土壤鹽堿化指標(biāo)、向日葵農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響，為鹽堿地改良提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017—2018年在巴彥淖爾市五原縣隆興昌鎮(zhèn)榮譽(yù)村四社進(jìn)行，屬中溫帶大陸性氣候。前茬作物為向日葵，土壤類型為沙壤土，0～20 cm 土層含有機(jī)質(zhì)10.80 g/kg、全氮0.60 mg/kg、堿解氮42.30 mg/kg、速效磷14.60 mg/kg、速效鉀125.00 mg/kg，pH 值8.90，全鹽含量5.12 g/kg。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共設(shè)置4 個(gè)處理，分別為不施改良劑（S1）、900 kg/hm2有機(jī)改良劑（S2）、4 500 kg/hm2脫硫石膏（S3）、900 kg/hm2有機(jī)改良劑+4 500 kg/hm2脫硫石膏（S4），有機(jī)改良劑為腐殖酸肥料。2017年化肥用量為氮磷鉀復(fù)合肥（N-P2O5-K2O：14-22-12）600 kg/hm2，2018年化肥用量為氮磷鉀復(fù)合肥（N-P2O5-K2O：24-12-10）600 kg/hm2，全生育期播種前灌一水。供試向日葵品種為SH361。種植方式采用大小行覆膜人工點(diǎn)播，大行距100 cm，小行距40 cm，小區(qū)面積為60 m2，3 次重復(fù)。2017年種植密度28 560 株/hm2，播種日期6月12日，收獲日期9月23日。2018年種植密度24 210 株/hm2，播種日期6月10日，收獲日期9月23日。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤采集與測(cè)定：在收獲后進(jìn)行土壤取樣，取0～20 cm 土層測(cè)定土壤全鹽含量和pH 值。

農(nóng)藝性狀的測(cè)定：包括株高、莖粗、葉片數(shù)和花盤直徑。

測(cè)產(chǎn)及考種：成熟期進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，同時(shí)取樣進(jìn)行常規(guī)室內(nèi)考種，測(cè)定百粒重、單盤粒重、籽仁率和結(jié)實(shí)率。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改良劑對(duì)土壤全鹽含量和pH 值的影響

由圖1 可知，收獲后各處理土壤全鹽含量表現(xiàn)為S4 處理＜S2 處理＜S3 處理＜S1 處理，S4 處理較S1 處理降低了1.15 g/kg；施用改良劑處理的土壤全鹽含量顯著小于不施改良劑處理（P＜0.05），但S2 處理與S3 處理差異不顯著（P＞0.05）。各處理的土壤全鹽含量均高于種植前的5.12 g/kg，不同處理升高的幅度不同，S1 處理升高最高，S4 處理升高最低，可見S4 處理抑鹽效果最好。各處理土壤pH 值也表現(xiàn)為S4 處理＜S3 處理＜S2 處理＜S1 處理，S4 處理顯著低于S1 處理（P＜0.05），S4 處理降低土壤pH 值效果較好。

圖1 不同處理土壤全鹽含量和pH 值的變化（2017年）

2.2 不同改良劑對(duì)向日葵農(nóng)藝性狀的影響

由表1 可知，施用改良劑后，向日葵的株高、莖粗均有所增加。兩年株高平均值表現(xiàn)為S4 處理＞S3 處理＞S2 處理＞S1 處理，S4 處理、S3 處理、S2 處理分別比S1 處理高28.95、10.50 和3.70 cm；兩年S4 處理株高均顯著高于S1 處理和S2 處理（P＜0.05），S2 處理與S3 處理差異不顯著（P＞0.05）。莖粗也表現(xiàn)為S4 處理最高，S3 處理次之，S1 處理最低；S4 處理、S3 處理、S2 處理的莖粗分別比S1 處理高0.26、0.09 和0.05 cm。兩年S4 處理莖粗均顯著高于S1 處理（P＜0.05），S2 處理與S3 處理差異不顯著（P＞0.05）。S4 處理增加株高和莖粗的效果最好。施用改良劑后，向日葵的葉片數(shù)、花盤直徑增加，但增加的幅度不同。向日葵的葉片數(shù)兩年均以S4 處理的效果最好，但各處理之間差異未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）?；ūP直徑也表現(xiàn)為S4 處理最高，S1 處理最低，二者差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），S2 處理與S3 處理差異不顯著（P＞0.05）。S4 處理增加葉片數(shù)和花盤直徑的效果最好。

表1 不同處理向日葵農(nóng)藝性狀的變化

2.3 不同改良劑對(duì)產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2 可知，兩年籽實(shí)產(chǎn)量均表現(xiàn)為S4 處理＞S3 處理＞S2 處理＞S1 處理，S4 處理的產(chǎn)量最高，兩年平均達(dá)到3 879.75 kg/hm2，S1 處理最低，為3 405.75 kg/hm2，S4 處理、S3 處理、S2 處理較S1 處理增加13.92%、8.57%和5.51%；施用改良劑處理的產(chǎn)量顯著高于不施用改良劑處理（P＜0.05），但S2 處理與S3 處理差異不顯著（P＞0.05）。兩年單盤籽粒重均表現(xiàn)為S4 處理＞S3 處理＞S2 處理＞S1 處理；S4 處理單盤籽粒重最高，較S1 處理增加21.15 g；各施用改良劑處理的單盤籽粒重顯著高于不施用改良劑處理（P＜0.05），但S4 處理與S3 處理差異未達(dá)顯著水平（P＞0.05）。兩年百粒重也表現(xiàn)為S4 處理＞S3 處理＞S2 處理＞S1 處理，S4 處理百粒重顯著高于S1 處理1.48 g（P＜0.05），各施用改良劑處理之間差異不顯著（P＞0.05）。S4 處理2017年的籽仁率表現(xiàn)為S4 處理最高，為48.3%；S1 處理最低，為47.9%；各處理之間差異未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。結(jié)實(shí)率表現(xiàn)為S4 處理最高，S1 處理最低，S4 處理結(jié)實(shí)率顯著高于S1 處理（P＜0.05）。

表2 不同處理向日葵產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的變化

3 討論與結(jié)論

3.1 不同改良劑對(duì)土壤鹽堿化指標(biāo)的影響

過(guò)高的鹽分會(huì)導(dǎo)致土壤表層板結(jié)，土壤透氣和透水性差，嚴(yán)重影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育，造成作物缺苗或死亡，使作物產(chǎn)量直接減少。各處理收獲后的土壤全鹽含量均高于種植前，這可能是由于當(dāng)?shù)貧夂蛟蛘麄€(gè)生育期只進(jìn)行播種前灌一水，這點(diǎn)在高惠敏等[9]的研究中得到證實(shí)。添加不同改良劑土壤全鹽含量升高的幅度小于不施改良劑處理，主要是脫硫石膏中用Ca2+把危害更大的Na+置換出來(lái)，有利于土壤鹽分淋洗，減少土壤鹽分；腐殖酸能增加土壤的孔隙度，增強(qiáng)土壤保水透水性能，有利于土壤鹽分淋洗，從而降低土壤鹽分。土壤pH 值是土壤理化性質(zhì)和土壤肥力特征的綜合反映。施加改良劑降低了土壤pH 值，改良劑與土壤中的各組分發(fā)生多種作用，改善土壤的物理性能，影響并改變土壤的堿性[12]。有機(jī)改良劑（腐殖酸）與脫硫石膏配合施用的效果最好，這可能是由于它們?cè)诮档蚿H 值上形成差異互補(bǔ)，這與孫在金等[13]的研究結(jié)果一致。

3.2 不同改良劑對(duì)向日葵農(nóng)藝性狀的影響

農(nóng)藝性狀指標(biāo)能直觀反映植株的生長(zhǎng)狀況，胡敏[14]研究表明，脫硫石膏和脫硫石膏加有機(jī)肥等各改良措施均能促進(jìn)向日葵株高和莖粗。高惠敏[15]的研究也得出，各鹽堿改良劑處理均可促進(jìn)向日葵生長(zhǎng)。本試驗(yàn)也得出相似的結(jié)果，不同的改良劑及組合處理向日葵株高、莖粗、葉片數(shù)、花盤直徑均高于不施改良劑處理。脫硫石膏的施用降低了土壤全鹽含量和pH 值，有利于向日葵出苗，脫硫石膏中的Ca2+把Na+置換出來(lái)，Ca 可以增強(qiáng)植株的抗逆性，利于植株的生長(zhǎng)[16]。腐殖酸的施用在一定程度上可以提高土壤的保水性能，還可以提高土壤養(yǎng)分含量[17]。有機(jī)改良劑（腐殖酸）與脫硫石膏配合施用的效果最好，進(jìn)一步促進(jìn)向日葵植株生長(zhǎng)。

3.3 不同改良劑對(duì)向日葵產(chǎn)量的影響

施用改良劑處理的向日葵產(chǎn)量高于不施改良劑處理，不同改良劑效果不同，但都對(duì)向日葵的產(chǎn)量有積極作用，這與前人的研究結(jié)果相似[18-19]。孫慧慧[20]研究認(rèn)為，脫硫石膏復(fù)配有機(jī)肥、生物炭均可增加加工番茄的產(chǎn)量，增幅31.63%～55.96%。張繼舟等[21]研究表明，施加腐植酸改良劑作物產(chǎn)量較對(duì)照處理增產(chǎn)36.5%。黃菊瑩等[22]研究認(rèn)為，脫硫石膏配施其他改良劑會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)降低鹽堿化度的效果，水稻的產(chǎn)量進(jìn)一步增加。施用改良劑降低了土壤的鹽堿度，改善了土壤理化性質(zhì)，提高土壤養(yǎng)分含量，促進(jìn)植株的生長(zhǎng)，使其產(chǎn)生更多的光合產(chǎn)物，增加產(chǎn)量。本試驗(yàn)中900 kg/hm2有機(jī)改良劑（腐殖酸）與4 500 kg/hm2脫硫石膏配合施用的效果最好，較不施改良劑增加產(chǎn)量13.92%，兩種改良劑配合施用、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。