有機(jī)硅土壤調(diào)理劑對(duì)蘇打型鹽堿土的改良效果及對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

宋福如 宋利強(qiáng) 曹子庫 宋志強(qiáng) 乜紅民 施運(yùn)鋒

摘要：已知有機(jī)硅土壤調(diào)理劑具有改良鹽堿土壤，促進(jìn)作物生長(zhǎng)的作用。為了研究其對(duì)蘇打型鹽堿土壤理化性狀、水稻生物學(xué)性狀的影響及機(jī)制，本文采用大田試驗(yàn)示范方法，于2018—2020年在大安市四棵樹鄉(xiāng)、龍沼鎮(zhèn)典型蘇打型鹽堿土壤水稻，開展了大面積對(duì)比試驗(yàn)示范研究。與試驗(yàn)前本底土樣相比：施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑降低耕作層容重8.28%～16.55%，降低水溶性鹽分13.57%～53.82%，降低交換性鈉離子16.15%～42.62%，降低土壤堿化度24.08%～49.82%，pH降低0.54～1.06，增加土壤陽離子交換量10.45%～32.29%。與常規(guī)施肥相比：施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑增加水稻株高14.72%～23.09%，增加穗數(shù)20.92%～29.23%，增加穗粒數(shù)3.15%～11.45%，增加千粒重3.61%～5.58%，提高水稻產(chǎn)量30.07%～ 56.60%。上述結(jié)果表明，施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑可改善蘇打型鹽堿土壤理化性狀，改善水稻生物學(xué)性狀，提高產(chǎn)量，是一套可復(fù)制、可推廣的蘇打型鹽堿地改良技術(shù)模式。

關(guān)鍵詞：有機(jī)硅;土壤調(diào)理劑;蘇打型鹽堿土壤;土壤改良;土壤理化性狀;水稻產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S156文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號(hào)：cjas2021-0115

Organosilicon Soil Conditioner：Effect on Soda-type Saline-alkali Soil Improvement and Rice Yield

SONG Furu1，2，SONG Liqiang1，2，CAO Ziku3，SONG Zhiqiang1，NIE Hongmin2，SHI Yunfeng3

（1Hebei Silicon Valley Academy of Agricultural Sciences，Handan 057151，Hebei，China;

2Hebei Silicon Valley Fertilizer Co.，Ltd.，Handan 057151，Hebei，China;

3 Bureau of Agriculture and Rural Affairs of Yongnian District，Handan 057150，Hebei，China）

Abstract：It is known that organosilicon soil conditioner can improve saline- alkali soil and promote crop growth. The effect and mechanism of organosilicon soil conditioner on physical and chemical properties of soda- type saline- alkali soil and biological properties of rice were investigated by the study. From 2018 to 2020，a large-scale comparative experiment and demonstration study was carried out on rice in typical sodatype saline-alkali soil in Sikeshu Township and Longzhao Town of Da an City. Compared with the local subsoil samples，the application of organosilicate soil conditioner could reduce the bulk density of cultivated soil layer by 8.28%- 16.55%，water soluble salt by 13.57%-53.82%，exchangeable sodium by 16.15%-42.62%，soil alkalinity by 24.08%- 49.82%，and pH by 0.54- 1.06，and increase cation exchange capacity by 10.45%- 32.29%. Compared with conventional fertilization，the application of organosilicon soil conditioner could alsoincrease rice plant height by 14.72%- 23.09%，ear number by 20.92%- 29.23%，grain number per ear by 3.15%-11.45%，1000-grain weight by 3.61%-5.58%，and rice yield by 30.07%-56.60%. The above results show that the application of organosilicon soil conditioner could not only improve the physical and chemical properties of soda-type saline-alkali soil，but also ameliorate the biological properties of rice and increase the rice yield，and the technology can be reproduced and popularized for improving soda-type saline-alkali soil.

Keywords：Organosilicone;Soil Conditioner;Soda- type Saline- alkali Soil;Soil Amelioration;Soil Physical and Chemical Properties;Rice Yield

0引言

中國(guó)有鹽堿化土壤約9900萬hm²，分布在包括東北平原，西北干旱、半干旱地區(qū)，黃淮海平原及東部沿海地區(qū)在內(nèi)的17個(gè)省份[1]，不僅造成資源的破壞、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的巨大損失，而且對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅，使環(huán)境和經(jīng)濟(jì)均受到危害。鹽堿地是中國(guó)重要的后備耕地戰(zhàn)略資源，治理好鹽堿地，對(duì)補(bǔ)充中國(guó)耕地資源、保障國(guó)家糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給、建設(shè)生態(tài)文明具有重要意義。東北平原有鹽堿化土壤319.73萬hm²，大多屬于蘇打型鹽堿土[2-3]，且每年以1.4%的速度遞增[4]。土體總鹽含量不算太高，但碳酸根、重碳酸根含量高，pH高，對(duì)植物毒性大，出現(xiàn)不少的斑狀光板地[2-3]。蘇打型鹽土堿性大，物理結(jié)構(gòu)不良，具有膠結(jié)性強(qiáng)，透水性差特性[5]，但有機(jī)質(zhì)含量高，質(zhì)地粘重，有利于保水保肥，一旦開墾利用，作物產(chǎn)量較高[2]。土壤改良劑的研究始于19世紀(jì)末叫其一方面可改善土壤結(jié)構(gòu)，增加空隙度，提高鹽堿土排鹽降漬的能力;另一方面增加鹽基代換，調(diào)節(jié)土壤酸堿度[7-8]。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部肥料登記公告信息，中國(guó)治理鹽堿土壤的調(diào)理劑主要原料有以下幾類：天然礦石類（如火山巖-蒙脫石、麥飯石、石膏、白云石、鉀長(zhǎng)石、沸石等）、動(dòng)物殘?bào)w類（如禽類羽毛、牡蠣殼等）、工農(nóng)業(yè)廢棄物類（如味精發(fā)酵尾液、氨基酸發(fā)酵尾液、燃煤煙氣脫硫石膏等）、天然活性物質(zhì)類（如生化黃腐酸等）、人工合成聚合物類（如聚馬來酸等）。但存在以下問題：施用量大，使用成本高，治理周期長(zhǎng)、效果差;某些產(chǎn)品長(zhǎng)期使用會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié);有的產(chǎn)品潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)很大，尤其是以固體廢棄物和高分子聚合物為原料的調(diào)理劑[9];此外，以天然礦物為原料的調(diào)理劑，施用后分解釋放的陽離子對(duì)土壤也可能產(chǎn)生毒害作用[10];同時(shí)，調(diào)理劑施用與農(nóng)藝技術(shù)相脫離，實(shí)用性不夠，影響了實(shí)際應(yīng)用。截止到2020年底，利用有機(jī)硅作為主要原料的調(diào)理劑來治理鹽堿土壤的，國(guó)內(nèi)外鮮見報(bào)道。大量研究均表明，硅元素幾乎對(duì)所有的作物都有促進(jìn)生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、提高作物抗逆性的作用[11-13]。引入有機(jī)硅進(jìn)行鹽堿土壤治理，進(jìn)一步放大硅的作用和效應(yīng)。2018—2020年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地質(zhì)量檢測(cè)保護(hù)中心連續(xù)3年在全國(guó)不同類型的典型鹽堿土壤主推作物上開展20個(gè)有機(jī)硅調(diào)理劑治理鹽堿土壤試驗(yàn)示范，均表現(xiàn)出良好的效果[14]。2020年1月，“有機(jī)硅功能肥治理鹽堿土壤技術(shù)”通過了科技部國(guó)家獎(jiǎng)勵(lì)辦和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科學(xué)技術(shù)成果評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)專家組組長(zhǎng)劉堅(jiān)同志及專家組成員一致結(jié)論：有機(jī)硅功能肥研制及產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)達(dá)到同類研究國(guó)際先進(jìn)水平，在鹽堿地改良技術(shù)方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。為了驗(yàn)證有機(jī)硅土壤調(diào)理劑治理蘇打型鹽堿土壤效果，本研究采用大田示范的方法，于2018—2019年、2020年分別在吉林省大安市四棵樹鄉(xiāng)、龍沼鎮(zhèn)典型蘇打型鹽堿土壤水稻上開展了大面積示范，旨在形成一套可復(fù)制、可推廣的蘇打型鹽堿地改良技術(shù)模式，推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)示范時(shí)間、地點(diǎn)、水稻品種

本研究為田間大面積示范，具體情況見表1。

1.2供試肥料

示范田肥料由河北省硅谷農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。有機(jī)硅土壤調(diào)理劑主要技術(shù)指標(biāo)：N+P₂O₅+K₂O≥45%，有機(jī)質(zhì)≥15.0%，Si≥3.0%，黃腐酸≥1.0%，粉劑。有機(jī)硅功能肥主要技術(shù)指標(biāo)：50% （30-10-10）、45% （17-5- 23），顆粒。有機(jī)硅磷酸二氫鉀，粉劑。

對(duì)照田肥料由農(nóng)戶自行購買。普通復(fù)合肥54%（18-18-18）、硫酸銨（N 21%）、氮鉀復(fù)合肥（30-0-5）、硫酸鉀（K₂O 50%），顆粒。諾普豐水稻專用葉面肥，粉劑。

1.3示范試驗(yàn)設(shè)計(jì)

示范試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理，每池稻田面積0.33～0.67 hm²，隨機(jī)設(shè)為重復(fù)，桐欣家庭農(nóng)場(chǎng)第1年治理鹽堿地示范面積為133.3 hm²，對(duì)照面積為3.7hm²;連續(xù)2年治理鹽堿地示范面積為66.7 hm²，對(duì)照面積為1.7 hm²。土地開發(fā)整理項(xiàng)目區(qū)示范面積為53.3 hm²，對(duì)照面積為13.4 hm²。

處理1：示范田，底施有機(jī)硅治理鹽堿土壤調(diào)理劑750.0 kg/hm²+分蘗肥追施有機(jī)硅功能肥50% （30-1010）225.0 kg/hm²+穗肥追施有機(jī)硅功能肥45% （17-523）225.0 kg/hm²。在揚(yáng)花灌漿期噴施有機(jī)硅磷酸二氫鉀2次，每次1.05 kg/hm²;

處理2：對(duì)照田，底施普通復(fù)合肥54% （18-18-18）750.0 kg/hm²+分蘗肥追施硫酸銨225.0 kg/hm²+穗肥追施普通復(fù)合肥35% （30-0-5）240.0 kg/hm²+硫酸鉀150.0 kg/hm²。在揚(yáng)花灌漿期噴施諾普豐水稻專用葉面肥2次，每次1.5 kg/hm²。

其他田間管理措施一致，按豐產(chǎn)田要求管理。

1.4測(cè)定項(xiàng)目及方法

在整地施肥前和水稻收獲后，分別測(cè)定示范田、對(duì)照田耕層的容重（環(huán)刀法）[15]，同時(shí)，用五點(diǎn)取樣法采集0～20 cm土樣，委托濰坊信博理化檢測(cè)有限公司檢測(cè)。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對(duì)土壤耕作層理化性狀的影響

2.1.1不同處理對(duì)土壤耕作層容重的影響有機(jī)硅土壤調(diào)理劑可以改善土壤物理結(jié)構(gòu)，降低土壤容重（表2）。與本底值相比，施用1年的，降低0.12～0.16 g/cm³，平均降低0.14 g/cm³，降幅8.28%～10.32%，平均降幅9.30%;連續(xù)施用2年的，降低0.24 g/cm³，降幅16.55%。與對(duì)照相比，施用1年的，降低0.13～0.18 g/cm³，平均降低0.16 g/cm³，降幅8.90%～11.46%，平均降幅10.18%;連續(xù)施用2年的，降低0.25 g/cm³，降幅17.12%。

2.1.2不同處理對(duì)土壤耕作層酸堿度的影響施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑可以降低土壤pH（表2）。與本底值相比，施用1年的，pH降低0.54～0.57，連續(xù)施用2年的，pH降低1.06。與對(duì)照相比，施用1年的，pH降低0.54～0.57，連續(xù)施用2年的，pH降低1.06。

2.1.3不同處理對(duì)土壤耕作層水溶性鹽的影響施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑可以減少土壤水溶性鹽總量（表2）。與本底值相比，施用1年的，降低0.49～1.55 g/kg，平均降低1.02 g/kg，降幅13.57%～53.82%，平均降幅33.70%;連續(xù)施用2年的，降低1.63 g/kg，降幅45.15%。與對(duì)照相比，施用1年的，降低0.50～1.48g/kg，平均降低0.99 g/kg，降幅13.81%～52.70%，平均降幅33.26%;連續(xù)施用2年的，降低1.65 g/kg，降幅45.45%。

2.1.4不同處理對(duì)土壤耕作層交換性鈉的影響施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑可以減少土壤交換性鈉的含量（表2）。與本底值相比，施用1年的，降低1.736～1.838 cmol/kg，平均降低1.787 cmol/kg，降幅16.15%～ 33.61%，平均降幅24.88% ;連續(xù)施用2年的，降低4.582 cmol/kg，降幅42.62%。與對(duì)照相比，施用1年的，降低1.768～1.827 cmol/kg，平均降低1.798 cmol/kg，降幅16.40%～33.48%，平均降幅24.94% ;連續(xù)施用2年的，降低4.163 cmol/kg，降幅42.79%。

2.1.5不同處理對(duì)土壤耕作層陽離子交換量的影響施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑可以增加土壤陽離子交換量（表2）。與本底值相比，施用1年的，增加2.1～3.1 cmol/kg，平均增加2.6 cmol/kg，增幅10.45%～32.29%，平均增幅21.37% ;連續(xù)施用2年的，增加2.4 cmol/kg，增幅11.94%。與對(duì)照相比，施用1年的，增加2.0～3.6cmol/kg，平均增加2.8 cmol/kg，增幅9.90%～39.56%，平均增幅24.73% ;連續(xù)施用2年的，增加2.4 cmol/kg，增幅11.94%。

2.1.6不同處理對(duì)耕作層土壤堿化度的影響施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑可以減少土壤堿化度（表2）。與本底值相比，施用1年的，降低12.88～28.38個(gè)百分點(diǎn)，平均降低20.63個(gè)百分點(diǎn)，降幅24.08%～49.82%，平均降幅36.95%;連續(xù)施用2年的，降低26.07個(gè)百分點(diǎn)，降幅48.74%。與對(duì)照相比，施用1年的，降低12.77～31.38個(gè)百分點(diǎn)，平均降低22.08個(gè)百分點(diǎn)，降幅23.93%～ 52.34%，平均降幅38.14% ;連續(xù)施用2年的，降低26.22個(gè)百分點(diǎn)，降幅48.89%。

2.2不同處理對(duì)水稻生物學(xué)性狀的影響

2.2.1不同處理對(duì)水稻株高的影響施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑促進(jìn)了水稻生長(zhǎng)（表3）。成熟期測(cè)定水稻株高結(jié)果顯示，與對(duì)照相比，施用1年的，增加11.1～17.2 cm，平均增加14.15 cm，增幅14.72%～23.09%，平均增幅18.91%;施用2年的，增加14.9 cm，增幅19.71%。

2.2.2不同處理對(duì)水稻有效穗數(shù)的影響施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑增加了水稻有效穗數(shù)（表3）。成熟期考察水稻有效穗數(shù)結(jié)果顯示，與對(duì)照相比，施用1年的，增加61.5萬～85.5 萬/hm²，平均增加73.5 萬/hm²，增幅20.92%～29.23%，平均增幅25.08%;施用2年的，增加81.0萬/hm²，增幅27.84%。

2.2.3不同處理對(duì)水稻穗粒數(shù)的影響施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑增加了水稻穗粒數(shù)（表3）。成熟期室內(nèi)考種結(jié)果顯示，與對(duì)照相比，施用1年的，增加3.1～12.3粒，平均增加7.7粒，增幅3.15%～11.45%，平均增幅7.30%;施用2年的，增加11.7粒，增幅11.35%。

2.2.4不同處理對(duì)水稻千粒重的影響施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑增加了水稻千粒重（表3）。成熟期室內(nèi)考種結(jié)果顯示，與對(duì)照相比，施用1年的，增加0.9～1.1 g，平均增加1.0 g，增幅3.61%～4.28%，平均增幅3.95%;施用2年的，增加1.4 g，增幅5.58%。

2.3不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量及效益的影響

2.3.1不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑可提高水稻產(chǎn)量（表4）。2019年9月29日、2020年10月10日，吉林省土壤肥料總站、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地質(zhì)量檢測(cè)保護(hù)中心分別組織全國(guó)水稻、土肥專家對(duì)桐欣家庭農(nóng)場(chǎng)、龍沼鎮(zhèn)土地整理示范田進(jìn)行了田間測(cè)產(chǎn)。專家組在現(xiàn)場(chǎng)考察的基礎(chǔ)上，隨機(jī)抽取了有代表性的3塊示范田、1塊對(duì)照田，采用收割機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)收測(cè)產(chǎn)。測(cè)產(chǎn)結(jié)果顯示，與對(duì)照相比，施用1年的，增產(chǎn)1782.0～3341.9 kg/hm²，增產(chǎn)率30.07%～50.99%，平均增產(chǎn)40.53%;施用2年的，增產(chǎn)3409.5 kg/hm²，增產(chǎn)率56.60%。

2.3.2不同處理對(duì)水稻效益的影響施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑增加了水稻單位面積效益（表4）。在只考慮肥料投入的情況下，與對(duì)照相比，施用1年的，增收3295.20～ 7662.90 元/hm²;施用2年的，增收7852.20 元/hm²。

3結(jié)論

有機(jī)硅土壤調(diào)理劑可改善蘇打型鹽堿土壤理化性狀，降低耕作層土壤容重、酸堿度、水溶性鹽分、交換性鈉離子及堿化度，增加耕作層土壤陽離子交換量，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，改善水稻生物學(xué)性狀，提高產(chǎn)量及效益，是一項(xiàng)治理蘇打型鹽堿土壤的新技術(shù)、新模式。

4討論

在大田示范試驗(yàn)條件下，研究了有機(jī)硅土壤調(diào)理劑配施有機(jī)硅功能肥對(duì)蘇打型鹽堿土壤耕作層容重、酸堿度、水溶性鹽總量、交換性鈉離子、陽離子交換量、堿化度及及水稻生物學(xué)性狀、產(chǎn)量、效益的影響。本研究條件下，施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑+有機(jī)硅功能肥，與本底值相比，耕作層容重降低8.28%～16.55%（表2）。蘇打型鹽堿土壤分散性極強(qiáng)，干旱時(shí)，土壤劇烈收縮而皸裂;雨季時(shí)，土壤迅速吸水而膨脹，且10-15min就能達(dá)到飽和狀態(tài)，飽和后透性極差，黏粒高度分散[16]。這一方面使得電位絕對(duì)值較高，另一方面顆粒受布朗運(yùn)動(dòng)限制越大，兩者導(dǎo)致顆粒聚結(jié)穩(wěn)定性增強(qiáng)，難以被絮凝團(tuán)粒。但由于有機(jī)硅土壤調(diào)理劑中的有機(jī)硅分子鏈中Si-O-Si鍵和不同位置上的羥基基團(tuán)對(duì)土壤顆粒產(chǎn)生吸附作用，同時(shí)有機(jī)硅分子的僑聯(lián)結(jié)構(gòu)具有多個(gè)吸附點(diǎn)，對(duì)土壤顆粒的形成較強(qiáng)的吸附作用，將多個(gè)土壤顆?！罢尘邸痹谝黄穑⑶宜獾玫降挠袡C(jī)硅分子含有疏水基團(tuán)-CH3，可以降低土壤組分之間的粘結(jié)作用力，拉大相互之間的距離，從而提高土壤顆粒之間的孔隙率[14，17]，促進(jìn)土壤形成團(tuán)聚體，顯著改善耕層土壤物理性狀，降低土壤容重。結(jié)果與王倩[18]硅酸鹽增加土壤的孔隙度，降低土壤容重的研究結(jié)果一致。另外，調(diào)理劑含有的腐植酸有機(jī)膠體與土壤中的Ca²4+結(jié)合形成絮狀黏膠，能把土粒膠結(jié)起來，增加土壤中水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，降低土壤容重。這與許新橋等[19]、李小華等[20]研究結(jié)果一致。同時(shí)調(diào)理劑中的有機(jī)質(zhì)不僅直接疏松了土壤，還增加了土壤中的膠結(jié)物質(zhì)，促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成，使降低土壤容重的效果更明顯[21-22]。

本研究條件下，與本底值相比，土壤pH降低0.54～1.06（表2）。這首先可能是有機(jī)硅土壤調(diào)理劑中的有機(jī)硅是兩性物質(zhì)，具有超強(qiáng)的緩沖性，可以調(diào)節(jié)土壤pH，這與蔡德龍[13]研究結(jié)果一致。另一方面，調(diào)理劑含有的腐植酸是一種弱酸，是一種大分子有機(jī)兩性物質(zhì)，其酸性功能團(tuán)釋放出的H⁺可與土壤中堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)生成H₂O，降低土壤堿度。腐植酸中的醛基、竣基等功能團(tuán)與土壤中各種陽離子結(jié)合生成腐植酸鹽，形成腐植酸-腐植酸鹽相互轉(zhuǎn)化的緩沖系統(tǒng)，從而調(diào)節(jié)土壤酸堿度。這與于秀麗等[23]、張瑜等[24]、王帥等[25]、Sarwar等[26]的研究結(jié)果一致。

本研究條件下，與本底值相比，土壤陽離子交換量增加10.45%～32.29%，交換性鈉離子降低16.15%～ 42.62%，從而使土壤堿化度降低24.08%～49.82%（表2）。土壤陽離子交換量主要取決于膠體的數(shù)量與質(zhì)量[21]，而有機(jī)硅土壤調(diào)理劑促進(jìn)土壤形成團(tuán)聚體，增加了土壤膠體數(shù)量。冉成[27]、楊明等[28]研究指出，施用有機(jī)肥可降低土壤溶液中鈉離子的濃度，與本研究結(jié)果一致。

本研究條件下，與本底值相比，土壤水溶性鹽含量降低13.57%～53.82%（表2）。一方面是由于施用調(diào)理劑后，土壤團(tuán)聚體增加，容重降低，土壤疏松，空隙度增力口，土壤毛細(xì)管結(jié)構(gòu)得到改善，含鹽地下水攀升受阻，降低了耕層次生鹽澤化程度;由于土壤透水性增強(qiáng)，地表水容易下滲，把耕層鹽分淋溶[14]，并且，有機(jī)硅的Si- O-Si鍵和多個(gè)游離的羥基可以與鹽堿土壤中的離子產(chǎn)生配位鍵和氫鍵作用，降低土壤中的離子濃度[17]。另一方面，有機(jī)硅土壤調(diào)理劑中的腐植酸是一種帶負(fù)電的膠體，能夠增加土壤陽離子吸附量，提高土壤鹽分淋洗量和排鹽效率，降低鹽分含量。這與袁英等[29]、黃瑞瑞[30]研究結(jié)果一致。

鹽堿脅迫降低了水稻有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重，從而降低了水稻產(chǎn)量[31]。鹽堿脅迫導(dǎo)致植物體內(nèi)積累了大量的Na⁺，打破了植物體內(nèi)的Na⁺/K⁺平衡[32]，同時(shí)對(duì)細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)中的代謝活動(dòng)直接產(chǎn)生離子毒害作用[33];鹽堿土壤有著較高的pH，高pH直接使植物根系組織受到損傷，導(dǎo)致根系細(xì)胞失去了正常的生理功能[34];同時(shí)，鹽堿脅迫土壤中，微生物生長(zhǎng)受到抑制，微生物群落和生物量較少[35]。鹽堿土壤的離子毒害、高pH脅迫嚴(yán)重影響了水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，從而降低水稻產(chǎn)量，鹽脅迫顯著降低水稻地上部生物量的積累[36]。本研究條件下，施用有機(jī)硅土壤調(diào)理劑+有機(jī)硅功能肥，顯著提高水稻產(chǎn)量。與常規(guī)施肥相比，提高水稻產(chǎn)量30.07%～56.60%。其機(jī)制首先是調(diào)理劑改善了鹽堿地理化性狀，土壤鹽分、pH、堿化度、容重降低，陽離子交換量增加，土壤水肥氣熱協(xié)調(diào)，微生物代謝旺盛，為作物根系生長(zhǎng)創(chuàng)造了良好的環(huán)境[37]，增加了水稻根系活性。其次，調(diào)理劑中的硅和腐植酸促進(jìn)了作物生長(zhǎng)，產(chǎn)量因子達(dá)到提升。與常規(guī)施肥相比，水稻株高增加14.72%～23.09%、穗數(shù)增加20.92%～29.23%、穗粒數(shù)增加3.15%～11.45%、千粒重增加3.61%～5.58%（表3）。結(jié)果與Lavinsky等[38]、王茂輝等[39]對(duì)硅肥的研究、胡志華等[40]對(duì)硅肥、腐植酸的研究、孫克剛等[41]對(duì)腐植酸的研究結(jié)果一致。李爽[42]和丁王梅[43]研究表明，硅肥能夠促進(jìn)土壤中氮、磷、鉀養(yǎng)分活化釋放，增加有效養(yǎng)分含量，楊發(fā)文等[44]研究指出，有機(jī)硅改性復(fù)合肥促進(jìn)了水稻對(duì)養(yǎng)分的吸收，最終提高了產(chǎn)量。另外，有機(jī)硅還有可能通過對(duì)作物生理生化性狀的調(diào)節(jié)，提高作物耐鹽堿性及其他抗逆性。Lou等[45]發(fā)現(xiàn)硅能促進(jìn)水稻光合作用，延長(zhǎng)葉片光合功能持續(xù)時(shí)間，促進(jìn)碳水化合物的合成;劉鐸等[46]也報(bào)道指出，在鹽堿脅迫下外源硅能增加植物的葉綠素含量，改善光合作用，提高植物抗氧活性，減少活性氧的過多積累，促進(jìn)植物相關(guān)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)合成，促進(jìn)植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素平衡，從而達(dá)到提高植物耐鹽堿性的目的。Sun等[47]研究表明，施用硅可增加水稻對(duì)稻瘟病的抗性。龔金龍等網(wǎng)報(bào)道，硅通過物理途徑或生理生化途徑增強(qiáng)水稻對(duì)重金屬、鹽漬、干旱、紫外線、高溫、倒伏等非生物脅迫以及病蟲生物脅迫的抵抗力。

參考文獻(xiàn)

[1]張翼夫，李問盈，胡紅，等.鹽堿地改良研究現(xiàn)狀及展望[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（18）：7-10.

[2]俞仁培，陳得明.我國(guó)鹽漬土資源極其開發(fā)利用[J].土壤通報(bào)，1999，30（4）：158-159，177.

[3]江杰，王勝.我國(guó)鹽堿地成因及改良利用現(xiàn)狀[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（13）：85-87.

[4]吳昊.東北土地整理與國(guó)家糧食安全[J].中國(guó)土地，2014，5：38-39.

[5]李小剛，曹靖，李鳳民.鹽化及鈉質(zhì)化對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響[J].土壤通報(bào)，2004，35（1）：64-72.

[6]陳義群，董元華.土壤改良劑的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境，2008，17（3）：1282-1289.

[7]李茜，孫兆軍，秦萍.寧夏鹽堿地現(xiàn)狀及改良措施綜述[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（33）：10808-10810，10813.

[8]劉陽春，何文壽，何進(jìn)智，等.鹽堿地改良利用研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，2007，28（2）68-71.

[9]孫薊鋒，王旭.土壤調(diào)理劑的研究和應(yīng)用進(jìn)展[J].中國(guó)土壤與肥料，2013（1）：1-7.

[10]龍明杰，曾繁森.高聚物土壤改良劑的研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào)，2000，31（5）：199-202.

[11]賈國(guó)濤，顧會(huì)戰(zhàn)，許自成，等.作物硅素營(yíng)養(yǎng)研究進(jìn)展[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，48（5）：153-158.

[12]饒震紅，杜鳳沛，李向東.硅對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響[J].化學(xué)教育（中英文），2019，40（13）：1-9.

[13]蔡德龍.國(guó)內(nèi)外硅肥研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].磷肥與復(fù)肥，2017，32（1）：37-39.

[14]宋福如，宋利強(qiáng)，曹子庫，等.有機(jī)硅產(chǎn)品治理鹽堿土壤研究初報(bào)[J].中國(guó)土壤與肥料，2021（3）：271-281.

[15]全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心.土壤分析技術(shù)規(guī)范（第2版）[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2009.

[16]王春裕，王汝鏞，張素君，等.東北蘇打鹽堿土的性質(zhì)與改良[J].土壤通報(bào)，1987，2：57-60.

[17]宋福如，侯靜，宋利強(qiáng)，等.有機(jī)硅復(fù)合肥促土壤顆粒團(tuán)?；袨榉治鯷J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2021，52（5）

[18]王倩.硅酸鹽礦物對(duì)濱海鹽堿土改良作用及機(jī)理研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2019：49-51.

[19]許新橋，劉俊祥.腐植酸的作用機(jī)制及極其在林業(yè)上的應(yīng)用[J].世界林業(yè)研究，2013，26（1）：48-52.

[20]李小華，張建民，黃占斌.腐植酸在退化土壤改良中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)，2020，72（2）：31-34.

[21]耿玉輝，李萬輝，張葛，等.土壤改堿劑CLS對(duì)吉林省西部蘇打鹽堿土的改良效果[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（1）：56-58.

[22]趙蘭坡.施用作物秸稈對(duì)土壤的培肥作用[J].土壤通報(bào)，1996，27（2）：76-78.

[23]于秀麗，趙明家.增施生物有機(jī)肥對(duì)鹽堿土壤養(yǎng)分的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35（1）：50-54.

[24]張瑜，徐子棋，楊獻(xiàn)坤.不同改良劑對(duì)吉林西部重度鹽堿土的改良及牧草的增產(chǎn)[J].森林工程，2020，36（2）：26-30.

[25]王帥，楊陽，鄭偉，等.不同施肥方式對(duì)鹽堿土壤肥力改良效果的研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)報(bào)，2012，28（33）：172-176.

[26] SARWAR G，IBRAHIM M，TAHIR M A，et al. Effect of compost and gypsum application on the chemical properties and fertility status of saline- sodic soil[J]. Korean joumal of soil science &fertilizer，2011，44（3）：510-516.

[27]冉成.生物炭對(duì)蘇打鹽堿稻田土壤理化性狀性質(zhì)及水稻產(chǎn)量的影響[D].長(zhǎng)春：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，2019：1-20.

[28]楊明，孫毅，高玉山，等.有機(jī)肥對(duì)蘇打鹽堿土的改良效果研究[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，38（3）：43-46.

[29]袁英，何小松，席北斗，等.腐殖質(zhì)氧化還原和電子轉(zhuǎn)移特性研究進(jìn)展[J].環(huán)境化學(xué)，2014，33（12）：2048-2057.

[30]黃瑞瑞.腐殖酸對(duì)濱海粘質(zhì)鹽土脫鹽效果的影響[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2019：28-47.

[31]張瑞珍，邵璽文，童淑源，等.鹽堿脅迫對(duì)水稻源庫與產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)水稻科學(xué)，2006（1）：116-118.

[32]劉奕嫩，于洋，方軍.鹽堿脅迫及植物耐鹽堿分子機(jī)制研究[J].土壤與作物，2018，7（2）：201-211.

[33] HASEGAWM P M，BRESSAN R A，ZHU J K，et al. Plant cellular and molecular responses to high salinity[J]. Annual review of plant physiology and plant molecular biology，2000，51（1）：463-499.

[34] RANA M，MARK T. Mechanisms of Salinity Tolerance[J].Annual review of plant biology，2008，59（1）：651-681.

[35]張?bào)w彬，展小云，馮浩.鹽堿地土壤酶活性研究進(jìn)展和展望[J].土壤通報(bào)，2017，48（2）：495-500.

[36]徐晨，劉曉龍，李前，等.氮水平對(duì)不同時(shí)期鹽脅迫下水稻生長(zhǎng)及生理特性的影響[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2018，37（6）：48-53.

[37] PETERSON D E. Management effect son soil physical properties in long- termtill age studies in Kansas[J].Soil science society of america journal，2006，70（2）：434-438.

[38] LAVINSKY A O，DETMANN K C，REIS J V，et al. Silicon improves rice grain yield and photosynthesis specifically when supplied during the reproductive growth stage[J].Journal of plant physiology，2016，206：125-132.

[39]王茂輝，聶金泉，任勇，等.不同硅肥用量對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，47（2）：61-67.

[40]胡志華，徐小林，李大明，等.土壤改良劑對(duì)中稻-再生稻產(chǎn)量與氮肥利用的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2020，35（1）：114-121.

[41]孫克剛，和愛玲，杜君，等.腐植酸有機(jī)肥在水稻上的增產(chǎn)效果研究[J].腐植酸，2015（6）：15-20.

[42]李爽.硅制劑對(duì)土壤養(yǎng)分有效性和水稻養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量的影響[D].沈陽：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016：23-28.

[43]丁王梅.納米硅制劑對(duì)水稻養(yǎng)分吸收及品質(zhì)的影響[D].沈陽：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015：4-8.

[44]楊發(fā)文，黃衡亮，宋福如，等.有機(jī)硅改性復(fù)合肥防治水稻鎘污染的效果和初步機(jī)制[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2020，34（2）：425-432.

[45]LOU Y S，WU L，REN L X，et al. Effects of silicon application on diurnal variations of physiological properties of rice leaves of plants at the heading stage under elevated UV-B radiation[J].International journal of biometeorology，2016，60（2）：311-318.

[46]劉鐸，白爽，李平，等.硅調(diào)控植物耐鹽堿機(jī)制研究進(jìn)展[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2019，39（12）：1507-1513.

[47] SUN W C，ZHANG J，F(xiàn)AN Q H，et al. Silicon-enhanced resistance to rice blast is attributed to silicon-mediated defence resistance and its role as physical barrier[J].European journal of plant pathology，2010，128（1）：39-49.

[48]龔金龍，張洪程，龍厚元，等.水稻中硅的營(yíng)養(yǎng)功能及生理機(jī)制的研究進(jìn)展[J].植物生理學(xué)報(bào)，2012，48（1）：1-10.