濱海鹽堿地土壤鹽分遷移與小麥玉米周年生長(zhǎng)管理

王 拯 張勝全 宋 科 孫艷剛 李 慧 陳兆波

（1 北京市農(nóng)林科學(xué)院雜交小麥研究所，北京 100097；2 山東濱州國(guó)家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)，濱州 256600）

濱海鹽堿地是我國(guó)鹽堿地重要類型之一，占比達(dá)到30%以上[1]，由于地下水含鹽量高、水位淺，隨著地表水分蒸發(fā)導(dǎo)致鹽分富集而產(chǎn)生，在生產(chǎn)中該類鹽堿地利用困難，不易改良[2-4]。隨著季節(jié)的變化，土壤的鹽堿隨著水分而遷移，富集區(qū)域鹽分高達(dá)1%以上，對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重脅迫。鹽分在土層中運(yùn)動(dòng)的特征也使鹽堿地的治理和利用更加困難[5-6]。本文以位于山東濱州地區(qū)的環(huán)渤海濱海鹽堿地為研究對(duì)象，分析土壤鹽分遷移變化的規(guī)律，根據(jù)鹽分遷移規(guī)律和對(duì)作物不同生長(zhǎng)期的鹽分脅迫情況，總結(jié)適宜濱海鹽堿地的小麥、玉米管理措施，在時(shí)間和空間上利用作物自身適應(yīng)性和抗性進(jìn)行耐鹽堿種植和避鹽堿種植，并配以不同土壤改良、降鹽治堿等技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)鹽堿地小麥、玉米周年高產(chǎn)種植。

1 濱海鹽堿地土壤鹽分含量及遷移特征

2020-2021 年分別在濱州的沾化、陽(yáng)信，東營(yíng)的墾利、利津等地區(qū)的鹽堿地進(jìn)行土壤鹽分取樣檢測(cè)。從檢測(cè)數(shù)據(jù)（表1）可以看出該區(qū)域鹽堿地土壤鹽分在0.1%～1.3%之間，pH 值在8.0 左右。其中0.2%以下的地塊對(duì)小麥、玉米種植不產(chǎn)生影響，0.5%以上地塊不適合進(jìn)行小麥、玉米種植，0.2%～0.5%之間的地塊是重點(diǎn)開(kāi)發(fā)利用地塊，也是該區(qū)域代表性鹽堿地。

表1 田間土壤鹽分測(cè)試數(shù)據(jù) （%）

山東濱州地區(qū)主要?dú)夂蛱卣魇怯隉嵬?，每年的雨水主要集中?-9 月份。根據(jù)濱州市氣象科技服務(wù)中心提供的降水?dāng)?shù)據(jù)分析，2011-2020 年10年內(nèi)的平均年降雨量為639.2mm，其中6-9 月降雨量490.5mm，占全年76.7%，僅7 月、8 月的降雨量就有384.3mm，占全年的60.1%。集中在夏季的降雨對(duì)土壤鹽分遷移產(chǎn)生很大影響，也是鹽堿地開(kāi)展小麥玉米生產(chǎn)的關(guān)鍵氣候因素。

在之前針對(duì)濱海鹽堿地水鹽運(yùn)移特征的相關(guān)研究也證實(shí)，隨著該段時(shí)間的集中降雨，鹽分開(kāi)始由地表向土壤深處移動(dòng)，根據(jù)降雨量的不同，地表及30cm 耕層的土壤鹽分會(huì)發(fā)生較大變化，地表富集的鹽分隨雨水下滲到深層土壤，整體耕層土壤鹽分下降，適合作物生長(zhǎng)。到10 月份后，降雨逐漸減少，伴隨著水分的蒸發(fā)和土壤中的鹽分開(kāi)始向地表富集，最終在次年5 月底至6 月初達(dá)到一年中鹽分最高的時(shí)期[7-8]。在這個(gè)過(guò)程中地表鹽分的富集速度和運(yùn)動(dòng)會(huì)伴隨著降雨量有規(guī)律地波動(dòng)。因冬春階段沒(méi)有大幅降雨，鹽分在此期間一直處于向地表富集階段，作物生長(zhǎng)過(guò)程中的鹽分脅迫也是逐漸增加的。

濱海鹽堿地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，部分地塊在3月份有一次引黃河水灌溉的機(jī)會(huì)，引黃灌溉能夠?qū)ν寥利}分遷移產(chǎn)生很大影響，使地表鹽分快速向土壤下層移動(dòng)，引黃河水灌溉后耕層土壤鹽分都能夠有效降低[9-10]。在實(shí)際生產(chǎn)中有引黃河水壓鹽治堿的管理習(xí)慣。

2 小麥生長(zhǎng)周期中土壤鹽分變化與管理措施

山東濱州地區(qū)屬于黃淮冬麥區(qū)南片，小麥全生育期從10 月15 日至次年6 月15 日左右，生長(zhǎng)期240～250d，整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)是土壤鹽分從低到高不斷富集的過(guò)程[11]。在10 月中上旬，該地區(qū)降雨季剛結(jié)束，耕層處于土壤鹽分較低的時(shí)期，一般情況下小麥播種后能夠正常出苗。在越冬期間，鹽分隨土壤水分蒸發(fā)不斷向上富集，特別是春季凍土開(kāi)化，地表蒸發(fā)加速，耕層鹽分不斷增加，土壤表層（0～5cm）鹽分更高，土壤表層鹽分超過(guò)0.3%的地塊小麥苗會(huì)受到鹽分脅迫，大多數(shù)鹽分超過(guò)0.5%的地塊開(kāi)始出現(xiàn)黃苗、死苗現(xiàn)象，即老百姓口頭說(shuō)的麥苗被堿死。在3 月份可以引黃灌溉階段，能夠澆上黃河水的地塊獲得1 次非常寶貴的壓鹽、降堿機(jī)會(huì)，灌溉后土壤耕層鹽分向下運(yùn)動(dòng)，鹽堿地塊麥苗獲得緩苗和春季生長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。灌溉后土壤鹽分再次進(jìn)入富集升高階段，直到7 月底8 月初雨季到來(lái)。

針對(duì)小麥生長(zhǎng)季節(jié)的土壤鹽分變化規(guī)律和目前灌溉條件，在制定栽培管理措施時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。（1）選擇種植抗旱、耐鹽堿的小麥品種，重點(diǎn)選擇苗期生長(zhǎng)快、根系發(fā)達(dá)、分蘗力強(qiáng)、節(jié)水和逆境適應(yīng)能力強(qiáng)的小麥品種，這是鹽堿地開(kāi)展小麥生產(chǎn)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。（2）整地耕種環(huán)節(jié)，保證整地質(zhì)量，采取土壤深松作業(yè)打破土壤犁底層，保證好的土壤通透性；滅茬深翻，增加土壤有機(jī)質(zhì)；地塊平整、墑情合適，適時(shí)播種；相對(duì)常規(guī)地塊播種適當(dāng)增加10%～15%的播種量，播種深度4～5cm。（3）在肥料施用上，適當(dāng)使用有機(jī)肥，采取底肥和種肥相結(jié)合的方式，保證冬前壯苗，增加越冬和返青期的抗旱、耐鹽堿能力。在播種前可采用一些對(duì)土壤改良有益的藥劑和肥料，改善土壤微環(huán)境。（4）春季早抓早管，增大春季追肥量，如冬春氣候干旱，在能夠澆灌黃河水時(shí)盡量早澆灌，采取大水漫灌的方式，每667m2灌水量超過(guò)100m3，這是春季降低土壤鹽堿、保苗保產(chǎn)的關(guān)鍵措施。（5）拔節(jié)和抽穗開(kāi)花期防治好病蟲(chóng)草害，根據(jù)田間生長(zhǎng)情況建議適當(dāng)噴施葉面肥，促進(jìn)灌漿和籽粒成熟。（6）部分地區(qū)在5 月份還能夠灌溉上黃河水，建議有條件的地塊進(jìn)行灌溉，對(duì)小麥后期灌漿成熟和下茬玉米播種出苗有益。

3 玉米生長(zhǎng)周期中土壤鹽分變化與管理措施

在玉米生長(zhǎng)周期中，該地區(qū)土壤中鹽分隨降雨向下運(yùn)動(dòng)，耕層鹽分呈下降趨勢(shì)，鹽分在玉米播種時(shí)最高。對(duì)夏玉米種植，鹽堿地最大的挑戰(zhàn)就是出苗保苗，鹽分脅迫和土壤透氣性差導(dǎo)致玉米無(wú)法出苗或幼苗死亡[12]。出苗后，該地區(qū)雨季來(lái)臨，集中的降雨能夠有效淋洗土壤鹽分，對(duì)玉米生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用。特別是9 月份，在通氣性好和排水條件較好的地塊，通過(guò)降雨，能夠有效降低鹽堿地耕層鹽分，夏玉米在中后期的生長(zhǎng)階段能夠保證較好的土壤環(huán)境。

針對(duì)玉米生長(zhǎng)季節(jié)的土壤鹽分變化規(guī)律和目前排灌條件，在制定栽培管理措施時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。

（1）播種。為保證夏玉米生長(zhǎng)期，小麥?zhǔn)斋@后抓緊農(nóng)時(shí)，要盡早組織播種，最好采取麥茬直播。收割早、墑情好的地塊可以考慮翻耕后播種。播種時(shí)重施底肥，根據(jù)肥料含量每667m2施用復(fù)合肥40～50kg。小麥?zhǔn)斋@時(shí)做好秸稈粉碎工作，避免地塊被過(guò)多的秸稈覆蓋，影響播種和出苗。根據(jù)土壤墑情，適當(dāng)增加播種深度，建議4～5cm。相對(duì)常規(guī)地塊種植播種量增加10%～15%，一定確保全苗，避免缺苗斷壟。

（2）品種選擇。先明確玉米的收貯方式，針對(duì)收儲(chǔ)計(jì)劃選擇適宜品種。如計(jì)劃收獲籽粒，盡量選擇生育期短、脫水快的品種，適當(dāng)密植；如計(jì)劃收獲青貯，可選擇植株較高大、白軸大棒品種，相對(duì)稀植。因夏季的集中降雨和鹽堿地土壤容易產(chǎn)生內(nèi)澇的特點(diǎn)，選擇氣生根發(fā)達(dá)、耐澇品種，活稈成熟，抗病性好。

（3）防除雜草。采取苗后除草，闊葉和單子葉雜草都要防治，務(wù)必控制好苗期田間雜草，為后期草害防治打好基礎(chǔ)。如地塊有較嚴(yán)重的蘆葦，在小麥成熟后期要提前防治，噴施草甘膦等殺綠性除草劑，減少玉米茬的草害。在苗后噴施除草劑的同時(shí)，配合施用殺蟲(chóng)劑防治薊馬和棉鈴蟲(chóng)，并開(kāi)展真菌病害的預(yù)防。

（4）玉米控旺和追肥。針對(duì)中后期的集中降雨，為防治后期倒伏，在大喇叭口期到來(lái)之前要進(jìn)行控旺處理，噴施生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，控制基部節(jié)間生長(zhǎng)。有條件的地塊采取機(jī)械或人工追施尿素，大面積種植地塊考慮機(jī)械作業(yè)損傷和人工費(fèi)用問(wèn)題，可通過(guò)噴施液態(tài)氮肥的形式進(jìn)行1～2 遍追肥，能夠達(dá)到同等追肥效果。

（5）玉米生長(zhǎng)季節(jié)的排灌防澇工作。玉米生長(zhǎng)后期降雨集中，鹽堿地塊土壤水分透氣性差，田間容易發(fā)生積水，對(duì)幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，也不利于后期的產(chǎn)量形成和籽粒成熟。種植過(guò)程中要注意土地平整，避免坑洼積水，并提前預(yù)留好排水溝，降雨后注意排水。在苗期出現(xiàn)積水內(nèi)澇時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救，噴施葉面肥和蕓苔素，盡快恢復(fù)幼苗生長(zhǎng)。

（6）適時(shí)收獲。盡量早收，避免玉米收獲過(guò)晚，影響冬小麥播種。一般要保證冬小麥在10 月20 日左右完成播種。

4 周年生產(chǎn)中關(guān)鍵技術(shù)及鹽堿控制措施

4.1 深松深耕增加通透性，提高灌溉壓鹽堿效果隔年進(jìn)行1 次土壤深松深耕，深度達(dá)到45cm，或深翻達(dá)到30cm，有效打破土壤犁底層，使土壤通透性增強(qiáng)，在春季引黃河水灌溉的過(guò)程中和夏秋集中降雨季節(jié)使土壤鹽分隨水順暢下移，減少作物生長(zhǎng)鹽分脅迫。

4.2 綜合肥料施用采用增施有機(jī)肥、開(kāi)展秸稈還田、施用微生物肥及降鹽排堿藥劑和肥料等措施，改良土壤微環(huán)境，促苗增加抗性[13]。土壤有機(jī)質(zhì)的提升能夠有效降低土壤鹽分對(duì)作物的危害，增加有機(jī)肥的施用能夠有效改變土壤結(jié)構(gòu)、透氣性和微生物環(huán)境，為土壤改良提供基礎(chǔ)條件。微生物肥料和一些螯合鹽分的藥劑肥料能夠?qū)ν寥利}分控制起到良好作用[14-15]，篩選施用合適的微生物肥和藥劑能夠促進(jìn)鹽堿地土壤的改良。開(kāi)展秸稈還田，以促進(jìn)有機(jī)質(zhì)還田的良性循環(huán)。

4.3 選擇節(jié)水抗逆優(yōu)勢(shì)品種，提高抗逆性不同作物和不同品種對(duì)環(huán)境脅迫，特別是鹽分脅迫的反應(yīng)有較大差異，抗逆性強(qiáng)的品種能夠在中度鹽堿地塊獲得更高的產(chǎn)量。在種植品種選擇上，注意篩選群體優(yōu)勢(shì)明顯的節(jié)水耐鹽堿品種。根系發(fā)達(dá)、苗期生長(zhǎng)旺盛、后期灌漿成熟快的品種在鹽堿地能夠獲得更好的產(chǎn)量。

4.4 利用好引黃灌溉壓鹽壓堿，合理規(guī)避鹽堿地對(duì)作物幼苗的傷害利用好黃河水灌溉是濱海鹽堿地糧食生產(chǎn)的關(guān)鍵管理措施。小麥返青期引黃河水大水漫灌，并在有條件的地區(qū)5 月份再次灌水能有效改善鹽堿地作物生長(zhǎng)條件。配合采取深耕整地，把富集土壤表層的鹽分翻到地下，改善土壤表層（0～10cm）鹽分富集程度，減少高鹽分脅迫對(duì)作物苗期的影響。

4.5 做好秋季排澇，利用好工程排堿，降低土壤鹽堿工程排鹽堿在濱海鹽堿地依然是有效的措施之一，深挖地塊四周的排水溝能夠使部分鹽堿隨降雨排出。地塊平整避免內(nèi)部出現(xiàn)積水和鹽堿富集也是重要的管理措施，并利用好地勢(shì)條件，在低洼處開(kāi)溝排水排鹽堿，循序漸進(jìn)地改善土壤鹽堿狀況。