王宏偉，包紅霞，李 揚(yáng)，張鳳杰，塔 娜

（通遼市農(nóng)牧科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 通遼 028000）

蘇打型鹽堿土是一種高度退化的土壤，土壤膠體吸附大量可交換性Na+，土壤嚴(yán)重板結(jié)，通透性差，pH增加，堿化度高，作物難以正常生長［1］。通遼市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東部，屬溫帶半干旱季風(fēng)氣候，鹽堿地面積約為52.6萬hm2，占耕地面積的8.6%，鹽堿類型以蘇打型為主［2］。近年來，隨著人口增長與耕地面積縮減的矛盾日益突出，如何開發(fā)利用鹽堿地成為專家學(xué)者的主要研究方向之一，研究出一系列鹽堿地改良技術(shù)，如利用玉米秸稈墊施防止返鹽返堿技術(shù)、脫硫石膏改良技術(shù)、排水洗鹽技術(shù)、生物有機(jī)肥改良技術(shù)等［3-8］，均有良好的改良效果，但由于改良工程量大、過度耗費(fèi)水資源、操作難度高等原因，上述技術(shù)一般只進(jìn)行到小面積示范階段，很少能夠在實(shí)際生產(chǎn)中大面積應(yīng)用。脫硫石膏改良技術(shù)是利用硫酸鈣水解后產(chǎn)生的Ca2+離子置換土壤膠體中可交換Na+，從而降低土壤堿化度，改善土壤物理結(jié)構(gòu)，增加土壤通透性，促進(jìn)鹽分隨水向下滲透，降低對作物的危害。目前，脫硫石膏改良蘇打型鹽堿地施用量為15～45 t/hm2，一般先利用鏟車、翻斗車等大型機(jī)械，將脫硫石膏粗略施入大田，再用人工精細(xì)化撒施，勞動強(qiáng)度大，且撒施質(zhì)量得不到保障，而傳統(tǒng)的施肥播種機(jī)肥箱較小，承重能力不足，無法勝任脫硫石膏撒施任務(wù)。因此，在保證改良效果的前提下，降低脫硫石膏施用量是實(shí)現(xiàn)機(jī)械化進(jìn)而保證撒施質(zhì)量的重要手段?；诖耍_展了不同施用模式下脫硫石膏改良蘇打型鹽堿地效果研究，以期為脫硫石膏減量施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古通遼市科左中旗花吐古拉鎮(zhèn)西蒙古屯嘎查，土壤有機(jī)質(zhì)含量0.87%，速效磷8.9 mg/kg，堿解氮44.1 mg/kg，pH為10.22，全鹽量0.38%，耕地鹽堿化程度較重，鹽分組成主要是碳酸鈉和碳酸氫鈉，是典型的蘇打型鹽堿地。

1.2 試驗(yàn)材料

種植作物為玉米TK601，購自通遼市瑞豐農(nóng)資市場。有機(jī)肥是通和牧業(yè)有限公司利用排發(fā)無縫鏈接循環(huán)技術(shù)將畜禽糞污發(fā)酵腐熟而成。脫硫石膏購自通遼電廠。

1.3 試驗(yàn)方法

寬窄壟（40～80 cm）種植玉米，灌溉方式采用淺埋滴灌，將改良材料隨底肥施用，栽培管理同大田。脫硫石膏用量設(shè)5個梯度，見表1。3種施用方式為PS：窄壟間平鋪旋耕；CS：窄壟兩側(cè)溝施，模擬正常播種機(jī)施肥模式；GS：窄壟間溝施，脫硫石膏施于滴灌管下。共15個處理，3次重復(fù)，小區(qū)面積30 m2，周圍設(shè)保護(hù)行。

表1 各處理改良材料用量Tab. 1 The amount of improved materials for each treatmen t/hm2

1.4 測定項(xiàng)目與方法

土壤pH：播前、收獲后各取0～40 cm耕層土壤（下同），采用電位法測定（土水比1.0∶2.5）；土壤全鹽含量采用烘干殘渣法測定；堿化度采用乙酸鈉法測定；容重采用環(huán)刀法測定；比重采用比重瓶法測定；土壤孔隙度利用容重與比重數(shù)值計算；出苗率：出苗期全區(qū)調(diào)查出苗情況，以百分比表示出苗率；產(chǎn)量：每個小區(qū)實(shí)測籽粒產(chǎn)量，并按含水量14.0%折合公頃產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總整理，利用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同模式下脫硫石膏對土壤全鹽含量的影響

全鹽含量是鹽堿土性質(zhì)的最重要指標(biāo)，也是改良效果的主要參數(shù)［4］。不同處理對土壤全鹽含量的影響見表2。由表2可知，各處理的土壤全鹽含量均有所下降，由播種前的0.38%左右降至0.30%以下，下降效果較為明顯。除梯度1外，其他處理的含鹽量均隨著脫硫石膏的施用量增加而降低，說明脫硫石膏能夠疏松土壤，使鹽分隨水下滲至耕層以下，從而降低耕層土壤全鹽含量［1］。3種施用模式中，脫硫石膏在22.50 t/hm2的條件下，收獲后耕層土壤含鹽量顯著高于其他處理，其原因可能是因?yàn)槊摿蚴啾旧硪彩且环N無機(jī)鹽，施用后土壤中SO42-離子和Ca2+離子濃度增加，導(dǎo)致含鹽量下降不明顯。GS處理脫硫石膏7.50 t/hm2的梯度下，含鹽量下降幅度最大，降低了46.2%，其次是15.00 t/hm2梯度，降低了45.9%，2 種處理與其他處理間差異顯著。

表2 不同處理對土壤全鹽含量的影響Tab. 2 Effects of different treatments on soil total salt content %

2.2 不同模式下脫硫石膏對土壤pH的影響

蘇打型鹽堿土pH一般在9.0以上，容易腐蝕作物根系，降低營養(yǎng)元素溶解度，不利于作物生長，衡量改良材料的改良作用最基本指標(biāo)首先是觀察其對pH的作用［4］。不同處理對土壤pH的影響見表3。由表3可知，收獲后各處理土壤pH均顯著下降，由播前9.65～9.80降至7.60～8.15，下降幅度與脫硫石膏施用量成正比，其中，GS處理脫硫石膏22.50 t/hm2條件下降低最多，下降了22.2%。5.25 t/hm2梯度pH表現(xiàn)為GS＞CS＞PS，其他梯度pH均表現(xiàn)為CS＞PS＞GS。

表3 不同處理對土壤pH的影響Tab. 3 Effects of different treatments on soil pH

2.3 不同模式下脫硫石膏對土壤堿化度的影響

土壤堿化度高，土粒分散，濕時泥濘，不透氣、不透水，干時硬結(jié)，耕性極差、作物出苗難、保苗差，是作物生長發(fā)育的主要障礙因子之一［9］。通遼地區(qū)蘇打型鹽堿土含鹽量較低的土壤堿化度為5%～45%，含鹽量高及含沙量較大的鹽堿土堿化度高達(dá)45%～90%［2］，因此，降低堿化度，改善土壤物理性狀是改良蘇打型鹽堿土的首要任務(wù)。不同處理對土壤堿化度的影響見表4。

表4 不同處理對土壤堿化度的影響Tab. 4 Effects of different treatments on soil alkalinity %

由表4可知，各處理土壤堿化度均顯著下降，由播前60%以上降到35%以下，且下降幅度與脫硫石膏施用量呈正相關(guān)。相同施用量下，各處理堿化度表現(xiàn)為CS＞PS＞GS，其中，脫硫石膏22.50 t/hm2梯度下，GS處理下降幅度最大，由播前63.3%降至24.4%，降幅達(dá)61.5%。一方面，說明在土壤中施用脫硫石膏后，溶解出的Ca2+能夠置換土壤膠體中的可交換Na+，降低土壤交換性Na+含量，從而使土壤堿化度下降；另一方面，單從試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，脫硫石膏在窄壟溝施方式下的利用率優(yōu)于其他施用方式。

2.4 不同模式下脫硫石膏對土壤容重及孔隙度的影響

各處理土壤容重均顯著降低，梯度間比較，PS 處理收獲后耕層土壤容重表現(xiàn)為3.00＞5.25＞7.50＞15.00＞22.50（t/hm2），GS 處理表現(xiàn)為3.00＞5.25＞7.50＞22.50＞15.00（t/hm2），CS 處理表現(xiàn)為3.00＞5.25＞7.50＞15.00=22.50（t/hm2）；不同施用模式間比較，各梯度收獲后耕層土壤容重均表現(xiàn)為PS＞CS＞GS，其中，脫硫石膏22.50 t/hm2梯度下，GS 處理下降幅度最大，由播種前1.65 降至1.21，降幅達(dá)26.7%（表5）。土壤容重降低，也可反映土壤孔隙度增加［10］，不同處理對土壤孔隙度的影響見表6，其變化規(guī)律與土壤容重相反，說明施用脫硫石膏后，能夠有效改善鹽堿土地板結(jié)嚴(yán)重情況，增加孔隙度，利于鹽分向下淋洗，使耕層土壤脫鹽，有助于作物生長。

表5 不同處理對土壤容重的影響Tab. 5 Effects of different treatments on soil bulk densityg/cm3

表6 不同處理對土壤孔隙度的影響Tab. 6 Effects of different treatments on soil porosity %

2.5 不同模式下脫硫石膏對玉米出苗率的影響

施用脫硫石膏均有效提高了玉米出苗率，梯度間比較，出苗率表現(xiàn)為22.50＞15.00＞7.50＞5.25＞3.00（t/hm2）；不同施用模式間比較，脫硫石膏5.25 t/hm2表現(xiàn)為CS＞GS＞PS，其他梯度出苗率均表現(xiàn)為GS＞CS＞PS（表7）。說明施用脫硫石膏后，能夠使土壤疏松，透水性增強(qiáng)，GS處理下，脫硫石膏能夠更好地改善種子出苗環(huán)境。

表7 不同處理對玉米出苗率的影響Tab. 7 Effect of different treatments on emergence rate of maize %

2.6 不同模式下脫硫石膏對玉米產(chǎn)量的影響

脫硫石膏22.50 t/hm2產(chǎn)量表現(xiàn)為GS＞PS＞CS，其他梯度均表現(xiàn)為GS＞CS＞PS。PS處理下，產(chǎn)量表現(xiàn)為22.50＞15.00＞7.50＞5.25＞3.00（t/hm2）；CS處理產(chǎn)量表現(xiàn)為15.00＞7.50＞22.50＞5.25＞3.00（t/hm2）；GS處理產(chǎn)量表現(xiàn)為7.50＞22.50＞15.00＞5.25＞3.00（t/hm2），其中，GS處理下，脫硫石膏7.50 t/hm2產(chǎn)量最高，達(dá)到11572.5 kg/hm2，與其他梯度產(chǎn)量達(dá)到顯著差異。見表8。

表8 不同處理對玉米產(chǎn)量的影響Tab. 8 Effects of yield for different treatments on maize kg/hm2

3 討論與結(jié)論

有研究表明，施用脫硫石膏是改良蘇打型鹽堿地最有效的措施之一，脫硫石膏作為一種鈣質(zhì)改良劑，通過其所含的Ca2+置換土壤膠體中的Na+，降低土壤交換性鈉百分率和鈉離子吸附比，降低土壤堿化度，提高土壤通透性，在水的作用下，增強(qiáng)鹽分淋洗作用，土壤耕性變好，作物生長環(huán)境得到有效改善［11］。在通遼地區(qū)，脫硫石膏改良蘇打型鹽堿地施用量一般為22.50 t/hm2，多采用機(jī)械加人工的方式平鋪于地表后旋耕播種。機(jī)械化程度低、勞動強(qiáng)度大是限制其推廣應(yīng)用的主要因素。本試驗(yàn)通過改變脫硫石膏傳統(tǒng)的平鋪方式，以寬窄行淺埋滴灌種植玉米為例，設(shè)窄壟間平鋪、窄壟間溝施和窄壟兩側(cè)溝施等3種施用方式。灌溉后脫硫石膏中的Ca2+可直接作用于作物根系周圍土壤，做到精準(zhǔn)改良，提高改良效率，減少施用量。試驗(yàn)結(jié)果表明：不同施用模式下，脫硫石膏對蘇打型鹽堿地改良效果差異明顯，土壤含鹽量以GS處理7.50 t/hm2的梯度降低效果最好，降低了46.2%，其次是15.00 t/hm2梯度，降低了45.9%，2種處理與其他處理間差異顯著；土壤pH、堿化度改良效果均以GS處理22.50 t/hm2梯度最好，與15.00、7.50 t/hm2梯度無顯著差異；土壤容重以GS處理22.50 t/hm2梯度下降幅度最大，降幅達(dá)到26.7%；在出苗率上，5.25 t/hm2梯度表現(xiàn)為CS＞GS＞PS，其余梯度均表現(xiàn)為GS＞CS＞PS，梯度間以22.50 t/hm2出苗率最高，GS處理22.50、15.00、7.50 t/hm2出苗率均無顯著差異，與其他2個梯度間差異顯著；產(chǎn)量表現(xiàn)為GS處理7.50 t/hm2梯度最高，達(dá)到11572.5 kg/hm2，與其他梯度產(chǎn)量差異顯著。綜合其耕層土壤指標(biāo)、玉米出苗率及產(chǎn)量表現(xiàn)，脫硫石膏最佳施用方法及施用量為窄壟溝施7.50 t/hm2，與22.50 t/hm2相比，脫硫石膏施用量減少了66.6%。