磷石膏对盐碱地改良效果及对玉米的影响

郭天云　郭天海　何增国

摘要：通过大田试验，研究了磷石膏改良鹽碱地效果及对玉米农艺性状、产量的影响。结果表明，玉米产量以施入磷石膏3 000 kg/hm2处理最高，为10 881.63 kg/hm2，较不施磷石膏处理增产4.96%，但处理间产量差异不显著。施入磷石膏后改善土壤质量的效果显著，可显著增加土壤有机质0.1～7.4 g/kg、速效氮5～26 mg/kg、有效磷1～2 mg/kg、速效钾含量8～32 mg/kg。可显著降低耕层pH 0.04～0.46。脱盐效果明显，施入磷石膏3000～4500 kg/hm2的处理，水溶性盐的含量降低到了1 g/kg以下。通过土壤脱盐，释放出了土壤中被固定的各种养分，提高了土壤中有机质、速效氮、有效磷、速效钾的含量，达到改良风沙土盐碱地的目的。

关键词：磷石膏;改良;盐碱地;玉米;产量

中图分类号：S513         文献标志码：A         文章编号：1001-1463（2019）07-0048-05

Abstract：Through field experiment， the effect of phosphogypsum on improving saline-alkali soil and its effect on agronomic characters and yield of corn were studied. The results showed that the yield of corn was the highest with 3 000 kg/hm2 of phosphogypsum， which was 10 081.63 kg/hm2， 4.96% higher than that without phosphogypsum， but there was no significant difference between treatments. The application of phosphogypsum can significantly improve soil quality. It can significantly increase soil organic matter 0.1～7.4 g/kg， available nitrogen 5～26 mg/kg， available phosphorus 1～2 mg/kg and available potassium 8～32 mg/kg. It can significantly reduce the pH value of plough layer from 0.04 to 0.46. The effect of desalination is obvious. The content of water-soluble salt is reduced to less than 1 g/kg by applying phosphogypsum 3 000～4 500 kg/hm2. Through soil desalination， the fixed nutrients in the soil are released， and the contents of organic matter， available nitrogen， available phosphorus and available potassium in the soil are increased， so as to improve the saline-alkali land of aeolian sandy soil.

Key words：Phosphorus gypsum;Improved;Saline-alkali land;Corn;Yield

甘肃省受盐渍化影响的土壤已接近3万km2，特别是河西及沿黄灌区，由于受不合理灌溉所致，土壤盐渍化面积逐年增加，是甘肃省盐碱地主要分布区域。土壤次生盐渍化已造成该区域土地生产能力减退，盐碱地区粮食产量大幅度降低，不足当地产量的60%，因土地盐渍化损失的粮食每年超过1 亿kg[1 ]。古浪县处于河西走廊东端，耕地多处腾格里沙漠南缘，属风沙土，盐碱含量较高，影响了作物的正常生长。磷石膏（简称为PG）是生产磷肥、磷酸时排放出的固体废弃物，生产1 t磷酸约能产生4.5～5.0 t磷石膏[2 - 3 ]。据统计，全世界目前年副产磷石膏100亿～280亿t，其中约14%排入河流及大海，56%被堆放，只有30%被用来再生利用[3 - 6 ]。磷石膏中含作物所需的磷、钙、硅及多种微量元素， 并具有酸性较强的特点，其农用价值越来越受到人们关注[7 - 10 ]。盐碱地施用磷石膏后，可促进土壤耕层脱盐，降低土壤碱化度，改变盐碱土化学性质，达到改造盐碱地、提高土壤生产能力的目的[11 - 12 ]。

磷石膏对土壤盐碱地改良和对农作物产量影响方面的研究较多。车顺升等[12 ]通过研究磷石膏改良盐碱地土壤化学性质的效果，表明磷石膏能改变盐碱地土壤化学性质，降低耕层，脱盐率提高，土壤碱化率下降，增加土壤通透性，对土壤剖面的盐分布也有明显降低作用，对地表潜水影响不大。白来汉等[2 ]研究了不同磷石膏添加量与接种菌根对玉米生长及磷、砷、硫吸收的影响，结果表明随磷石膏添加量的提高，土壤有效磷、有效硫含量及玉米植株的生物量均呈增加趋势。李旭霖等[13 ]研究了不同改良剂对滨海盐碱地的改良效果，结果表明所有改良剂均能显著降低盐碱地土壤容重，增强土壤通透性，尤其是磷石膏和禾康效果更显著。对磷石膏改良盐碱地对玉米产量影响研究结果表明，施用磷石膏能提高玉米产量，具有一定的增产效果[14 - 16 ]。我们通过对沙化盐碱地施入不同量的磷石膏，研究了含盐量高的地块采取施用磷石膏改良耕地质量的效果，分析了玉米的农艺性状、产量和土壤土壤有机质含量、土壤速效氮含量、土壤有效磷含量、土壤速效钾含量、土壤pH变化、土壤水溶性盐含量，探讨了磷石膏改良土壤效果和玉米增产效果，现报道如下。

1   材料和方法

1.1   试验地概况

试验在甘肃省古浪县水川灌溉区西靖镇古山村进行。海拔1 869 m，属温带干旱气候，年平均温度5 ℃，降水量200 mm左右，无霜期150 d，土壤为风沙土。试验地前茬作物为玉米，耕层土壤含有机质20.6 g/kg、速效氮34 mg/kg、速效磷8 mg/kg、速效钾197 mg/kg，pH 8.22，水溶性盐为1.44 mg/kg。

1.2   供试材料

供试磷石膏为金川集团有限公司提供的矿渣，指示玉米品种选用当地主栽品种先玉335。

1.3   试验设计

试验采用单因素随机区组设计，共设5个处理，3次重复，小区面积12.25 m2。处理1施入磷石膏1 500 kg/hm2，处理2施入磷石膏3 000 kg/hm2，处理3施入磷石膏4 500 kg/hm2，处理4施入磷石膏6 000 kg/hm2，处理5为不施磷石膏（CK）。试验采用全膜平铺穴播方式，地膜幅宽1.2 m，厚0.01 mm。每幅膜种3行，行距0.4 m，等行距种植，4月23日播种。小区之间不设走道，区组间走道为0.8 m。覆膜前一次性施入磷石膏，将尿素300 kg/hm2、普通过磷酸钙750 kg/hm2、硫酸钾225 kg/hm2、硫酸锌30 kg/hm2，整地时作基肥一次性施入，其他管理同常规。

1.4   调查统计

收获后测定各小区土壤耕层（0～30 cm）有机质、土壤速效氮、土壤有效磷、土壤速效钾、土壤pH、土壤水溶性盐等含量，取平均值。收获期每小区取中间2行，收获面积4.8 m2。10月3日收获，从中随机选取20个穗统计株高、穗位高、穗长、穗行数、穗粒数、穗重、千粒重。收获后各小区单收计产。

1.5   数据分析

利用SPSS 11.5 统计软件进行数据分析，最小显著差法（LSD）进行多重比较。

2   结果与分析

2.1   不同处理对农藝性状的影响

从表1看出，株高各处理均低于对照，处理4最低，为260.5 cm，比对照低13.2 cm。穗位高各处理均低于对照，处理4最低，为106.8 cm，比对照低6.3 cm。穗长处理1、处理2均比对照长，其中处理1最长，为15.8 cm，比对照长0.6 cm;处理4最短，为14.9 cm，比对照短0.3 cm。穗行数各处理均低于对照，处理4最少，为16.1行，比对照减少0.5行。行粒数处理1、处理3均比对照多，其中处理1最多，为27.1粒，比对照增加1.8粒;处理4最少，为25.2粒，比对照减少0.1粒。穗粒数处理1、处理3均比对照多，其中处理1最多，为442.4粒，比对照增加22.6粒;处理4最少，为406.2粒，比对照减少13.6粒。千粒重以处理4最重，为290.8 g，比对照增加12.8 g;处理1最轻，为275.0 g，比对照轻3.0 g。穗重各处理均高于对照，其中处理2最重，为120.4 g，比对照增加5.6 g;处理4最轻，为114.9 g，比对照重0.1 g。

2.2   不同处理对玉米产量的影响

从表2可看出，各处理玉米折合产量均高于对照，以处理2最高，为10 881.63 kg/hm2，较对照增产4.96%;处理1次之，为10 702.04 kg/hm2，较对照增产3.23%;处理3、处理4分别为10 514.29、10 375.51 kg/hm2，分别较对照增产1.42%、0.08%。对产量进行显著性分析的结果表明，处理间差异不显著。说明盐碱地施入磷石膏可增加玉米产量，但并不是施入的磷石膏越多产量越高。

2.3   不同处理度对土壤有机质含量的影响

从表3可看出，各处理的土壤有机质含量均高于对照，其中以处理1最高，为28.0 g/kg，较对照增加7.4 g/kg，增加35.9%;处理4次之，为22.8 g/kg，较对照增加2.2 g/kg，增加10.7%;处理2、处理3较低，分别为21.8、20.7 g/kg，较对照分别增加1.2、0.1 g/kg，分别增加5.8%、0.5%。对有机质含量进行分析的结果表明，除处理3与对照差异不显著外，其他处理间差异显著。说明盐碱地施入磷石膏对提高有机质含量作用显著。

2.4   不同处理度对土壤速效氮含量的影响

从表4可看出，各处理的土壤速效氮含量均高于对照，其中以处理4最高，为60.0 mg/kg，较对照增加26 mg/kg 增幅为76.5%;处理3次之，为56 mg/kg，较对照增加22 mg/kg，增幅为64.7%;处理1、处理2较少，分别为39、52 mg/kg，较对照分别增加5、18 mg/kg，增幅分别为14.7%、52.9%。对土壤速效氮含量进行分析的结果表明，处理间差异显著。

2.5   不同处理度对土壤有效磷含量的影响

从表5可看出，处理1、处理2土壤有效磷含量均与对照相同，为7 mg/kg;处理4最高，为9 mg/kg，较对照增加2 mg/kg，增幅为28.6%;处理3次之，为8 mg/kg，较对照增加1 mg/kg，增幅为14.3%。对土壤有效磷含量进行分析的结果表明，除处理1和处理2与对照差异不显著外，其余处理与对照差异显著。

2.6   不同处理度对土壤速效钾含量的影响

从表6可看出，各处理的土壤速效钾含量均高于对照，其中以处理1最高，为229 mg/kg，较对照增加32 mg/kg，增幅为16.2%;处理3、处理4次之，均为213 mg/kg，较对照均增加16  mg/kg，增幅为8.1%;处理2最低，为205 mg/kg，较对照增加8 mg/kg，增幅为4.1%。对土壤速效钾含量进行分析的结果表明，处理3和处理4差异不显著，各处理均与对照差异显著。

2.7   不同处理度对土壤pH的影响

从表7可看出，各处理的土壤pH均低于对照，以处理4最低，为7.76，较对照降低0.46，降幅为5.6%;处理3次之，为7.87，较对照降低0.35，降幅为4.3%;处理1、处理2较高，分别为8.18、7.90，较对照分别降低0.04、0.32，降幅分别为0.5%、3.9%。对土壤pH进行分析的结果表明，处理间差异不显著。

2.8   不同处理度对土壤水溶性盐含量的影响

从表8可看出，各处理的土壤水溶性盐含量均低于对照，其中以处理3最低，为0.82 g/kg，较对照降低0.62 g/kg，降幅43.1%;处理2次之，为0.92 g/kg，较对照降低0.52 g/kg，降幅36.1%;处理1、处理4较高，分别为1.18、1.01 g/kg，较对照分别降低0.26、0.43 g/kg。对土壤水溶性盐含量进行分析的结果表明，处理间差异不显著。

3   结论与讨论

试验结果表明，盐碱地施入磷石膏可使玉米产量增加，玉米产量以施入3 000 kg/hm2时最高，为10 881.63 kg/hm2，较不施磷石膏处理增产4.96%，但对产量影响不显著。本试验条件下，盐碱地施用磷石膏后，可增加土壤有机质含量0.1～7.4 g/kg，增加土壤速效氮含量5～26 mg/kg，增加土壤有效磷含量1～2 mg/kg，增加土壤速效钾含量8～32 mg/kg，降低耕层pH 0.04～0.46。盐碱地施入一定量的磷石膏可降低土壤碱化度， 提高土壤养分含量，改善土壤质量，提高耕层土壤通透性，促进脱盐。

在一定施量范围内使用磷石膏土壤脱盐效果明显，土壤水溶性盐含量降低0.62～0.26 g/kg，施入3 000～4 500 kg/hm2的处理水溶性盐含量降低到1 g/kg以下，释放出了土壤中被固定的各种养分，提高了土壤中有机质、速效氮、有效磷、速效钾的含量，达到改良盐碱地的目的。

施入磷石膏量3 000 kg/hm2对提高玉米产量效果最佳，但不显著，可能是由于地力条件等因素造成的，磷石膏的最佳用量需进一步试验。

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（本文责编：杨    杰）