石膏基盐碱土调理剂对河西饲料玉米生物产量及土壤的影响

张发胜 俄胜哲 姚佳璇 黄涛 车宗贤 王婷

摘要：通过试验观测石膏基盐碱土调理剂对饲料玉米产量、土壤pH和全盐含量的影响，结果表明，石膏基盐碱土调理剂施用量为9 000 kg/hm2时，饲用玉米的生物产量最高，同时显著降低土壤pH和土壤全盐含量。河西走廊盐碱土改良及增加饲料玉米产量，以施用石膏基盐碱土调理剂9 000 kg/hm2为宜。

关键词：石膏基;盐碱地;饲料玉米;应用试验

中图分类号：S156.2      文献标志码：A      文章编号：1001-1463（2020）09-0010-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.09.004

Abstract：The effects of gypsum-based saline-alkali soil conditioner on yield， soil pH and total salt content of feed corn were observed. The results showed that the lower feed maize with the dosage of 9 000 kg/hm2 of gypsum-based saline-alkali soil conditioner had the highest biological yield and significantly reduced the soil pH and total soil salt content. In order to improve the saline-alkali soil in Hexi Corridor and increase the yield of feed corn， it is advisable to apply gypsi-based saline-alkali soil conditioner of 9 000 kg/hm2.

Key words：Ggypsum-base;Saline-alkali land;Feed corn;Application test

我国盐碱土分布范围广，经纬度跨度大，面积约为9.91×107 hm2[1 ]，其中甘肃河西地区的盐渍土面积高达1.21×106 hm2[2 ]，主要分布在疏勒河、石羊河、黑河流域。近年来，河西走廊依靠干旱荒漠区丰富的土地资源、适宜的气候条件，大力发展特色农牧业，特别是养殖业。但土壤盐渍化是河西走廊土壤的主要障碍因子，如何有效利用河西走廊丰富的土地资源种植饲草，满足养殖户或养殖企业对饲草的需求，促进养殖业高效快速发展是当地政府和学者关注的热点。盐碱土改良的方法有物理法（排水、冲洗、松土施肥和铺沙压盐等）、生物技术法（培育耐盐碱植物脱盐、施用沼气肥等有机物料）和化学法（施用化学改良剂）等[3 - 4 ]。石膏基盐碱土调理剂，其改良原理为利用脱硫石膏中含有的Ca2+与土壤胶体中吸附的Na+（来自土壤中的Na2CO3、NaHCO3）进行置换，并通过淋洗将其排出土体，以达到改土治碱的目的[5 ]。由于土壤胶体粒子长期与盐碱土中的Na2CO3、NaHCO3、NaCl 等接触，成为含Na+胶体粒子，而含Na+胶体粒子在土壤中有较好的分散性，能散布在土壤颗粒之间的细缝中，形成致密、不透水的板结土层[6 ]。不易透水的含Na+板结层掺石膏后，因Ca2+比Na+对土壤中胶体粒子的吸附能力强，原已吸附的Na+ 会和土壤溶液中的Ca2+发生离子交换，而含Ca2+胶体微粒的外层不吸附水分子，胶体微粒自己能互相靠近而聚团，土壤就不会板结，这些过程反复进行后土壤就形成团粒结构，从而有利于农作物根系生长，吸收土壤水分和养分。我们开展了以河西走廊盐碱土改良和饲料玉米增产为目的的试验，以期为河西走廊改良盐碱土和提高作物产量提供参考。

1   材料与方法

1.1   试验区概况

试验在甘肃省嘉峪关市花海镇酒钢祁牧乳業花海农场进行。试验区属温带大陆性荒漠气候，年日照3 000 h，年平均气温6.9 ℃，农区最高气温8 ℃、最低3.9 ℃。有效积温  2 400～3 298 ℃，无霜期119～151 d，年际间波动频繁。年降水量58.9～100.2 mm，蒸发量高达2 980 mm以上，气候极为干燥，干燥度4.43～11.85。土壤类型为干旱盐土。试验地播前基本理化性状为：pH 9.05，含全盐4.86 g/kg、有机质13.6 g/kg、全氮0.69 g/kg、全磷0.52 g/kg、全钾21.1 g/kg、速效氮92.50 mg/kg、  速效磷12.0 mg/ kg、  速效钾238 mg/kg。

1.2   试验材料

试验石膏基盐碱土调理剂由甘肃润源公司制备，基本理化性能指标为：pH 7.70，含全盐6.85 g/kg、有机质62.1 g/kg、全氮3.73 g/kg、全磷1.28 g/kg、全钾7.5 g/kg、速效氮668.50 mg/kg、速效磷37.2 mg/kg、速效钾    4 832 mg/kg、镉0.029 mg/kg、铅37.3 mg/kg、砷5.75 mg/kg、汞0.685 mg/kg、铬23.2 mg/ kg，符合国家相关标准。指示玉米品种为晋单42号。

1.3   试验方法

试验采用大区种植，设4个石膏基盐碱土调理剂施用量处理，分别为0、9 000、  18 000、27 000 kg/hm2。所有处理均施N 150 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2。犁地和播种均采用机械化。石膏基盐碱土调理剂、氮肥、磷肥及有机肥做基肥播前一次性施入，翻耕15 cm左右。试验于2016年4月20日种植，行距60 cm，株距25 cm，田间杂草人工拔除，9月18日分区收获。翌年春季将玉米根茬全部移出试验地。其他栽培管理与当地大田基本相同。

1.4   饲料玉米样品采集与测定

玉米成熟收获期选3点，每点选10株能代表小区作物生长状况的植株，连根拔出，根系即刻剪斷直接还田，剩余部分带回实验室用于生物性状考察。玉米果穗和茎叶样品自然风干，部分茎叶样品于105 ℃杀青30 min，然后65 ℃烘干至恒重。籽粒和秸秆样品称重后粉碎过筛（0.5 mm），用于氮磷钾等元素含量的测定。

1.5   土壤pH及全盐测定

土壤pH采用蒸馏水浸提（1∶2.5），pH计测定;土壤全盐采用质量法测定。

1.6   数据计算与统计分析

试验数据采用SAS 8.0进行方差分析。用P≤0.05的LSD值（LSD 0.05）为标准进行不同处理差异显著性检验。表图绘制采用Excel 2007进行。

2   结果与分析

2.1   饲用玉米生物产量

由图1可以看出，施用石膏基盐碱土调理剂对饲料玉米的生物量有显著的影响。随着石膏基盐碱土调理剂施用量的增加，饲料玉米生物量先显著增加，后又显著降低。   9 000 kg/hm2处理玉米生物产量显著地高于其他处理，18 000、27 000 kg/hm2处理生物产量虽显著低于9 000 kg/hm2 处理，但显著高于CK处理，18 000、27 000 kg/hm2处理间饲料玉米生物产量差异不显著。

2.2   土壤全盐和pH

通过图2可以看出，施用石膏基盐碱土调理剂显著地降低了土壤pH，土壤pH随石膏基盐碱土调理剂施用量的增加呈现先降低，后逐渐稳定的趋势。CK、9 000 kg/hm2、18 000 kg/hm2处理间pH差异达极显著水平，而18 000 kg/hm2和27 000 kg/hm2处理差异不显著。从图3可以看出，施用低量石膏基盐碱土调理剂土壤全盐含量略有下降，而施用高量石膏基盐碱土调理剂时则显著增加。 3   小结与讨论

施用石膏基盐碱土调理剂对饲用玉米的生物产量有显著的影响。随着石膏基盐碱土调理剂施用量的增加，饲用玉米生物产量先显著增加后又显著降低。施用9 000 kg/hm2石膏基盐碱土调理剂处理的玉米生物产量显著高于其他处理，且有利于降低土壤pH和全盐量，表明9 000 kg/hm2是比较适宜的石膏基盐碱土调理剂用量，适宜于改良盐渍化土壤。

施用石膏基盐碱土调理剂后，不易透水的板结层Na+被Ca2+替换，含Ca2+ 胶体微粒形成不易板结的团粒结构，对种子萌发、根系发育、作物增产以及培肥土壤有着重要的影响[7 ]。秦萍等[7 ]在宁夏银北重度碱化盐土区的研究认为，施用脱硫石膏显著增加向日葵的出苗率、株高、千粒重和产量。张建中等[2 ]在河西走廊盐渍土区施用多功能调理剂的研究表明，施用多功能调理剂的甜高粱产草量较对照增加181.13%，且多功能调理剂的施用量与甜高粱产草量呈正相关关系。

盐碱土改良的途径有减轻水分蒸发抑制盐分表聚、降低土壤pH和土壤盐分含量[8 - 9 ]。安东等[10 ]在宁夏大兴墩村盐碱土区施用石膏、硫磺、有机肥、PAM等4种改良剂的结果表明，施用石膏能有效降低土壤pH，促进土壤养分吸收和利用。在本试验中，土壤pH随石膏基盐碱土调理剂施用量的增加而降低，原因是石膏基盐碱土调理剂中的大量Ca2+代换土壤胶体吸附的H+、Na+发生离子，从而降低了土壤pH，减少了盐渍化对植物的毒害作用。钠吸附比（SAR）是评价土壤盐碱化程度的一个重要指标，施用石膏基盐碱土调理剂一定程度降低了SAR，有利于缓解土壤盐渍化程度[10 - 11 ]。施低量石膏基盐碱土调理剂土壤全盐量略微下降，但18 000 kg/hm2和27 000 kg/hm2处理的石膏基盐碱土调理剂增加了土壤全盐量。综合分析，河西走廊盐渍化区施用石膏基盐碱土调理剂以9 000 kg/hm2为宜，有利于玉米生物产量的最大化。

参考文献：

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[2] 张建中，闫治斌，王   学，等.  多功能调理剂对甘肃河西内陆盐渍土理化性质和甜高粱产草量的影响[J].  土壤，2016，48（5）：901-909.

[3] 蔡阿兴，蒋其鳌，常运诚.  沼气肥改良碱土及其增产效果研究[J].  土壤通报，1999（1）：4.

[4] 于   妍.  有机物料与再生水联合修复滨海重度盐碱化土壤研究[D].  北京：中国矿业大学，2012.

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[7] 秦   萍，张俊华，孙兆军，等.  土壤结构改良剂对重度碱化盐土的改良效果[J].  土壤通报，2019，50（2）：414-421.

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[9] 郭天云，郭天海，何增国.  磷石膏对盐碱地改良效果及对玉米的影响[J].  甘肃农业科技，2019（7）：48-52.

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[11] 孙在金.  脱硫石膏与腐殖酸改良滨海盐碱土的效应及机理研究[D].  北京：中国矿业大学，2013.

（本文责编：陈    伟）