不同改良剂对盐碱地向日葵农艺性状及产量的影响

闫 洪，仲生柱，温晓亮，王瑞珍，李彬瑞，李二珍，刘 娟，李 彬，段 玉，张婷婷

（1.五原县农牧业技术推广中心，内蒙古五原 015100；2.五原县农村生态能源站，内蒙古五原 015100；3.内蒙古自治区农牧业科学院 资源环境与检测技术研究所，内蒙古呼和浩特 010031）

据统计，我国盐碱地面积约9 900 万hm2[1]。内蒙古现有盐碱化耕地100 多万hm2，耕地次生盐渍化面积每年都在增加。内蒙古河套灌区是我国西部地区重要的农产品生产基地，盐碱化耕地面积高达50%以上，严重制约了当地农业的可持续发展[2]。向日葵作为河套灌区的主要经济作物，种植地块多为盐碱地，土壤中的盐分离子导致其生长受到抑制。目前的盐碱地改良技术主要包括生物改良措施、物理改良措施和化学改良措施，均有优缺点[3-6]。生物改良措施主要是种植耐盐碱作物或品种，优点是不增加投资成本和环境负担，缺点是不能从根本上解决土壤的盐碱化问题。物理改良措施主要是改善土壤环境，但缺点是盐分消除不彻底。化学改良措施是通过施加土壤改良剂改变土壤胶体吸附性离子的组成，能够彻底消除土壤中的盐分和交换性Na+，改善土壤理化性质。采用不同改良剂对盐碱化土壤改良的研究已有报道[7-9]。施用土壤改良剂能有效地改善土壤理化性质，提高生产力。脱硫石膏是电厂废弃物，由于独特的理化性质，可应用于农业生产及土壤改良，对提高土壤肥力及作物产量有积极作用[10]。腐殖酸是一种天然高分子物质，施用腐殖酸可以培肥地力、增加作物产量[11]。本试验以内蒙古河套灌区盐碱地为研究对象，研究不同改良剂及组合对土壤盐碱化指标、向日葵农艺性状和产量的影响，为盐碱地改良提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验设计

试验于2017—2018年在巴彦淖尔市五原县隆兴昌镇荣誉村四社进行，属中温带大陆性气候。前茬作物为向日葵，土壤类型为沙壤土，0～20 cm 土层含有机质10.80 g/kg、全氮0.60 mg/kg、碱解氮42.30 mg/kg、速效磷14.60 mg/kg、速效钾125.00 mg/kg，pH 值8.90，全盐含量5.12 g/kg。采用随机区组试验设计，共设置4 个处理，分别为不施改良剂（S1）、900 kg/hm2有机改良剂（S2）、4 500 kg/hm2脱硫石膏（S3）、900 kg/hm2有机改良剂+4 500 kg/hm2脱硫石膏（S4），有机改良剂为腐殖酸肥料。2017年化肥用量为氮磷钾复合肥（N-P2O5-K2O：14-22-12）600 kg/hm2，2018年化肥用量为氮磷钾复合肥（N-P2O5-K2O：24-12-10）600 kg/hm2，全生育期播种前灌一水。供试向日葵品种为SH361。种植方式采用大小行覆膜人工点播，大行距100 cm，小行距40 cm，小区面积为60 m2，3 次重复。2017年种植密度28 560 株/hm2，播种日期6月12日，收获日期9月23日。2018年种植密度24 210 株/hm2，播种日期6月10日，收获日期9月23日。

1.2 测定项目与方法

土壤采集与测定：在收获后进行土壤取样，取0～20 cm 土层测定土壤全盐含量和pH 值。

农艺性状的测定：包括株高、茎粗、叶片数和花盘直径。

测产及考种：成熟期进行测产，同时取样进行常规室内考种，测定百粒重、单盘粒重、籽仁率和结实率。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel 2016 软件对数据进行分析及作图。

2 结果与分析

2.1 不同改良剂对土壤全盐含量和pH 值的影响

由图1 可知，收获后各处理土壤全盐含量表现为S4 处理＜S2 处理＜S3 处理＜S1 处理，S4 处理较S1 处理降低了1.15 g/kg；施用改良剂处理的土壤全盐含量显著小于不施改良剂处理（P＜0.05），但S2 处理与S3 处理差异不显著（P＞0.05）。各处理的土壤全盐含量均高于种植前的5.12 g/kg，不同处理升高的幅度不同，S1 处理升高最高，S4 处理升高最低，可见S4 处理抑盐效果最好。各处理土壤pH 值也表现为S4 处理＜S3 处理＜S2 处理＜S1 处理，S4 处理显著低于S1 处理（P＜0.05），S4 处理降低土壤pH 值效果较好。

图1 不同处理土壤全盐含量和pH 值的变化（2017年）

2.2 不同改良剂对向日葵农艺性状的影响

由表1 可知，施用改良剂后，向日葵的株高、茎粗均有所增加。两年株高平均值表现为S4 处理＞S3 处理＞S2 处理＞S1 处理，S4 处理、S3 处理、S2 处理分别比S1 处理高28.95、10.50 和3.70 cm；两年S4 处理株高均显著高于S1 处理和S2 处理（P＜0.05），S2 处理与S3 处理差异不显著（P＞0.05）。茎粗也表现为S4 处理最高，S3 处理次之，S1 处理最低；S4 处理、S3 处理、S2 处理的茎粗分别比S1 处理高0.26、0.09 和0.05 cm。两年S4 处理茎粗均显著高于S1 处理（P＜0.05），S2 处理与S3 处理差异不显著（P＞0.05）。S4 处理增加株高和茎粗的效果最好。施用改良剂后，向日葵的叶片数、花盘直径增加，但增加的幅度不同。向日葵的叶片数两年均以S4 处理的效果最好，但各处理之间差异未达到显著水平（P＞0.05）。花盘直径也表现为S4 处理最高，S1 处理最低，二者差异达显著水平（P＜0.05），S2 处理与S3 处理差异不显著（P＞0.05）。S4 处理增加叶片数和花盘直径的效果最好。

表1 不同处理向日葵农艺性状的变化

2.3 不同改良剂对产量及其产量构成因素的影响

由表2 可知，两年籽实产量均表现为S4 处理＞S3 处理＞S2 处理＞S1 处理，S4 处理的产量最高，两年平均达到3 879.75 kg/hm2，S1 处理最低，为3 405.75 kg/hm2，S4 处理、S3 处理、S2 处理较S1 处理增加13.92%、8.57%和5.51%；施用改良剂处理的产量显著高于不施用改良剂处理（P＜0.05），但S2 处理与S3 处理差异不显著（P＞0.05）。两年单盘籽粒重均表现为S4 处理＞S3 处理＞S2 处理＞S1 处理；S4 处理单盘籽粒重最高，较S1 处理增加21.15 g；各施用改良剂处理的单盘籽粒重显著高于不施用改良剂处理（P＜0.05），但S4 处理与S3 处理差异未达显著水平（P＞0.05）。两年百粒重也表现为S4 处理＞S3 处理＞S2 处理＞S1 处理，S4 处理百粒重显著高于S1 处理1.48 g（P＜0.05），各施用改良剂处理之间差异不显著（P＞0.05）。S4 处理2017年的籽仁率表现为S4 处理最高，为48.3%；S1 处理最低，为47.9%；各处理之间差异未达到显著水平（P＞0.05）。结实率表现为S4 处理最高，S1 处理最低，S4 处理结实率显著高于S1 处理（P＜0.05）。

表2 不同处理向日葵产量及产量构成因素的变化

3 讨论与结论

3.1 不同改良剂对土壤盐碱化指标的影响

过高的盐分会导致土壤表层板结，土壤透气和透水性差，严重影响作物的生长发育，造成作物缺苗或死亡，使作物产量直接减少。各处理收获后的土壤全盐含量均高于种植前，这可能是由于当地气候原因整个生育期只进行播种前灌一水，这点在高惠敏等[9]的研究中得到证实。添加不同改良剂土壤全盐含量升高的幅度小于不施改良剂处理，主要是脱硫石膏中用Ca2+把危害更大的Na+置换出来，有利于土壤盐分淋洗，减少土壤盐分；腐殖酸能增加土壤的孔隙度，增强土壤保水透水性能，有利于土壤盐分淋洗，从而降低土壤盐分。土壤pH 值是土壤理化性质和土壤肥力特征的综合反映。施加改良剂降低了土壤pH 值，改良剂与土壤中的各组分发生多种作用，改善土壤的物理性能，影响并改变土壤的碱性[12]。有机改良剂（腐殖酸）与脱硫石膏配合施用的效果最好，这可能是由于它们在降低pH 值上形成差异互补，这与孙在金等[13]的研究结果一致。

3.2 不同改良剂对向日葵农艺性状的影响

农艺性状指标能直观反映植株的生长状况，胡敏[14]研究表明，脱硫石膏和脱硫石膏加有机肥等各改良措施均能促进向日葵株高和茎粗。高惠敏[15]的研究也得出，各盐碱改良剂处理均可促进向日葵生长。本试验也得出相似的结果，不同的改良剂及组合处理向日葵株高、茎粗、叶片数、花盘直径均高于不施改良剂处理。脱硫石膏的施用降低了土壤全盐含量和pH 值，有利于向日葵出苗，脱硫石膏中的Ca2+把Na+置换出来，Ca 可以增强植株的抗逆性，利于植株的生长[16]。腐殖酸的施用在一定程度上可以提高土壤的保水性能，还可以提高土壤养分含量[17]。有机改良剂（腐殖酸）与脱硫石膏配合施用的效果最好，进一步促进向日葵植株生长。

3.3 不同改良剂对向日葵产量的影响

施用改良剂处理的向日葵产量高于不施改良剂处理，不同改良剂效果不同，但都对向日葵的产量有积极作用，这与前人的研究结果相似[18-19]。孙慧慧[20]研究认为，脱硫石膏复配有机肥、生物炭均可增加加工番茄的产量，增幅31.63%～55.96%。张继舟等[21]研究表明，施加腐植酸改良剂作物产量较对照处理增产36.5%。黄菊莹等[22]研究认为，脱硫石膏配施其他改良剂会进一步增强降低盐碱化度的效果，水稻的产量进一步增加。施用改良剂降低了土壤的盐碱度，改善了土壤理化性质，提高土壤养分含量，促进植株的生长，使其产生更多的光合产物，增加产量。本试验中900 kg/hm2有机改良剂（腐殖酸）与4 500 kg/hm2脱硫石膏配合施用的效果最好，较不施改良剂增加产量13.92%，两种改良剂配合施用、优势互补。