膨润土添加不同基质在风沙地花生栽培上的应用效果对比

董新昊 陆 岩

（辽宁省沙地治理与利用研究所 辽宁阜新 123000）

花生作为辽宁地区第三大作物， 常年播种面积在500 万亩以上，且部分主要集中在风沙地种植，容易遭受风蚀， 土壤沙化严重， 土壤中有机质等营养严重缺失， 花生产量和品质也不容乐观。 膨润土是以蒙脱石为主要成分的火山剥离触变形成的层状矿物， 颗粒细腻微小， 30%～85%的颗粒粒径小于0.002 mm，并且具有高达240%的吸水率，不但能够反复快速吸水而且释水缓慢。 除此之外，膨润土中还含有天然的可供作物吸收利用的常量及微量元素[1]。有研究表明，将细粒径量较高的膨润土掺入沙土中，可有效改善土壤团聚结构，从而改善土壤理化性、修复沙化土壤 ， 提高风沙土的有机质含量和微生物活性。 王金元等的研究表明，将6%膨润土和15%黏土混合掺入沙土中，发现其保水性、持水性最优[2]。

秸秆可以保护土壤表层，防止水土流失，抑制杂草生长，减少水分蒸发，调节地温，利于微生物的繁殖和活动，促进土壤养分转化与分解，腐烂后可增加有机质和腐殖质，培肥地力。 草炭由沼泽植物的残体在多水的嫌气条件下，不能完全分解堆积而成，包含液态、气态和固态3种相态，其中固相物质含有丰富的有机物质和矿物质。 有机肥一般指动物粪肥，包含大量有益物质如有机酸、肽类及丰富的氮、磷、钾等营养元素，不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性。

本研究利用膨润土添加有机肥、草炭、秸秆施入风沙地土壤，在解决风蚀问题、保证土壤持水性基础上，补充土壤缺失养分，提高风沙地地力，为指导辽宁风沙半干旱地区的花生种植提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2020年阜新市彰武县章古台镇进行，地处科尔沁沙地东南，东与彰武境内四合城乡接连，西邻内蒙古科尔沁左翼后旗。 属亚湿润干旱区，年降水量 450～550 mm，年蒸发量 1 200～1 450 mm，年均温度 5.7℃，最高温度 35.2℃，最低温度-29.5℃，瞬间最大风速32 m/s， 每年大于5 m/s 的风沙可达240 次，平均海拔226.5 m，土壤为风沙土。

1.2 试验材料

供试花生品种为冀花16。

1.3 试验设计

设草炭+膨润土（T1）、秸秆+膨润土（T2）、有机肥+膨润土（T3）3个处理，以膨润土不添加基质为对照。 小区面积 0.5 亩，2 次重复。 每小区施用膨润土750 kg、草炭500 kg、秸秆 500 kg、有机肥 1 000 kg。

1.4 耕作管理

（1）秸秆粉碎。

（2）膨润土和秸秆、有机肥、草炭充分混合，于4月上旬撒施，之后旋耕。

（3）5月中上旬播种， 播种时深开沟， 施入化肥（二铵 20 kg/亩、 硫酸钾 15 kg/亩）， 覆土 3 cm 再播种，双粒播种，株距 15 cm，每亩保苗 1.7 万株。

（4）中耕管理同大田。

1.5 测定项目和方法

苗期：采用常压恒温干燥法测定花生根、茎、叶的干物质量。

花期：选取长势一致的花生植株，利用LI-6400型光合仪于上午 10：00～12：00 测定主茎倒 3 叶的光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间 CO2浓度（Ci）。

荚果成熟期：每区选5 m2长势均匀的花生，3 次重复，收获后测定花生的产量。 荚果自然风干后调查百果重、百仁重。

2 结果与分析

2.1 膨润土添加不同基质对花生干物质积累的影响

由图1 可知，在花生苗期，根的干物质量大小顺序为T3＞T1＞T2＞CK, 茎的干物质量大小顺序为T3=T1＞T2＞CK， 叶的干物质量大小顺序为 T3＞T1＞T2＞CK， 花生植株总的干物质量大小排序为T3＞T1＞T2＞CK。与对照比较，其他3个处理的植株总的干物质量提高了 4.08%～12.59%。

图1 不同处理苗期干物质量

由图2 可知，在花生始花期，根的干物质量大小顺序为 T3＞T1＞T2＞CK,茎的干物质量大小顺序为 T3＞T1＞T2＞CK， 叶的干物质量大小顺序为 T3＞T1＞T2＞CK， 花生植株总的干物质量大小排序为T3＞T1＞T2＞CK。与对照比较，其他3个处理植株总的干物质量提高了 1.33%～12.14%。

图2 不同处理始花期干物质量

2.2 膨润土添加不同基质对花生光合特性的影响

由图3 可知，不同处理花生叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度大小顺序均为T3＞T1＞T2＞CK，胞间 CO2浓度的大小顺序为 CK＞T2＞T1＞T3。 T3 的净光合速率较对照（CK）提高 9.24%,蒸腾速率较对照（CK）提高 14.29%，气孔导度较对照（CK）提高 10.61%，胞间 CO2浓度较对照（CK）降低 7.74%。

图3 不同处理花生光合特性

2.3 膨润土添加不同基质对花生产量特性的影响

由附表可知，不同处理花生百果重、百仁重、产量的大小顺序为 T3＞T1＞T2＞CK，T3 的产量较对照（CK）增加 19.01%，百果重较对照（CK）增加 6.00%，百仁重较对照（CK）增加 4.31%。

附表 不同处理花生产量特性

2.4 膨润土添加不同基质对土壤有机质含量的影响

由图 4 可知，T1、T2、T3 处理的土壤有机质含量均高于对照（CK），增幅为 21.26%～46.50%，且 T3 的土壤有机质含量最高，达12.54 g/kg。

图4 不同处理土壤有机质含量

3 结论与讨论

在风沙地花生栽培过程中，膨润土添加有机肥、草炭、秸秆均能提高花生的干物质积累和光合特性，这对花生产量和品质的提高具有重要意义。 本研究发现，草炭+膨润土、秸秆+膨润土、有机肥+膨润土3个处理的苗期花生植株干物质积累量提高了4.08%～12.59%， 始花期花生植株干物质积累量提高了 1.33%～12.14%，3个处理的光合特性和最终产量均有所提高。 综合来看，有机肥+膨润土处理表现最优，产量较对照（CK）增加 19.01%。 膨润土掺入沙土后，在交换性钠离子的作用下，土壤粒径较均匀。 因此， 干燥后的土壤表层出现固结层， 土壤黏结性增强，有效减少土壤水分蒸发，更有利于保持土壤储存水分，有效提高起沙风速临界值，对于防风固沙有重要作用。 在干燥土壤中，微生物数量和活性受限，有机肥不易被微生物分解利用， 膨润土的保水持水性正好完善了这一缺陷。 赵雪淞等的研究表明，膨润土添加不同基质可有效提高土壤的蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、 碱性磷酸酶、 脂肪酶等酶活性和微生物量碳、氮，最终使作物产量提高[3]。 有机肥+膨润土这一组合在风沙地花生栽培上能够优势互补， 可以有效提高土壤水分和肥力， 有利于花生的生长和光合作用，最终提高产量和品质。 本研究中有机肥+膨润土组合的土壤有机质含量提高了46.50%， 能够有利说明这一点。

有研究表明， 膨润土由于具有对离子的巨大吸附能力，且受土壤pH 影响不大，可以有效吸附土壤中的重金属[4-5]。 农业上经常用到的粪肥中含有大量重金属也是粪肥使用受限的重要因素， 膨润土可以有效解决这一问题， 防止土壤因施入农家粪肥而重金属超标。 加之我国膨润土矿产资源丰富，因此可以充分把握优势，把膨润土运用到风沙地改土过程中，与有机肥结合，更有利于农业生产。