1、作者简介:塔依尔(1972),男,维族,新疆石河子市,石河子大学,硕士,副教授,主要研究方向为农业气象与生态环境。 E-mail:。基金项目:国家科技支撑计划课题“准噶尔盆地南缘土壤盐漠化生态恢复与重建技术研究” ( 2007BAC17B04)液体改良剂“施地佳”对盐渍化土改良效果的研究塔依尔 1* 王东方 1张风华 1李强 2刘军 2 杨洋 21石河子大学农学院,新疆石河子 832003; 2成都华宏生态农业科技有限公司,四川成都都江堰 611833摘要:对含盐量为 16.56(g/kg) ,PH 值 8.38 的中度盐渍化棉田施用不同浓度的液体土壤改良剂,观测了出苗情况、收获株数、单株成铃
2、、单铃重、籽棉产量,同时化验分析了不同时期土壤 0-40cm 深度混合土样的含盐量和 PH 值。结果表明液体土壤改良剂对棉花出苗率、幼苗的色泽、土壤含盐量和 PH 值有影响。随着施用浓度的增加,明显降低土壤的 PH 值和含盐量,但从出苗率和产量以及经济效益等综合因素考虑,每亩施用量在 1-2L 之间最适宜,施用量低于 1L 土壤的改良效果和效益不明显,高于 2L 的高浓度不仅影响出苗,且还抑制棉苗生长容易对出苗有影响。关键词:土壤改良剂,含盐量,PH 值The effects of soil conditioner on the improvement of salinization Tayi
3、r1, Wangdongfang 1Zhang Fenghua1Li Qiang2 Li Jun2 Yang Yang2(1. Agronomy College, Shihezi University, Shihezi City,832003(2. Eco-Agricultural Science and Technology Co., Ltd. Chengdu Huahong,Chengdu, Dujiangyan, 611833)Abstract:In this study, the effects of different concentrations of liquid soil co
4、nditioner on moderate-heavy salinization cotton was analysed. In which, seed germination, harvest number, bell number, boll weight, seed cotton yield were observed. Soil sample with the 0-40cm depth in the different periods of cotton grow were collected and tested the total salt and PH value. The re
5、sults showed that the liquid soil conditioner have strong effects on cotton germination rate, seedling color, soil salt and PH value. With the concentration increasing, PH value and the soil salt were reduced obviously.Therefore,considering the combination of cotton yield and economic benefits, amou
6、nt of 15-30 L.ha-1 may be recommended for application.Key words:Soil Conditioner; Salinity; PH value盐渍土在世界各大洲耕地中均有分布,近年来其面积迅速扩大,盐渍化程度不断加剧,尤其是2灌溉水需求量大、排水不畅而不能有效冲洗的干旱半干旱地区更为严重 1。全世界盐渍土面积约近10 亿 hm2,分布在世界各大洲干旱地区,主要集中在欧亚大陆、非洲、美洲西部。中国盐碱土地达9913 万 hm2,农林牧用地受盐碱化危害的土地面积有 3630 万 hm2,其中耕地 921 万 hm2,林地 412万 hm2,
7、草地 2320 万 hm2。主要分布在黄淮海平原、黄土高原及西北内陆区,东北平原和沿海地带也有大面积的盐碱地。中国还有潜在盐碱土地约 1733 万 hm2,东北、内蒙古和西北内陆盐碱化最为严重。全国每年因盐碱化废弃的土地达 25 万 hm2,盐化耕地每年少收粮食 207 亿 kg,年损失鲜草 1 218 亿 kg2-3。新疆盐碱化耕地约 133.33 万公顷,近 1/3 耕地盐碱化,其中 80%以上为土壤次生盐碱化。耕地由于次生盐碱化加重而被迫成为弃耕地,使大面积土壤资源难以利用,农业综合生产能力下降,严重影响农业生产发展和农民生活水平的提高,制约绿洲灌溉农业的可持续发展。国内外治理盐渍化土的
8、措施主要有工程措施、化学措施和生物措施。工程措施主要是挖排阴沟和淋溶盐分等,化学措施是向土壤中施化学改良剂,生物措施是种植一些耐盐碱的植物。在盐渍土的改良中,化学方法是一种重要手段,具有便于操作、成本相对低廉及见效快等特点。已有研究表明,禾康、康地宝、施地佳、盐碱丰等液体化学改良剂在盐渍土改良中具有一定效果。本文在膜下滴灌条件下种植棉花,不同浓度的施用量对盐渍土改良效果及出苗和产量的影响进行试验研究,确定改良剂的最大使用浓度,为改良盐渍土理论提供最基本的依据。1.试验区自然概况144 团位于天山北麓,准格尔盆地南缘偏西。土壤多为盐碱地,其中:轻盐碱化管灌耕灰漠土面积 1866hm2,中盐碱化灌
9、耕灰漠土面积 1266hm2,重盐碱化灌耕灰漠土面积 56hm2,盐碱化灰漠土面积 7860hm2,典型盐碱土面积 8133hm2,草垫盐碱土面积 666hm2。属北温带典型的大陆性气候,冬季寒冷,夏季炎热,年均气温 6.9,最高气温 41.6,最低气温-34,平均无霜期 159 天,平均年降水量 183.8mm,年均蒸发量 1792mm,年均相对湿度 63%,年均日照 2920 小时。土壤以灰漠土为主、占 62.57%。地表散生红柳、芦苇、枇杷柴等。团场位于金沟河及宁家河冲积扇的南端,泉水溢出带的北部。地下水主要来源于金沟河及宁家河沿河道渗漏补给,其次上游田间灌溉渗入以及泉水溢出补给。地下水
10、质良好,矿化度小于 1gL-1,PH 值为 8.068.32。2.材料与方法2.1 试验地点试验于 2008 年在新疆生产建设兵团农八师西部种业公司 144 团生产基地 4#盐渍化农田进行。土壤以盐化灰漠土为主,质地粘重板结,前茬为棉花,4 月 10 日(播种前)取样化验结果,土壤 0-40平均速效磷 3.641mg/kg,碱解氮 2.562mg/kg,全氮 0.355g/kg,有机碳 3.032mg/kg,全鳞0.765 g/kg,含盐量 16.56(g/kg) ,PH 值 8.38。2.2 试验材料2.2.1 液体土壤改良剂:施地佳2.2.2 供试棉花品种:新陆早 36 号,膜下滴灌,4
11、月 25 日播种,播种方式为宽膜膜上点播,4 月 28日开始滴出苗水,6 月 1 日滴第一次水,6 月 13 日滴第二次水,全生育期滴水 8 次,化控两次,化防两次,7 月 2 日打顶,每亩滴水 290m3。32.3 试验方法为了解液体改良剂在碱土的施用效果,开展大田试验,每个试验小区面积为 1 亩。采用 6 种处理浓度,处理 1 为 0.5L/667m2、处理 2 为 1L/667m2、处理 3 为 1.5L/667m2,处理 4 为 2L/667m2,处理 5 为 2.5L/667m2,处理 6 为 3L/667m2,对照(CK)使用清水。在 4 月 28 日通过出苗水随水一次性施用。2.
12、4 土壤取样及测试项目采用定点取样:每个小区设 3 个重复,每个重复取 3 个点。在滴出苗水后的第 5 天(5 月 2 日) 、第一次灌水前一天(5 月 31 日)和第二次灌水前(6 月 12 日) ,取土样 3 次,每个处理区设 3 个取样点,重复 3 次,每个处理区的取样点水平方向选择膜中央滴灌带正下方、膜边缘(距滴灌带 40 cm) ,背行(露地,距滴灌带 80cm) ,垂直方向选择 0-40。把每个处理区取的土样混合,测定混合土样的 PH 值、含盐量,同时观测出苗情况、收获株数、单株成铃、单铃重、籽棉产量。3 结果与分析3.1 不同浓度处理对棉花出苗的影响从表 1 可看出,施用了施地佳
13、液体土壤改良剂后,各处理区实际出苗率比对照区提高。其中,处理 1 比对照区提高了 5.5%,处理 2 比对照区提高了 9.3%,处理 3 比对照区提高了 12.4%,处理 4比对照区提高了 11.4%,处理 5 比对照区提高了 4.3%,处理 6 比对照区提高了 1.4%,处理区平均出苗率提高 7.4%。随着浓度的增加,处理 1 到处理 3 出苗率快速提高,达到 79.5%,而处理 4 区开始出苗率开始下降,特别是处理 5 和处理 6 区的出苗率下降非常明显。从色泽来看,处理 1 到处理 4呈现浅绿到绿色,而处理 5 到处理 6 呈现浅绿到黄绿,且随着生长日期的进行其色泽变化明显。这种情况的出
14、现,主要是由于随着改良剂的浓度增加,土壤中的碳酸钙溶解量增大,游离钙增多,土壤改良效果明显,使得出苗率提高,但随着改良剂浓度进一步加大,只有部分改良剂与表层中的碳酸钙反应,在水量一定的情况下,残余的改良剂使土壤表层酸化,产生对种子的酸腐蚀作用,致使出苗率降低。但由于改良、酸化的不均匀性,使得在处理浓度的设置范围内均比对照出苗率高。在一定浓度范围内不仅对出苗有一定促进作用,但因为改良剂是极强酸性制剂,高浓度时对种子发芽产生了酸腐蚀作用,抑制根系分泌,改变根际环境从而产生棉苗黄化现象。表明从出苗率和色泽情况看,对于中度盐渍化的农田来说,随水施用最佳浓度为 1.5L/667m2,不宜超过 2.5 L
15、/667m2,因为高浓度不仅影响出苗,且还抑制棉苗生长。表 1 试验区出苗情况处理 理论株数(株) 实际出苗(株) 出苗率(%) 株色处理 1 16800 12197 72.6 浅绿处理 2 16800 12835 76.4 浅绿处理 3 16800 13356 79.5 绿处理 4 16800 13188 78.5 绿处理 5 16800 11995 71.4 浅绿处理 6 16800 11508 68.5 黄绿4CK 16800 11273 67.1 浅绿3.2 不同浓度处理对产量及构成因素的影响从表 2 和图 1 可看出,施用施地佳液体土壤改良剂后,处理区的棉花受害较轻,长势趋于正常,收
16、获株数、成铃数、单株结铃数和产量均有大幅提高,处理区平均收获株数、成铃数、单株结铃数和产量比对照分别提高 23%、28.9%、8.5%和 28.9%。其中,处理 3 的收获株数、成铃数、单株结铃数和产量提高非常明显,比对照分别高出 37.4%、56.7%、18.6%和 56.8%。随改良剂浓度增大,土壤pH 值逐步降低,土壤碱解氮、速效磷逐步提高,而速效钾不变,但随着浓度的增加甚至呈现降低趋势。氮、磷、钾是植物生长过程中需要量较大的矿质营养元素,能明显促进棉花的生长发育,但产生肥效的时期不同,氮、磷从棉花幼苗起就有明显地促进作用,而钾的明显肥效表现在现蕾以后。磷能加快棉花生长发育进程,促进早熟
17、,提高霜前花率;钾能增强棉花抗逆性,使其生长稳健而不早衰 4。棉花产量与土壤速效氮、磷、钾养分间存在明显的相关性。棉花产量与碱解氮、速效磷呈正相关, 而与土壤表层速效钾均呈显著负相关 5,说明施用液体改良剂施地佳后土壤 pH 值的降低、土壤碱解氮、速效磷含量增加、速效钾含量的下降,能提高棉花产量,同时可缩短生育期,促进早熟的作用。表 2 试验区棉花产量情况表处理 收获株数(株) 成铃数(个) 单株结铃数(个) 产量(/667)处理 1 9758 41958 4.3 209.8处理 2 10653 50069 4.7 250.3处理 3 11620 59261 5.1 296.3处理 4 112
18、10 53807 4.8 269.0处理 5 9956 45797 4.6 229.0处理 6 9206 41429 4.5 207.1CK 8455 37810 4.3 189.00102030405060收 获 株 数 提 高 率 ( %) 成 铃 数 提 高 率 ( %) 单 株 结 铃 数 提 高 率 ( %) 产 量 提 高 率 ( %)处 理 1 处 理 2 处 理 3 处 理 4 处 理 5 处 理 6 平 均图 1 各处理区收获株数、成铃数、单株铃数和产量及平均值比对照提高率百分率(%)53.3 不同浓度处理对土壤 PH 值和含盐量的影响研究表明棉花幼苗阶段对盐分较为敏感,棉花
19、耐盐性以开花结铃盛期最强 6。为了了解改良剂的改良效果,对滴一次出苗水淋洗后的土样进行了分析,并且与原状土样对比,从 pH 值和含盐量的变化阐明改良剂改良效果。滴出苗水随水施用改良剂后,在水流的作用下改良剂不断的使碳酸钙溶解,同时迅速与土壤中碱性盐和交换性钙镁发生化学反应,导致土壤溶液的 PH 值和盐分的组成发生变化。3.3.1 土壤 PH 值的变化从图 2 可知,5 月 2 日,各处理区 0-40cm 深土壤混合样的 PH 值比原土的下降百分率分别为0.39%、0.48%、1.19%、2.03%、2.86%、4.18%,对照区的土壤 PH 值下降 0.24%;5 月 31 日,各处理区 0-
20、40cm 深土壤混合样的 PH 值比原土的下降百分率分别为1.42%、2.01%、2.60%、3.10%、4.78%、5.53%,对照区的土壤 PH 值下降 1.09%;6 月 12 日,各处理区 0-40cm 深土壤混合样的 PH 值比原土的下降百分率分别为3.22%、4.30%、7.40%、8.47%、9.43%、11.46%,对照区的土壤 PH 值下降 2.74%;三次的观测结果平均情况来看,各处理区 0-40cm 深土壤混合样的 PH 值比原土的下降百分率分别为1.67%、2.26%、3.73%、4.53%、5.69%、7.06%,对照区的土壤 PH 值下降 1.36%。从图 3 可看
21、出,各处理区的平均 PH 值比对照区分别下降0.36%、1.06%、2.64%、3.53%、4.94%、6.44%,这表明各处理区土壤 PH 值比同期对照区有明显的下降。0246810125月 10日 5月 15日 5月 20日 平 均处 理 1 处 理 2 处 理 3 处 理 4 处 理 5 处 理 6 CK图 2 不同取样期各处理 区和对照区土壤 PH 值比原土下降百分率百分率(%)02468105月 10日 5月 15日 5月 20日 平 均处 理 1 处 理 2 处 理 3 处 理 4 处 理 5 处 理 6图 3 各处理区 PH 值与同期对照区土壤 PH 值下降百分率百分率(%)6从
22、上面的分析可看出,不同浓度改良剂处理区和对照区的 PH 值均比原土(8.38)的下降,随着液态改良剂施用浓度的增大,土壤中碱性盐强烈淋洗使得 pH 值逐步降低。表明液态改良剂“施地佳”能明显的降低盐渍化土壤的 PH 值。原因是由于改良剂是极强酸剂,随着改良剂的浓度加大土壤中的碳酸钙发生溶解,随着 CaCO3的溶解,游离 Ca2+不断置换土壤胶体交换性 Na+,生成的 CO2并释放出来,再加上再加改良液多余的 H+量增多会导致 CO32-量的减少,使土壤 PH 值下降。3.3.2 土壤含盐量的变化从图 4 可看出,5 月 2 日,各处理区土壤含盐量比原土分别下降2.6%、9.1%、12.2%、1
23、4.7%、19.1%、24.8%,对照区的下降 2.0%;5 月 31 日,各处理区土壤含盐量比原土分别下降 6.1%、14.7%、17.3%、21.9%、25.8%、31.1%,对照区的下降 4.7%;6 月 12 日,各处理区土壤含盐量比原土分别下降 9.9%、20.0%、24.8%、31.1%、38.1%、44.4%,对照区的下降 8.3%;各处理区 PH 值比原土平均下降 6.2%、14.6%、18.1%、22.6%、27.7%、33.4%。表明在供水条件下,随着液态改良剂施用量的增加,0-40cm 深的土壤含盐量比原土(16.56)逐渐下降深。施用液态改良剂后土壤含盐量的降低主要是由
24、于土壤中的钠离子被钙镁等离子置换出去,使土壤盐分降低。4 结论与讨论4.1 施用液体土壤改良剂,对棉花出苗率和色泽有影响。从出苗率和色泽情况看,对于中度盐渍化的农田来说,随水施用最佳浓度为 1.5L/667m2,不宜超过 2.5 L/667m2。4.2 不同浓度处理对棉花产量构成因素及产量有影响。施用施地佳液体土壤改良剂后,处理区平均010203040505月 10日 下 降 百 分 率 ( %) 5月 15日 下 降 百 分 率 ( %) 5月 20日 下 降 百 分 率 ( %) 平 均处 理 1 处 理 2 处 理 3 处 理 4 处 理 5 处 理 6 CK图 4 不同取样期各处理区和
25、对照区土壤 PH 值比处理前下降百分率百分率(%)7收获株数、成铃数、单株结铃数和产量比对照提高 23%、28.9%、8.5%和 28.9%,特别是按 1.5 L/667m2随水施入后,收获株数、成铃数、单株结铃数和产量提高非常明显,比对照分别高出37.4%、56.7%、18.6%和 56.8%。4.3 随着施用浓度的增加,明显降低土壤的 PH 值和含盐量,但从出苗率和产量以及经济效益等综合因素考虑,每亩施用量在 1-2L 之间最适宜,施用量低于 1L 土壤的改良效果和效益不明显,高于 2L的高浓度不仅影响出苗,且还抑制棉苗生长容易对出苗有影响。参考文献1 张伟,吕新,李鲁华,等. 新疆棉田膜
26、下滴灌盐分运移规律J农业工程学报,2008,24(8):15-19.,2叶含春,刘太宁,王立洪棉花滴灌田间盐分变化规律的初步研究J节水灌溉,2003,6(4):46.2牛东玲,王启基.盐碱地治理研究进展J.土壤通报,2002,33(6):449-455.3宇振荣.中国土地盐碱化及其防治对策研究EB/OL.http:/cc- 棉花氮磷钾化肥配施的效果及适宜用量试验J. 山东农业科学,2007, (1):79-80.5杨玉玲,盛建东,田长彦,等. 盐化灌淤土壤速效氮、磷、钾空间变异性与棉花生长关系初步研究J. 中国农业科学,2003,36(5):542-547.6辛承松,董合忠,唐薇,等. 棉花盐害与耐盐性的生理和分子机理研究进展J.棉花学报,2005,17(5):309-313.