蘇打鹽堿地改良種稻技術(shù)研究

王維國(guó)，劉 東

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與建筑學(xué)院，哈爾濱150030;2.江東灌區(qū)工程管理處，黑龍江齊齊哈爾161000)

堿土是地球上廣泛存在的一種土壤類型，也是一種重要的土地資源。目前，全世界約有鹽堿地10億hm2［1］，我國(guó)約有1億hm2［2］，僅松嫩平原蘇打鹽堿地面積就達(dá)到380萬(wàn)hm2，是世界三大片蘇打鹽堿區(qū)之一。黑龍江省鹽堿土主要分布在松嫩平原上，集中于齊齊哈爾市、林甸、富裕等市縣，是具有重大開(kāi)發(fā)價(jià)值的土地資源。19世紀(jì)60年代，我國(guó)就提出了種植水稻是改良鹽堿地、迅速提高糧食產(chǎn)量的重要途徑。2009年，齊齊哈爾市委、市政府出臺(tái)了《齊齊哈爾市水田開(kāi)發(fā)規(guī)劃實(shí)施方案》，該方案以把江東灌區(qū)建設(shè)成為鹽堿地種稻、生態(tài)和濕地供水示范區(qū)為目標(biāo)。本文以江東灌區(qū)為試驗(yàn)地點(diǎn)，針對(duì)灌區(qū)蘇打鹽堿地存在問(wèn)題、分布特點(diǎn)以及對(duì)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的影響，開(kāi)展了相應(yīng)的試驗(yàn)研究工作，可為齊齊哈爾市乃至黑龍江省蘇打鹽堿地水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)田建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，為蘇打鹽堿地種稻技術(shù)研究提供一種研究模式，同時(shí)，對(duì)于推動(dòng)黑龍江省《千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃》、《齊齊哈爾市水田開(kāi)發(fā)規(guī)劃實(shí)施方案》實(shí)施及保障我國(guó)糧食安全具有重要理論與現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

江東灌區(qū)位于黑龍江省齊齊哈爾市東郊，西臨嫩江、東靠烏裕爾河、北起富裕縣塔哈鄉(xiāng)、南至大慶市杜爾伯特蒙古族自治縣，工程控制面積5.44萬(wàn)hm2，設(shè)計(jì)灌溉面積2.15萬(wàn)hm2。下轄1縣3區(qū)的7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和5個(gè)農(nóng)牧場(chǎng)，是以農(nóng)業(yè)為主、兼生態(tài)環(huán)境供水的國(guó)家大型灌區(qū)。屬于溫?zé)岚敫珊缔r(nóng)業(yè)氣候區(qū)，多年平均降水量420 mm左右，多年平均蒸發(fā)量1 485 mm，為降水量的3.5倍。春季多風(fēng)少雨，蒸發(fā)量大，是積鹽期，而夏季溫?zé)岫嘤辏峭寥赖拿擕}期。

2008年，黑龍江省水利科學(xué)研究院對(duì)灌區(qū)鹽堿土進(jìn)行了取樣化驗(yàn)，綜合分析評(píng)價(jià)結(jié)論為:鹽堿化程度可分為輕、中、重3個(gè)類型，均為蘇打鹽堿土，土壤的物理性質(zhì)介于重中壤和輕黏土之間，透水性偏差，養(yǎng)分水平總體偏低，酸堿程度整體偏高(pH值＞10)，呈堿性，屬中、重度鹽堿化。試驗(yàn)區(qū)為江東灌區(qū)第十二支渠范圍內(nèi)的其中第12～13斗渠、第19～21斗渠、第23～25斗渠的部分面積。輕度、中度、重度鹽堿地均為0.67 hm2、9個(gè)小區(qū)。對(duì)照區(qū)面積0.22 hm2，3個(gè)小區(qū)，分別在輕、中、重度鹽堿地塊設(shè)置。各小區(qū)在試驗(yàn)?zāi)?2009～2011年)之前的近幾年均為水田種植水稻。

1.2 試驗(yàn)材料

“康地寶”脫鹽劑［3］:是北京北農(nóng)康生物技術(shù)有限公司研制與開(kāi)發(fā)的以生物化學(xué)物質(zhì)為主的鹽堿土壤改良劑。改良機(jī)理:在調(diào)節(jié)土壤pH值的同時(shí)，通過(guò)生物絡(luò)合、置換反應(yīng)，清除土壤團(tuán)粒上多余的Na+，從而改善耕作層土壤環(huán)境，促進(jìn)根系正常生長(zhǎng)，提高出苗率，增加作物單產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)處理

1個(gè)因素2個(gè)水平，1因素4個(gè)水平，8個(gè)處理，3次重復(fù)，因素、水平組合見(jiàn)表1。

表1 江東灌區(qū)鹽堿地試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

表1中，A1為0;A2為深松振動(dòng)30～40 cm;B1為0;B2為0.5 kg/666.7m2;B3為0.75 kg/666.7m2;B4為1 kg/666.7m2。C1為 0;C2為深松振動(dòng) 30～40 cm;D1為 0;D2為0.75 kg/666.7m2;D3為1 kg/666.7m2;D4為1.25kg/666.7m2。E1為0;E2為深松振動(dòng)30～40 cm;F1為0;F2為1 kg/666.7; F3為1.25 kg/666.7;F4為1.5 kg/666.7m2。

所有處理均結(jié)合了水稻栽培關(guān)鍵技術(shù)與優(yōu)化利用水利工程，因此不再作為試驗(yàn)因素表示。水稻栽培關(guān)鍵技術(shù)指采用耐堿壯秧技術(shù)、適時(shí)插秧技術(shù)、增強(qiáng)水肥管理等適宜江東灌區(qū)蘇打鹽堿地改良的關(guān)鍵技術(shù);優(yōu)化利用現(xiàn)有灌排水工程指根據(jù)水稻需水規(guī)律和蘇打鹽堿土壤的返堿規(guī)律，優(yōu)化利用灌區(qū)內(nèi)已完工的灌溉渠道的12支渠第12～13斗渠、第19～21斗渠、第23～25斗渠。配置田間灌水排水最優(yōu)方案，確保單灌單排，排灌自如，實(shí)現(xiàn)活水洗堿壓堿以及節(jié)水灌溉。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)土壤pH的影響

土壤酸堿度是土壤基本性質(zhì)之一，是影響土壤肥力的重要因素，一般用pH值來(lái)表示。土壤pH值是反映土壤酸堿化程度的主要指標(biāo)，受土壤本身性質(zhì)和外界條件的影響，與土壤的養(yǎng)分有效性、微生物活性、物化性質(zhì)密切相關(guān)，對(duì)土壤的硝化作用和有機(jī)質(zhì)礦化作用均有較大影響，因此，直接關(guān)系到作物的生長(zhǎng)和發(fā)育。對(duì)土壤pH值進(jìn)行測(cè)定，可以對(duì)土壤中是否發(fā)生堿化和是否含有堿金屬碳酸鹽做大概了解，為鹽堿地改良提供依據(jù)。篇幅有限，以下僅給出2009年10～20 cm土層的分析結(jié)果。

從圖1、圖2、圖3可以直觀地看出，不同處理對(duì)輕度、中度、重度鹽堿地pH均有一定影響，其影響程度差別明顯。對(duì)于輕度鹽堿地，處理h的改良效果最明顯，其次是處理g、f、d、c、b、e。對(duì)于中度鹽堿地，處理p的改良效果最明顯，其次是處理o、n、l、k、j、m。對(duì)于重度鹽堿地，處理x的改良效果最明顯，其次是處理w、t、v、s、r、u。

圖1 不同處理對(duì)輕度鹽堿地pH的影響

圖2 不同處理對(duì)中度鹽堿地pH的影響

圖3 不同處理對(duì)重度鹽堿地pH的影響

2.2 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

從圖4、圖5、圖6可以直觀地看出，不同處理使輕度、中度、重度鹽堿地的水稻產(chǎn)量均有一定提高，其影響程度差別明顯。對(duì)于輕度鹽堿地，處理f的提高效果最明顯，其次是處理g、d、h、c、b、e。對(duì)于中度鹽堿地，處理n的提高效果最明顯，其次是處理l、o、k、p、j、m。對(duì)于重度鹽堿地，處理v的提高效果最明顯，其次是處理w、x、t、s、r、u。

2.3 相關(guān)性分析

圖4 2009年不同處理對(duì)輕度鹽堿地水稻產(chǎn)量的影響程度

圖5 2009年不同處理對(duì)中度鹽堿地水稻產(chǎn)量的影響程度

圖6 2009年不同處理對(duì)重度鹽堿地水稻產(chǎn)量的影響程度

圖7 不同處理的輕度鹽堿地pH對(duì)水稻產(chǎn)量的影響曲線

圖8 不同處理的中度鹽堿地pH對(duì)水稻產(chǎn)量的影響曲線

圖9 不同處理的重度鹽堿地pH對(duì)水稻產(chǎn)量的影響曲線

查表:n=8，r0.01=0.83434，r0.05=0.70673

從圖7、圖8、圖9可以看出，輕度、中度、重度鹽堿地pH與水稻產(chǎn)量的關(guān)系是:隨著土壤pH的降低，水稻產(chǎn)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。從表2的相關(guān)性分析中可以看出，輕度鹽堿地土壤pH與水稻產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù) r輕=0.71005＞r0.05=0.70673，說(shuō)明兩者相關(guān)性達(dá)到了顯著水平，呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性;中度鹽堿地土壤 pH與水稻產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù) r中= 0.72534＞r0.05=0.70673，說(shuō)明兩者相關(guān)性達(dá)到了顯著水平，呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性;重度鹽堿地土壤pH與水稻產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)r重=0.93189＞r0.05=0.70673，說(shuō)明兩者相關(guān)性達(dá)到了差異極顯著水平，呈現(xiàn)出很好的負(fù)相關(guān)性。

表2 不同處理的土壤pH與水稻產(chǎn)量的相關(guān)性方程

3 討論

3.1 測(cè)定精度

通過(guò)不同的改良措施，鹽堿地的化學(xué)性質(zhì)得到了很大改善，但本試驗(yàn)受人為干擾的因素較大，可能導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)存在一定誤差，在以后的試驗(yàn)中，應(yīng)加強(qiáng)與試驗(yàn)區(qū)工作人員的交流與溝通，盡量避免這些干擾因素，提高測(cè)定精度。同時(shí)，本試驗(yàn)的測(cè)定時(shí)間是靜態(tài)的，可能使得測(cè)定結(jié)果比較片面，因此，在以后的試驗(yàn)中，應(yīng)創(chuàng)造動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的條件，以得到全面而科學(xué)的測(cè)定結(jié)果。

3.2 化學(xué)改良劑

本試驗(yàn)采用的化學(xué)改良劑是康地寶，針對(duì)本灌區(qū)的實(shí)際情況，是否還存在著比康地寶更適用的化學(xué)改良劑，還需要在今后的試驗(yàn)中進(jìn)一步探索。

3.3 分析項(xiàng)目

由于試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)等因素的限制，本試驗(yàn)只對(duì)土壤pH與水稻產(chǎn)量進(jìn)行了測(cè)定分析，這是不全面的。在今后的試驗(yàn)中，應(yīng)增加對(duì)反映鹽堿地改良效果指標(biāo)的測(cè)定和分析，如土壤的物理性質(zhì)(含水量、容重等)、土壤除pH外的其它化學(xué)性質(zhì)(堿化度、含鹽量、堿解氮、有機(jī)質(zhì)、陽(yáng)離子代換量等)、土壤酶活性等，以全面分析鹽堿地改良措施的改良效果。

3.4 改良措施的效益分析

本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)不同處理的改良效果進(jìn)行分析，雖然得出了改良效果最好的處理，但是，沒(méi)有進(jìn)行改良措施的效益分析。在以后的試驗(yàn)中，應(yīng)進(jìn)一步研究改良措施對(duì)環(huán)境與生態(tài)的影響，即生態(tài)效益;還應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，即經(jīng)濟(jì)效益;最后，還要對(duì)其可行性進(jìn)行研究，看其可否安全地大范圍推廣實(shí)施。

4 結(jié)論

不同處理均具有較好的鹽堿地改良效果，通過(guò)對(duì)土壤pH與水稻產(chǎn)量的測(cè)定，經(jīng)綜合分析評(píng)價(jià)可知:對(duì)于輕度鹽堿地，處理f(深松振動(dòng)30～40 cm+0.5 kg/666.7m2的康地寶)為最佳改良措施，深松振動(dòng)30～40 cm+0.5 kg/666.7m2的康地寶+水稻栽培關(guān)鍵技術(shù)+優(yōu)化利用水利工程為最優(yōu)的水稻種植技術(shù)模式;對(duì)于中度鹽堿地，處理n(深松振動(dòng)30～40 cm+0.75 kg/666.7m2的康地寶)為最佳改良措施，深松振動(dòng)30～40cm+0.75kg/畝的康地寶+水稻栽培關(guān)鍵技術(shù)+優(yōu)化利用水利工程為最優(yōu)的水稻種植技術(shù)模式;對(duì)于重度鹽堿地，處理v(深松振動(dòng)30～40 cm+1 kg/666.7m2的康地寶)為最佳改良措施，深松振動(dòng)30～40 cm+1 kg/666.7m2的康地寶+水稻栽培關(guān)鍵技術(shù)+優(yōu)化利用水利工程為最優(yōu)的水稻種植技術(shù)模式。

［1］張葛.GLS改堿劑對(duì)鹽堿土的改良作用［D］.長(zhǎng)春:吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

［2］王遵親.中國(guó)鹽漬土［M］.北京:科學(xué)出版社，1993.

［3］石國(guó)元，郭良，劉忠軍，等.“康地寶”脫鹽劑改良重鹽堿地試驗(yàn)初報(bào)［J］.新疆農(nóng)墾科技，2005(6):48－49.