磷石膏對鹽堿地改良效果及對玉米的影響

郭天云　郭天海　何增國

摘要：通過大田試驗，研究了磷石膏改良鹽堿地效果及對玉米農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，玉米產(chǎn)量以施入磷石膏3 000 kg/hm2處理最高，為10 881.63 kg/hm2，較不施磷石膏處理增產(chǎn)4.96%，但處理間產(chǎn)量差異不顯著。施入磷石膏后改善土壤質(zhì)量的效果顯著，可顯著增加土壤有機質(zhì)0.1～7.4 g/kg、速效氮5～26 mg/kg、有效磷1～2 mg/kg、速效鉀含量8～32 mg/kg。可顯著降低耕層pH 0.04～0.46。脫鹽效果明顯，施入磷石膏3000～4500 kg/hm2的處理，水溶性鹽的含量降低到了1 g/kg以下。通過土壤脫鹽，釋放出了土壤中被固定的各種養(yǎng)分，提高了土壤中有機質(zhì)、速效氮、有效磷、速效鉀的含量，達到改良風沙土鹽堿地的目的。

關鍵詞：磷石膏;改良;鹽堿地;玉米;產(chǎn)量

中圖分類號：S513? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：1001-1463（2019）07-0048-05

Abstract：Through field experiment， the effect of phosphogypsum on improving saline-alkali soil and its effect on agronomic characters and yield of corn were studied. The results showed that the yield of corn was the highest with 3 000 kg/hm2 of phosphogypsum， which was 10 081.63 kg/hm2， 4.96% higher than that without phosphogypsum， but there was no significant difference between treatments. The application of phosphogypsum can significantly improve soil quality. It can significantly increase soil organic matter 0.1～7.4 g/kg， available nitrogen 5～26 mg/kg， available phosphorus 1～2 mg/kg and available potassium 8～32 mg/kg. It can significantly reduce the pH value of plough layer from 0.04 to 0.46. The effect of desalination is obvious. The content of water-soluble salt is reduced to less than 1 g/kg by applying phosphogypsum 3 000～4 500 kg/hm2. Through soil desalination， the fixed nutrients in the soil are released， and the contents of organic matter， available nitrogen， available phosphorus and available potassium in the soil are increased， so as to improve the saline-alkali land of aeolian sandy soil.

Key words：Phosphorus gypsum;Improved;Saline-alkali land;Corn;Yield

甘肅省受鹽漬化影響的土壤已接近3萬km2，特別是河西及沿黃灌區(qū)，由于受不合理灌溉所致，土壤鹽漬化面積逐年增加，是甘肅省鹽堿地主要分布區(qū)域。土壤次生鹽漬化已造成該區(qū)域土地生產(chǎn)能力減退，鹽堿地區(qū)糧食產(chǎn)量大幅度降低，不足當?shù)禺a(chǎn)量的60%，因土地鹽漬化損失的糧食每年超過1 億kg[1 ]。古浪縣處于河西走廊東端，耕地多處騰格里沙漠南緣，屬風沙土，鹽堿含量較高，影響了作物的正常生長。磷石膏（簡稱為PG）是生產(chǎn)磷肥、磷酸時排放出的固體廢棄物，生產(chǎn)1 t磷酸約能產(chǎn)生4.5～5.0 t磷石膏[2 - 3 ]。據(jù)統(tǒng)計，全世界目前年副產(chǎn)磷石膏100億～280億t，其中約14%排入河流及大海，56%被堆放，只有30%被用來再生利用[3 - 6 ]。磷石膏中含作物所需的磷、鈣、硅及多種微量元素， 并具有酸性較強的特點，其農(nóng)用價值越來越受到人們關注[7 - 10 ]。鹽堿地施用磷石膏后，可促進土壤耕層脫鹽，降低土壤堿化度，改變鹽堿土化學性質(zhì)，達到改造鹽堿地、提高土壤生產(chǎn)能力的目的[11 - 12 ]。

磷石膏對土壤鹽堿地改良和對農(nóng)作物產(chǎn)量影響方面的研究較多。車順升等[12 ]通過研究磷石膏改良鹽堿地土壤化學性質(zhì)的效果，表明磷石膏能改變鹽堿地土壤化學性質(zhì)，降低耕層，脫鹽率提高，土壤堿化率下降，增加土壤通透性，對土壤剖面的鹽分布也有明顯降低作用，對地表潛水影響不大。白來漢等[2 ]研究了不同磷石膏添加量與接種菌根對玉米生長及磷、砷、硫吸收的影響，結(jié)果表明隨磷石膏添加量的提高，土壤有效磷、有效硫含量及玉米植株的生物量均呈增加趨勢。李旭霖等[13 ]研究了不同改良劑對濱海鹽堿地的改良效果，結(jié)果表明所有改良劑均能顯著降低鹽堿地土壤容重，增強土壤通透性，尤其是磷石膏和禾康效果更顯著。對磷石膏改良鹽堿地對玉米產(chǎn)量影響研究結(jié)果表明，施用磷石膏能提高玉米產(chǎn)量，具有一定的增產(chǎn)效果[14 - 16 ]。我們通過對沙化鹽堿地施入不同量的磷石膏，研究了含鹽量高的地塊采取施用磷石膏改良耕地質(zhì)量的效果，分析了玉米的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和土壤土壤有機質(zhì)含量、土壤速效氮含量、土壤有效磷含量、土壤速效鉀含量、土壤pH變化、土壤水溶性鹽含量，探討了磷石膏改良土壤效果和玉米增產(chǎn)效果，現(xiàn)報道如下。

1? ?材料和方法

1.1? ?試驗地概況

試驗在甘肅省古浪縣水川灌溉區(qū)西靖鎮(zhèn)古山村進行。海拔1 869 m，屬溫帶干旱氣候，年平均溫度5 ℃，降水量200 mm左右，無霜期150 d，土壤為風沙土。試驗地前茬作物為玉米，耕層土壤含有機質(zhì)20.6 g/kg、速效氮34 mg/kg、速效磷8 mg/kg、速效鉀197 mg/kg，pH 8.22，水溶性鹽為1.44 mg/kg。

1.2? ?供試材料

供試磷石膏為金川集團有限公司提供的礦渣，指示玉米品種選用當?shù)刂髟云贩N先玉335。

1.3? ?試驗設計

試驗采用單因素隨機區(qū)組設計，共設5個處理，3次重復，小區(qū)面積12.25 m2。處理1施入磷石膏1 500 kg/hm2，處理2施入磷石膏3 000 kg/hm2，處理3施入磷石膏4 500 kg/hm2，處理4施入磷石膏6 000 kg/hm2，處理5為不施磷石膏（CK）。試驗采用全膜平鋪穴播方式，地膜幅寬1.2 m，厚0.01 mm。每幅膜種3行，行距0.4 m，等行距種植，4月23日播種。小區(qū)之間不設走道，區(qū)組間走道為0.8 m。覆膜前一次性施入磷石膏，將尿素300 kg/hm2、普通過磷酸鈣750 kg/hm2、硫酸鉀225 kg/hm2、硫酸鋅30 kg/hm2，整地時作基肥一次性施入，其他管理同常規(guī)。

1.4  ?調(diào)查統(tǒng)計

收獲后測定各小區(qū)土壤耕層（0～30 cm）有機質(zhì)、土壤速效氮、土壤有效磷、土壤速效鉀、土壤pH、土壤水溶性鹽等含量，取平均值。收獲期每小區(qū)取中間2行，收獲面積4.8 m2。10月3日收獲，從中隨機選取20個穗統(tǒng)計株高、穗位高、穗長、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、穗重、千粒重。收獲后各小區(qū)單收計產(chǎn)。

1.5? ?數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 11.5 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，最小顯著差法（LSD）進行多重比較。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?不同處理對農(nóng)藝性狀的影響

從表1看出，株高各處理均低于對照，處理4最低，為260.5 cm，比對照低13.2 cm。穗位高各處理均低于對照，處理4最低，為106.8 cm，比對照低6.3 cm。穗長處理1、處理2均比對照長，其中處理1最長，為15.8 cm，比對照長0.6 cm;處理4最短，為14.9 cm，比對照短0.3 cm。穗行數(shù)各處理均低于對照，處理4最少，為16.1行，比對照減少0.5行。行粒數(shù)處理1、處理3均比對照多，其中處理1最多，為27.1粒，比對照增加1.8粒;處理4最少，為25.2粒，比對照減少0.1粒。穗粒數(shù)處理1、處理3均比對照多，其中處理1最多，為442.4粒，比對照增加22.6粒;處理4最少，為406.2粒，比對照減少13.6粒。千粒重以處理4最重，為290.8 g，比對照增加12.8 g;處理1最輕，為275.0 g，比對照輕3.0 g。穗重各處理均高于對照，其中處理2最重，為120.4 g，比對照增加5.6 g;處理4最輕，為114.9 g，比對照重0.1 g。

2.2? ?不同處理對玉米產(chǎn)量的影響

從表2可看出，各處理玉米折合產(chǎn)量均高于對照，以處理2最高，為10 881.63 kg/hm2，較對照增產(chǎn)4.96%;處理1次之，為10 702.04 kg/hm2，較對照增產(chǎn)3.23%;處理3、處理4分別為10 514.29、10 375.51 kg/hm2，分別較對照增產(chǎn)1.42%、0.08%。對產(chǎn)量進行顯著性分析的結(jié)果表明，處理間差異不顯著。說明鹽堿地施入磷石膏可增加玉米產(chǎn)量，但并不是施入的磷石膏越多產(chǎn)量越高。

2.3? ?不同處理度對土壤有機質(zhì)含量的影響

從表3可看出，各處理的土壤有機質(zhì)含量均高于對照，其中以處理1最高，為28.0 g/kg，較對照增加7.4 g/kg，增加35.9%;處理4次之，為22.8 g/kg，較對照增加2.2 g/kg，增加10.7%;處理2、處理3較低，分別為21.8、20.7 g/kg，較對照分別增加1.2、0.1 g/kg，分別增加5.8%、0.5%。對有機質(zhì)含量進行分析的結(jié)果表明，除處理3與對照差異不顯著外，其他處理間差異顯著。說明鹽堿地施入磷石膏對提高有機質(zhì)含量作用顯著。

2.4? ?不同處理度對土壤速效氮含量的影響

從表4可看出，各處理的土壤速效氮含量均高于對照，其中以處理4最高，為60.0 mg/kg，較對照增加26 mg/kg 增幅為76.5%;處理3次之，為56 mg/kg，較對照增加22 mg/kg，增幅為64.7%;處理1、處理2較少，分別為39、52 mg/kg，較對照分別增加5、18 mg/kg，增幅分別為14.7%、52.9%。對土壤速效氮含量進行分析的結(jié)果表明，處理間差異顯著。

2.5? ?不同處理度對土壤有效磷含量的影響

從表5可看出，處理1、處理2土壤有效磷含量均與對照相同，為7 mg/kg;處理4最高，為9 mg/kg，較對照增加2 mg/kg，增幅為28.6%;處理3次之，為8 mg/kg，較對照增加1 mg/kg，增幅為14.3%。對土壤有效磷含量進行分析的結(jié)果表明，除處理1和處理2與對照差異不顯著外，其余處理與對照差異顯著。

2.6? ?不同處理度對土壤速效鉀含量的影響

從表6可看出，各處理的土壤速效鉀含量均高于對照，其中以處理1最高，為229 mg/kg，較對照增加32 mg/kg，增幅為16.2%;處理3、處理4次之，均為213 mg/kg，較對照均增加16? mg/kg，增幅為8.1%;處理2最低，為205 mg/kg，較對照增加8 mg/kg，增幅為4.1%。對土壤速效鉀含量進行分析的結(jié)果表明，處理3和處理4差異不顯著，各處理均與對照差異顯著。

2.7? ?不同處理度對土壤pH的影響

從表7可看出，各處理的土壤pH均低于對照，以處理4最低，為7.76，較對照降低0.46，降幅為5.6%;處理3次之，為7.87，較對照降低0.35，降幅為4.3%;處理1、處理2較高，分別為8.18、7.90，較對照分別降低0.04、0.32，降幅分別為0.5%、3.9%。對土壤pH進行分析的結(jié)果表明，處理間差異不顯著。

2.8? ?不同處理度對土壤水溶性鹽含量的影響

從表8可看出，各處理的土壤水溶性鹽含量均低于對照，其中以處理3最低，為0.82 g/kg，較對照降低0.62 g/kg，降幅43.1%;處理2次之，為0.92 g/kg，較對照降低0.52 g/kg，降幅36.1%;處理1、處理4較高，分別為1.18、1.01 g/kg，較對照分別降低0.26、0.43 g/kg。對土壤水溶性鹽含量進行分析的結(jié)果表明，處理間差異不顯著。

3? ?結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，鹽堿地施入磷石膏可使玉米產(chǎn)量增加，玉米產(chǎn)量以施入3 000 kg/hm2時最高，為10 881.63 kg/hm2，較不施磷石膏處理增產(chǎn)4.96%，但對產(chǎn)量影響不顯著。本試驗條件下，鹽堿地施用磷石膏后，可增加土壤有機質(zhì)含量0.1～7.4 g/kg，增加土壤速效氮含量5～26 mg/kg，增加土壤有效磷含量1～2 mg/kg，增加土壤速效鉀含量8～32 mg/kg，降低耕層pH 0.04～0.46。鹽堿地施入一定量的磷石膏可降低土壤堿化度， 提高土壤養(yǎng)分含量，改善土壤質(zhì)量，提高耕層土壤通透性，促進脫鹽。

在一定施量范圍內(nèi)使用磷石膏土壤脫鹽效果明顯，土壤水溶性鹽含量降低0.62～0.26 g/kg，施入3 000～4 500 kg/hm2的處理水溶性鹽含量降低到1 g/kg以下，釋放出了土壤中被固定的各種養(yǎng)分，提高了土壤中有機質(zhì)、速效氮、有效磷、速效鉀的含量，達到改良鹽堿地的目的。

施入磷石膏量3 000 kg/hm2對提高玉米產(chǎn)量效果最佳，但不顯著，可能是由于地力條件等因素造成的，磷石膏的最佳用量需進一步試驗。

參考文獻：

[1] 郭世乾，崔增團，傅親民.? 甘肅省鹽堿地現(xiàn)狀及治理思路與建議[J].? 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2013，34（4）：75-79.

[2] 白來漢，張仕穎，張乃明，等.? 不同磷石膏添加量與接種菌根對玉米生長及磷、砷、硫吸收的影響[J].? 環(huán)境科學學報，2011，31（11）：2485-2492.

[3] 王曉岑，李淑芹，許景鋼.? 農(nóng)業(yè)應用磷石膏前景展望[J].? 中國農(nóng)學通報，2010，26（4）：287-294.

[4] RAFAEL PEREZ-LOPEZ，ANTONIO M. ALVALERO，JOSE MIGUEL NIETO.? Changes in mobility of toxic elements during the production of phosphoric acid in the fertilizer industry of Huelva（SW Spain）and environmental impact of Phosphogypsum wastes[J].? Journal of Hazardous Materials，2007，148：745- 750.

[5] YANG J，LIU W，ZHANG L，et al.? Preparation of load-bearing building materials from autoclaved Phosphogypsum[J].? Construction and Building Materials，2009，23：687-693.

[6] PARREIRA A B，KOBAYASHI JR，SILVESTRE O B. Influence of Portland cement type on unconfined compressive strength and linear expansion of cements tabilized Phosphogypsum[J].? Journal of Environmental Engineering，2003，129：956-960.

[7] 張金瑞，李守明.? 堿化土施用磷石膏增產(chǎn)效果的探討[J].? 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，1993（5）：1-2;17.

[8] 石偉勇，范利平.? 磷石膏系列肥對水稻的增產(chǎn)效應及養(yǎng)分吸收的影響[J].? 浙江農(nóng)業(yè)大學學報，1994，20（3）：259-262.

[9] 王洪達，吳偉芬.? 磷石膏對農(nóng)作物的增產(chǎn)效果研究[J].? 安徽農(nóng)業(yè)科學，1990（4）：333-334.

[10] 王榮華，左寶余.? 磷石膏農(nóng)用效果試驗技術總結(jié)[J].? 化肥工業(yè)，1994，21（3）：23-27， 51.

[11] 王玉江，吳? ?濤，吳? ?杰.? 磷石膏改良鹽堿地的研究進展[J].? 安徽農(nóng)業(yè)科學，2008，

36（17）：7413-7414.

[12] 車順升，羅三強.? 磷石膏改良鹽堿地土壤化學性質(zhì)的效果[J].? 陜西農(nóng)業(yè)科學，2000，

24（9）：16-18.

[13] 李旭霖，劉慶花，柳新偉，等.? 不同改良劑對濱海鹽堿地的改良效果[J].? 水土保持通報. 2015，35（2）：219-224

[14] 周成志.? 磷石膏改良鹽堿地對玉米產(chǎn)量影響試驗初報[J].? 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2016，40（3）：62-63.

[15] 王成寶，崔云玲，郭天文.? 磷石膏在作物生產(chǎn)中的利用[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2008（5）：43-46.

[16] 姜萬禮，王成寶，霍? ?琳，等.? 改良劑對甘肅引黃灌區(qū)新墾鹽城荒地的改良效果研究[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2012（12）：17-18.

（本文責編：楊? ? 杰）