4種生物有機肥對鹽堿化土壤改良和水稻生產(chǎn)的影響

張凱迪，張康強，姚繼剛，陳躍武，王加樹，陳寬兵，李秀鈺

(江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司東辛分公司，江蘇 連云港 222248)

江蘇省瀕臨黃海和東海，在長江以北有大面積的淤積成陸的濱海沖積平原[1]。受海水倒灌和海水型地下水的作用，濱海沖積平原土壤具有鹽分含量高、養(yǎng)分含量低、土壤鹽堿化嚴重等特點，使得這些土地資源未能得到有效的利用[2]。目前，已有大量研究就沿海地區(qū)鹽堿化土壤的生態(tài)改良和高效利用進行了探討[3-4]。鹽堿化土壤治理中常采用水利措施對表層土壤鹽分進行淋洗，但會導(dǎo)致下游土壤次生鹽堿化，也會造成土壤貧瘠化。研究顯示，有機肥施用可以改良土壤性狀。因此，在鹽堿地上開展有機肥施用的改良研究，對于提高鹽堿地土壤肥力、高效利用鹽堿地具有重要意義[5]。為此，在東辛農(nóng)場的稻麥生產(chǎn)上開展有機肥料與常規(guī)化肥的配合施用，研究有機肥料對土壤性狀，以及水稻生長和產(chǎn)量的影響，探索其對鹽堿化土壤的改良效果，并進行經(jīng)濟效益、社會效益評價，旨在為有機肥在鹽堿化土壤上的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試水稻品種為熟期適中的常規(guī)粳稻中稻1號。

育秧用肥料為育秧綠(N 9.05%，P2O54.5%，K2O 1.5%，淮安市誠信肥業(yè)有限公司)，拌種劑為3.5%咪鮮·甲霜靈(萬農(nóng)化工生物科技有限公司)。

大田用肥料包括：嘉有黃腐酸生物有機肥1(黃腐酸≥12%，有機質(zhì)≥40%，巨大芽孢桿菌+膠凍樣類芽孢桿菌≥0.5億·g-1，山東泉林嘉有肥料有限責(zé)任公司)；嘉有黃腐酸生物有機肥2(黃腐酸≥20%，有機質(zhì)≥40%，巨大芽孢桿菌+膠凍樣類芽孢桿菌≥0.5億·g-1，山東泉林嘉有肥料有限責(zé)任公司)；大華生物有機肥(N+P2O5+K2O≥5%，有機質(zhì)≥45%，淮安大華生物科技有限公司)；波爾特有機肥(含牛糞、草炭、菇渣、EM菌，江蘇波爾特生物科技有限公司)；尿素(N≥46%，山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司)；磷酸二銨[N 18%，P2O546%，甕福(集團)有限責(zé)任公司]；三元復(fù)合肥(N 15%，P2O515%，K2O 15%，金正大集團)。

1.2 處理設(shè)計

試驗于2018年在江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司東辛分公司山南生產(chǎn)區(qū)10大隊東進行。試驗田地處江蘇連云港，屬北溫帶濕潤季風(fēng)氣候。土壤屬于典型的淤質(zhì)沖積鹽土，沉積母質(zhì)為近代泥沙沉積物，全剖面土質(zhì)均勻，以粉砂為主，土壤容重在1.3～1.6 g·cm-3，孔隙度為40%～50%。采用硬盤暗化技術(shù)培育機插秧苗，5月20日播種(播種密度0.067 g·cm-2)，6月22日栽插(栽插密度33萬穴·hm-2)，10月29日機械化收獲。秧苗栽插入田后，設(shè)置1個對照(CK，當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥方法)和4個生物有機肥處理(在CK基礎(chǔ)上，將生物有機肥作為底肥一次性施用)：667 m2施用40 kg嘉有黃腐酸生物有機肥1(T1)，667 m2施用30 kg嘉有黃腐酸生物有機肥2(T2)，667 m2施用200 kg大華生物有機肥(T3)，667 m2施用1 000 kg波爾特有機肥(T4)。每個處理田塊面積0.1 hm2。所有處理的田間管理同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)生產(chǎn)。

1.3 指標測定

分別在水稻栽插前1周和水稻收獲前1周，對各處理多點采集0～20 cm耕層的土壤樣品，測定土壤pH值(電極法，NY/T 1377—2007)、全鹽(GB 7871—1987)、有機質(zhì)(NY/T 1121.6—2006)、全氮和速效氮(半微量開氏法，NY/T 53—1987)、速效磷(分光光度法，HJ 632—2011)、速效鉀(NY/T 889—2004)。

栽插活苗后定點調(diào)查基本苗，從栽插到收獲，定期調(diào)查莖蘗動態(tài)。

各處理收獲前，采集植株樣本調(diào)查最終成穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重等產(chǎn)量性狀，并計算水稻最終產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

在Excel 2010軟件中進行數(shù)據(jù)常規(guī)處理和做圖。使用SPSS 21統(tǒng)計軟件進行方差分析，對有顯著(P<0.05)差異的處理采用Duncan’s法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 對土壤理化性狀的影響

如表1所示，經(jīng)過4個月的水稻種植，各處理的土壤pH值均下降，說明在鹽堿化土壤上種植作物有利于降低土壤堿性。與此同時，各處理的土壤有機質(zhì)含量均有所增加，CK、T1～T4處理的土壤有機質(zhì)含量分別較種水稻前增加4.2%、8.5%、10.7%、10.4%和11.8%，施用嘉有黃腐酸生物有機肥2、大華生物有機肥和波爾特有機肥的土壤有機質(zhì)含量增加較多。CK處理水稻收獲后的土壤全氮和堿解氮含量較種水稻前降低，而速效磷和速效鉀含量增加；施用有機肥的4個處理的各養(yǎng)分含量均較水稻種植前增加，且以施用嘉有黃腐酸生物有機肥2和波爾特有機肥的處理土壤養(yǎng)分含量增幅較大。

表1 不同處理對土壤理化性狀的影響

2.2 對田間分蘗動態(tài)的影響

將相同素質(zhì)的秧苗以相同的栽插密度機插入田，每667 m2大田基本苗8.7萬～9.0萬株，定期調(diào)查各處理水稻分蘗動態(tài)(圖1)。可以看出，各處理均于7月下旬達到分蘗峰值，后逐漸降低，至8月中旬趨于穩(wěn)定，全生育期分蘗動態(tài)表現(xiàn)基本一致，各處理間無顯著差異。

圖1 不同處理的大田分蘗動態(tài)比較

2.3 對水稻產(chǎn)量的影響

如表2所示，除T4處理的水稻千粒重顯著大于CK外，各處理在最終成穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率和最終產(chǎn)量上均無顯著差異。

2.4 對經(jīng)濟效益的影響

由于4個施用生物有機肥的處理均是在CK的基礎(chǔ)上增施有機肥，為簡化分析，將CK的肥料成本設(shè)為0，與之相比，T1～T4處理每667 m2的肥料成本分別增加25.0、18.8、170.0、435.0元(表3)。綜合考慮T1～T4處理相較于CK的增產(chǎn)效益和增加的肥料成本，其667 m2綜合經(jīng)濟效益分別為25.9、24.2、-127.1、-332.5元。由于肥料成本較高，而增產(chǎn)有限，在本試驗條件下，施用大華生物有機肥和波爾特有機肥處理的經(jīng)濟效益為負。

表2 不同處理對水稻產(chǎn)量性狀的影響

表3 施用生物有機肥的經(jīng)濟效益分析

3 討論

江蘇濱海地區(qū)具有大量的后備土地資源，但由于受海潮和海水型地下水的雙重作用，土壤具有鹽堿化、肥力低的特性，影響了土地資源的開發(fā)利用[1-2]。前人采取了多種措施對鹽堿化土壤進行改良，如加強改造利用地下水、合理開發(fā)利用低礦化堿性水、開展植樹造林、發(fā)展農(nóng)牧副業(yè)等[1,5-6]，其中，通過施用有機肥進行改土培肥，提高作物種植效益也是一種行之有效的方法[7-9]。本研究表明，在常規(guī)化肥運籌的基礎(chǔ)上增施有機肥，可以有效促進土壤有機質(zhì)含量增加，同時也有助于土壤中全氮，以及速效氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量的提高。供試的4種生物有機肥中，嘉有黃腐酸生物有機肥2和波爾特有機肥對土壤的改良效果最好。供試的生物有機肥對水稻大田生育進程無顯著影響。由于本試驗是在常規(guī)化肥基礎(chǔ)上增施有機肥，肥料成本支出加大，但水稻增產(chǎn)幅度有限，部分處理的綜合效益不理想。在下一步的生產(chǎn)中應(yīng)考慮減少常規(guī)化肥施用，以減肥增效。同時要指出的是，本試驗?zāi)壳爸谎芯苛瞬煌幚韺λ疽患旧a(chǎn)的影響，今后還應(yīng)著力考查生物有機肥多年連續(xù)施用對土壤改良和作物種植的影響。