八硫體改良濱海鹽堿地的效果研究

李方勇， 陳燕華， 孫蓮， 陸雁， 胡亮， 石慶勝， 柴水清， 石偉勇*

(1.象山縣農業技術推廣中心， 浙江 象山 315700； 2.浙江大學， 浙江 杭州 310058；3.上海天普農業科技有限公司， 上海 201403)

在我國耕地資源緊缺的戰略背景下，濱海鹽堿地作為一類重要的土地后備資源，其合理開發利用對保障我國耕地和糧食生產安全、嚴守國家耕地紅線等具有重大意義[1]。我國鹽堿地面積約為1億hm2，其中近期能改良利用鹽堿地面積為3 667萬hm2，隨著鹽堿地的不斷開發利用，有效擴大了農業產業尤其是糧食產業發展空間，改良鹽堿地已成為保障糧食安全的重要舉措之一。

鹽堿地改良是一個世界性難題，單一措施很難達到改良目的[2]。目前，浙江、江蘇等國內沿海鹽堿地改良多采用雨水、人工淹灌等手段來淡水洗鹽，歷時相對較長，需要通過4～5 a的降鹽處理后，才能實現種植水稻等農作物的目標。但是，沿海地區鹽堿地往往缺乏淡水資源，靠雨水來洗鹽又存在不穩定性，因此，使用更高效、更穩定的技術手段來實現沿海鹽堿地改良，是當前我國沿海鹽堿地農業發展亟待解決的重大難題。

浙江象山縣位于長三角地區南緣、浙江省東部沿海，屬于半島海洋大縣，有“七山一水二分田”的說法，全縣可用耕地面積相對較少，加上其他經濟作物的爭地矛盾進一步激化，導致糧食生產規模始終難以擴大。“十二五”以來，為了進一步提高糧食綜合生產能力，象山縣大力實施“藏糧于技、藏糧于地”戰略，一方面加大推廣超級雜交稻等高產品種，積極引進寧波市農業科學研究院的甬優12、甬優1540、甬優7860等水稻品種，通過品種革新來提高糧食產量水平；另一方面加大灘涂圍墾和造地力度，新增灘涂鹽堿土地3 333 hm2左右，進一步拓寬了農業發展空間，同時引種耐鹽堿水稻品種，能夠在沿海灘涂種植和生長，加快了土壤洗鹽速度[3]。但是，灘涂鹽堿地圍墾造地依然存在較多問題，雖然土地的溝渠路等基礎設施改造好了，但是土壤的鹽度依然較高，前期我們通過淡水洗鹽、增施有機肥、改種耐鹽堿作物等措施，降低了鹽堿地的部分鹽分，基本能夠保持作物可以生長，但鹽分含量依然有點高，尤其遇到干旱缺水天氣，鹽堿地深層次的鹽分很容易隨著水分蒸騰作用被帶到土壤表層，導致灘涂鹽堿地再次返鹽。為此，我們也嘗試著通過增施有機肥、生物菌肥等方式來加快鹽堿地改良，但是改良的效率和效果并不理想，必須要經過多年的持續洗鹽和改良，圍墾的灘涂鹽堿地才能得到有效利用，而且只能解決淺層土壤的鹽堿度問題，不能根本上解決土壤結構改良和鹽分排出的問題[4]，如何快速見效、持續穩定地降低土壤鹽分已成為當前鹽堿地恢復利用的關鍵難題。基于這種情況，2021年我們與浙江大學合作，在鶴浦鎮水湖涂村新圍墾的灘涂鹽堿地，引進伊朗的八硫體鹽堿地改良劑，并集成了濱海鹽堿地的改良技術，開展了鹽堿地降鹽改良效果研究，經過田間試驗示范，鹽堿地鹽分下降明顯，試種水稻生長良好，取得了較好的改良效果。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

鹽堿地改良試驗地位于浙江省寧波市象山縣鶴浦鎮水湖涂村，該地前身是沿海灘涂，2016年圍墾造地，溝渠路等基礎設施完備，但是缺乏淡水資源，前期嘗試種植過高粱等多種耐鹽堿作物，均因土壤鹽分過高、缺乏淡水灌溉而失敗，目前土地處于荒蕪狀態。2021年試驗前，于4月24日檢測試驗地土樣，有機質含量為7.62 g·kg-1，全氮含量為0.28 g·kg-1，有效磷含量為9.1 mg·kg-1，速效鉀含量為1 171 mg·kg-1，pH值8.85，電導率(EC)803 mS·cm-1，鹽分含量為13.9 g·kg-1。

水稻種植產量對照試驗地位于浙江省寧波市象山縣丹東街道下余村，連續多年種植水稻，土壤是淡涂泥田，有機質含量為25.3 g·kg-1，全氮含量為1.53 g·kg-1，有效磷含量為13.9 mg·kg-1，速效鉀含量為216 mg·kg-1，pH值8.36。

供試的土壤改良劑為八硫體，由浙江八硫科技有限責任公司生產并提供，同時配施高纖維素有機肥，稱為八硫體改良劑。種植水稻是寧波市種子有限公司選育的秈型雜交稻品種甬優1540，作連作晚稻栽培。

1.2 試驗設計

試驗設置3個處理：T1，鶴浦鎮水湖涂鹽堿地施用八硫體改良劑種植水稻；T2，鶴浦鎮水湖涂鹽堿地不施肥不種水稻；T3，丹東街道下余村常規農田種植水稻。T1、T2、T3的試驗面積分別是866.7、666.7、260.0 m2，不設重復。

種植水稻前施用高纖維素有機肥1 000 kg。八硫體使用方法：按1∶100的比例兌水裝桶，桶上裝自來水閥門開關，抽淡水開關調節沖施3次(分別于6月13日、6月20日、6月27日各1次)，每次用量28.8 kg·hm-2。鶴浦試驗地水稻于6月29日播種育苗，7月16日人工插秧；丹東試驗地水稻于7月1日播種育苗，7月19日機械插秧。不同試驗地水稻施肥、病蟲草害、田間水分管理按照常規方法實施。設置丹東試驗地水稻作為常規種植對照。

1.3 測定項目

水稻成熟后，考查試驗田水稻經濟性狀，并實割測產；取1.5 kg稻谷自然晾干后，檢測稻米品質；鶴浦鎮水湖涂鹽堿試驗田改良后，按照不同土壤剖面深度抽取土樣，T1-a為0～<20 cm土樣；T1-b為20～<40 cm土樣；T1-c為40～60 cm土樣；T2為對照田塊0～<20 cm深度土樣，分別在試驗前和試驗后2次取樣，T2-a為試驗前對照土樣，T2-b為試驗后對照土樣。所有土樣均檢測鹽堿度、pH等各項指標。

2 結果與分析

2.1 八硫體改良劑對水稻產量的影響

由表1可知，從水稻經濟性狀來看，T1處理的甬優1540植株整體長勢明顯較差，株高為81 cm，比T3處理的甬優1540矮了32 cm；穗長17.4 cm，比T3處理的甬優1540短了4.1 cm，可能是鹽堿地中鹽離子制約了植株根系對養分的吸收，從而導致水稻長勢不良。從產量來看，T1處理產量明顯比T3處理低，理論產量為6 003.0 kg·hm-2，比T3處理減少1 537.5 kg·hm-2，減幅20.4%。根據產量構成因素，雖然T1處理的有效穗較多，比T3處理多了55.5萬·hm-2，增幅29.6%，但是穗總粒數比T3處理少了55.2粒，減幅26.9%，綜合后T1處理的產量減少主要歸結于結實率和千粒重的減少。T1處理的結實率為75.2%，比T3處理減少9.7百分點，減幅11.4%；T1處理的千粒重為21.9 g，比T3處理減少1.2 g，減幅5.2%。鹽堿地經八硫體改良后，種植甬優1540的長勢和產量均低于正常田塊種植水平，說明改良后土壤的鹽分依然存在，并在試驗過程中持續或者間斷地影響著水稻正常生長，但下降的幅度并不大，據調查象山縣常規連作晚稻品種產量水平一般在6 000 kg·hm-2，而鹽堿地改良后試種的甬優1540產量基本達到這個水平，說明改良效果是顯著的，但是還不夠完全，鹽堿地改良后用于種植水稻的可行性和推廣價值依然存在。

表1 不同試驗地種植甬優1540的經濟性狀和產量

2.2 八硫體改良劑對水稻品質的影響

從表2可知，T1處理的整精米率為65.4%，比T3處理下降5.7百分點，降幅較大，反映了T1處理的出米率較低，說明鹽分脅迫會降低甬優1540水稻的稻谷出米率；T1堊白度比T3處理下降3.7百分點，透明度提高1級，反映T1處理的稻谷外觀品質相對較好，可能跟鹽堿地限制了水稻對N、P、K等大量元素的吸收有關；T1膠稠度升高11 mm，說明T1處理的米飯柔軟度高，食味口感更好；T1和T3的直鏈淀粉含量和蛋白質含量差異不大，說明營養品質差不多。

表2 不同試驗地種植甬優1540稻米品質的影響

2.3 八硫體改良劑對鹽堿地土壤改良的影響

從表3可知，T2-b與T2-a比較，水溶性鹽含量下降8.54 g·kg-1，降幅61.4%；EC下降588.0 mS·cm-1，降幅73.2%；作為對照，T2沒有經過任何處理，試驗期間曾2次被雨水淹沒12 h左右，說明0～20 cm的表層鹽堿土壤受雨水淋洗脫鹽的效果顯著。與T2-a比較，T1-a水溶性鹽含量下降9.16 g·kg-1，EC下降613.7 mS·cm-1，反映了0～20 cm土層鹽堿地的鹽分明顯下降，而且T1-a水溶性鹽含量和EC下降幅度都比T2-b的下降幅度大，說明T1處理的0～<20 cm土層鹽堿地鹽分下降幅度要大于雨水自然洗鹽的效果，八硫體改良劑在0～<20 cm土層鹽堿地降鹽效果是顯著的；T1-b水溶性鹽含量下降7.12 g·kg-1，EC下降531.0 mS·cm-1，反映20～<40 cm土層鹽堿地的鹽分明顯下降，但是T1-b水溶性鹽含量和EC下降幅度都比T2-b低，說明降鹽效果要低于0～<20 cm土層，由于淡水洗鹽對鹽堿地0～30 cm的土層效果是明顯的，所以很難判斷20～<40 cm土層鹽堿地的鹽分下降是雨水洗鹽還是八硫體改良劑在發揮作用；T1-c水溶性鹽含量下降6.67 g·kg-1，EC下降516 mS·cm-1，說明40～60 cm土層鹽堿地的鹽分明顯下降，但是T1-c水溶性鹽含量和EC下降幅度比T2-b低，說明降鹽效果要低于0～<20 cm和20～<40 cm土層。據國內現有對鹽堿地改良的研究證明，淡水洗鹽會加速鹽堿地中鹽離子的遷移，一部分被流水帶走，另一部分隨著水分向下層土壤遷移，導致下層土壤中的鹽分增加，所以40～60 cm土層鹽堿地的鹽分下降可能是八硫體改良劑發揮的主要作用。經綜合分析，T1-a、T1-b、T1-c的水溶性鹽、EC含量均明顯下降，且隨著土層深度增加，鹽分下降幅度呈梯度減少，考慮到雨水洗鹽對深層土壤的降鹽效果并不顯著，說明30 cm以下土層鹽堿地鹽分降低主要是八硫體改良劑在發生作用，試驗結果反映了八硫體對0～60 cm深度的土壤都有降鹽效果，且隨著土層深度越淺，降鹽的效果越明顯。

表3 不同處理鹽堿地土壤的理化性狀

3 小結

土壤全鹽含量是影響濱海鹽堿地抑制植物生長的最重要因素[5]。本試驗初步探索了八硫體改良劑在浙江東部濱海地區鹽堿地的改良效果，從試驗結果來看，通過雨水長期淹灌洗鹽對降低表層土壤鹽分的效果是明顯的，綜合運用八硫體和高纖維有機肥可以顯著降低灘涂鹽堿地的鹽分，而且短期就能見效，八硫體改良劑不僅限于改良鹽堿地表層土壤的鹽分，對不同深度的土壤都有降鹽作用，降鹽效果與土壤深度呈反比，表層土壤的降鹽效果最明顯，土壤越深降鹽效果越小；一般水溶性鹽1.5 g·kg-1以上開始影響水稻的正常生長，水溶性鹽3.0 g·kg-1以上會導致水稻直接死亡，不同于常規的鹽堿地改良，八硫體改良劑在土壤改良過程中就可以同步正常種植水稻，產量比常規種植略低，品質達到常規種植水平。下一步，本研究將持續跟蹤改良后土壤的鹽分遷移、增減等變化趨勢，并選擇不同品種的水稻進行栽培，從而完善八硫體改良應用與水稻高產栽培有機融合的技術體系，為在浙江東部濱海灘涂鹽堿地全面推廣提供科學支撐。