鹽堿地直播水稻土壤改良劑篩選試驗

朱家騮，馮卿

(舟山市農業科學研究院，浙江 舟山 316000)

土壤鹽漬化和次生鹽漬化是當前的世界性生態問題[1]。全球鹽堿地面積已超過9.55×108hm2，約占陸地總面積的10%[2-3]，并以年1.0×106～1.5×106hm2的速度增加[4]。原農業部全國第二次土壤普查結果表明，我國鹽堿地面積約3.46×107hm2，占全國可利用土地總面積的4.88%[2-3]。土壤鹽堿化給我國農業生產和糧食安全帶來巨大威脅[5]。研究表明，近1.00×107hm2鹽堿地具有潛在開發利用價值[6-7]。因此，加大鹽堿地治理力度，對增加農民收入、保障重要農產品有效供給、保護生態安全等具有重要意義[6]。

直播是指將稻種直接播種在耕耙平整水田中來完成整個生育期的栽培方式，主要優點是節約成本、省時省力[8]，但也存在鹽堿地因鹽分含量較高往往會抑制水稻撒播萌發，不利于水稻幼苗生長的缺點[9]，因此，需對鹽堿地進行適當改良，據相關研究，鹽堿地改良技術主要包括耕作改良技術[6]、地表覆蓋技術[10]、化學改良技術[11]、水利改良技術[12]、工程改良技術[13]以及植物改良技術[14]，而施用鹽堿地土壤改良劑是一種既經濟又方便的方法，相關研究表明，土壤改良劑可以有效改善土壤結構[15]、增強土壤肥力[16]、促進團粒形成[17]、蓄水保墑[18-19]。如何選擇合適的改良劑，如何使其功效最大化是人們需要面對的普通而又實際的問題。本試驗以舟山市岱山縣岱西鎮火箭鹽場鹽堿地水稻為研究對象，在施肥和灌溉方式一致的情況下，選用了市場上的6種改良劑，研究不同土壤改良劑對岱山火箭鹽場鹽堿地土壤化學性質、水稻秧苗素質及產量的影響，旨在為鹽堿地水稻直播土壤改良劑的合理選擇與應用提供一定的數據支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2022年5—11月在浙江省舟山市岱山縣岱西鎮火箭鹽場進行，試驗地為廢棄曬鹽場經政府改造而成的標準農田，試驗區土壤基本性狀見表1。6種土壤改良劑為A、B、C、D、E、F分別為紅都嘉業、腐植酸、禾康、施地佳、北京康源、鹽堿消，全部購自于市場，水稻品種為寧波市農業科學研究院選育品種甬優1540。

表1 試驗區土壤基本性狀Table 1 Basic soil properties in the experimental area

1.2 試驗設計

在試驗區內分別選擇鹽堿程度具有代表性的2個地塊(重度、中度鹽堿地各一塊)設置田間試驗。每塊試驗地劃分為21個小區，小區四周起壟，采用小區隨機排列，3次重復，小區面積34.58 m2(13.3 m×2.6 m)。以不施土壤改良劑為對照，施用不同土壤改良劑作處理。分別在播種前、分蘗初期、幼穗分化期向地表噴施土壤改良劑一次，每次施用量30 kg·hm-2。各處理施肥量一致，基肥有機肥30 000 kg·hm-2，尿素225 kg·hm-2，過磷酸鈣600 kg·hm-2，追肥尿素225 kg·hm-2。試驗開始前用土壤取樣器采集0～30 cm土層土壤樣品，測定其基本性狀，測定結果詳見表1。

水稻采用直播栽培方式，各處理田塊播種前進行二次淡水洗鹽，于2022年6月13日直播，播種量為30 kg·hm-2，10月下旬水稻成熟收獲，除土壤改良劑不同以外，試驗小區栽培管理措施一致，主要包括大田水、病蟲害、雜草防治等管理，全生育期灌溉水鹽度在0.2%左右。

水稻直播前取2號試驗田塊鹽堿土裝盆，每盆裝土25 kg，每個處理3盆，共21盆。播種前土壤改良劑施用量根據面積大小與大田保持一致，各處理水稻種子發芽一致，播種時間與大田保持一致，每盆播水稻種子200粒。

1.3 測定項目與方法

土壤性狀測定：在施用基肥前和水稻收獲后采用土壤取樣器采集試驗區0～30 cm土層土壤樣品，檢測土壤pH值、水溶性含鹽量、有機質、全氮、速效磷、速效鉀含量的變化情況。土壤pH值采用電極法測定；土壤水溶性含鹽量采用稱量法測定；土壤有機質含量采用滴定法測定；全氮含量采用紫外-可見分光光度計測定；土壤有效磷含量采用紫外-可見分光光度計測定；土壤速效鉀含量采用電感耦合等離子體發射光譜儀測定。

秧苗素質測定：盆內播種后每天觀察記載盆播各處理稻谷種子的成苗數量，以第一片不完全葉長出為標準，7 d后計算成苗率，25 d后測定秧苗株高、每株不定根數、最長不定根長、地上部及地下部干重。

產量測定：水稻成熟期每組土壤改良劑的第Ⅰ、第Ⅲ重復分別選取比較有代表性的植株5株進行考種，記載其有效穗數、每穗實粒數、千粒重。大田各小區水稻成熟后實割測產。

1.4 數據分析方法

采用 MicrosoftExcel 2009分析軟件處理試驗數據，同時采用SPSS 19.0 軟件進行統計學分析，用t檢驗對相關指標進行差異顯著性比較。

2 結果與分析

2.1 不同土壤改良劑對土壤化學性質的影響

2.1.1 土壤pH值、含鹽量

水稻收獲后各處理0～30 cm土層土壤pH值的剖面分布情況如圖1所示。種植前0～30 cm土層土壤pH值1號地為8.81，2號地為8.72。種植水稻后，A、B、C、D、E、F、CK處理土壤平均pH值1號地分別為8.55、8.66、8.66、8.63、8.52、8.46、8.70，2號地分別為8.48、8.56、8.57、8.53、8.44、8.39、8.63，可以看出，相比種植前基礎性狀，通過一季水稻種植各處理的土壤pH值均有顯著降低，1號地各處理土壤pH值相比基礎性狀降低1.25%～3.97%，2號地各處理土壤pH值相比基礎性狀降低1.03%～3.78%。同時由圖1還可以看出，相比CK，處理A、B、C、D、E、F土壤pH值均顯著降低，1號地降低0.46%～2.76%，2號地降低0.70%～2.78%，其中處理F、E、A降低最顯著，1號地分別降低了2.76%、2.07%、1.72%，2號地分別降低了2.78%、2.20%、1.74%。

柱上無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)，圖2同。圖1 不同土壤改良劑處理下土壤pH值Fig.1 Soil pH under different soil conditioner treatments

水稻收獲后各處理0～30 cm土層土壤水溶性鹽總量的剖面分布情況如圖2所示。由圖2可知，水稻種植前1號地0～30 cm土層土壤平均含鹽量為9.32 g·kg-1，2號地0～30 cm土層土壤平均含鹽量為4.48 g·kg-1，水稻收獲后，1號地土壤平均含鹽量為3.55 g·kg-1，2號地土壤平均含鹽量為2.45 g·kg-1，相比水稻種植前基礎性狀分別降低了61.91%、45.31%，土壤水溶性鹽總量得到顯著降低，因此，通過水稻種植可以起到明顯降低土壤水溶性含鹽量的作用。同時由圖2還可以看出，1號地處理間水溶性含鹽量在3.22～3.67 g·kg-1，2號地處理間水溶性含鹽量在2.18～2.56 g·kg-1，相比CK，處理A、B、C、D、E、F土壤水溶性含鹽量均顯著降低，其中處理F、E、A降低最顯著，1號地分別降低了0.9 g·kg-1、0.81 g·kg-1、0.74 g·kg-1，2號地分別降低了0.58 g·kg-1、0.50 g·kg-1、0.41 g·kg-1。

圖2 不同土壤改良劑處理下水溶性含鹽量Fig.2 Water-soluble salt content under different soil conditioner treatments

2.1.2 土壤養分

表2為不同土壤改良劑處理下對鹽堿地土壤養分的影響。從表2可知，土壤改良劑的施用，1號地處理間全氮含量在0.074～0.081 g·kg-1，2號地處理間全氮含量在0.093～0.099 g·kg-1，與CK及基礎性狀差異均不明顯，說明土壤改良劑對提高鹽堿地全氮含量作用不明顯。與基礎性狀相比，處理A、B、C、D、E、F速效磷含量均顯著提高，1號地平均提高13.2 mg·kg-1，2號地平均提高9.20 mg·kg-1，這應與大田施用磷肥，磷肥未被水稻全部吸收有關；與CK相比，處理A、B、C、D、E、F速效磷含量顯著下降，并且其下降趨與水稻產量呈正相關，這應與水稻生育期內吸收速效磷含量不一致有關，而與土壤改良劑施用無關。與基礎性狀相比，速效鉀含量均顯著降低，1號地平均降低180 mg·kg-1，2號地平均降低226 mg·kg-1，這應與水稻全生育期未施用鉀肥，水稻吸收鉀肥全部來自基礎鉀肥有關；與CK相比，處理A、B、C、D、E、F速效鉀含量顯著下降，并且其下降趨與水稻產量成正相關，這應與水稻生育期內吸收速效鉀含量不一致有關，而與土壤改良劑施用無關。1號地處理間有機質含量在10.4～10.8 g·kg-1，2號地處理間有機質含量在10.3～10.7 g·kg-1，與CK相比有機質含量差異均不明顯，說明土壤改良劑對提高鹽堿地有機質含量作用不明顯，但與基礎性狀相比有機質含量均顯著提高，1號地平均提高2.3 g·kg-1，2號地平均提高2.0 mg·kg-1，這應與大田基肥施用了有機肥有關。

表2 不同土壤改良劑對鹽堿地土壤養分的影響Table 2 Effects of different soil conditioners on soil nutrients in saline alkali soil

2.2 不同土壤改良劑對水稻秧苗素質的影響

表3為不同土壤改良劑對水稻秧苗素質的影響。從表3中可知，相比CK，F、E、A處理對株高、最長不定根長、每株不定根數、地下部干重、地上部干重、成苗率6項秧苗素質指標均有一定程度的提高效果。其中F處理的秧苗素質表現最好，該處理下株高、最長不定根長、每株不定根數、地下部干重、地上部干重和成苗率均表現為最大值，株高、每株不定根數、最長不定根長、地下部干重、地上部干重和成苗率分別為20.43 cm、7.40 cm、16.65條、0.82 g、4.37 g、78%，相比CK分別增加了10.08%、6.02%、5.71%、20.59%、12.92%、30.00%，差異均達顯著；其次為A、E處理的秧苗素質，其中A處理下株高、每株不定根數2項秧苗素質指標差異達顯著，E處理下株高、地上部干重2項秧苗素質指標差異達顯著。說明鹽堿地水稻培育秧苗在F處理下秧苗素質最好，其次為A、E處理，對后期產量形成均有促進作用。

表3 不同土壤改良劑對水稻秧苗素質的影響Table 3 Effects of different soil conditioners on the quality of rice seedlings

2.3 不同土壤改良劑對水稻產量的影響

表4為不同土壤改良劑處理下對水稻經濟性狀及產量的影響。由表4可知，土壤改良劑的施用，可以顯著提高有效穗，1號地有效穗平均提高9.47%，2號地有效穗平均提高8.46%，同時相比CK，處理F、E、A、D對有效穗均有顯著提高作用，其中F處理提高最高，1號地、2號地分別達17.41%、14.69%；土壤改良劑的施用，對提高每穗實粒數有一定的作用，1號地每穗實粒數平均提高6.22%，2號地每穗實粒數平均提高3.06%，1號地、2號地每穗實粒數最高分別提高10.47%、6.07%；土壤改良劑的施用，對千粒重沒有顯著提高作用，1號地千粒重平均提高1.11%，2號地有效穗平均提高1.12%；同時分析表4發現，每穗實粒數、千粒重和有效穗數存在負相關關系，每穗實粒數、千粒重相互之間幾乎無影響。從水稻實際產量來看，土壤改良劑的施用，能顯著提高水稻產量，1號地增產幅度在0.95%～11.06%，2號地增產幅度在0.59%～6.44%，相比CK，處理F、E、A水稻產量提高均達顯著水平，其中F處理增產最高，1號地、2號地分別達11.06%、6.44%。

表4 不同土壤改良劑對水稻經濟性狀及產量的影響Table 4 Effects of different soil conditioners on economic traits and yield of rice

3 結論與討論

試驗結果表明，通過水稻種植可以起到明顯降低土壤pH值、土壤水溶性含鹽量的作用，由于水稻直播前對大田進行了淡水洗鹽措施，因此，土壤pH值、土壤水溶性含鹽量降低，特別是土壤水溶性含鹽量的大幅降低并非完全種植水稻的結果。土壤改良劑的施用均能顯著降低土壤pH值、土壤水溶性含鹽量，其中，鹽堿消、北京康源、紅都嘉業3種土壤改良劑對降低土壤pH值、土壤水溶性含鹽量效果較好。

試驗結果表明，土壤改良劑對提高鹽堿地全氮、速效磷、速效鉀含量作用不明顯，這與舒錕等[18]在土壤調理劑對陜北鹽堿地土體化學性質及水稻生長的影響中的試驗結果相同。試驗結果中相比基礎性狀速效磷含量均顯著提高，應與大田施用磷肥，磷肥未被水稻全部吸收有關；相比基礎性狀速效鉀含量顯著降低，應與水稻全生育期未施用鉀肥，水稻吸收鉀肥全部來自基礎鉀肥有關。土壤改良劑對提高鹽堿地有機質作用不明顯，但與基礎性狀相比有機質含量均顯著提高，這應與大田基肥施用了有機肥有關。因此，鹽堿地增施有機肥、磷肥，適當補充鉀肥對土壤理化性質的提高很有益處。

試驗結果表明，直播前施用鹽堿消、北京康源、紅都嘉業3種土壤改良劑對水稻秧苗的株高、每株不定根數、最長不定根長、地下部干重和地上部干重、成苗率等秧苗素質指標的提高均有促進作用。水稻全生育期施用三次土壤改良劑后，可以顯著提高有效穗數，對每穗實粒數也有一定提高作用，但對提高千粒重影響不大，這與王伯平[20]研究發現，用土壤調理劑對水稻的主要農藝性狀影響不大的研究結果有所出入，這應與使用的土壤改良劑種類不同有關。土壤改良劑顯著提高水稻產量，從產量構成因素分析主要原因在于有效穗數的顯著提高，以及每穗實粒數的一定增加。因此，鹽堿地水稻提高有效穗數是提高水稻產量的關鍵。

本試驗所采用的6種土壤改良劑，對水稻產量均有一定的提高作用，而且在高鹽度鹽堿地上的增產效果好于低鹽度鹽堿地，其中試驗所采用的鹽堿消、北京康源、紅都嘉業3種土壤改良劑增產效果較好，可以參考使用。土壤改良劑種類較多，本研究采用的6種土壤改良劑并不能代表所有土壤改良劑，今后有必要對土壤改良劑的種類以及施用量方面作進一步的研究；本研究僅僅測定了水稻秧苗的一些外部形態及產量構成指標，并不能全面反映不同土壤改良劑對水稻的作用機理，今后應對秧苗生理特性的理化指標等方面進行進一步的評價。