鄭普山,馮悅晨,郝保平,李屹峰,薛志強(qiáng)

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所，山西省土壤環(huán)境與養(yǎng)分資源重點環(huán)境室，山西太原030006；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院右玉試驗站，山西右玉037200）

改造治理及合理開發(fā)利用鹽堿地資源，對緩解我國人口與土地間的矛盾、保持我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義[1-3]。山西省鹽堿地面積30.13萬hm2，僅大同盆地的鹽堿地面積就有20.44萬hm2。據(jù)調(diào)查，大同盆地易改良和較易改良的中輕度鹽堿地占85.8%，重度占9.7%，極重度占4.5%，鹽堿地土地資源豐富，可開發(fā)利用的潛力巨大[4-6]。

山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所科研人員在改良鹽堿地實踐中，通過對國外鹽堿地改良劑的引進(jìn)、施用和消化，于2003年先后研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)、使用成本低的鹽堿地改良劑國產(chǎn)1號和國產(chǎn)2號。開展的多點試驗研究結(jié)果表明，國產(chǎn)1號和國產(chǎn)2號對提高中度、重度鹽堿地作物出苗率和生物產(chǎn)量具有顯著效果。

本試驗于2008—2009年在大同盆地重度蘇打鹽堿地以耐寒、耐鹽堿的牧草與綠肥兼用的紫花苜蓿為供試作物進(jìn)行了田間試驗，旨在為大規(guī)模采用化學(xué)措施與生物措施綜合改良重度以上蘇打鹽堿地提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗區(qū)基本概況

試驗設(shè)在大同盆地大同縣黨留莊鄉(xiāng)黨留莊村的重度鹽堿地。該區(qū)平均海拔為1 340 m，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均降水量391.5 mm，且集中在6—8月份，年平均氣溫5.8℃，全年日照時數(shù)為2 973 h，無霜期為125 d左右。干旱、低溫、早霜等災(zāi)害性氣候頻繁出現(xiàn)。供試土壤為堿化潮 土，質(zhì)地為輕壤，土壤基本理化性狀如表1所示。

表1 試驗地土壤基本理化性狀

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)4個處理：1.對照，只施用基肥；2.施用國產(chǎn)1號改良劑2 250 kg/hm2；3.施用國產(chǎn)2號改良劑7 960 kg/hm2；4.施用脫硫石膏22 500 kg/hm2。小區(qū)面積30 m2，采用田間隨機(jī)排列，4次重復(fù)。

試驗地春季井水灌溉后適時耕翻，在各小區(qū)均勻撒施各種鹽堿地改良劑及基肥（硝酸磷肥600 kg/hm2和氯化鉀150 kg/hm2），精細(xì)整地，使用小型農(nóng)機(jī)具旋耕20 cm，2 d后采用畜力耬播。供試綠肥作物為新疆大葉紫花苜蓿，播種量為30 kg/hm2。

1.3 土壤樣品的測定

土壤硝態(tài)氮采用酚二磺酸比色法測定，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測定，速效磷采用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀采用中性醋酸銨浸提-火焰光度法測定。土壤水溶性鹽離子采用無離子水振蕩浸提，HCO3-，CO32-用標(biāo)準(zhǔn) HCl滴定；Cl-用標(biāo)準(zhǔn) AgNO3滴定；Ca2+，Mg2+用 EDTA 滴定；SO42-用標(biāo)準(zhǔn) BaCl2滴定；K+，Na+用火焰光度法測定[7-8]。

1.4 調(diào)查項目

在田間分別采取2008年紫花苜蓿播前、生長中期、鮮草收獲期和2009年紫花苜蓿返青期、2次收獲后的0～20 cm土樣，風(fēng)干處理后測定土樣的pH值（土水比為1∶5）和EC值（土水比為1∶2.5）。紫花苜蓿出苗后調(diào)查出苗率，第1年秋季在各小區(qū)選取2 m×3 m樣方測量其鮮草產(chǎn)量，第2年7月中旬和9月上旬收獲紫花苜蓿鮮草，測量其產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和SAS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用改良劑對紫花苜蓿出苗率和鮮草產(chǎn)量的影響

施用鹽堿地改良劑的當(dāng)年，紫花苜蓿的出苗率和鮮草產(chǎn)量比對照均有顯著提高。第1年出苗率比對照提高17.8～30.5百分點（圖1）；鮮草產(chǎn)量比對照提高1 287.9～2 363.5 kg/hm2（圖2），增產(chǎn)25.6%～46.9%；第2年2茬紫花苜蓿鮮草總產(chǎn)量比對照提高1 819.6～4 607.8 kg/hm2（圖3），2 a 3茬累計增收紫花苜蓿鮮草產(chǎn)量3 107.5～6 971.3 kg/hm2，增產(chǎn)19.1%～42.9%。

由圖1～3還可知，改良劑提高紫花苜蓿出苗率由大到小的順序為：脫硫石膏＞國產(chǎn)2號＞國產(chǎn)1號，提高鮮草總產(chǎn)量由大到小的順序為：國產(chǎn)2號＞國產(chǎn)1號＞脫硫石膏。

2.2 施用改良劑后不同處理土壤pH值和EC值的變化

從圖4、圖5可以看出，施用3種改良劑后，不同處理土壤pH值比對照降低0.15～1.26，EC值比對照提高0.13～0.71 ms/cm，其中，施用國產(chǎn)2號和脫硫石膏降低土壤pH值、提高EC值幅度較大。土壤pH值降低的原因是國產(chǎn)1號改良劑中的硫在土壤硫細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩?，中和了土壤中的堿；脫硫石膏和含有脫硫石膏的國產(chǎn)2號改良劑，其中的鈣離子代換了土壤膠體上的鈉離子，使土壤膠體上的鈉離子含量減少，降低了土壤堿性，它們的作用使紫花苜蓿種子萌發(fā)和生長的土壤環(huán)境得到改善。

3 結(jié)論與討論

本研究表明，重度蘇打鹽堿地施用鹽堿地改良劑后，土壤（0～20 cm）pH值降低 0.15～1.26，減輕了土壤中的堿對紫花苜蓿種子萌發(fā)和出苗的危害；土壤EC值提高0.13～0.71 ms/cm，有利于通過灌水或降雨洗鹽壓堿，土壤理化性狀得到改善。與對照相比，改良劑處理的紫花苜蓿出苗率提高了17.8～30.5百分點，2 a 3茬的紫花苜蓿鮮草總產(chǎn)量提高了3 107.5～6 971.3 kg/hm2，增產(chǎn)19.1%～42.9%。脫硫石膏的施用效果與任坤等[9-12]提高出苗率和生物產(chǎn)量的研究結(jié)論一致。在重度蘇打鹽堿地，提高紫花苜蓿出苗率由大到小的順序為脫硫石膏＞國產(chǎn)2號＞國產(chǎn)1號，促進(jìn)鮮草產(chǎn)量增加由大到小的順序為國產(chǎn)2號＞國產(chǎn)1號＞脫硫石膏。

施用脫硫石膏、國產(chǎn)2號可有效降低土壤pH值、提高紫花苜蓿出苗率，國產(chǎn)2號可明顯提高紫花苜蓿鮮草產(chǎn)量。建議在大同盆地重度蘇打鹽堿地大面積推廣施用脫硫石膏、國產(chǎn)2號的基礎(chǔ)上，選擇種植適宜鹽堿地的牧草兼綠肥作物紫花苜蓿金皇后、甘農(nóng)3號等速生高產(chǎn)品種，合理施肥并及時防治紫花苜蓿田間草害[12-15]，擴(kuò)大紫花苜蓿生產(chǎn)，為當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)提供優(yōu)質(zhì)飼草，促進(jìn)大同盆地“改良鹽堿地—種植牧草—發(fā)展畜牧養(yǎng)殖—畜肥還田—改良鹽堿地”循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的形成和發(fā)展。

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