杜康瑞，段喜明，趙晉忠，胡曉芳，賈俊仙，張建剛，張永坡，岳愛琴，杜維俊

(1.山西農(nóng)業(yè)大學 林學院，山西 太谷 030801；2.山西農(nóng)業(yè)大學 文理學院，山西 太谷 030801；3.山西農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院，山西 太谷 030801)

鹽堿地是鹽類集積的一個種類，全世界鹽堿地的面積約為9.544×108hm2，我國的鹽堿地面積為9.913×107hm2[1]，占土地總面積的10.9%，并且我國耕地鹽堿化的問題日趨嚴重，在國內(nèi)呈現(xiàn)出整體嚴重惡化、局部地區(qū)開展治理、總體面積增加的趨勢，已經(jīng)成為我國社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護恢復的重要影響因素[2]。鹽堿地主要分布在地勢平坦的地帶，土層深厚適宜機械耕作，改良利用鹽堿土具有巨大的潛在生產(chǎn)力，因此鹽堿地改良迫在眉睫，刻不容緩。

現(xiàn)在社會的急速發(fā)展和科學技術的巨大進步，鹽堿土的治理也有了巨大的成效。夏婷[3]研究結果表明，施用石膏、打孔填砂、中耕、防蒸覆蓋、起壟溝植等措施能顯著改良鹽堿地。孫宇男等[4]用蘇打鹽堿土進行室內(nèi)模擬試驗，結果表明，施加硫酸鋁后可以明顯降低蘇打鹽堿土中的鹽類物質(zhì)及土壤pH值，土壤得到明顯改善。楊艷麗等[5]的室內(nèi)培養(yǎng)研究結果表明，生物質(zhì)炭與鹽酸的配施可有效降低蘇打鹽漬土的pH值、電導率、容重、滲透系數(shù)等，改善土壤理化性質(zhì)，促進燕麥生長。金鳳鶴等[6]田間試驗研究結果表明，在蘇打鹽堿土中施加泥炭后，玉米增產(chǎn)效果極其顯著，同時土壤有機質(zhì)含量增加，土壤含鹽量明顯降低。盧星辰等[7]通過探究脫硫石膏、蚯蚓糞、硫磺、糖醛渣、沸石的不同配施組合，結果表明，在鹽堿土中施用改良劑能促進作物生長并改善土壤性狀。

國內(nèi)外在鹽堿地改良技術方面已經(jīng)取得了許多成功的經(jīng)驗，但是由于各區(qū)域的氣候、地下水、生態(tài)環(huán)境以及人為影響因素等方面的不同，導致在改良鹽堿地的過程中取得的效果差距很大。鹽堿地的改良是一個長期的系統(tǒng)過程，改良鹽堿土的核心就是改善鹽堿地的生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)造適合植物生長的生存條件[2]。利用化學措施改良鹽堿地會對鹽堿土壤造成兩方面的影響：一可以改善土壤的理化性質(zhì)；二可以改變土壤團粒結構。通過改良劑的施加，可以降低土壤容重、增加通氣孔隙度、促進微生物活性、增加土壤酶活性、增加土壤中N、P、K等養(yǎng)分及土壤微量元素的含量。

本研究采用的是化學措施改良鹽堿地，探究改良劑乙?；咸烟桥c尿素、磷肥和有機肥的不同配施組合對鹽堿地土壤性狀及玉米生長發(fā)育的影響，以期篩選出適宜山西鹽堿地改良的新型改良劑配方，為鹽堿地改良提供理論依據(jù)和技術保證。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試新型改良劑為乙?；咸烟?，供試肥料為尿素、磷肥、有機肥，不同配施組合及用量如表1所示；供試玉米品種為先玉335。

1.2 試驗設計

2017年5月在山西省清徐縣徐溝鎮(zhèn)鹽堿地進行田間試驗。試驗采用隨機區(qū)組設計，根據(jù)田間試驗情況，相應設置了6個處理：CK，T1，T2，T3，T4，T5(表1)。每個處理3個重復。共有18個試驗小區(qū)，每個小區(qū)面積為72 m2(9 m×8 m)，小區(qū)內(nèi)種植玉米采用鋪膜膜上穴播[8-9]，8行區(qū)，行距為0.55 m，株距為0.3 m。種植前7 d施用改良劑以及肥料進行翻耕處理。

表1 各處理材料用量Tab.1 Material dosage of each treatment

1.3 測定項目及方法

玉米拔節(jié)期和收獲期分別測定株高、莖粗；拔節(jié)期測定葉片的光合作用和葉綠素含量，分別采用熒光儀和葉綠素儀測定；玉米收獲期采用5點取樣法采集根系土壤測定pH值，采用電位法，水土比為2.5∶1測定。玉米收獲后考種，測定穗長、百粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量以及穗粒數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0進行數(shù)據(jù)分析，結果用平均數(shù)±標準誤表示。單因素方差分析(ANOVA)后進行多重比較(LSD)，顯著水平用0.05和0.01表示。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤pH值的影響

pH值是衡量土壤酸堿度的基本標準。土壤的酸堿度是影響土壤肥力的重要因素之一，它影響著土壤養(yǎng)分的存在狀態(tài)、有效性以及土壤微生物的活動，同時它還決定肥料的施用，而且對土壤中有機質(zhì)的礦化等都有很大的影響，因此，對植物的生長發(fā)育有直接影響。從圖1可以看出，添加土壤改良劑乙?；咸烟呛螅寥赖膒H值顯著降低，不同處理土壤pH值均有所下降，下降為0.12～0.32，各處理的土壤pH值與對照相比，添加土壤改良劑的處理T3和T4均達到顯著水平。結果表明，乙?；咸烟强勺鳛橐环N有效的鹽堿地改良劑。

字母表示差異達0.05顯著水平。圖2同。Letters indicate a significant difference of 0.05.The same as Fig.2.

2.2 不同處理對玉米株高和莖粗的影響

玉米產(chǎn)量與株高和莖粗具有較大的關聯(lián)性[10]，株高在很大程度上決定了玉米群體冠層對光的截獲能力和光能利用率[11]；莖粗則在很大程度上決定了玉米的抗倒伏能力[12]。因此，玉米的株高和莖粗對玉米產(chǎn)量具有較大的影響。

從表2可以看出，添加土壤改良劑可以顯著增加玉米在拔節(jié)期和收獲期的株高，分別增加18.76～45.99 cm和46.27～77.14 cm，各處理與對照相比均達到極顯著水平，其中， T1和T4在拔節(jié)期和收獲期均達到極顯著水平，T2和T5在拔節(jié)期達到極顯著水平，在收獲期達到顯著水平，結果表明，添加乙?；咸烟堑男Ч@著。以上結果說明，土壤中添加乙?；咸烟菍τ衩字旮呔哂辛己玫拇龠M作用。并且以尿素、磷肥、有機肥和乙?；咸烟翘幚睇}堿地對玉米株高的影響效果最好。

從表2還可以看出，各處理對玉米莖粗有顯著提高的作用，在拔節(jié)期和收獲期可增加玉米莖粗0.18～0.36 cm和0.09～0.50 cm，其中，與對照相比，T3、T4和T5處理在拔節(jié)期和收獲期的差異均達到極顯著水平；比較T4與T2處理可知，在玉米拔節(jié)期間，尿素和磷肥中施加乙?；咸烟强梢燥@著影響玉米莖粗。分析結果表明，以尿素、磷肥、有機肥和乙?；咸烟翘幚睇}堿地對玉米莖粗的影響效果最好。

表2 不同處理對玉米株高和莖粗的影響Tab.2 The effect of different treatments on plant height and stem diameter cm

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤；同一列不同大寫字母表示各處理間在0.01水平差異極顯著，同一列不同小寫字母表示各處理間在0.05水平差異顯著。表3-4同。

Note: The data in the table are mean ± standard error;Different uppercase letters in the same column indicate significant differences between treatments at the level of 0.01, while different lowercase letters in the same column indicate significant differences between treatments at the level of 0.05.The same as Tab.3-4.

2.3 不同處理對玉米穗長、單穗質(zhì)量、百粒質(zhì)量以及穗粒數(shù)的影響

玉米的穗長、單穗質(zhì)量和百粒質(zhì)量是構成產(chǎn)量的主要因素。從表3可以看出，與對照相比，各處理對玉米穗長、單穗質(zhì)量、百粒質(zhì)量和穗粒數(shù)都有顯著提高，分別提高2.49～5.06 cm、16.48～118.22 g、6.64～11.12 g和35.12～271.88粒。穗長和百粒質(zhì)量T1、T2、T3、T4、T5處理與對照相比均達到顯著水平，百粒質(zhì)量達到了極顯著水平。添加乙酰化葡萄糖的處理與不添加的處理相比，穗長、單穗質(zhì)量、百粒質(zhì)量和穗粒數(shù)均達到了顯著水平，百粒質(zhì)量T4和T5處理達到顯著水平。并且T5的處理效果最為明顯。因此，尿素、磷肥、有機肥和乙?；咸烟腔旌鲜褂脤}堿地上的玉米產(chǎn)量增產(chǎn)效果最好。

2.4 不同處理對玉米葉片SPAD值的影響

從圖2可以看出，各處理與對照相比均達到顯著水平，其中，T4和T5均達到極顯著水平。其中，添加乙?；咸烟堑腡3、T4和T5處理小區(qū)玉米葉片SPAD值明顯增高，T5處理對玉米葉片SPAD值的影響最大，比對照提高了114%。分析結果表明，添加尿素、磷肥、有機肥和乙?；咸烟堑幕旌咸幚恚瑢τ衩兹~片SPAD值的影響最大。

表3 不同處理對玉米穗長、單穗質(zhì)量、百粒質(zhì)量和穗粒數(shù)的影響Tab.3 The analysis results of ear length, single spike quality, 100-grain quality and grain number per ear under different treatments

圖2 不同處理對SPAD值的影響Fig.2 The effect of different treatments on SPAD value

2.5 不同處理對玉米葉片蒸騰速率、氣孔導度和凈光合速率的影響

光合作用是植物進行生長和產(chǎn)量形成的基礎，玉米葉片的蒸騰速率在很大程度上取決于氣孔的活動狀態(tài)，而氣孔的波動性變化是對水分虧缺的適應[13]。玉米葉片的氣孔導度越大，葉片的蒸騰速率越快，葉片對二氧化碳的吸收越多，植物的凈光合作用速率就越大。葉綠素含量與光合速率和蒸騰速率密切相關[14-18]。

從表4可以看出，與對照相比，各處理在氣孔導度、蒸騰速率、凈光合速率指標均有所提高，氣孔導度T3、T4、T5處理和CK、T1處理相比，均有顯著性差異，蒸騰速率T2、T3、T4處理和CK、T1達到顯著性差異，凈光合速率T5處理與CK、T1、T2均達到顯著性差異，與CK達到極顯著差異。說明乙酰化葡萄糖對鹽堿地上的玉米光合作用的效果明顯。

表4 不同處理對玉米葉片蒸騰速率、氣孔導度和凈光合速率的影響Tab.4 The effect of different treatments on stomatal conductance，transpiration rate and net photosynthetic rate

3 結論與討論

改良鹽堿地對增加農(nóng)民收入、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展意義重大。利用新型改良劑乙?；咸烟歉牧纪寥利}堿程度的同時，并不會造成土地的二次污染，乙?；咸烟窃诜磻笊傻钠咸烟遣粌H可以促進植物生長，而且有利于土壤微生物的繁殖，同時可提高土壤有機質(zhì)[19]，而且玉米葉片的SPAD值和凈光合速率也有顯著影響，SPAD值是葉綠素的相對含量或者說代表植物綠色程度的一個參數(shù)。SPAD 值(SPAD readings)通常被稱作葉色值(Leaf color values)[20]。通過測定水稻、棉花、玉米、高粱、大豆等作物的葉綠素含量及SPAD 值后，確定了SPAD值與葉綠素含量的相關函數(shù)，發(fā)現(xiàn)二者相關性達到了極顯著水平，表明可以用SPAD 值表示葉綠素的含量[21-22]。葉片葉綠素含量的消長規(guī)律是反映葉片生理活性變化的重要指標之一，與葉片光合能力的大小和產(chǎn)量關系密切[23]。研究表明，夏玉米葉片的SPAD 值與產(chǎn)量存在線性相關關系[24]。另外，添加乙酰化葡萄糖可以顯著降低鹽堿地土壤的堿化度，并且在與尿素、磷肥和有機肥的混合施用中，可顯著增加玉米的株高與莖粗，使用效果良好；可提高玉米葉片的SPAD值，顯著增加葉片的凈光合速率；極大地增加玉米產(chǎn)量。

因此，新型改良劑乙酰化葡萄糖與尿素、磷肥以及有機肥的混合施用可以更加有效地改良鹽堿地土壤。在今后的鹽堿地改良中，新型改良劑乙?；咸烟菍l(fā)揮更大的作用，為鹽堿地的改良提供一定技術支持。