1. 引言
土壤盐碱化和次生盐碱化是世界灌溉农业可持续发展的主要制约因素,盐碱地的开发及治理改良工作一直是关注的重点[1] 。我国在盐碱土治理方面由原来的单项措施逐渐转变为综合措施[2] 。宁夏平罗县西大滩是宁夏境内土壤盐碱最重的地区之一,总面积26.25万亩,占全县总面积的8.39%。其地势低洼、地坡缓、排水条件差,分布有大面积的盐土和白僵土。虽经过多年的改造治理,部分盐碱地已变成良田耕地,但仍有大部分盐碱荒地亟待改良利用,这对提高该地区农业生产及改善生态环境具有重要的意义。
大量的科研和生产实践证明,种稻是改良利用盐碱地最佳途径之一[3] -[7] 。合理施肥是实现盐碱地水稻稳产高产的重要农艺措施之一,但过度施用及不合理施用均有加剧土壤盐渍化程度的可能。有机肥具有供应养分和改良土壤的双重作用,近年来,关于有机肥促进脱盐,提高肥力和增产的作用,已有不少报道[8] -[11] 。种种现象表明,施用有机肥在创造良好的根际生态环境、改善土壤理化性质、提高土壤供肥能力、抑制病虫害发生及减少农药污染等方面具有重要作用。
本试验以西大滩盐碱原土为研究对象,在施用脱硫石膏的基础上,设置不同有机肥处理,研究分析稻作条件下不同处理对盐碱土壤培肥及脱盐效果的影响程度,以期筛选出改良培肥盐碱土更为合理有效的方式,为盐碱地的改良与综合利用提供参考。
2. 材料与方法
2.1. 供试材料
试验于2014年在宁夏平罗西大滩前进农场七队盐碱荒地上进行,平均海拔1100 mm。该区年均温8.5~13.9℃,年均降水量193 mm,主要集中在7~9月,年蒸发量1875 mm,全年无霜期为220 d。试验地土壤为粉(砂)质粘壤土,根层土壤养分含量为有机质6.19 g/kg,碱解氮17.9 mg/kg,速效磷4.61 mg/kg,速效钾260.5 mg/kg,土壤pH 8.9,全盐6.04 g/kg。参试水稻品种为吉特605。
2.2. 试验设计
设置6个处理,其中5个有机肥处理均配施化肥,化肥为尿素、磷酸二胺、硫酸钾、硫酸锌。各处理分别为:1) 化肥(NPKZn)对照,2) 化肥 + 生物有机肥,3) 化肥 + 商品有机肥,4) 化肥 + 羊粪,5) 化肥 + 秸秆,6) 化肥 + 腐殖酸复合肥。小区面积84 m2,重复3次,随机区组排列。肥料施用量:脱硫石膏30,000 kg/ha,纯N 225 kg/ha、P2O5 180 kg/ha、K2O 75 kg/ha、硫酸锌22.5 kg/ha、生物有机肥1200 kg/ha、商品有机肥1290 kg/ha、秸秆15,000 kg/ha、腐殖酸复合肥1125 kg/ha、羊粪30,000 kg/ha。施用方法:脱硫石膏冬灌前结合整地翻耕施入,化肥、生物有机肥及羊粪播前基施,N肥70%基施,30%追施。
试验于2014年5月4号施肥翻地,5月7日灌水(引黄河水灌溉,生育期总灌水10次),5月19日播种(旱直播,亩播量25 kg),10月12日收获。
2.3. 测试项目和方法
于水稻收获后当天采集根层土壤(0-20 cm),3次重复,测定土壤理化性质与土壤微生物区系情况,土壤理化性质的测定参照文献[12] 的方法。细菌用牛肉汁蛋白陈琼脂培养基平板混菌法培养测定;真菌用马丁氏琼脂培养基平板混菌法培养测定;放线菌用高氏1号琼脂培养基平板混菌法或淀粉按培养基稀释平板法培养测定。
2.4. 数据处理
采用Excel软件统计分析试验数据,利用DPS 7.05进行方差分析。
3. 结果与分析
3.1. 不同有机肥对盐碱土有机质及速效养分的影响
由表1可知,收获后不同有机肥处理土壤有机质及速效养分较试验前均有所提升,其中处理2改善效果最明显。方差分析表明,处理2的有机质与其他处理差异不显著,处理1、处理5与处理4差异显著(p < 0.05);处理2的碱解氮与处理1、处理6差异显著,与处理3、处理4、处理5差异不显著;处理2的速效钾与其他处理差异均不显著;处理2的速效磷与处理1、处理3差异极显著(p < 0.01),与处理4、6差异不显著,与处理5差异显著。与试验前基础土壤相比,处理2有机质提高了44.4%、碱解氮提高了2倍、速效钾提高了27.9%、速效磷提高将近6倍;与处理1相比,有机质提高了9.6%、碱解氮提高了23.4%、速效钾提高了2.02%、速效磷提高了16.7%。
3.2. 不同有机肥对盐碱土pH值、全盐及交换性钠的影响
由图1可看出,不同处理0~20 cm土壤pH值、全盐、交换性钠均低于处理1,其中尤以处理2 pH值、全盐、交换性钠含量最低,分别降低了5.0%、56.6%、41.1%。且可看出,对pH值,处理2与处理1、处理4差异极显著(p < 0.01),与处理3、处理5差异不显著,与处理6差异显著(p < 0.05);对全盐,处理2与处理1、处理4、处理5差异显著,与处理3、处理6差异不显著;对交换性钠,处理1与处理6差异显著,其他处理间无显著性差异。
3.3. 不同有机肥对盐碱土土壤微生物的影响
由表2可知,收获后不同有机肥处理0~20 cm土壤的微生物含数量均高于处理1,且各处理对细菌数量影响较为明显,对放线菌及真菌数量影响较小,其中处理2细菌数量、放线菌数量、真菌数量最多,较处理1分别增加237%、95.3%、300%。
3.4. 不同有机肥对水稻产量的影响
由表3看出,不同有机肥处理对水稻亩保苗数、千粒重及产量的影响均高于处理1。其中,处理2

Figure 1. The change situation of 0 - 20 cm soil pH, salinity, exchangeable sodium after harvest
图1. 收获后0~20 cm土壤pH值、全盐、交换性钠的变化情况

Table 1. The change situation of 0 - 20 cm soil organic matter and available nutrients after harvest
表1. 收获后0~20 cm土壤有机质及速效养分变化情况
注:表中数据为平均值 ± 标准差,同列数据后凡是有一个相同大、小写字母者,分别表示在0.01、0.05水平差异不显著。

Table 2. The 0 - 20 cm soil microbial situation after harvest
表2. 收获后0~20 cm土壤微生物情况
表3. 水稻产量情况
注:表中数据为平均值 ± 标准差,同列数据后凡是有一个相同大、小写字母者,分别表示在0.01、0.05水平差异不显著。
的千粒重与处理1、处理5差异显著,与其他处理差异不显著;处理2的产量仅与处理1差异显著。相比处理1,处理2亩保苗数增加了21.1%、千粒重增加了31.8%、产量增加了295%。
4. 小结与讨论
西大滩盐碱荒地存在的主要问题是地下水位高,土壤脱盐后返盐明显且速度快,同时土壤湿度大、通透性差,严重影响作物的出苗和生长。在不采取任何改良措施的情况下,种植作物一般难以成活。
本试验在设置排盐沟、深松耕、施用脱硫石膏等措施的基础上得以进行。有研究表明,在盐碱地改良的过程中化学肥料和有机肥混合施用可明显增加作物产量和改善土壤肥力[13] [14] 。2014年研究结果表明,稻作条件下不同有机肥对盐碱原土的改良培肥效果达到了显著水平,其中以化肥配施生物有机肥对盐碱原土改良培肥的贡献最大,提升有机质、增加速效养分、降低了土壤pH、全盐及交换性钠的含量、改善土壤活性,产量增加295%。对于商品有机肥和腐殖酸复合肥对土壤改良及水稻产量提高的影响有待于进一步的研究。
基金项目
国家科技支撑计划项目(2013BAC02B05)资助。