盐碱地土壤改良剂和覆膜栽培的增产效应与技术经济评价

2011-04-30阎永康李建军张全发

山西农业科学 2011年6期

张冰，阎永康，李建军，张全发，王静

（山西省农业科学院资源与经济研究所，山西太原030006）

土壤盐渍化问题是当前全球最严重的环境问题之一。据统计，山西省盐碱地的面积有30余万hm2，经过多年的治理，其中已有一部分改良成了基本农田，但尚有近15万hm2的中低产盐碱地需进一步治理和开发。山西省的盐碱地集中分布在大同盆地和忻定盆地[1]。该区域的气候特点是干旱和高寒，年平均温度6～8℃，年降水400mm左右。盐碱地土壤类型主要有盐化潮土、碱化潮土。盐碱地分布区域大多地势平坦，土层深厚，水资源丰富，增产增收潜力巨大。因此，研究盐碱地中低产田改造利用技术，实现盐碱地的综合治理和开发利用，对增加农产品综合生产能力、缓解日益加剧的人地矛盾具有重要意义。

盐碱地的改良利用一般采取工程、生物、农艺和化学相结合的综合调控措施。近年来，随着新型盐碱土壤改良剂的出现，化学改良与农艺措施相结合的成套技术研究引起更为广泛的重视[2-3]。

本试验选择3种盐碱土壤改良剂组合和地膜覆盖方式，连续2 a对改良盐碱地的效果和玉米增产效应进行了定位研究，旨在探索适合半干旱高寒区域盐碱地改良利用的成套技术。

1 材料和方法

1.1 供试土壤

试验地位于大同县党留庄桑干河北岸一级阶地，地形低洼，排水不畅；土壤为碱化潮土，pH值大于9.0，全盐含量0.2%，主要有害离子为碳酸根阴离子、硫酸根阴离子及钙、镁等，土壤瘠薄，有机质含量低，多年撂荒。

1.2 供试材料

盐碱土壤改良剂选用国产1号、日本DS1997、国产2号/石膏粉；农膜选用0.008mm×80 cm普通白色地膜。供试作物为玉米。

1.3 试验设计

为明确盐碱土壤改良剂和地膜覆盖的增产效应以及土壤改良剂的残效作用，分2 a开展定位试验：2005年进行盐碱土壤改良剂和覆膜效果试验；2006年在2005年试验基础上，进行盐碱土壤改良剂残效试验。

为减少试验处理，提高试验精度，2005年试验设置3个盐碱土壤改良剂组合与地膜覆盖和不覆盖2个水平，共设置5个处理。试验处理方案列于表1。

表1 盐碱土壤改良剂和覆膜栽培效果试验方案（2005年）

为明晰施用盐碱土壤改良剂的后效作用，2006年田间试验在原有的小区内实施，仍设置5个试验处理，但不施用盐碱土壤改良剂，地膜覆盖处理同2005年。

1.4 试验小区设置

小区面积100m2，随机区组排列，重复3次。

1.5 整地及施肥

播前对试验地进行翻耕、旋耕、耙磨。基肥用硝酸磷600 kg/hm2和硫酸钾150 kg/hm2。于土壤翻耕前将基肥和盐碱土壤改良剂分别撒施地表，后进行土壤翻耕，深度20 cm。

1.6 田间管理与产量计算

田间管理遵循与当地大田玉米相一致的原则，各小区浇水、中耕除草等一系列田间管理措施都在1 d内完成。按小区单独收获，单独计产。

2 结果与分析

2.1 盐碱土壤改良剂和覆膜栽培效果试验结果

2005年进行盐碱土壤改良剂和覆膜栽培效果试验，各处理的玉米产量结果列于表2。

对表2的产量结果进行方差分析，并用最小显著极差法（LSR）比较各处理之间产量差异的显著性。结果表明，5个处理之间的玉米产量均达到显著差异水平（P≤0.05），除国产1号和日本DS1997这2种土壤改良剂之外，其他各处理之间的产量差异均达到了极显著差异水平（P≤0.01）。

表2 盐碱土壤改良剂和覆膜栽培效果试验产量结果（2005年）

2.2 盐碱土壤改良剂残效试验产量结果

2006年进行盐碱土壤改良剂残效试验，各处理的玉米产量结果列于表3。

对表3的产量结果进行方差分析，并用最小显著极差法（LSR）比较各处理之间产量差异的显著性。结果表明，5个处理之间的玉米产量均达到极显著差异水平（P≤0.01）。

表3 盐碱土壤改良剂残效试验产量结果（2006年）

2.3 盐碱土壤改良剂的增产效应

分析表2的产量结果得出：（1）施用盐碱土壤改良剂可以显著增加玉米产量。3个施用土壤改良剂的处理平均产量为6 983.7 kg/hm2，较对照（CK1）增产2 524.2 kg/hm2，增产幅度为56.60%。（2）不同类型的盐碱土壤改良剂的增产效应有差异，3个土壤改良剂处理分别较对照（CK1）增产玉米 3 174.0，2 581.5，1 817.0 kg/hm2，增产幅度为71.17%～40.74%。（3）就增产效果而言，以国产1号最好，分别较日本DS1997和国产2号/石膏粉处理增产8.42%和21.62%；日本DS1997次之，较国产2号/石膏粉处理增产12.18%。

2.4 地膜覆盖的增产效应

2005年的试验结果表明，采用地膜覆盖栽培措施可显著增加盐碱地玉米的产量。覆盖地膜处理（CK1）较不覆盖处理（CK2）单位面积玉米产量增加2 472.5 kg/hm2，增产幅度为124.43%。

2.5 盐碱土壤改良剂的残效作用

2006年盐碱土壤改良剂残效试验结果表明：（1）在本试验的特定土壤条件下，施用盐碱土壤改良剂的残效作用十分显著。3个施用土壤改良剂的处理在第2年不施用改良剂的条件下，平均产量为 8 006.5 kg/hm2，较对照（CK1）增产2 926.0 kg/hm2，增产幅度为 57.6%。（2）不同类型的盐碱土壤改良剂的残效作用表现不同，3个土壤改良剂分别较对照（CK1）增产玉米3 967.5，3 249.0，1 561.5 kg/hm2，增产幅度为 78.09%～30.74%。（3）3种盐碱土壤改良剂的残效作用表现与主效作用基本一致，以国产1号最好，分别较日本DS1997和国产2号/石膏粉增产8.6%和36.2%；日本DS1997次之，较国产2号/石膏粉增产25.4%。

2.6 技术经济效果评价

2.6.1 施用盐碱土壤改良剂的技术经济效果评价以增量收益和投入产出比为评价指标，对施用盐碱土壤改良剂的技术经济效果计算结果列于表4。结果表明，在盐碱地施用盐碱土壤改良剂，可大幅提高土地生产率和成本费用产出率，技术经济效果十分显著。其中以国产1号的效果最好，每投入1 t国产1号土壤改良剂，可增产玉米3 967.5 kg；成本费用投入产出比为1∶3.25。其他土壤改良剂的效果虽不及国产1号，但投入产出比都在1∶1.93以上。需要说明的是，表4的增量收益只计算了施用改良剂后第2年的后效作用，实际的后效作用时间可能更长。这一结果说明，盐碱地推行土壤改良剂技术，经济可行。

表4 盐碱土壤改良剂技术经济效果

2.6.2 盐碱地地膜覆盖栽培的技术经济效果评价对盐碱地覆膜栽培的技术经济效果分析计算结果列于表5。结果表明，在盐碱地推行覆膜栽培技术，可大幅度提高土地生产率和成本费用产出率，技术经济效果十分显著。每投入1 kg地膜，可增产95.4 kg玉米；地膜覆盖成本费用的投入与产出比为1∶8.18。这一结果说明，在盐碱地推行地膜覆盖栽培，在经济上也是可行的。