活化剂对复垦土壤理化性质及作物生长的影响

高丽华，孙书洪，周青云

(1.天津农学院农学系，天津300384;2.天津农学院水利系，天津 300384)

随着新农村建设的发展，大批农民搬到楼房集中居住。按农村建设用地增减挂钩项目要求，为集约、节约使用土地，保证耕地面积红线，推进农村宅基地复垦已成当务之急［1－4］。但是由于旧宅基地土壤经长期占压，土壤密实板结、微生物活性差、有机质含量低且掺杂有大量砖杂质及灰土，导致宅基地土壤失去了原有的功能和特性，土壤状况很差［5］。如何将宅基地土壤熟化、恢复土壤生产力、重构土壤功能使其变为可耕作农田是宅基地复垦要解决关键技术问题。

目前的土地复垦较为注重矿区土地复垦研究，对于宅基地的土壤复垦研究相对较少，且主要体现在种植模式上。如蔡健［6］等研究了薄膜覆盖，秸秆还田和玉米间作大豆等不同的种植方式，得出薄膜覆盖能显著提高作物产量，秸秆还田和玉米间作大豆不仅能显著增产，还能改善土壤理化性质，增加土壤腐殖质含量。任顺荣［7］采取了有机+无机+秸秆(改良剂)的改良与培肥方式进行了宅基地复垦土壤物理结构改善和恢复、提高土壤肥力及蔬菜产量水平的研究，结果表明这种改良方法对土壤有机质的积累、对碱解氮的供养、土壤有效磷和速效钾的供给和保持能力都有一定的提高。但是对近几年新兴的微生物活化技术在土壤复垦中应用的研究很少，故笔者针对宅基地土壤特点，采用在土壤中施加微生物活化剂的改良方式，进行宅基地土壤微生物活化和理化性质改善的研究。由于土壤理化性质的好坏直接影响到作物的生长，所以笔者在测量土壤理化性质的同时对作物的生长状况也做了调查，以期能够佐证土壤活化剂的效用。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

试验用土来自天津市津南区葛沽镇杨岑子村试验示范区。土壤质地黏重。津南区平均年蒸发量比降水量大的多，属于暖温带大陆性季风气候，在春季干旱少雨，蒸发强烈，所以含盐量高，属于盐碱地［8］。在示范区内随机选5个点取0～40 cm深的表层土，供试土样含盐量0.50%，有机质含量1.04%，pH 值为 8.5，硝态氮含量 8.29 mg/kg，有效磷含量18.65 mg/kg，速效钾含量 317.44 mg/kg。

种植作物为晋彩糯玉米和空心菜。

1.2 试验方法

将土样混匀平均分为6份装入50×40×40 cm3的塑料箱内，箱内土层厚度为20 cm。为了能够真实反映当地气候条件，便于测量，将6个塑料箱分别埋于天津农学院西校区农业节水研究中心试验基地，使箱内土壤表层与箱外土壤表层持平，箱内外土壤完全隔绝。试验区种植晋彩糯玉米和空心菜两种不同的作物，施用活化剂浓度为5.25 L/hm2、10.5 L/hm2和0 L/hm2。每隔10 d左右将活化剂稀释至少100倍后均匀喷洒在土壤表面。完全出苗后间苗。每个塑料箱内有5棵植株，保证作物的种植密度。每隔大约10 d测定一次含盐量、叶面积和株高的变化。塑料箱及箱内布局如图1:

图1 试验箱及箱内布局图

1.3 测定项目及方法

土壤指标的测定方法参照鲍士旦主编的《土壤农化分析》［9］，具体包括 pH 值 (Ph计法，DELTA －320 pH 值计)、有机质(高温外热重铬酸钾氧化－容量法)、碱解氮(碱解扩散法)、有效磷(碳酸氢钠法)、速效钾(乙酸铵提取法)。土壤含盐量(电导法)。

作物的生长状况通过直尺测量。

2 结果与分析

2.1 活化剂对作物出苗的影响

5月28日播种后，按上面的要求加入了活化剂，同时由于土壤较干燥，每箱加水5 500 mm保证箱内正常出苗，YM1和YM3在6月4日出苗完全，出苗期为7 d，YM2在6月3日出苗，出苗期为6 d。KX2在6月16日出苗完全，出苗期为19 d，KX1和KX3出苗不完全，且出苗期较晚，在6月23日出苗，出苗期为26 d，KX1中只有B和D两株苗，KX3只有A和B两株苗。具体结果见表1。

表1 活化剂对作物出苗的影响

由以上试验数据可知:活化剂对玉米的出苗期和出苗率影响不明显，对空心菜的出苗期和出苗率影响明显。同时施用不同量的活化剂对作物的出苗有很大不同。活化剂浓度为5.25 L/hm2时，对玉米的出苗没有明显的影响，在一定程度上能促进空心菜的出苗，出苗期提前但出苗不齐全。活化剂浓度为10.5 L/hm2时，能促进玉米出苗，对空心菜的作用明显，出苗期明显比对照组缩短且出苗齐全。

2.2 活化剂对株高和叶面积的影响

株高是植株生长状况的直接体现，所以定期测定植株高度，可以了解作物生长速度及其与外界条件的关系，能够起到很好的指导作用。试验结果见图2和图3:加活化剂的箱内植物株高较不加活化剂的要高，加5.25 L/hm2和10.5 L/hm2两者的株高并没有明显差别。

图2 不同处理玉米高度随时间的变化

图3 不同处理空心菜高度随时间的变化

图4 不同处理玉米叶面积随时间的变化

叶面积是可以直观表达植物生长状况的另一个关键因子，测定结果如图4.整个生长过程YM1和YM2叶面积增长较快，YM3增长缓慢，叶面积大小为YM2＞YM1＞YM3。

综合图2和图4可知，晋彩糯玉米的生长状况YM2稍好于YM1，YM3最差。由图3知空心菜的生长状况KX2稍好于KX1，KX3最差。由于在7月30日后，不论晋彩糯玉米的株高和叶面积还是空心菜的株高都有停滞甚至下降的趋势，植株萎蔫，所以本试验没有进行拷种测产。

2.3 活化剂对土壤含盐量的影响

由于不同时间和空间内，含盐量的变化较大。所以测定含盐量时尽量选择一个点。对不同处理后的土壤含盐量随时间的变化见图5所示。

图5 不同处理各层含盐量随时间的变化

各个塑料箱内的含盐量的变化趋势相近，在6月6日、11日和18日的时候表层含盐量都大于10 cm深和底层的含盐量，主要原因是这期间降雨稀少，蒸发量很大，盐随水走，水被蒸发掉了，盐却留在了土壤的表层，底层含盐量相对较低。2012年6到7月试验基地内平均降水量为464.4 mm，较常年同期偏多近一倍，箱内积水严重，致使6月30日和7月10日的表层含盐量有了很大幅度的减少，虽然于6月30日除水和青苔，但由于箱内外水盐不流通，土又是粘土，保水性好，致使箱内一直处于受涝害的状态，盐分一部分溶于水中，一部分被淋溶到底层，所以这期间，表层土壤含盐量很低，底层含盐量很大。整个观测期，10 cm深处土壤的含盐量在6月30日有了一定程度的增加，这主要是因为在6月20日到30日之间降雨量较大，根系不需要吸收很多周围的水分，所以周围的盐分也不会有很大的损耗，在水分很大的情况下，部分盐分被淋溶到中层，故此时10 cm深处的含盐量有一定程度的增加，其他时间没有很大的变化。7月20日时，蒸发强烈，表层含盐量较高。在作物的整个生长过程中，箱内的含盐量只是进行了上下的运移，总含盐量并没有很大的变化，所以说活化剂对土壤含盐量的影响不明显。

2.4 活化剂对土壤理化性质的影响

试验结束后，取箱内土样进行改良后土壤理化性质的测定。结果如图6所示。

与对照组相比，活化剂对Ph的影响不明显，但是与试验前的土壤pH相比有一些变化，这主要是因为试验过程中除水所致。施用活化剂的有机质增长幅度为12.5% ～33.33%，硝态氮的增长幅度为25.88% ～81.43%，有效磷的增长幅度是14.43% ～40.67%，速效钾的增长幅度是11.73%～22.06%。可见微生物活化剂对土壤的理化性质的改良效果明显。活化剂用量10.5 L/hm2较用量5.25 L/hm2各理化性质均有增长，增长幅度变化范围较大(1.85% ～44.13%)，这说明活化剂用量10.5 L/hm2较用量5.25 L/hm2更有利于土壤的改良。

图6 不同处理后的土壤理化性质

3 结语

(1)活化剂对晋彩糯玉米的影响。晋彩糯玉米在不同处理中均出苗齐全，说明晋彩糯玉米比较耐盐碱;添加微生物活化剂对于晋彩糯玉米的出苗作用在本次实验中无法体现，但是对于晋彩糯玉米的生长起到了明显的促进作用，活化剂用量10.5 L/hm2比5.25 L/hm2稍好，但都明显好于对照，所以对于活化剂的用量问题还应考虑活化剂的成本及晋彩糯玉米的产量做进一步试验分析才能确定。

(2)活化剂对空心菜的影响。微生物活化剂对于空心菜的出苗起到了很好的促进作用，尤其是活化剂用量10.5 L/hm2的KX2箱内空心菜出苗期短，出苗全，长势良好。

(3)活化剂对土壤的影响。微生物活化剂能显著提高土壤有机质、硝态氮和有效磷的含量，但是对于土壤的含盐量和pH的影响较小。

从本试验可以得出微生物活化剂能够使土质肥沃，促进作物发芽出苗，强化作物生长功能。活化剂改良土质效果明显，在盐碱地的改良中，值得推广使用。但对于所施加活化剂的最佳浓度还需要考虑活化剂的成本及作物的种类做进一步试验研究才能确定，且其他类型的活化剂是否具有这些功能还有待研究。

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