以深松为基础的忻定盆地盐碱地土壤耕层改良

贾苏卿，李彦良，焦雄飞，李世勇

（山西省农业科学院玉米研究所，山西忻州034000）

以深松为基础的忻定盆地盐碱地土壤耕层改良

贾苏卿，李彦良，焦雄飞，李世勇

（山西省农业科学院玉米研究所，山西忻州034000）

通过对不同耕作模式下土壤中可溶性盐分EC值的测定及其对春玉米株高、产量性状的影响研究。结果表明，秋深松+秋施肥+秋旋耕+中黑炭（黑炭施入量14 999 kg/hm2）模式可以有效降低土壤中可溶性盐分含量，促进植株生长发育，显著提高作物产量。

盐碱地；深松；生物黑炭；EC值；玉米

忻定盆地地处中温带半干旱区，其中，滹沱河流域土壤盐碱化面积超过1.33万hm2，是山西省四大成片盐碱地分布区域之一。该区域生态环境脆弱，气候干旱、年蒸发量远大于年降水量、地表排水不畅、地下水位高等自然因素，加上水利设施不配套、农业设施跟不上等人为因素，使这里成为山西省土地荒漠化较严重的地区之一。该区域大面积的盐碱土黏粒含量较高，土壤容重大、结构紧实、渗透性差，是碱化土壤改良与利用的难点[1-2]。盐碱化严重危害作物赖以生存的土壤环境，而且影响作物的生长，造成作物缺苗或死亡，从而导致粮食减产。因此，盐碱地的高效利用对忻州市耕地农业生产能力的提升、耕地数量的增加以及粮食安全的保障具有重要意义[3-5]。

从2007年开始，山西省农业科学院玉米研究所开展了以深松为基础的土壤耕层改良试验，经过多年的探索，总结出了一套全面的能使旱地玉米增产的耕层改良技术。通过实施秸秆还田、秋深松、深施肥、秋旋耕、秋镇压、春直播等技术措施，有效提高了土壤的有机质含量，打破了犁底层，提高了土壤的蓄水保墒能力，同时提高了玉米的抗旱性和抗倒性。该技术具有蓄水保墒，增产增效，节本环保，简单易行等特点。盐碱地土壤深松的作用主要表现在改善土壤的物理性状，重新组合土壤团粒结构，改善土壤水、肥、气、热条件，调节植物根系发育和生长的土壤环境；土壤深松可以减少地表径流，增强土壤蓄水能力，为作物生长提供充足的水分；还可以切断土壤毛细管，减少土壤盐分随水向上迁移，雨季时通过雨水对疏松土壤淋洗作用，将盐分淋洗到根系层以下，达到脱盐、洗盐的目的[6-7]。

通过多年试验，在研究中加入了黑炭处理。生物黑炭是在限氧或者隔绝氧的环境下，将农作物秸秆、杂草等生物质经高温裂解、炭化而形成的。它的生产工艺相对比较简单，原材料来源广泛且价格低廉。生物黑炭是一种多孔体，通气性和透水性特别好；容重小，表面积大，吸水、透气能力强，有利于保水保肥；除含有大量的高分子碳水化合物之外，还含有多种矿物质营养，可提供作物所需的营养元素，提高土壤肥力；可以调节土壤的pH值和水、肥、气、热状况；还可以改善微生物生存环境，为许多重要微生物的生长和繁殖提供有利的条件[8-9]。

政府各级各部门在以往治理盐碱地方面积累了丰富的经验和技术，通过财政、技术等投入和农民自身建设，使大面积的盐碱荒滩变为良田[10-11]。本研究在总结之前治理盐碱地经验的基础上，提出土壤深松技术，旨在为进一步改良盐碱地提供更为经济有效的措施。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2013年在山西省忻州市忻府区北义井乡曹家庄村进行。该地属于忻定盆地滹沱河支流与云中交汇的低洼地带[12]，土壤大部分为轻中度盐碱地。试验地面积1.2 hm2，2012年前茬玉米收获后整地，同时一次性施入磷肥、钾肥和有机肥作基肥。有需要生物黑炭的地块按照试验设计施入生物黑炭作基肥。需要地膜的地块，铺盖地膜。利用山西省农科院玉米研究所研制的IS-200型土壤深松机，在不破坏土壤上下层位的基础上使土体蓬松，深松深度35 cm，深松后随即进行镇压。旋耕深度12 cm。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计试验设6个处理：CK.传统耕作（冬翻春旋）；A1.秋深松＋秋施肥＋秋旋耕；A2.秋深松＋秋施肥＋秋旋耕＋秋地膜；A3.秋深松＋秋施肥+秋旋耕＋低黑炭（黑炭施入量7 500 kg/hm2）；A4.秋深松＋秋施肥＋秋旋耕＋中黑炭（黑炭施入量14 999 kg/hm2）；A5.秋深松＋秋施肥＋秋旋耕＋高黑炭（黑炭施入量22 499 kg/hm2）。小区面积667 m2，间比法排列，3次重复。供试玉米品种为瑞普959。2013年5月4日播种，播种密度52497株/hm2，9月30日收获，全生育期151 d。玉米大喇叭口期追施纯N 90 kg/hm2，并且灌溉一次。其他耕作栽培措施均与大田生产相同[13]。

1.2.2 测定项目及方法试验过程中于4月20日（播种前）、5月30日（拔节期）对土壤中可溶性盐含量进行取样测定。用环刀对5个处理分别取土。环刀的内径和高度均为5cm，取样土层分别为0～20，20～40，40～60cm[14]。土壤可溶性盐含量（EC，mS/cm）用浙江托普仪器有限公司生产的土壤盐分检测仪测定。土壤中总盐浓度用重量法测定。收获时进行作物产量及相关性状分析调查。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤可溶性盐含量的影响

由表1可知，无论4月20日还是5月30日土壤取样，处理CK，A1，A2，A3，A4，A5的各土层可溶性盐含量EC值呈现出依次递降趋势，土壤中总盐浓度和pH值也呈现依次递降趋势。说明对盐碱地进行秋季土壤深松可以有效降低土壤中可溶性盐含量，而铺盖地膜或者是施入黑炭，对降低土壤中可溶性盐含量效果更好。

表1 土壤主要化学指标

2.2 不同模式处理对玉米性状及产量的影响

对玉米性状和产量分析结果表明，处理CK，A1，A2，A3，A4，A5的株高、茎粗、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗质量、千粒质量、产量的数据分别呈现递增趋势，说明对盐碱地土壤进行秋季深松，可促进盐碱地玉米生长发育，增加玉米产量。通过对玉米产量进行统计学差异显著性分析表明，CK模式与其他模式间差异显著，A2模式与A3模式相比，在玉米产量上差异不显著，A4模式与A5模式在玉米产量上差异不显著（表2）。

表2 盐碱地不同模式处理对春玉米性状及产量的影响

3 结论与讨论

本研究结果表明，单从产量来看，6个处理中效果最好的是处理A5，但A5与A4产量差异并不显著，且A4施入黑炭量为14 999 kg/hm2，比A5少7 500kg/hm2，因此，在实际操作中，A4即秋深松+秋施肥+秋旋耕+中黑炭（黑炭施入量14 999 kg/hm2）模式，在使用更少黑炭量的同时，能有效降低盐碱地中土壤可溶性盐含量EC值及土壤中总盐分含量，显著提高春玉米产量。

土壤深松可打破犁底层，切断毛细管，有效减少下层土壤中盐分随水蒸发向表面移动，通过雨水的淋洗，可将上层土壤中盐分移动到根部下层，达到脱盐、洗盐的目的。同时可以改善土壤的水、气、热状况，增加土壤孔隙度和渗透性，进而降低土壤含盐量、改善盐碱地土壤理化性状[15]。生物黑炭不仅可以改善土壤通气性、透水性，提高土壤肥力，而且具有强吸附性，可最大程度地将雨水和作物生长所需的营养元素吸附到它所在的可耕层，供作物生长需要[16-17]。土壤深松和施入黑炭这2项措施结合起来使用，可显著降低盐碱地土壤可溶性盐含量，提高玉米产量。

综上所诉，建议在盐碱地改良中应用秋深松＋秋施肥＋秋旋耕＋中黑炭（黑炭施入量14999kg/hm2）模式。

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Research on the Improvement Technology of Saline-alkali Soil Arable Layer in Xinding Basin Based on Deep Scarification

JIA Su-qing，LI Yan-liang，JIAO Xiong-fei，LI Shi-yong
（Institute of Maize，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Xinzhou 034000，China）

The paper measures the EC value of soil soluble salt and studies the effects on height and yield of spring corns through different farming modes.The results show that the model of deep scarification in autumn+fertilizer in autumn+rotary tillage in autumn+ black carbon（14 999 kg/hm2of volume of black carbon）on soil can effectively reduce the soluble salt content in the soil,promote plant growth and development,significantly improve crop production.

saline-alkali land;deep scarification;biological black carbon;EC value;corn

S156.4

A

1002-2481（2016）02-0209-03

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.02.21

2015-10-23

山西省农业科学院重点项目（2012yzd15）

贾苏卿（1984-），女，山西忻州人，助理研究员，主要从事作物育种栽培研究工作。