土壤理化性质对盐碱地水稻产量的影响

樊建琼 胡延涛

[摘 要]为全面掌握大荔县盐碱地土壤理化性质对水稻产量的影响，通过在大荔县盐碱地种植水稻，设置空白对照（CK），比较分析了土壤pH、电导率、有机质、全氮、有效磷及速效钾含量对水稻产量的影响。结果表明：土壤pH、电导率下降越多，水稻产量越高，土壤有机质、全氮、有效磷及速效钾含量提高越高，水稻产量越高。种植水稻可有效改善盐碱地土壤理化性质。

[关键词]盐碱地；理化性质；水稻产量

[中图分类号]S511 [文献标识码]A

盐渍土（又称盐碱土）是受土体中盐碱成分作用的各种盐土和碱土以及其他不同程度盐化和碱化类型的土壤。土壤盐渍化会危害农作物的生理生化代谢过程，重度盐渍化地区几乎不能生长农作物，导致盐渍化地区土地利用率低，农业生产相对滞后。我国盐渍土占地面积大、分布广，耕地面积相对少，盐渍化地区作为潜在的耕地后备资源，具有巨大的开发潜力。探究生物治碱新模式，对于合理开发利用盐渍化地区，发展区域经济和恢复生态环境，坚守18亿亩耕地红线及农业可持续发展具有重大意义。

盐碱地种植耐盐碱作物有助于应对全球盐化威胁和淡水资源问题。我国上世纪50 年代初，东北地区在大面积垦殖盐碱地过程中提出了“以稻治碱”的种植模式，成效显著，是我国在长期治碱工作中摸索到的行之有效的成功经验。大量科学研究及生产实践证明，在盐碱地种植水稻是生物治碱的最有效方式之一。盐碱地经过长期种植水稻不仅可以改良土壤性质，改善生态环境，而且可以合理有效开发耕地后备资源，促进农业经济发展，保障国家粮食安全。目前，盐碱地种植水稻的相关研究多集中在东北、华北及滨海盐碱地区。

依据第二次全国土地调查，陕西省大荔县盐碱地盐渍化严重，土壤盐渍化已严重阻碍该地区农业生产发展，是全省重点治理区域。面积为1445 hm2，占全省盐碱地的9.43%。“以稻治碱”作为该地区治理盐碱地的新模式，目前这方面的相关研究还较少。因此，本试验在大荔县严重盐渍化地区种植水稻，测定土壤理化指标及水稻产量，分析土壤pH、电导率及养分含量对水稻产量的影响，以期全面掌握该地区盐碱地土壤理化性质对水稻产量的影响，为该地区如何在盐碱地科学种植水稻提供必要的指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于陕西省大荔县（34°36′-35°02′N，109°43′-110°19′E），古称同州。该县属汾渭谷地关中渭河平原区，暖温带半干旱大陆性季风气候，年均气温13.4 ℃，≥10 ℃积温为4 626 ℃，降水多集中在夏季，水热波动大。年均降水量514 mm，年蒸发量968.3 mm，无霜期214 d，年均日照时为2385.2 h。境内地势平坦，土壤肥沃，灌溉条件优越。主要土类有黄土性土、粘质壤土、淤土及塿土等。最大冻土层深40 cm。

水稻田总面积约2 000亩（1 333 333 m2），原始地貌为杂草丛生的废弃鱼塘。经除草、土地平整、深翻晾晒、泡田和打浆等一系列工程措施后整改为水稻田。

1.2 试验设计

试验于2016年4-11月进行。水稻田经前期整地后，以50*80m划分为若干个小区，小区之间用田埂、截水沟及排水沟隔开，选定其中条件较为均一的60亩（40 000m2）10个小区作为试验田，试验设空白对照（CK），该小区不插秧，管理与其他9个小区一样，按水稻成熟晒干后质量由高到低分为四个等别，分别为A1、A2、A3、A4。

5月30日每个小区按110 kg·hm-2撒施复合肥（N：P：K=15：15：15），6月7日插秧，水稻品种均为“黄金晴”，水稻田每一小区灌溉水源均为黄河水，灌溉量、时间按水稻生长习性严格把控，除虫除草方式及时间均一致。于试验田插秧前、水稻成熟收割后采集土样及测定产量。

1.3 样品采集

试验共采集土样2次，分别为水稻田插秧前（2016年6月4日）、水稻成熟收割后（2016年11月2日）、每个小区按S形分别采集10个土样，每个代表土样由5-10个样点混合而成，取混合样土1 kg左右，用四分法去除多余的土壤，风干后测定土壤理化指标；每个小区单独收割装袋，晾晒干后测定产量。

1.4 测定指標与方法

土壤pH采用电位法测定；土壤电导率采用测定土壤水溶性盐法测定；土壤有机质测定采用重铬酸钾容量法（外加热法）；全氮含量采用半微量凯氏法测定；土壤有效磷含量采用0.5 mol/ L NaHCO3法测定；土壤速效钾含量采用火焰光度法测定；每个小区水稻产量测定采用称重法。

1.5 数据处理与分析

试验数据采用Excel 2007处理与分析，用SPSS 20.0软件进行方差分析和差异性检验。

2 结果与分析

2.1 盐碱地土壤pH和电导率对水稻产量的影响

土壤pH和含盐量是盐渍化地区影响植物生长的最重要的障碍性指标。土壤含盐量与土壤电导率之间关系极为密切，一般土壤含盐量与土壤电导率成线性关系，电导率越高，土壤含盐量越高，反之亦然。表1结果表明：水稻成熟收割后土壤pH表现出CK>A4>A3>A2>A1，较空白对照组，差异显著，水稻成熟收割后较插秧前土壤pH均显著降低；水稻成熟收割后土壤电导率也表现出CK>A4>A3>A2>A1，较空白对照组，除A4外，其余差异显著，同时，收割后较插秧前土壤电导率显著降低。

2.2 盐碱地土壤养分对水稻产量的影响

养分吸收是物质生产的基础，而物质生产又是稻谷产量形成的基础。大量研究表明，土壤养分含量对作物产量具有显著影响，直接影响水稻的产量和品质。表2结果表明：水稻成熟收割后土壤有机质含量A1>A2>A3>A4>CK，较空白对照组，均差异显著；土壤全氮含量A1>A2>A3>A4>CK，A1较空白对照组，差异显著；土壤速效磷含量A1>A2>A3>CK>A4，A1、A2、A3较空白对照组，差异显著；土壤速效钾含量A1>A2>A3>A4>CK，A1较空白对照组，差异显著。

3 讨论与结论

本研究表明，在同等条件下，土壤pH和电导率降低越多，水稻产量越高；种植水稻可以显著降低土壤pH和电导率。这可能是因为水层的存在，对耕层土体的可溶性盐碱起到淋溶作用，使土壤表层的盐分向下运动，土壤深层可溶性盐分不会上升至土壤表面，同时随着水稻的生长，水稻根系可以分泌离子、有机酸、氨基酸等物质来降低土壤pH，水稻根系分泌的H+和柠檬酸等有机酸及螯合物质，导致根际土壤进一步酸化，土壤pH和电导率的降低又促进水稻自身的生长发育，降低程度越大，水稻产量越高。

从养分吸收积累到稻谷生产经过了一系列复杂的生理、生化过程，故土壤养分含量高低直接影响水稻产量，盐碱地水稻成熟收割后土壤有机质、全氮、速效钾、速效磷含量越高，水稻产量越高。同等管理条件下，水稻产量存在差异，可能是因为试验田每一个小区在盐碱胁迫条件下，土壤理化性质和性状存在差异，盐碱胁迫分布存在不均衡状况，从而导致水稻的生长发育受到不同影响。A4产量最低，可能是由于该小区土壤pH、电导率高，具有可溶性盐含量高，严重影响水稻的生长发育，尤其是水稻的幼穗分化和小穗形成期，从而降低穗粒数及穗重，影响产量。

本研究还表明，种植水稻后，土壤pH、电导率呈下降趋势，而土壤养分含量呈上升趋势，说明盐碱地种植水稻可以有效改善土壤理化性质。随着水稻根系的生长，土壤孔隙度增大，土壤质地不断优化，从而改善土壤的物理结构，促使土壤呼吸作用加强。随着水稻根系分泌物、降解物的增加，土壤pH、电导率的降低，可以进一步加强土壤微生物与酶的代谢活动，有效提高土壤养分含量，增加土壤的稳定性，对于防止土壤水分与养分的流失具有重要的意义。

在相同处理条件下，地势高低可能是造成盐碱地水稻产量差异的主要原因。从大地形看，总体地势高差表现为：A1>A2>A3>A4。水溶性盐随灌溉水从高处向低处移动，易在低洼地带积聚，地势较低处又易造成排水不畅，导致地下水位上升而积盐，从而影响水稻的生长及产量。地势高低对该地区地表水和地下水的运动，与盐分的移动和积聚的密切关系还须进一步研究。

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