纳米碳溶胶改良盐碱地初探
2018-05-23王健阳郑海春姚玉鹏
王健阳 郑海春 高 娃 姚玉鹏
(1.内蒙古农业大学草原与资源环境学院,内蒙古 呼和浩特市 010019;2.内蒙古自治区土壤肥料和节水农业工作站,内蒙古 呼和浩特市 010011;3.北京奈艾斯新材料科技有限公司,北京 100000)
内蒙古河套灌区现有耕地面积57.4万hm2,其中盐碱地28.1万hm2,占耕地面积的48.95%[1]。河套灌区因多年被黄河水大水漫灌,土壤盐渍化严重,盐碱地以硫酸盐、氯盐和钠碱为主[2],这部分土地绝大部分属于轻中度盐碱地,也有少量重度盐碱地。可种植的品种单一,保苗性差、产量低,严重影响种植业的经济效益[3]。大量闲置的中度与重度盐碱地,由于盐碱无法排出,使盐碱化土地面积越来越大,对当地的农业与生态环境造成严重影响,在经过改良的盐碱地上种植牧草可以提高土地利用率,改良盐碱地,防止土壤侵蚀[4]。而纳米碳溶胶是一种具有高表面能、颗粒负点性和小尺寸效应的纳米材料,研究表明,其改良盐碱地、促进作物生长发育方面具有良好效果[5-7]。因此,本研究在河套灌区盐碱地上开展了施用纳米溶胶试验研究,明确其对盐碱地改良效果,为纳米溶胶的推广应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地基本情况
试验点在内蒙古巴彦淖尔市杭锦后旗头道桥镇联增村。年平均降雨量138.2mm,灌溉方式大水漫灌,前茬作物为小麦。土壤类型为灌淤土,土壤质地为粘壤土。示范地块0~20cm土壤养分性状见表1。
表1 示范地块土壤养分含量状况表
1.2 供试肥料与作物
供试肥料:北京奈艾斯新材料科技有限公司提供纳米碳尿素 (含氮46%)和纳米碳溶胶 (pH=2.6,粒径≤100nm,氮、磷、钾含量为零)。
供试作物:草木犀、苜蓿、甜高粱、苏丹草、稷子。
1.3 试验设置
试验共设2个处理,采取大区对比试验,不设重复。
处理1:常规施肥+等量清水。
处理2:常规施肥+纳米碳溶胶60L/亩。
各处理施肥量与田间管理均一致。①试验处理不施用底肥,追施尿素15kg/亩(6月28日随水施肥);②处理2于5月2日用喷雾器地表喷施纳米溶胶5L/亩(稀释5倍),处理1喷施等量清水;5月 14日第一次灌水,处理2随水冲施纳米碳溶胶25L/亩;6月28日第二次灌水,处理2随水冲施30L/亩。
1.4 田间操作
6月3日和6月9日整地两次。
播种牧草:①于6月10日机播黄花草木犀和白花草木犀,播种均量均2kg/亩,将每个处理地块按面积分别等分为两块,种植白花草木犀和黄花草木犀,未出苗;②6月28日两个处理均混播苜蓿0.5kg/亩、甜高粮1.67kg/亩、高丹草0.83 kg/亩,出苗效果不理想;③7月19日混播补种草木犀、稷子,播种量分别为 0.86 kg/亩和 5.85 kg/亩。
1.5 调查项目及方法
出苗率调查:每个处理随机选取3个样方,样方面积为1m2,调查记录样方内不同牧草的株数。
牧草产量测定:每个处理用五点取样法选取5个样方,样方面积为1m2,并将每个样方收获的所有牧草称鲜重记录,牧草收获两次(9月12日和10月10日各收获一次),两次鲜重总和折合为牧草产量。
2 结果分析
2.1 对土壤pH和全盐含量的影响
收获后分别对两个处理的0~20cm土壤进行了取样化验,结果见表2。由表可知,收获后处理2较处理1,0~20cm土壤全盐含量降低了1.3g/kg,说明纳米碳溶胶可有效降低土壤全盐含量。从土壤pH看,处理2较处理1土壤pH降低了0.3。
表2 试验区土壤pH和全盐含量
2.2 对牧草出苗的影响
由表3可知,两个处理的高丹草与苜蓿均未出苗。处理1和处理2的甜高粱出苗数分别为2.7株/m2、2.3株/m2,无显著差异。从草木犀、稷子出苗情况看,处理2的出苗数均比处理1高,分别高21.6株/m2、450.7株/m2。说明在盐碱地上施用纳米碳溶胶后可有效促进草木犀和稷子的出苗。
表3 各处理牧草出苗情况(株/m2)
2.3 对牧草产量的影响
由表4可知,处理1和处理2产量分别为1928.1kg/亩和2325.4kg/亩,处理2较处理1显著增产20.6%。说明纳米碳溶胶可显著促进牧草在生育期内的生长发育。
表4 各处理牧草产量结果
3 结论
处理2较处理1全盐含量降低了1.3g/kg,说明纳米碳溶胶可有效降低土壤全盐含量;处理2的草木犀、稷子的出苗数均比处理1高,分别高21.6株/m2、450.7株/m2;产量上处理2较处理1显著增产20.6%,说明纳米碳溶胶可显著促进牧草的生长发育,提高牧草产量。
参考文献:
[1]农业部规划设计研究院.巴彦淖尔市现代农牧发展规划[M].2009.
[2]包纯志.生物治理河套地区盐碱地[J].中国草地,1996,04:18-20.
[3]陈嘉敏.合理轮作倒茬促进向日葵持续、健康种植[J].现代农业,2015,06:48-49.
[4]孙彦,杨启简,杨青川,等.北京地区8个紫花苜蓿品种产量比较研究[A].中国草原学会、北京市农村工作委员会.首届中国苜蓿发展大会论文集[C].中国草原学会、北京市农村工作委员会,2001:3.
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[6]刘安勋,卢其明,曹玉江.纳米复合材料对水稻生长发育的影响[J].植物营养与肥料学报,1998,4(3):219-223.
[7]马筠,刘键,张志明.纳米增效肥料在冬小麦上的应用研究[J].腐殖酸,2009(2):14-20.