脱硫石膏与硫酸亚铁配施对苏打盐碱水田的改良效果

隋世江张海楼陈丛斌

(辽宁省农业科学院植物营养与环境资源研究所,辽宁 沈阳 110161)

改良苏打盐碱土壤一直是世界性难题,盐碱土按照含钠盐类型分为两类,第一类是以 CO2-和 HCO3-为主要盐分的苏打盐渍土,第二类是以 Cl-为主的滨海盐渍土。我国东北地区松嫩平原盐碱地属于第一类,是内陆苏打盐渍型土壤[1],现有苏打盐碱地373.3 hm2以上, 是世界3大苏打盐碱地集中分布区之一。在现有的苏打盐碱地中, 轻度盐碱地面积74.7万hm2, 占盐碱地面积的20%左右;中度盐碱地面积216.5万hm2, 占盐碱地面积的58%;重度盐碱地面积82.1万hm2, 占盐碱地面积的22%[2]。其中待开发利用的苏打盐碱地总面积为135.5万hm2左右。因此, 改造苏打盐碱地是开发土地资源,实现粮食增产的重要举措之一。改良苏打盐碱土的技术多为以下3种: 物理改良、 化学改良、生物改良[3]。 多年实践证明,通过种植水稻治理盐碱地[4],能有效地改良盐碱土壤,以稻治碱已经成为松嫩平原促进农民增收、 提升农业产业效益、改良生态环境的一项重要手段。 本文作者通过脱硫石膏配施进行试验对比,筛选适宜苏打盐碱水田改良的配方。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选用水稻品种为白粳1号。脱硫石膏为白城火电厂生产的副产品,含量为98%, 硫酸亚铁为七水硫酸亚铁,由郑州威大水处理材料有限公司提供,硫酸铵(N含量为20%) 为辽河厂生产,重过磷酸钙(P2O5含量为46%) 由云南磷肥工业有限公司生产,硫酸钾(K2O含量为50%) 为山东轻上化工有限公司生产。

1.2 试验设计

试验共设4个处理。处理1:施入脱硫石膏2 000 kg/667m2;处理2:施入脱硫石膏1 000 kg+硫酸亚铁1 000 kg/667m2;处理3:施入硫酸亚铁2 000 kg/667m2;处理4(CK):不施任何改良剂。改良剂在旋地之前施入,旋地后第一次灌水浸泡2 d后将水排出,重新灌水后旋地,待水静止后将水排出再灌水栽秧,试验小区设置3次重复,区组随机排列,小区面积15 m2。

1.3 试验地概况

试验于2019年进行,地点位于吉林省镇赉县建平乡大五家子村,试验田土壤肥力低,有机质含量为 0.82% ,全氮含量为287 mg/kg,速效氮含量为78 mg/kg,速效磷( P2O5) 含量为8.12 mg/kg,速效钾(K2O)为262 mg/kg,土壤含盐总量为0.469%,pH为10.2,试验田有机质含量低,速效氮含量低,速效磷含量低,速效钾丰富,含盐量为重度的苏打盐碱地。

1.4 试验田管理及调查项目

试验于3月28日浸种,4月5日播种,4月16日出苗,5月29日插秧,每穴插7株,栽培密度为30 cm×15 cm,10月10日收获。试验田施用硫酸铵70 kg/667m2,其中底肥30 kg/667m2,其余分4次结合换水追施;施用重过磷酸钙30 kg/667m2,随底肥一次性施入;施用硫酸钾20 kg/667m2,底肥施入60%,分蘖肥施入40%。其他管理与常规生产田相同。调查项目:分蘖数动态变化( 插秧后第10 d开始,每7 d调查1次) 、株高、有效穗数、千粒重、单穗重、单穗实粒数、结实率、小区产量。

考种测产方法:选择试验小区中间行中间 5穴调查考种,试验小区全区收获计算产量。

1.5 数据处理

采用DPS 7.05软件进行数据分析,用最小显著极差法(LSD)进行平均数显著性检验。

2 结果与分析

2.1 水稻分蘖动态

从图1中看出不同处理之间,缓苗效果差异明显,分蘖动态差异较大。处理1、处理2、处理3、处理4在插秧结束后10 d时,完成缓苗。处理1、处理2、处理3在6月16日已经进入分蘖期,分蘖数开始增加,并随着生育期的推进,在7月7日时达到分蘖顶峰,随后有所回落。 而处理4在完成缓苗后,分蘖并未增加,反而略有减少,一直到分蘖末期。以上数据表明,该盐碱地的盐碱抑制水稻分蘖,并杀死部分秧苗,而施用脱硫石膏、硫酸亚铁以及两者混施,对促进水稻分蘖有明显效果。处理2的分蘖高峰期及分蘖末期的分蘖数明显高于处理一与处理三,表明脱硫石膏与硫酸亚铁混施促进水稻分蘖效果优于单独施用脱硫石膏或硫酸亚铁。处理1与处理3在整个分蘖期的分蘖数相近,表明脱硫石膏与硫酸亚铁促进水稻分蘖的效果差异不明显。

图1 水稻分蘖动态

2.2 不同处理对产量构成因素的影响

从表1中可以看出处理1、处理2、处理3的有效穗数和单穗粒数显著高于对照处理4,而处理1、处理2、处理3的结实率、千粒重,与对照处理4差异不明显,表明施用脱硫石膏和硫酸亚铁可以显著提高水稻的穗数和单穗粒数。其中,处理2的单穴有效穗数为15.2穗/穴,显著高于处理1的13.4穗/穴和处理3的13.6穗/穴,表明脱硫石膏与硫酸亚铁混施优于单独施用脱硫石膏或硫酸亚铁,能增加水稻有效穗数。

表1 不同处理间产量构成因素的差异

2.3 不同处理对水稻产量的影响

从表2 中可以看出, 不同处理间水稻理论产量差异达显著水平,各处理理论产量由高到低为处理2﹥处理3≈处理1﹥处理4(CK), 所有处理产量均高于 CK。处理 2产量最高为379.1 kg/667m2,比对照处理 4多273.8 kg/667m2,增产260.0%,处理3产量为345.4 kg/667m2,比对照多240.1 kg/667m2,增产228.0%,处理1产量为343.6 kg/667m2,比处理4多238.3 kg/667m2,增产226.3%,表明脱硫石膏和硫酸亚铁混施,或单独施用均极显著提高了水稻产量。其中处理2比处理1多35.5 kg/667m2,增产10.3%,比处理3多33.7 kg/667m2,增产9.8%,表明脱硫石膏和硫酸亚铁混施的增产效果,极显著高于脱硫石膏或硫酸亚铁。

表2 不同处理间产量差异

3 结论与讨论

3.1 结论

3.1.1 施用脱硫石膏、硫酸亚铁以及两者混施,对促进苏打盐碱地水稻分蘖有明显效果。特别是脱硫石膏与硫酸亚铁混施促进水稻分蘖效果优于单独施用脱硫石膏或硫酸亚铁。

3.1.2 施用脱硫石膏和硫酸亚铁可以显著提高苏打盐碱地水稻的穗数和单穗粒数。脱硫石膏与硫酸亚铁混施优于单独施用脱硫石膏或硫酸亚铁,能增加水稻有效穗数。

3.1.3 脱硫石膏和硫酸亚铁混施,或单独施用均极显著提高了苏打盐碱地水稻产量。表明脱硫石膏和硫酸亚铁混施的增产效果,极显著高于脱硫石膏或硫酸亚铁。

3.2 讨论

3.2.1 在本实验中,脱硫石膏与硫酸亚铁对苏打盐碱地水稻产量均有提升作用,两者混施的水稻增产效果更好,其掺混比例为1∶1,其他掺混比例是否效果更好,这有待于进一步研究。沈婧丽等人认为脱硫石膏可以有效改良盐碱地土壤全盐、碱化度、光合及水分利用效率、产量等指标,这个结论与本试验结果一致[5]。

3.2.2 在本实验中,脱硫石膏与硫酸亚铁可以促进苏打盐碱地水稻早分蘖,多分蘖,并能增加有效穗数及穗粒数,同时,脱硫石膏与硫酸亚铁以1∶1比例掺混显著好于脱硫石膏或硫酸亚铁,表明脱硫石膏、硫酸亚铁均可以部分解除钠离子的抑制作用,改善水稻生长的土壤环境,两者以1∶1比例混施对解除钠离子抑制作用效果更显著。