有机硅土壤调理剂和功能肥对盐碱地的改良及向日葵产量的影响

刘 娟，梁俊梅，段 玉，闫 洪，温晓亮，王瑞珍，李杉瑞，李二珍，仲生柱，李 彬

（1五原县农牧业技术推广中心，内蒙古 巴彦淖尔 015100；2内蒙古自治区农牧业科学院，呼和浩特 010031；3五原县农村生态能源站，内蒙古 巴彦淖尔 015100）

0 引言

中国盐碱土地面积约有9.9×107hm2，盐碱地是中国土地资源重要的组成部分[1]。其中，内蒙古河套灌区是中国土壤盐渍化发育的典型区域，盐渍土地面积约有3.9×104hm2[2]。该地区河套灌区轻度和中度盐渍化面积占比有所增加，约占盐渍化土壤面积的70%[3-4]。已有中外研究表明施用土壤调理剂、有机肥在生产中有一定的土壤改良效果[5-6]。土壤调理剂和有机肥在一定程度上均能够改善盐碱地土壤的理化性状，有利于增强土壤养分供应能力，能够有效提高作物产量[7-9]，施用有机肥能够显著提高土壤肥力水平，提高作物生育期土壤速效养分含量，并且可显著提高作物产量和经济效益[10-12]。王武生指出土壤调理剂中的硅元素可以通过结合土壤中的有害离子，进而减轻盐碱对作物的危害[13-15]。另有研究表明，有机硅肥相比无机硅肥肥效更加持久，且有机物质会增强硅肥改良土壤的作用效果，有效降低土壤盐分含量[16-17]。但目前是针对土壤调理剂科学施用对盐碱地综合效应方面的研究较少。本研究通过施用不同土壤调理剂对河套灌区盐碱土壤碱化度、养分有效性及作物增产效果的研究，旨在获得有效改良河套灌区盐渍化土壤理化性状、提高作物产量，同时实现盐渍化耕地资源可持续利用的优化施肥管理模式，以期为当地农田土壤调理剂和功能肥的合理施用，以及盐碱土改良提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于内蒙古巴彦淖尔市五原县隆兴昌镇义丰村6社，属于巴彦淖尔市5万亩“改盐增草（饲）”兴牧试验示范项目区内。该区域属于中温带大陆性气候，年平均气温6.1℃，积温3362.5℃，无霜期120～150天，年 均 降 雨 量 130～220 mm，年 均 蒸 发 量 2050～2400 mm。该区地下水埋深1.4～2.2 m，且矿化度较高，地表积盐严重。试验地基本理化性状如表1。

表1 试验地基本理化性状

1.2 试验设计

采用同田对比，试验设3个处理，其中处理1和处理2是优化施肥模式，处理3是农户模式。施肥每个处理3次重复，小区面积为60 m2，试验共占地600 m2。试验所在地地形平坦，地面平整，肥力属中下等的地块。供试向日葵品种为‘361’，供试肥料由河北硅谷肥业有限公司提供。有机硅土壤调理剂（15-15-15，有机质≥15%，硅≥3%，黄腐酸≥1%，钙≥0.5%），有机硅功能底肥(20-10-20)。处理1与处理3的氮、磷、钾的投入量均为82.5、82.5、82.5 kg/hm2，处理2的氮、磷、钾的投入量均为127.5、127.5、127.5 kg/hm2，其他田间管理措施均相同。具体施肥时期及用量见表2。

表2 试验设计及肥料用量

1.3 分析与测定

在秋季收获时，各小区单独收获测产，选取10株，分别测定盘径、单株总粒数、结实率、百粒重等产量性状。

1.4 数据分析

采用Excel 2016进行数据计算和图表绘制，用SPSS 25.0进行方差分析，LSD法检验，处理间不同字母的差异显著性为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤理化性状的影响

由图1可知，秋收后，处理1和处理2的土壤pH、全盐和碱化度均较播种前降低。其中，处理1和处理2的pH分别较播前降低3.6%和1.4%，下降幅度大于处理3；处理1和处理2的全盐含量分别较播前下降26.7%和43.3%，降幅明显大于处理3；处理1和处理2的碱化度下降幅度分别为20.8%和37.6%，下降幅度均低于处理3；各处理的土壤容重均较播前下降，处理1和处理2较播前分别下降9.2%和11.7%，降幅明显高于处理3。

图1 不同处理对土壤pH、全盐及碱化度的影响

由图2可知，秋收后，各处理土壤有机质和全氮的养分含量均较播种前增加，但无明显趋势；各处理的速效钾均较播前增加，且处理1和处理2的增幅分别为59.1%和57.0%，明显高于处理3；各处理土壤有效磷含量均较播前减少。

图2 不同处理对土壤全氮、有效磷及速效钾的影响

由表3可知，各处理间株高、茎粗和盘径无明显差异；处理2的单盘粒重为0.269 kg，高于其他处理，差异较明显；处理2的百粒重为27.62 g，高于其他处理，但差异不明显。

表3 不同处理向日葵植株性状 cm

2.2 不同处理对向日葵产量的影响

由表4可知，处理1的产量较处理3增加183 kg/hm2，增产率4.6%；处理2较处理3增加361 kg/hm2，增产率9.0%。由表3可知，处理间F值＞F0.05，说明处理间产量差显著；区组间F值＜F0.05，区组间差异不显著，试验结果有效。进一步用LSD法进行多重比较，以上数据分析表明，处理1与处理2、处理3的产量差异不显著；处理2与处理3的产量差异显著。

表4 不同处理向日葵产量性状

2.3 不同处理间向日葵经济效益分析

由表5可知，产值方面表现为处理2＞处理1＞处理3，纯收益方面表现为处理1＞处理2＞处理3，由于农资产品的投入，在减少土壤调理剂的情况下，亩纯收益表现最佳，处理1和处理2分别较常规处理纯收益增加900元/hm2和55.5元/hm2，产投比方面仍为处理表现最佳。此时说明基施有机硅土壤调理剂450 kg/hm2和追施有机硅功能肥75 kg/hm2在的前提下经济效益最佳。

表5 经济效益分析

3 讨论与结论

河套灌区作为中国西北最大的灌区，其土壤盐渍化使得植物生长受到限制，是制约农业可持续发展的重要因素之一，改良盐碱地对该地区的农业持续发展和生态环境改善具有重要意义。有机硅土壤调理剂和功能肥作为一种新型的盐碱地改良剂，能促进土壤团粒结构形成，加速盐分淋洗；破除土壤板结，增加土壤孔隙度，减缓深层土壤盐分向地表聚集；调节土壤pH向中性转化；增加土壤有机质，促进土壤微生物繁殖，活化土壤养分，提高作物抗盐能力，营造作物根系良好生长环境，显著提高作物产量。本研究发现施用有机硅土壤调理剂后，可增加向日葵百粒重，进而增加向日葵产量，且随着有机硅土壤调理剂施用量的增加，向日葵产量呈上升趋势，施用量为75 kg/hm2时，增产幅度为9.0%，增产效果显著。在基施有机硅土壤调理剂45 kg/hm2和追施有机硅功能肥7.5 kg/hm2的前提下经济效益最佳。同时，施用有机硅土壤调理剂后，可增加土壤有效养分，降低土壤pH、含盐量、碱化度和容重，可有效提高耕地质量和修复障碍层次。