盐碱地直播水稻土壤改良剂筛选试验

朱家骝，冯卿

(舟山市农业科学研究院，浙江 舟山 316000)

土壤盐渍化和次生盐渍化是当前的世界性生态问题[1]。全球盐碱地面积已超过9.55×108hm2，约占陆地总面积的10%[2-3]，并以年1.0×106～1.5×106hm2的速度增加[4]。原农业部全国第二次土壤普查结果表明，我国盐碱地面积约3.46×107hm2，占全国可利用土地总面积的4.88%[2-3]。土壤盐碱化给我国农业生产和粮食安全带来巨大威胁[5]。研究表明，近1.00×107hm2盐碱地具有潜在开发利用价值[6-7]。因此，加大盐碱地治理力度，对增加农民收入、保障重要农产品有效供给、保护生态安全等具有重要意义[6]。

直播是指将稻种直接播种在耕耙平整水田中来完成整个生育期的栽培方式，主要优点是节约成本、省时省力[8]，但也存在盐碱地因盐分含量较高往往会抑制水稻撒播萌发，不利于水稻幼苗生长的缺点[9]，因此，需对盐碱地进行适当改良，据相关研究，盐碱地改良技术主要包括耕作改良技术[6]、地表覆盖技术[10]、化学改良技术[11]、水利改良技术[12]、工程改良技术[13]以及植物改良技术[14]，而施用盐碱地土壤改良剂是一种既经济又方便的方法，相关研究表明，土壤改良剂可以有效改善土壤结构[15]、增强土壤肥力[16]、促进团粒形成[17]、蓄水保墒[18-19]。如何选择合适的改良剂，如何使其功效最大化是人们需要面对的普通而又实际的问题。本试验以舟山市岱山县岱西镇火箭盐场盐碱地水稻为研究对象，在施肥和灌溉方式一致的情况下，选用了市场上的6种改良剂，研究不同土壤改良剂对岱山火箭盐场盐碱地土壤化学性质、水稻秧苗素质及产量的影响，旨在为盐碱地水稻直播土壤改良剂的合理选择与应用提供一定的数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2022年5—11月在浙江省舟山市岱山县岱西镇火箭盐场进行，试验地为废弃晒盐场经政府改造而成的标准农田，试验区土壤基本性状见表1。6种土壤改良剂为A、B、C、D、E、F分别为红都嘉业、腐植酸、禾康、施地佳、北京康源、盐碱消，全部购自于市场，水稻品种为宁波市农业科学研究院选育品种甬优1540。

表1 试验区土壤基本性状Table 1 Basic soil properties in the experimental area

1.2 试验设计

在试验区内分别选择盐碱程度具有代表性的2个地块(重度、中度盐碱地各一块)设置田间试验。每块试验地划分为21个小区，小区四周起垄，采用小区随机排列，3次重复，小区面积34.58 m2(13.3 m×2.6 m)。以不施土壤改良剂为对照，施用不同土壤改良剂作处理。分别在播种前、分蘖初期、幼穗分化期向地表喷施土壤改良剂一次，每次施用量30 kg·hm-2。各处理施肥量一致，基肥有机肥30 000 kg·hm-2，尿素225 kg·hm-2，过磷酸钙600 kg·hm-2，追肥尿素225 kg·hm-2。试验开始前用土壤取样器采集0～30 cm土层土壤样品，测定其基本性状，测定结果详见表1。

水稻采用直播栽培方式，各处理田块播种前进行二次淡水洗盐，于2022年6月13日直播，播种量为30 kg·hm-2，10月下旬水稻成熟收获，除土壤改良剂不同以外，试验小区栽培管理措施一致，主要包括大田水、病虫害、杂草防治等管理，全生育期灌溉水盐度在0.2%左右。

水稻直播前取2号试验田块盐碱土装盆，每盆装土25 kg，每个处理3盆，共21盆。播种前土壤改良剂施用量根据面积大小与大田保持一致，各处理水稻种子发芽一致，播种时间与大田保持一致，每盆播水稻种子200粒。

1.3 测定项目与方法

土壤性状测定：在施用基肥前和水稻收获后采用土壤取样器采集试验区0～30 cm土层土壤样品，检测土壤pH值、水溶性含盐量、有机质、全氮、速效磷、速效钾含量的变化情况。土壤pH值采用电极法测定；土壤水溶性含盐量采用称量法测定；土壤有机质含量采用滴定法测定；全氮含量采用紫外-可见分光光度计测定；土壤有效磷含量采用紫外-可见分光光度计测定；土壤速效钾含量采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定。

秧苗素质测定：盆内播种后每天观察记载盆播各处理稻谷种子的成苗数量，以第一片不完全叶长出为标准，7 d后计算成苗率，25 d后测定秧苗株高、每株不定根数、最长不定根长、地上部及地下部干重。

产量测定：水稻成熟期每组土壤改良剂的第Ⅰ、第Ⅲ重复分别选取比较有代表性的植株5株进行考种，记载其有效穗数、每穗实粒数、千粒重。大田各小区水稻成熟后实割测产。

1.4 数据分析方法

采用 MicrosoftExcel 2009分析软件处理试验数据，同时采用SPSS 19.0 软件进行统计学分析，用t检验对相关指标进行差异显著性比较。

2 结果与分析

2.1 不同土壤改良剂对土壤化学性质的影响

2.1.1 土壤pH值、含盐量

水稻收获后各处理0～30 cm土层土壤pH值的剖面分布情况如图1所示。种植前0～30 cm土层土壤pH值1号地为8.81，2号地为8.72。种植水稻后，A、B、C、D、E、F、CK处理土壤平均pH值1号地分别为8.55、8.66、8.66、8.63、8.52、8.46、8.70，2号地分别为8.48、8.56、8.57、8.53、8.44、8.39、8.63，可以看出，相比种植前基础性状，通过一季水稻种植各处理的土壤pH值均有显著降低，1号地各处理土壤pH值相比基础性状降低1.25%～3.97%，2号地各处理土壤pH值相比基础性状降低1.03%～3.78%。同时由图1还可以看出，相比CK，处理A、B、C、D、E、F土壤pH值均显著降低，1号地降低0.46%～2.76%，2号地降低0.70%～2.78%，其中处理F、E、A降低最显著，1号地分别降低了2.76%、2.07%、1.72%，2号地分别降低了2.78%、2.20%、1.74%。

柱上无相同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)，图2同。图1 不同土壤改良剂处理下土壤pH值Fig.1 Soil pH under different soil conditioner treatments

水稻收获后各处理0～30 cm土层土壤水溶性盐总量的剖面分布情况如图2所示。由图2可知，水稻种植前1号地0～30 cm土层土壤平均含盐量为9.32 g·kg-1，2号地0～30 cm土层土壤平均含盐量为4.48 g·kg-1，水稻收获后，1号地土壤平均含盐量为3.55 g·kg-1，2号地土壤平均含盐量为2.45 g·kg-1，相比水稻种植前基础性状分别降低了61.91%、45.31%，土壤水溶性盐总量得到显著降低，因此，通过水稻种植可以起到明显降低土壤水溶性含盐量的作用。同时由图2还可以看出，1号地处理间水溶性含盐量在3.22～3.67 g·kg-1，2号地处理间水溶性含盐量在2.18～2.56 g·kg-1，相比CK，处理A、B、C、D、E、F土壤水溶性含盐量均显著降低，其中处理F、E、A降低最显著，1号地分别降低了0.9 g·kg-1、0.81 g·kg-1、0.74 g·kg-1，2号地分别降低了0.58 g·kg-1、0.50 g·kg-1、0.41 g·kg-1。

图2 不同土壤改良剂处理下水溶性含盐量Fig.2 Water-soluble salt content under different soil conditioner treatments

2.1.2 土壤养分

表2为不同土壤改良剂处理下对盐碱地土壤养分的影响。从表2可知，土壤改良剂的施用，1号地处理间全氮含量在0.074～0.081 g·kg-1，2号地处理间全氮含量在0.093～0.099 g·kg-1，与CK及基础性状差异均不明显，说明土壤改良剂对提高盐碱地全氮含量作用不明显。与基础性状相比，处理A、B、C、D、E、F速效磷含量均显著提高，1号地平均提高13.2 mg·kg-1，2号地平均提高9.20 mg·kg-1，这应与大田施用磷肥，磷肥未被水稻全部吸收有关；与CK相比，处理A、B、C、D、E、F速效磷含量显著下降，并且其下降趋与水稻产量呈正相关，这应与水稻生育期内吸收速效磷含量不一致有关，而与土壤改良剂施用无关。与基础性状相比，速效钾含量均显著降低，1号地平均降低180 mg·kg-1，2号地平均降低226 mg·kg-1，这应与水稻全生育期未施用钾肥，水稻吸收钾肥全部来自基础钾肥有关；与CK相比，处理A、B、C、D、E、F速效钾含量显著下降，并且其下降趋与水稻产量成正相关，这应与水稻生育期内吸收速效钾含量不一致有关，而与土壤改良剂施用无关。1号地处理间有机质含量在10.4～10.8 g·kg-1，2号地处理间有机质含量在10.3～10.7 g·kg-1，与CK相比有机质含量差异均不明显，说明土壤改良剂对提高盐碱地有机质含量作用不明显，但与基础性状相比有机质含量均显著提高，1号地平均提高2.3 g·kg-1，2号地平均提高2.0 mg·kg-1，这应与大田基肥施用了有机肥有关。

表2 不同土壤改良剂对盐碱地土壤养分的影响Table 2 Effects of different soil conditioners on soil nutrients in saline alkali soil

2.2 不同土壤改良剂对水稻秧苗素质的影响

表3为不同土壤改良剂对水稻秧苗素质的影响。从表3中可知，相比CK，F、E、A处理对株高、最长不定根长、每株不定根数、地下部干重、地上部干重、成苗率6项秧苗素质指标均有一定程度的提高效果。其中F处理的秧苗素质表现最好，该处理下株高、最长不定根长、每株不定根数、地下部干重、地上部干重和成苗率均表现为最大值，株高、每株不定根数、最长不定根长、地下部干重、地上部干重和成苗率分别为20.43 cm、7.40 cm、16.65条、0.82 g、4.37 g、78%，相比CK分别增加了10.08%、6.02%、5.71%、20.59%、12.92%、30.00%，差异均达显著；其次为A、E处理的秧苗素质，其中A处理下株高、每株不定根数2项秧苗素质指标差异达显著，E处理下株高、地上部干重2项秧苗素质指标差异达显著。说明盐碱地水稻培育秧苗在F处理下秧苗素质最好，其次为A、E处理，对后期产量形成均有促进作用。

表3 不同土壤改良剂对水稻秧苗素质的影响Table 3 Effects of different soil conditioners on the quality of rice seedlings

2.3 不同土壤改良剂对水稻产量的影响

表4为不同土壤改良剂处理下对水稻经济性状及产量的影响。由表4可知，土壤改良剂的施用，可以显著提高有效穗，1号地有效穗平均提高9.47%，2号地有效穗平均提高8.46%，同时相比CK，处理F、E、A、D对有效穗均有显著提高作用，其中F处理提高最高，1号地、2号地分别达17.41%、14.69%；土壤改良剂的施用，对提高每穗实粒数有一定的作用，1号地每穗实粒数平均提高6.22%，2号地每穗实粒数平均提高3.06%，1号地、2号地每穗实粒数最高分别提高10.47%、6.07%；土壤改良剂的施用，对千粒重没有显著提高作用，1号地千粒重平均提高1.11%，2号地有效穗平均提高1.12%；同时分析表4发现，每穗实粒数、千粒重和有效穗数存在负相关关系，每穗实粒数、千粒重相互之间几乎无影响。从水稻实际产量来看，土壤改良剂的施用，能显著提高水稻产量，1号地增产幅度在0.95%～11.06%，2号地增产幅度在0.59%～6.44%，相比CK，处理F、E、A水稻产量提高均达显著水平，其中F处理增产最高，1号地、2号地分别达11.06%、6.44%。

表4 不同土壤改良剂对水稻经济性状及产量的影响Table 4 Effects of different soil conditioners on economic traits and yield of rice

3 结论与讨论

试验结果表明，通过水稻种植可以起到明显降低土壤pH值、土壤水溶性含盐量的作用，由于水稻直播前对大田进行了淡水洗盐措施，因此，土壤pH值、土壤水溶性含盐量降低，特别是土壤水溶性含盐量的大幅降低并非完全种植水稻的结果。土壤改良剂的施用均能显著降低土壤pH值、土壤水溶性含盐量，其中，盐碱消、北京康源、红都嘉业3种土壤改良剂对降低土壤pH值、土壤水溶性含盐量效果较好。

试验结果表明，土壤改良剂对提高盐碱地全氮、速效磷、速效钾含量作用不明显，这与舒锟等[18]在土壤调理剂对陕北盐碱地土体化学性质及水稻生长的影响中的试验结果相同。试验结果中相比基础性状速效磷含量均显著提高，应与大田施用磷肥，磷肥未被水稻全部吸收有关；相比基础性状速效钾含量显著降低，应与水稻全生育期未施用钾肥，水稻吸收钾肥全部来自基础钾肥有关。土壤改良剂对提高盐碱地有机质作用不明显，但与基础性状相比有机质含量均显著提高，这应与大田基肥施用了有机肥有关。因此，盐碱地增施有机肥、磷肥，适当补充钾肥对土壤理化性质的提高很有益处。

试验结果表明，直播前施用盐碱消、北京康源、红都嘉业3种土壤改良剂对水稻秧苗的株高、每株不定根数、最长不定根长、地下部干重和地上部干重、成苗率等秧苗素质指标的提高均有促进作用。水稻全生育期施用三次土壤改良剂后，可以显著提高有效穗数，对每穗实粒数也有一定提高作用，但对提高千粒重影响不大，这与王伯平[20]研究发现，用土壤调理剂对水稻的主要农艺性状影响不大的研究结果有所出入，这应与使用的土壤改良剂种类不同有关。土壤改良剂显著提高水稻产量，从产量构成因素分析主要原因在于有效穗数的显著提高，以及每穗实粒数的一定增加。因此，盐碱地水稻提高有效穗数是提高水稻产量的关键。

本试验所采用的6种土壤改良剂，对水稻产量均有一定的提高作用，而且在高盐度盐碱地上的增产效果好于低盐度盐碱地，其中试验所采用的盐碱消、北京康源、红都嘉业3种土壤改良剂增产效果较好，可以参考使用。土壤改良剂种类较多，本研究采用的6种土壤改良剂并不能代表所有土壤改良剂，今后有必要对土壤改良剂的种类以及施用量方面作进一步的研究；本研究仅仅测定了水稻秧苗的一些外部形态及产量构成指标，并不能全面反映不同土壤改良剂对水稻的作用机理，今后应对秧苗生理特性的理化指标等方面进行进一步的评价。