郭 治

(甘肅省張掖市甘州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅 張掖 734000)

0 前言

鹽化潮土是由沼澤土和草甸土經(jīng)過排水脫沼澤以及農(nóng)民長期耕種、灌溉和施肥等人為因素綜合作用下形成的一種農(nóng)業(yè)土壤，甘肅河西走廊制種甜菜面積常年穩(wěn)定在10萬公頃[1]主要分布在河西走廊三大內(nèi)陸河流的鹽化潮土上。近年來，隨著種植年限的延長日益凸顯的主要問題是：農(nóng)戶長期施用化肥，土壤膠體吸附的Ca2+離子被NH4+離子代換，團粒結(jié)構(gòu)遭到破壞，導致土壤板結(jié)，有機質(zhì)含量低，貯水功能減弱，土壤養(yǎng)分比例失衡，缺鋅、缺硼和缺鉬的生理性病害經(jīng)常發(fā)生，甜菜產(chǎn)量低而不穩(wěn)[2-3]。

孫巖、秦嘉海、陳先茂、趙淑宏、潘金華、宋明元、李季、姜美玲等研究了土壤改良劑對風沙土、紅黃壤土、科爾沁風沙土的影響，但對鹽化潮土和甜菜上的研究未見文獻報道。甘肅河西走廊年產(chǎn)玉米芯65萬噸，對環(huán)境造成了污染，為了促進有機碳肥資源的循環(huán)和增值，本文應用改土培肥理論，選擇土壤結(jié)構(gòu)改良劑——聚乙稀醇[4-5]、糠醛(有機碳肥)[6]、甜菜專用肥、保水劑[7-8]，采用田間試驗，以便為有機碳土壤調(diào)控劑改土培肥效果做出確切的評價。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗地概況

試驗地位于甘肅省酒泉市肅州區(qū)上壩鎮(zhèn)光輝村一組，試驗地選于連續(xù)種植制種甜菜10年的基地，試驗地海拔高度為1 455 m，經(jīng)度98°40′169″，北緯39°34′590″，年均溫7.5℃，年均降水量86 mm，年均蒸發(fā)量2 400 mm，無霜期150 d，土壤類型是鹽化潮土[9]，土壤質(zhì)地為輕壤質(zhì)土，前茬作物是甜菜。0～20 cm耕作層基本理化性狀如表1。

表1 試驗地耕層土壤理化性質(zhì)

1.1.2 參試材料

甜菜專用肥(自主研發(fā)):將硫酸鉀、尿素、磷酸二銨、硫酸鋅、硼酸、鉬酸銨重量比按0.507 5∶0.308 2∶0.151 1∶0.024 2∶0.006 0∶0.003 0混合，含N 15.42%，P2O56.95%，K2O 25.38%，Zn 0.56%，B 0.11% M0 0.16%。

有機碳肥(自主研發(fā)):將發(fā)酵糠醛渣、生物菌肥風干重量比按0.980 0∶0.02混合，含有機質(zhì)62.72%，全氮0.61%，全磷0.36%，全鉀1.18%，pH值為2.1，粒徑1～2 mm；

聚乙稀醇：粒徑0.05～2 mm；

保水劑：吸水倍率645 g/g，粒徑1～2 mm；

甜菜品種為張?zhí)?01，由甘肅省張掖市農(nóng)科院選育。

1.2 試驗方法

1.2.1 種植方法

田間試驗小區(qū)面積為32 m2(8 m×4 m)，小區(qū)四周筑埂，埂寬30 cm，高35 cm，參試肥料播種前施入20 cm土層，株距24 cm，行距50 cm，分別在播種后、播種15天后、生長盛期、塊根膨大期、各灌水1次，每個試驗小區(qū)灌水量相等。

試驗一，有機碳土壤調(diào)控劑經(jīng)濟效益最佳施用量研究。

有機碳土壤調(diào)控劑產(chǎn)品合成：將有機碳肥、保水劑、甜菜專用肥、聚乙烯醇重量比按0.937 5∶0.002 5∶0.056 3∶0.003 7混合得到有機碳土壤調(diào)控劑，含有機質(zhì)58.82% ，N0.87%，P2O50.39%，K2O 1.43%，Zn 0.03%，B 0.01%，M0 0.01%。

試驗處理：將有機碳土壤調(diào)控劑施用量梯度設計為0.00(ck)，4.80，9.60，14.40，19.20，24.00，28.80 t/hm2共7個處理，以處理1為ck(對照)，每個處理重復3次，隨機區(qū)組排列。

1.2.3 測定項目與方法

甜菜收獲時，在試驗小區(qū)內(nèi)按照傳統(tǒng)采樣方法，連續(xù)采集30株，測定葉叢高度、葉叢重量、根體長度、根直徑、 單株根重，取平均數(shù)進行統(tǒng)計分析，每個試驗小區(qū)單獨收獲，將小區(qū)產(chǎn)量折合成公頃產(chǎn)量進行統(tǒng)計分析。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用DPSS 10.0統(tǒng)計軟件和Excel2007。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同劑量有機碳土壤調(diào)控劑對鹽化潮土改土效應

2.1.1 對物理性質(zhì)的影響

甜菜收獲后采集耕作層0～20 cm土樣測定結(jié)果可以看出，隨著有機碳土壤調(diào)控劑施用量梯度的增加，鹽化潮土容重在降低，孔隙度和團聚體在遞增。容重最小的是有機碳土壤調(diào)控劑施用量28.80 t/hm2，平均為1.18 g/cm3，與ck比較，容重降低10.61%，差異極顯著(P<0.01)。總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度最大的是有機碳土壤調(diào)控劑施用量28.80 t/hm2，與ck比較，分別增加10.52%、10.49%和10.55%，差異極顯著(P<0.01)。團聚體最多的是有機碳土壤調(diào)控劑施用量28.80 t/hm2，平均為35.56%，與ck比較，團聚體增加47.55%，差異極顯著(P<0.01)。

2.1.2 對持水量的影響

從表2可知，隨著有機碳土壤調(diào)控劑施用量梯度的增加，鹽化潮土持水量在遞增。鹽化潮土飽和持水量、毛管持水量和非毛管持水量最大的是有機碳土壤調(diào)控劑施用量28.80 t/hm2，與ck比較，分別增加105.60 t/hm2、59.00 t/hm2和46.60 t/hm2，差異極顯著(P<0.01)。

表2 不同劑量有機碳土壤調(diào)控劑對鹽化潮土物理性質(zhì)和持水量的影響

注：同列數(shù)據(jù)大寫字母不同表示LSR0.01，小寫字母不同表示LSR0.05差異顯著水平，下同。

2.1.3 對化學性質(zhì)及有機質(zhì)和速效養(yǎng)分影響

從表2可知，隨著有機碳土壤調(diào)控劑施用量梯度的增加，鹽化潮土pH在降低，有機質(zhì)和速效養(yǎng)分在遞增。pH最低的是有機碳土壤調(diào)控劑施用量28.80 t/hm2，平均為7.68，與ck比較，pH降低了7.91%，差異極顯著(P<0.05)。有機碳土壤調(diào)控劑施用量28.80 t/hm2，有機質(zhì)含量最高，與ck比較，有機質(zhì)增加11.75%，差異極顯著(P<0.01)。有機碳土壤調(diào)控劑施用量28.80 t/hm2，堿解氮、速效磷和速效鉀含量最高，與ck比較，分別增加31.52%、34.23%和9.52%，差異極顯著(P<0.01)。

表3 不同劑量有機碳土壤調(diào)控劑對鹽化潮土有機質(zhì)及速效氮磷鉀和pH的影響

2.2 不同劑量有機碳土壤調(diào)控劑對甜菜農(nóng)藝性狀及施肥利潤的影響

甜菜收獲后測定數(shù)據(jù)(表4)用量梯度的增加，甜菜農(nóng)藝性狀在遞增。隨著有機碳調(diào)控劑施用量的增加，農(nóng)藝性狀均有先增長后降低的趨勢。有機碳土壤調(diào)控劑施用量為28.80 t/hm2時，甜菜葉叢高度、葉叢重量、單株根重、根產(chǎn)量、施肥利潤達到最大值，與ck比較，分別增加36.29%、0.27% 、0.31%、和0.27%，差異極顯著(P<0.01)。

表4 不同劑量有機碳土壤調(diào)控劑對甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟性狀和經(jīng)濟效益的影響

備注：價格(元/噸)：尿素2 000；磷酸二銨4 000；硫酸鉀3 500；硫酸鋅4 000；硼酸4 000；鉬酸銨5 000；聚乙烯醇10 000；保水劑4 000；有機碳肥60；甜菜專用肥3 132.85(硫酸鉀、尿素、磷酸二銨、硫酸鋅、硼酸、鉬酸銨重量比按0.507 5∶0.308 2∶0.151 1∶0.024 2∶0.006 0∶0.003 0混合)；有機碳土壤調(diào)控劑279.63(有機碳肥、保水劑、甜菜專用肥、聚乙烯醇重量比按0.937 5∶0.002 5∶0.056 3∶0.003 7混合)甜菜塊根售價350計算。

3 討論與結(jié)論

有機碳土壤調(diào)控劑含有豐富的有機質(zhì)、膠結(jié)物質(zhì)聚乙烯醇和保水劑，使板結(jié)的土壤疏松了，增大了孔隙度，降低了容重，總孔隙度增大，有機碳土壤調(diào)控劑中的有機質(zhì)在土壤微生物的作用下合成了土壤腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)中的酚羥基、羧基、甲氧基、羰基、羥基、醌基等功能團解離后帶負電荷[10-13]，吸附了鹽化潮土中的膠結(jié)物質(zhì)Ca2+，有利于土壤團聚體的形成。隨著有機碳土壤調(diào)控劑施用量梯度的增加，鹽化潮土持水量在增加，因而提高了甜菜產(chǎn)量。研究結(jié)果表明：在甘肅河西內(nèi)陸的鹽化潮土上施用有機碳土壤調(diào)控劑24.00 t/hm2，有效的改善了土壤理化性質(zhì)，提高了甜菜的經(jīng)濟效益。