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4种生物有机肥对盐碱化土壤改良和水稻生产的影响

2020-11-05张凯迪张康强姚继刚陈跃武王加树陈宽兵李秀钰

浙江农业科学 2020年10期
关键词:盐碱化速效有机肥

张凯迪,张康强,姚继刚,陈跃武,王加树,陈宽兵,李秀钰

(江苏省农垦农业发展股份有限公司东辛分公司,江苏 连云港 222248)

江苏省濒临黄海和东海,在长江以北有大面积的淤积成陆的滨海冲积平原[1]。受海水倒灌和海水型地下水的作用,滨海冲积平原土壤具有盐分含量高、养分含量低、土壤盐碱化严重等特点,使得这些土地资源未能得到有效的利用[2]。目前,已有大量研究就沿海地区盐碱化土壤的生态改良和高效利用进行了探讨[3-4]。盐碱化土壤治理中常采用水利措施对表层土壤盐分进行淋洗,但会导致下游土壤次生盐碱化,也会造成土壤贫瘠化。研究显示,有机肥施用可以改良土壤性状。因此,在盐碱地上开展有机肥施用的改良研究,对于提高盐碱地土壤肥力、高效利用盐碱地具有重要意义[5]。为此,在东辛农场的稻麦生产上开展有机肥料与常规化肥的配合施用,研究有机肥料对土壤性状,以及水稻生长和产量的影响,探索其对盐碱化土壤的改良效果,并进行经济效益、社会效益评价,旨在为有机肥在盐碱化土壤上的推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试水稻品种为熟期适中的常规粳稻中稻1号。

育秧用肥料为育秧绿(N 9.05%,P2O54.5%,K2O 1.5%,淮安市诚信肥业有限公司),拌种剂为3.5%咪鲜·甲霜灵(万农化工生物科技有限公司)。

大田用肥料包括:嘉有黄腐酸生物有机肥1(黄腐酸≥12%,有机质≥40%,巨大芽孢杆菌+胶冻样类芽孢杆菌≥0.5亿·g-1,山东泉林嘉有肥料有限责任公司);嘉有黄腐酸生物有机肥2(黄腐酸≥20%,有机质≥40%,巨大芽孢杆菌+胶冻样类芽孢杆菌≥0.5亿·g-1,山东泉林嘉有肥料有限责任公司);大华生物有机肥(N+P2O5+K2O≥5%,有机质≥45%,淮安大华生物科技有限公司);波尔特有机肥(含牛粪、草炭、菇渣、EM菌,江苏波尔特生物科技有限公司);尿素(N≥46%,山西兰花科技创业股份有限公司);磷酸二铵[N 18%,P2O546%,瓮福(集团)有限责任公司];三元复合肥(N 15%,P2O515%,K2O 15%,金正大集团)。

1.2 处理设计

试验于2018年在江苏省农垦农业发展股份有限公司东辛分公司山南生产区10大队东进行。试验田地处江苏连云港,属北温带湿润季风气候。土壤属于典型的淤质冲积盐土,沉积母质为近代泥沙沉积物,全剖面土质均匀,以粉砂为主,土壤容重在1.3~1.6 g·cm-3,孔隙度为40%~50%。采用硬盘暗化技术培育机插秧苗,5月20日播种(播种密度0.067 g·cm-2),6月22日栽插(栽插密度33万穴·hm-2),10月29日机械化收获。秧苗栽插入田后,设置1个对照(CK,当地常规施肥方法)和4个生物有机肥处理(在CK基础上,将生物有机肥作为底肥一次性施用):667 m2施用40 kg嘉有黄腐酸生物有机肥1(T1),667 m2施用30 kg嘉有黄腐酸生物有机肥2(T2),667 m2施用200 kg大华生物有机肥(T3),667 m2施用1 000 kg波尔特有机肥(T4)。每个处理田块面积0.1 hm2。所有处理的田间管理同当地常规生产。

1.3 指标测定

分别在水稻栽插前1周和水稻收获前1周,对各处理多点采集0~20 cm耕层的土壤样品,测定土壤pH值(电极法,NY/T 1377—2007)、全盐(GB 7871—1987)、有机质(NY/T 1121.6—2006)、全氮和速效氮(半微量开氏法,NY/T 53—1987)、速效磷(分光光度法,HJ 632—2011)、速效钾(NY/T 889—2004)。

栽插活苗后定点调查基本苗,从栽插到收获,定期调查茎蘖动态。

各处理收获前,采集植株样本调查最终成穗数、每穗粒数、结实率、千粒重等产量性状,并计算水稻最终产量。

1.4 数据分析

在Excel 2010软件中进行数据常规处理和做图。使用SPSS 21统计软件进行方差分析,对有显著(P<0.05)差异的处理采用Duncan’s法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 对土壤理化性状的影响

如表1所示,经过4个月的水稻种植,各处理的土壤pH值均下降,说明在盐碱化土壤上种植作物有利于降低土壤碱性。与此同时,各处理的土壤有机质含量均有所增加,CK、T1~T4处理的土壤有机质含量分别较种水稻前增加4.2%、8.5%、10.7%、10.4%和11.8%,施用嘉有黄腐酸生物有机肥2、大华生物有机肥和波尔特有机肥的土壤有机质含量增加较多。CK处理水稻收获后的土壤全氮和碱解氮含量较种水稻前降低,而速效磷和速效钾含量增加;施用有机肥的4个处理的各养分含量均较水稻种植前增加,且以施用嘉有黄腐酸生物有机肥2和波尔特有机肥的处理土壤养分含量增幅较大。

表1 不同处理对土壤理化性状的影响

2.2 对田间分蘖动态的影响

将相同素质的秧苗以相同的栽插密度机插入田,每667 m2大田基本苗8.7万~9.0万株,定期调查各处理水稻分蘖动态(图1)。可以看出,各处理均于7月下旬达到分蘖峰值,后逐渐降低,至8月中旬趋于稳定,全生育期分蘖动态表现基本一致,各处理间无显著差异。

图1 不同处理的大田分蘖动态比较

2.3 对水稻产量的影响

如表2所示,除T4处理的水稻千粒重显著大于CK外,各处理在最终成穗数、每穗实粒数、结实率和最终产量上均无显著差异。

2.4 对经济效益的影响

由于4个施用生物有机肥的处理均是在CK的基础上增施有机肥,为简化分析,将CK的肥料成本设为0,与之相比,T1~T4处理每667 m2的肥料成本分别增加25.0、18.8、170.0、435.0元(表3)。综合考虑T1~T4处理相较于CK的增产效益和增加的肥料成本,其667 m2综合经济效益分别为25.9、24.2、-127.1、-332.5元。由于肥料成本较高,而增产有限,在本试验条件下,施用大华生物有机肥和波尔特有机肥处理的经济效益为负。

表2 不同处理对水稻产量性状的影响

表3 施用生物有机肥的经济效益分析

3 讨论

江苏滨海地区具有大量的后备土地资源,但由于受海潮和海水型地下水的双重作用,土壤具有盐碱化、肥力低的特性,影响了土地资源的开发利用[1-2]。前人采取了多种措施对盐碱化土壤进行改良,如加强改造利用地下水、合理开发利用低矿化碱性水、开展植树造林、发展农牧副业等[1,5-6],其中,通过施用有机肥进行改土培肥,提高作物种植效益也是一种行之有效的方法[7-9]。本研究表明,在常规化肥运筹的基础上增施有机肥,可以有效促进土壤有机质含量增加,同时也有助于土壤中全氮,以及速效氮、磷、钾等养分含量的提高。供试的4种生物有机肥中,嘉有黄腐酸生物有机肥2和波尔特有机肥对土壤的改良效果最好。供试的生物有机肥对水稻大田生育进程无显著影响。由于本试验是在常规化肥基础上增施有机肥,肥料成本支出加大,但水稻增产幅度有限,部分处理的综合效益不理想。在下一步的生产中应考虑减少常规化肥施用,以减肥增效。同时要指出的是,本试验目前只研究了不同处理对水稻一季生产的影响,今后还应着力考查生物有机肥多年连续施用对土壤改良和作物种植的影响。

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