于瑞芹， 王连林， 张丽英， 陈铁成， 陈月锋

(1.河北省玉田县农业农村局 河北玉田 064100； 2.沣田宝农业科技有限公司 河北玉田 064109)

盐碱地是含有较多盐分的土地，土壤中盐类集积，盐分含量影响着或会影响作物的正常生长。根据联合国教科文组织、粮食及农业组织的不完全统计，全世界盐碱地面积为9.543 8亿hm2，其中我国为0.991 3亿hm2[1-2]。我国碱土和碱化土壤的形成大部分与土壤中碳酸盐的累积有关，严重的盐碱土壤区植物几乎不能生存。

盐碱地根据其水溶性盐分含量可分为轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地。轻盐碱地是指种植作物后出苗率为70%～80%，含盐质量分数低于0.3%；重盐碱地是指种植作物后出苗率低于50%，含盐质量分数超过0.6%；盐分中间含量的地块就是中度盐碱地[3]。

现实条件下，盐碱地的治理多采用以下4种方式：①适时合理灌溉，洗盐或以水压盐；②多施微生物有机肥，种植绿肥作物如苜蓿、草木樨、百脉根、田菁、扁蓿豆、偃麦草、黑麦草、燕麦、绿豆等，以改善土壤不良结构，提高土壤中营养物质的有效性；③化学改良，施用土壤改良剂，增加土壤团粒结构并提高保水性能；④通过适期中耕，切断土壤上下传导的毛细管，减少地面过度蒸发，防止盐碱上升。

上述4种方法虽然对盐碱地治理有一定的效果，但都未能从根本上解决盐碱地对种植作物所产生的危害。盐碱地的治理必须综合考虑土壤的含盐量和酸碱度、土壤盐分的构成、土壤的透水情况、地下水位的高低、灌溉水的矿化度和酸碱度、种植适宜作物以及合理控制改良成本等因素。在综合分析上述因素的前提下，沣田宝农业科技有限公司的研究人员研制了“双螯合盐碱地改良剂”，并开展了盐碱地改良试验，初步取得了较好的应用效果。

1 双螯合盐碱地改良剂的研制

研究成果表明，盐碱土的主要危害因子为氯化物(NaCl、MgCl2、CaCl2)、硫酸盐(Na2SO4、MgSO4)、碳酸盐(Na2CO3、NaHCO3)等，其危害机理为盐分子或离子对作物的生理危害，国内外较为通用的判定标准为水溶性盐的质量分数达到0.3%以上时对作物产生危害。

双螯合盐碱地改良剂重点研究的是土壤胶体的吸附特性与离子置换机理，并进行各种元素的匹配，达到缓解盐分子或离子危害的目的，其应用的主要基本理论如下。

1.1 土壤胶体的带电性

土壤胶体具有带电的特性，因其种类不同，产生电荷的机制也不同[4]。根据土壤胶体电荷产生的机制，一般分为永久电荷和可变电荷。

(1)永久电荷是由黏土矿物晶格中的同晶置换所产生的。如果中心离子被低价阳离子代替，则黏土矿物带负电荷；如果中心离子被高价阳离子代替，则黏土矿物带正电荷。由于同晶置换一般发生在黏土矿物的结晶过程中，存在于晶格的内部，这种电荷一旦形成就不会受到外界环境(pH、电解质浓度)的影响。

(2)土壤中有些电荷不是永久不变的，这些电荷的数量和性质会随着介质pH的改变而改变，称为可变电荷。可变电荷是因土壤胶体向土壤中释放离子或吸附离子而产生的。

通常情况下，负电荷由处于层状结构外部的Na+、K+和Ca2+等阳离子平衡，平衡的结果是清除土壤团粒上多余的Na+，活化盐碱土壤中难以利用的磷、铁、钙、镁等离子及微量元素，使其转变为可利用状态被植物吸收，解除植物生理缺素症状。同时通过负电荷的作用，降低Na+浓度，活化Ca2+、Mg2+后，可使土壤水力传导度(HC)增大，使土壤水分更易流动，从而改善作物根际离子的环境状态。

1.2 同晶替代理论的实践应用

在系统研究盐碱地土壤胶体结构及盐碱地具有危害作用的主要阳离子和阴离子后，利用阳离子间的同晶替代原理和土壤胶体对阴、阳离子的吸附特性，结合作物对各种养分的吸收规律、需求量，进行原料筛选与组配，通过酸化、螯合、生物钝化，最终得到含有多种营养元素的双螯合盐碱地改良剂。

产品研发的主要技术路线：原料(云母石、蛭石)按一定比例调配后，通过绞刀上料机运送至全智能螯合反应釜，通过管道泵加注相应比例的10%(质量分数，下同)稀硫酸和乙二胺四乙酸、60%黄腐酸，边加注边搅拌，同时智能加温、调温、控温系统自动升温至80 ℃；搅拌分解24 h后，添加0.1%嗜酸热硫化叶菌搅拌反应4 h，然后通过隔膜泵运送至方框压滤机净化、分离，再通过防腐泵运送至成品罐，均化后检测，合格产品灌装出厂。双螯合盐碱地改良剂的主要理化性能指标见表1。

表1 双螯合盐碱地改良剂50倍浓度检测结果

2 双螯合盐碱地改良剂的应用效果

2.1 试验地土壤性状

2019年在河北省唐山市丰南区王兰庄镇毕武庄村中度盐碱地上，进行了双螯合盐碱地改良剂应用性大区域对比试验。试验前，采用5点取样法在试验地取土，由唐山天予环境检测有限公司进行检测，结果见表2和表3。

表2 试验地盐碱化性状

表3 试验地土壤养分性状

2.2 试验基本情况

(1)供试材料：双螯合液体盐碱地改良剂，沣田宝农业科技有限公司；三元素复合肥，N-P2O5-K2O为15-15-15，中国-阿拉伯化肥有限公司；颗粒有机肥，w(N+P2O5+K2O)≥5%，w(有机质)≥45%，有效活菌数≥0.2亿/g，沣田宝农业科技有限公司；尿素，w(N)≥46%，唐山邦力晋银化工有限公司。

(2)供试作物：棉花，品种为冀棉803号。

(3)试验地总面积：1.67 hm2。

(4)施肥情况：播种时底施三元素复合肥40 kg/亩(1亩=667 m2)、颗粒有机肥200 kg/亩；现蕾后追施尿素15 kg/亩。追肥采用水肥一体化技术方案，即播种时按棉花的播种行铺设滴灌管带，双螯合盐碱地改良剂随浇水或追肥一同施入。先启动加压水泵，清水滴灌45～60 min；然后开启文丘里施肥器，加注2%双螯合盐碱地改良剂，滴施60～80 min，完成后再滴灌清水60 min，待垄背全部渗透后，即完成本次盐碱地改良剂或化肥的施入。此方法全生育期每亩可节约灌溉用水100～120 m3。

2.3 试验处理

试验按大区简单对比法设置，设2个处理，每个处理重复3次。

(1)处理A，总占地1.00 hm2，每亩施2%双螯合盐碱地改良剂30 L，分别在播种后、现蕾期、开花期分3次施用，每次10 L。

(2)处理B(CK)，总占地0.67 hm2，不使用双螯合盐碱地改良剂，仅对应浇灌清水作对照。

整个试验地其他栽培管理措施完全一致。

2.4 田间管理

全生育期中耕3次，浇水3次，化控5次。8月28日吐絮，9月18日开始收获。

2.5 试验调查与结果分析

试验调查采用每个处理取5点定位，连续取10株棉花进行调查；每次施用双螯合盐碱地改良剂后5 d，取耕层25 cm的土壤检测盐分含量；出苗后及采收后期，调查棉花生长的相关生育性状，并做相应分析。

(1)对土壤含盐量的影响

施用双螯合盐碱地改良剂对土壤含盐量的影响见表4。

表4 施用双螯合盐碱地改良剂前后土壤含盐量的测定结果

由表4可以看出，双螯合盐碱地改良剂能明显降低土壤含盐量,在棉花上连续施用3次后，土壤含盐量依次降低20.59%、41.18%、55.88%。试验前处理A与处理B的土壤pH均为8.45，试验后的土壤pH分别为7.63、8.19，pH向中性偏移。

(2)对棉花生育性状的影响

调查显示，施用双螯合盐碱地改良剂后，处理A的棉花平均株高较对照增加2.0 cm，茎粗增加0.25 cm，单株结铃数增加0.6个，单铃质量增加0.39 g，保苗率较对照提高4.7%，衣分提高1.8%，皮棉产量较对照增加22.6 kg/亩，具体见表5。

表5 双螯合盐碱地改良剂对棉花生育性状的影响

3 结语

双螯合盐碱地改良剂是针对盐碱地形成的机理与对作物产生危害的因子开发的新型盐碱地改良产品，对轻度、中度盐碱地改良效果较好。该产品研发时充分利用同晶替代理论，技术具有明显的创新性。

通过初步试验，双螯合盐碱地改良剂对改善盐碱地土壤的酸碱度及可溶性盐的含量具有较为显著的作用，在缓解土壤盐分危害的同时，棉花长势增强，结铃数增加，增产效果较好。