改良鹽堿地種植甜高粱施用脫硫石膏的最佳用量,農(nóng)藝學(xué)論文摘要：為了探究脫硫石膏改進(jìn)鹽堿地種植甜高粱的最佳施用量，試驗(yàn)采用以吉林西部鹽堿地為研究對象，研究脫硫石膏的不同施用量對土壤堿化性質(zhì)以及甜高粱生長發(fā)育指標(biāo)和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表示清楚：當(dāng)脫硫石膏施用量為100kg·hm-2時，土壤堿化度、總堿度和pH降低分別為10.5%、0.23cmol·kg-1、0.68，同時對提高甜高梁的株高、株徑、植株鮮重、籽粒產(chǎn)量和總產(chǎn)量的影響更顯著，但是根據(jù)脫硫石膏施用量與各指標(biāo)的動態(tài)關(guān)系圖看，能夠估算114.67～119.33kg·hm-2的施用量表現(xiàn)得更好。講明結(jié)合吉林西部土壤理化性質(zhì)與甜高粱生長發(fā)育指標(biāo)和產(chǎn)量指標(biāo)，建議100kg·hm-2脫硫石膏是最適宜種植甜高粱的施用量，同時建議在114.67～119.33kg·hm-2的施用量上開展進(jìn)一步研究。本文關(guān)鍵詞語:脫硫石膏;鹽堿地;甜高粱;不同施用量;土壤堿化性質(zhì);產(chǎn)量;土壤表層中可溶性鹽成分進(jìn)行不斷積聚構(gòu)成鹽堿土的經(jīng)過稱為鹽堿化，主要表現(xiàn)為土壤中積累了太多的可溶性鹽類〔Na2SO4、NaCl、Na2CO3、Ca等〕。土壤鹽堿化是全世界面臨的一個難題[1]，當(dāng)前已逐步成為限制全球范圍農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個主要因素，全球鹽堿地面積約為9.55×108hm2，而我們國家鹽堿地的面積約高達(dá)9.913×107hm2[2,3]，主要分布在華北、東北、西北以及東部濱海地區(qū)，同時隨著人口的急劇增長，所需耕地面積卻逐步減少，進(jìn)而鹽堿地的改進(jìn)利用存在宏大的開發(fā)潛力[4]。白城市地處吉林省西部，土地總面積為2.6×104hm2，鹽堿地面積達(dá)63.12×104hm2，占土地面積的24.3%[5]，已經(jīng)對該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了宏大的威脅，因而吉林西部鹽堿地改進(jìn)利用對于能否改善當(dāng)?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境，能否改善生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要作用，而且在吉林省西部土地資源中鹽堿地面積占據(jù)重要的比例，其合理利用與否已經(jīng)成為吉林西部草牧業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。脫硫石膏的性質(zhì)與天然的石膏類似，主要成分為CaSO4·2H2O和CaSO3，并含有豐富的S、Ca、Si等植物抗逆性[5,6]，因此在土壤鹽堿地改進(jìn)上具有一定的可利用空間[6,7,8]。施用脫硫石膏并對其進(jìn)行監(jiān)測、研究其發(fā)生發(fā)展規(guī)律，更好地進(jìn)行改進(jìn)治理，顯得特別重要。同時通過利用電廠脫硫石膏來進(jìn)行改進(jìn)鹽堿地，既能解決電廠脫硫石膏占地堆放的問題，又到達(dá)了通過改進(jìn)鹽堿地來增加可利用耕地面積的數(shù)量。脫硫石膏的改進(jìn)利用，不僅為將來鹽堿地改進(jìn)開拓了新的道路，同時對建設(shè)環(huán)境友好型社會的發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有積極作用[3]。本研究采用不同的脫硫石膏施用量，以期為白城地區(qū)甜高粱栽培技術(shù)和鹽堿地改進(jìn)提供理論根據(jù)。1、材料與方式方法1.1、供試材料供試材料為白城電廠的脫硫石膏，甜高粱品種為“海牛〞。供試土樣取自吉林省白城市洮北區(qū)0～20cm、20～40cm、40～60cm耕作層。1.2、試驗(yàn)區(qū)大概情況試驗(yàn)地位于吉林省西部地級市白城，播前將脫硫石膏一次性人工均勻施于試驗(yàn)田，深翻20cm，保證與土壤充分混合[9]，播前底肥施復(fù)合肥1.33kg·hm-2，土壤理化性質(zhì)為土層0～60cm，總堿度為0.57cmol·kg-1，堿化度為31.9%,pH為8.9，全鹽為5.5g·kg-1。1.3、試驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求，脫硫石膏的施用量分別為50kg·hm-2、100kg·hm-2、150kg·hm-2、200kg·hm-2,同時設(shè)空白對照組，重復(fù)3次，共15個小區(qū)。人工播種于2022年5月8日，行距為50cm，播種深度為4～5cm。甜高粱品種為“海牛〞，播種量13.5kg·hm-2。2022年10月5日進(jìn)行收獲，每小區(qū)測定其產(chǎn)量。在甜高梁出苗期、開花期和成熟期，每個試驗(yàn)小區(qū)分別測定出苗率、株高、株徑、植株鮮重和根鮮重等生長發(fā)育指標(biāo)。在收獲時，測定土壤堿化指標(biāo)，如土層0～60cm堿化、總堿度和pH。出苗期測定時間為2022年6月10日；開花期測定時間為2022年8月10日；成熟期測定時間為2022年10月5日。1.4、數(shù)據(jù)分析方式方法采用Excel軟件進(jìn)行分析和繪圖，再用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件對各處理下的不同指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan法進(jìn)行顯著性分析。t檢驗(yàn)法用于比擬差異顯著性，檢驗(yàn)水平為p=0.05。2、結(jié)果與分析2.1、對土壤堿化性質(zhì)的影響詳細(xì)見表1，施用不同量的脫硫石膏對不同土層深度在堿化度降低、總堿度降低、pH降低方面都有一定的顯著提高，比照空白對照組，4個不同施用量在堿化度、總堿度、pH3個指標(biāo)上都顯著高于空白〔p0.05〕，在堿化度降低方面，100kg·hm-2的脫硫石膏施用量在土壤表層表現(xiàn)堿化度降低數(shù)值最高，而更深切進(jìn)入的土層，各施用量間差異不顯著。在總堿度降低方面，與堿化度降低結(jié)果類似，唯一不同的是在4種施用量之間差異不顯著，但是在表1中能夠看到，100kg·hm-2的脫硫石膏施用量在總堿度降低方面降低的數(shù)值最高。在pH降低方面，與堿化度降低結(jié)果同樣類似，而不同的是，100kg·hm-2的脫硫石膏施用量在土層0～20cm、20～40cm和平均都顯著高于其余各處理組。表1脫硫石膏施用量對土壤堿化性質(zhì)的影響注：同行不同小寫字母表示不同施用量之間差異顯著，p0.05，下同。圖1脫硫石膏施用量與降低土壤堿化度的動態(tài)關(guān)系由圖1可知，當(dāng)脫硫石膏施用量為119.33kg·hm-2時，降低土壤堿化度的值最大，到達(dá)10.76%；由圖2可知，當(dāng)脫硫廢棄物施用量為116.67kg·hm-2時，降低土壤總堿度的值最大，到達(dá)0.23cmol·kg-1；由圖3可知，當(dāng)脫硫石膏施用量為114.67kg·hm-2時，降低土壤pH最大，到達(dá)0.61。因而，為了更好地實(shí)現(xiàn)鹽堿土到達(dá)最好的改進(jìn)效果，脫硫石膏施用量能夠初步判定約為114.67～119.33kg·hm-2。2.2、對甜高梁生長發(fā)育的影響由表2可知，在甜高粱生長發(fā)育階段，脫硫石膏的不同施用量在植株各生育期各生產(chǎn)指標(biāo)上表現(xiàn)類似，在出苗期時，4個處理組在出苗率、株高、株徑、植株鮮重方面數(shù)值均顯著高于空白對照組〔p0.05〕，但在鮮根重的表現(xiàn)上，只要50kg·hm-2施用量是顯著高于其它處理組的。在開花期時，在出苗率、株高、株徑、植株鮮重等4個方面結(jié)果與出苗期時類似，唯一區(qū)別是在鮮根重的表現(xiàn)上各處理組與空白對照組之間均沒有顯著差異。在成熟期時，4個處理組在株高、株徑、鮮根重和植株鮮重4個指標(biāo)上均顯著高于空白對照組，同時在表中能夠看到100kg·hm-2時植株株徑數(shù)值最高。由圖4可知，當(dāng)施用量為116.67kg·hm-2時，甜高梁出苗率最高，到達(dá)78.41%。圖2脫硫石膏施用量與降低土壤總堿度的關(guān)系圖3脫硫石膏不同施用量與降低土壤堿化度的關(guān)系表2脫硫石膏施用量對甜高粱生長發(fā)育的影響注：出苗期測定時間6月10日；開花期測定時間8月10日；成熟期測定時間10月5日。圖4脫硫石膏施用量與出苗率的關(guān)系圖5脫硫石膏不同施用量與產(chǎn)量的關(guān)系2.3、脫硫石膏施用量對甜高粱產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響由表3可知，脫硫石膏的不同施用量在千粒重上表現(xiàn)均不顯著，在每株粒數(shù)上是100kg·hm-2表現(xiàn)最好，均顯著高于其余處理組〔p0.05〕，而在秸稈鮮重、收獲株數(shù)、籽粒理論產(chǎn)量、籽粒實(shí)際產(chǎn)量、總產(chǎn)量5個指標(biāo)上，施用脫硫石膏的4個處理組均顯著高于空白對照組〔p0.05〕，十分是在50kg·hm-2的施用量上，表現(xiàn)最好，數(shù)值最高。由圖5可知，當(dāng)脫硫廢棄物施用量為116.67kg·hm-2時，甜高粱產(chǎn)量最高，到達(dá)84.35kg·hm-2。表3施用脫硫石膏對甜高粱產(chǎn)量及產(chǎn)量組成的影響3、討論研究表示清楚，脫硫石膏在改善鹽堿土壤中的應(yīng)用能夠顯著降低土壤總堿度、堿度和pH值。然而，根據(jù)施用的脫硫石膏的量，土壤總堿度、堿度和pH值的降低值也不同[10]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示當(dāng)脫硫石膏施用量為100kg·hm-2時，土壤堿化度、總堿度和pH降低分別為10.5%、0.23cmol·kg-1、0.68，較施用量50kg·hm-2、150kg·hm-2和200kg·hm-2，對降低土壤總堿度、堿化度和pH的效果更顯著，講明施用100kg·hm-2的脫硫石膏能夠顯著降低土壤的總堿度、堿化度和pH值。有研究表示清楚，隨著脫硫石膏施用量的不斷增加，土壤中總鹽含量〔TDS〕也隨之不斷增加，而鹽分的增大一定會抑制作物的出苗和生長發(fā)育[5,11]。因而，鹽堿地的改善效果與脫硫石膏的量沒有正相關(guān)關(guān)系，必須選擇適宜的脫硫石膏的量。在回歸方程的曲線圖上能夠看到，降低土壤堿化度、總堿度和pH值3個方面的數(shù)值最高點(diǎn)約在114.67～119.33kg·hm-2，因而，為了更好地對鹽堿土進(jìn)行一定效果的改進(jìn)利用，本試驗(yàn)建議脫硫石膏施用量能夠確定為114.67～119.33kg·hm-2，但是，應(yīng)進(jìn)一步研究詳細(xì)數(shù)值。脫硫石膏可降低土壤的pH值和堿度，并干涉華而不實(shí)所含的高價離子，以減少土壤膠體負(fù)外表互相排擠所產(chǎn)生的潛在電位。其通過互相吸附促進(jìn)土壤膠體的凝聚，有利于土壤團(tuán)圓體構(gòu)造的構(gòu)成，降低土壤容重，提高土壤持水能力。改善作物根系生長環(huán)境，促進(jìn)作物生長發(fā)育[12]。然而，該試驗(yàn)結(jié)果表示清楚，由于施用的脫硫石膏的量不同，對作物生長和發(fā)育的影響也不同。施用脫硫石膏100kg·hm-2較施用量50kg·hm-2、150kg·hm-2和200kg·hm-2，對促進(jìn)甜高梁的株高、株徑和植株鮮重的效果更顯著，但對根鮮重沒有明顯的效果，而從出苗率的線性回歸曲線圖中能夠看出，脫硫石膏施用量約在116.67kg·hm-2時出苗率最高，則講明與土壤堿化性質(zhì)的結(jié)果一樣，試驗(yàn)設(shè)置的方案4種處理組中100kg·hm-2土壤堿化性質(zhì)和生長發(fā)育指標(biāo)上表現(xiàn)最好，但在回歸方程式上均能夠看出估計(jì)在114.67～119.33kg·hm-2還可能存在更好的施用脫硫石膏的施用量，有待進(jìn)一步研究。有研究得出的結(jié)論是，以為適量施加脫硫石膏會提高葵花的產(chǎn)量，但是當(dāng)作物產(chǎn)量到達(dá)峰值后，繼續(xù)增加脫硫石膏用量會降低作物的產(chǎn)量[5,13]。本試驗(yàn)研究結(jié)果也表示清楚，脫硫石膏施用量不同，甜高粱產(chǎn)量不同。施用脫硫石膏100kg·hm-2較施用量50kg·hm-2、150kg·hm-2和200kg·hm-2，對促進(jìn)甜高粱秸稈鮮重效果更顯著，同樣對籽粒產(chǎn)量的效果更明顯。但是，脫硫石膏施用量的多少對甜高梁千粒重效果沒有明顯差異，而在線性回歸的曲線圖上，產(chǎn)量的表現(xiàn)與土壤堿化性質(zhì)和植株生長發(fā)育的表現(xiàn)結(jié)果類似，均表示在114.67～119.33kg·hm-2存在更好的脫硫石膏的施用量，講明該試驗(yàn)應(yīng)開展進(jìn)一步的研究，以期能夠確定詳細(xì)的脫硫石膏最佳施用量。4、結(jié)論根據(jù)吉林西部白城地區(qū)土壤理化性質(zhì)，結(jié)合甜高粱的出苗率、株高、產(chǎn)量等生物量指標(biāo)，建議脫硫石膏100kg·hm-2是最適宜種植甜高粱時的施用量，同時建議在114.67～119.33kg·hm-2的施用量上開展進(jìn)一步研究。以下為參考文獻(xiàn)[1]馬榮群,黃粵,沙廣利,李梅,葛紅娟,萬述偉.四種蘋果砧木試管苗耐鹽性初步評價[J].西北園藝(綜合),2021(03):59-60.[2]王尊親.中國鹽漬土[M].北京:科學(xué)出版社,1993.[3]李玉波,許清濤.高標(biāo),等.脫硫石膏改進(jìn)鹽堿地對紫花苜蓿生長的影響[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2021,43(07):132-134.[4]FlowersTJ.Improvingcropsalttolerance[J].JourmalExperimentaBotany,2004,55(396):307-319.[5]許清濤,玉波.脫硫石膏改進(jìn)堿化土壤的施用量研究[].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020,41(02)-:341-343.[6]Al-KaraklGN,AI-OmoushM.Wheatresponsetophosphogypsumandmyorhizalfungiinalkalinesoi[J].JournalofPlantNutrition,2002,25(04)-873-883.[7]ClarkRB,RitcheyKD,BalingarVC.BenefitsandconstraintsforuseofFGDproductsonagriculturalland[J].Fuel,2001,80(6):821-828.[8]張伶波,陳廠鋒,田曉紅,等.鹽堿土石膏與有機(jī)物料組合對作物產(chǎn)量與籽粒養(yǎng)分含量的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2021(12):12-17.[9]王彬，沈靖麗,田蕾.施用脫硫石膏對苜蓿營養(yǎng)器官離子分布及抗逆性的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021.4523)-177-180.[10]姜樹偉,秦翠娟,盧作基.脫硫石膏土地資源化應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].綠色科技,2020(11):185-186.[11]王金滿,白中科,葉馳驅(qū),