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滨海滩涂是我国重要的后备土地资源,具有巨大发展潜力,但滩涂土壤盐分含量高,严重制约了滩涂的可持续开发利用。针对这一现状,对滩涂地进行盐碱改良剂及其优化应用模式的研究是很有必要的。本文以微区试验与大田试验相结合的方法,进行了针对滩涂盐碱地的改良调理制剂研究,分析了不同配方改良剂对土壤盐碱状况、地力培育状况及作物生长状况的影响,确定了适宜于滨海滩涂盐碱土壤的改良剂组成与用量。在此基础上进行了不同改良剂的应用模式研究,比较了改良剂与肥料的互作效应对盐碱地改土培肥与作物生长的提升效果,确定了最佳肥料用量,建立改良剂与肥料的优化应用模式。本研究旨在为滩涂盐碱土壤的改良利用提供依据,为研发滩涂土壤加速脱盐与高效控盐技术提供支撑,对提升滩涂土壤质量和土地生产力水平,实现滩涂区农业的可持续利用,具有重要的现实意义。主要研究内容与结果如下:
1.研究了改良剂应用对苏北滩涂土壤盐碱障碍的改良效果,筛选出有利于滩涂土壤盐碱障碍消除的改良剂。
通过微区试验,研究了不同改良剂对大麦-玉米轮作体系下土壤盐碱变化的影响,结果表明:在无充足水资源淋洗条件下,改良剂能够在一定程度上改善土壤性质,抑制土壤盐分上升表聚,降低土壤钠吸附比,改善土壤离子组成,降低土壤有害离子含量,尤其是Na+、Cl-含量,其主要作用于0~20 cm土层。由于改良剂材料配比不同,不同配方及相同配方不同用量间均存在一定差异,磷石膏比重大的富钙型改良剂对土壤盐碱障碍的消减效果明显好于其他类型改良剂,过多用量的改良剂都使土壤盐分、SAR及离子含量增加。相对而言,对土壤盐碱障碍改良效果最好的为P1的1500 kg hm-2用量,其表层土壤中盐分、SAR、Na+、K+、Mg2+、HCO3-、Cl-含量分别较CK低24.5%、57.2%、36.2%、38.5%、26.2%、18.5%、27.3%。
2.研究了改良剂应用对苏北滩涂盐碱土壤肥力与作物生长的调理作用,筛选出有利于滩涂盐碱地土壤肥力提升及作物产量增加的改良剂。
分析了不同改良剂对大麦.玉米轮作体系下土壤养分状况及作物生长状况的影响,结果表明:改良剂施用可显著提高土壤氮素、磷素及有机质含量,其中有效磷与有机质的增幅与改良剂用量呈显著正相关,不同配方对养分的提升效果不同,腐植酸比重高的改良剂对土壤肥力提升的效果最好,明显优于其他类型,对土壤培肥效果最好的处理为P3的2250 kg hm-2用量,其全氮、碱解氮、有效磷、有机质分别较CK高15.9%、133.5%、112.7%、61.9%。在一定用量条件下,改良剂均能在一定程度上促进作物生长,提高作物生物量及产量。随改良剂用量的增加,作物产量有不同程度增加,但当改良剂用量超过一定值时,其产量则会下降,增产效果最好的为P1处理的1500 kg hm-2,根据产量与改良剂用量的回归分析结果,推算出P1改良剂的最佳用量为1241 kg hm-2,对应最高产量为9.2×103kg hm-2。
结合盐分分析结果,可以得出,滩涂盐碱土壤改良剂的选择要根据实际情况有针对性地进行,且用量要适中。相对而言,对苏北滩涂盐碱土壤的盐分、养分提升及增产作用综合效果均较好的处理为P1的1500 kg hm-2,其生物量与产量分别达19.6×103 kg hm-2、9.1×103 kg hm-2,均显著高于其他处理,其表层土壤中盐分、SAR、Na+、K+、Mg2+、HCO3-、Cl-含量分别较CK低24.5%、57.2%、36.2%、38.5%、26.2%、18.5%、27.3%,碱解氮、全氮、有效磷、有机质含量分别较CK高53.2%、4.7%、54.6%、41.5%。
3.分析了改良剂的不同应用模式对滩涂盐碱地的提升效果,确定了最佳施肥参数,建立了优化应用模式。
将改良剂中的最优配方及施用量与不同施肥条件相耦合组成多种应用模式,研究了不同应用模式下土壤水盐、养分及玉米的生长状况。相关分析结果表明,玉米产量与表层土壤盐分含量呈负相关,与土壤返盐率呈显著负相关;与土壤中全氮、碱解氮、有效磷、有机质含量均呈显著正相关,其中土壤氮素和有机质是土壤养分中影响作物产量的主要因子。随氮肥用量增加,玉米产量增加,当氮肥用量超过350kg hm-2时,产量则降低,因此,滩涂盐碱区应主意氮磷肥的配施,并控制其用量在适合范围内。
本试验中改良剂与肥料的最佳应用模式为:1500 kg hm-2改良剂与150 kg hm-2磷肥及350 kg hm-2氮肥耦合,在主成分分析中得分最高,对土壤水盐、养分、作物生长及产量综合调理效果均较好,其产量达5.5×103 kg hm-2,相对未施改良剂处理而言,增加了18.3%,返盐率降低了21.2%,碱解氮、全氮、有效磷、速效钾、有机质含量分别高53.5%、12.2%、22.9%、9.4%、10.2%。根据产量与氮肥用量的回归分析结果,确定了施加改良剂条件下,氮肥的最经济用量为323.4 kg hm-2,对应产量可达5.3×103 kg hm-2。