滨海盐碱地控释掺混肥配施调理剂对小麦生长的影响

Effects of Combined Application of Controlled-Release Bulk Blended Fertilizer with Conditioner in Coastal Saline Soil on Wheat Growth

朱家辉 Jiahui ZHU , 陈宝成 Baocheng CHEN , 王晓琪 Xiaoqi WANG , 周华敏 Huamin ZHOU , 梁海 Hai LIANG , 刘之广 Zhiguang LIU , 陈剑秋 Jianqiu CHEN

1 土肥资源高效利用国家工程实验室，山东农业大学资源与环境学院山东泰安 271018 National Engineering Laboratory for Efficient Utilization of Soil and Fertilizer Resources, College of Resources and Environment, Shandong Agricultural University, Tai′an 271018, China 2 养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室，金正大生态工程集团股份有限公司山东临沭 276700 State Key Laboratory of Nutrition Resources Integrated Utilization, Shandong Kingenta Ecological Engineering Co., Ltd., Linshu 276700, China

Author notes:

Correspondence to: 陈宝成(1969—)，男，副教授，硕士生导师，主要从事土肥高效利用及土壤化学研究；bcch108205@163.com

摘要：

为了研究控释掺混肥与土壤调理剂和生物有机肥配施对种植小麦的轻度盐化的滨海盐碱地的土壤性质、作物产量及经济效益方面的影响，利用滨海盐碱地进行小麦大田试验，并与农民习惯施肥进行对比。试验结果表明：在20~40 cm土壤中，与CCF处理相比，CRF处理可降低土壤全盐量6.6%~13.2%；相比CCF处理，CRF处理在小麦各个时期增加了耕层土壤的硝态氮含量，增幅为2.9%~13.1%，差异显著；CRF处理的小麦千粒重和产量均为最高，分别为37.45 g和5 963 kg/hm²，较CCF处理差异显著，产量较CCF处理增加15.4%；CRF处理较CCF处理增加纯收入1 682元/hm²，差异显著。从施肥便捷性、小麦产量和纯收入考虑，在低含盐量的滨海盐碱地种植小麦，推荐施用控释掺混肥。

关键词：

小麦; 滨海盐碱地; 控释掺混肥; 调理剂;

Abstract：

In order to study the effects of combined application of controlled-release bulk blended fertilizer with soil conditioner and bio-organic fertilizer to the light salinized soil in coastal saline area for growing wheat on soil properties, crop yield and economic benefit, a wheat field experiment in coastal saline area is carried out and is compared with farmer conventional fertilization. Experimental results show that in the 20~40 cm soil layer, compared with the CCF treatment, the CRF treatment reduces the soil total salt content by 6.6%~13.2%; compared with the CCF treatment, the CRF treatment increases NO₃^--N content in surface soil at different growth stages of wheat, with increase range of 2.9%-13.1%, the difference is significant; thousand kernel weight and yield of CRF treatment wheat are the highest, being 37.45 g and 5 963 kg/hm² respectively, compared with CCF treatment, the difference is significant, the yield increases by 15.4% than that of CCF treatment; CRF treatment increases net income by 1 682 yuan/hm² than that of CCF treatment, the difference is significant. From perspective of convenience of applying fertilizer, wheat yield and net income, the application of controlled-release bulk blended fertilizer is recommend for growing wheat in the light salinized soil in coastal saline area.

Keyword：

wheat; coastal saline area; controlled-release bulk blended fertilizer; conditioner;

山东省滨海盐碱地主要分布在黄河三角洲地区，其轻度盐碱地面积有增长趋势，而中度和重度盐碱地面积有减少趋势^[1]。目前，国家和山东省正在渤海盐碱地实施“渤海粮仓”项目，玉米、小麦、水稻等是该工程种植的主要粮食作物。由于受土壤全盐量和养分含量的影响，滨海盐碱地作为土壤资源在农业生产中的利用受到限制，如何合理地充分利用滨海盐碱地是多年来研究的内容之一。

目前在改良盐碱地的方法中，主要的物理措施有铺沙、覆盖、铺设暗管排水、建立膜下温室等^[2-3]，主要的化学措施有施用牛粪、脱硫石膏、天然矿物等^[4-9]，主要的微生物措施有施用生物有机肥等^[10]。施用土壤调理剂和合理施肥也是控制盐分的重要措施之一。

农民采用一次性大量施用化肥作为底肥的施肥方式使肥料在土壤中被淋失和残留，同时增加了土壤中盐离子的含量，不仅破坏土壤，而且没有十分明显的增产效果^[11]。研究表明，通过施肥来调控土壤盐分是一种有效途径^[12]。控释肥的养分释放曲线与作物需肥规律相一致，可满足一季作物的养分需求^[13]，不会造成养分的淋失和残留；另外，腐殖酸、有机微生物菌剂等土壤调理剂对盐碱地改良具有一定的作用^[14]。目前，缓控释肥以及缓控释肥与腐殖酸和有机微生物肥等配施在盐碱地上应用效果的研究相对较少。黄河三角洲盐碱土速效钾含量较高而有效磷含量较低，农民在施肥过程中施用的磷肥较少，而磷肥偏酸性，对降低滨海盐碱地的碱性有一定作用。

为实现合理施肥、调节盐碱土性质以及提高小麦产量，在轻度盐化滨海盐碱地施用控释掺混肥，结合腐殖酸、有机微生物肥等土壤调理剂并施用腐殖酸复合肥，与农民习惯施肥进行对比，研究了控释掺混肥配施调理剂对滨海盐碱地条件下小麦生长、土壤养分及化学性质的影响，以期获得适合该区域的小麦合理施肥配方，为滨海盐碱地种植冬小麦提供科学建议。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2014年10月15日，在山东省滨州市无棣县“渤海粮仓”项目示范区进行试验。该地区属于暖温带半湿润大陆性季风气候，土壤为轻度盐化土，土壤基本理化性状：pH 8.5(水土比2.5 :1.0)，含盐质量分数0.13%，全氮含量1.06 g/kg，有效磷含量10.1 mg/kg，速效钾含量152.21 mg/kg，有机质含量15.19 g/kg。供试小麦品种为小偃81，生育期240 d。供试肥料为控释期3个月的硫加树脂包膜尿素(含氮质量分数35%)、普通尿素(含氮质量分数46%)、过磷酸钙(含P₂O₅质量分数18%)、硫酸钾(含K₂O质量分数50%)、复合肥(N-P₂O₅-K₂O=16-16-16)、腐殖酸复合肥(N-P₂O₅-K₂O=28-6-8)、腐殖酸土壤调理剂、生物有机肥(嗜盐微生物+麦麸等)、硫酸亚铁。

1.2 试验设计

采用田间小区试验，共设8个处理，每个处理设置3次重复。每个小区面积为6×5=30(m²)，小区之间设置0.8 m宽隔离带。施肥方式为表面撒施，按照当地方式翻耕、播种。施肥设计如表 1所示。

表 1

施肥设计

处理代号	处理	N-P₂O₅-K₂O用量/(kg·hm^-2)	小区施肥量
CK	空白	0-0-0	不施肥
CCF	农民习惯施肥	225-75-75	1.35 kg复合肥，拔节期追施尿素1.00 kg
CRF	控释掺混肥	225-225-75	硫加树脂尿素1.15 kg，尿素0.60 kg，过磷酸钙3.75 kg，硫酸钾0.45 kg
HCF	腐殖酸复合肥	225-225-75	腐殖酸复合肥2.41 kg，过磷酸钙2.74 kg
ACRF	控释掺混肥+腐殖酸调理剂	225-225-75+4 500	硫加树脂尿素1.15 kg，尿素0.60 kg，过磷酸钙3.75 kg，硫酸钾0.45 kg，腐殖酸调理剂13.5 kg
OCRF	控释掺混肥+生物有机肥	225-225-75+12 000	硫加树脂尿素1.15 kg，尿素0.60 kg，过磷酸钙3.75 kg，硫酸钾0.45 kg，生物有机肥36.00 kg
ACRFT	控释掺混肥+腐殖酸调理剂+硫酸亚铁	225-225-75+4 500+750	硫加树脂尿素1.15 kg，尿素0.60 kg，过磷酸钙3.75 kg，硫酸钾0.45 kg，腐殖酸调理剂13.5 kg，硫酸亚铁2.25 kg
AT	腐殖酸调理剂+硫酸亚铁	4 500+750	腐殖酸调理剂13.5kg，硫酸亚铁2.25 kg

1.3 样品采集及测定

小麦播种前，采集试验区的基础土样。在小麦苗期(2014年11月20日)、返青期(2015年3月3日)、抽穗期(2015年5月4日)和成熟期(2015年6月15日)共4个时期采集0~20 cm及后3个时期20~40 cm土壤样品(三点取样法)和植株样品(五点取样法)，于2015年7月至8月对土壤各项指标进行分析化验。

土壤理化性质按照土壤农业化学标准分析方法测定：土壤pH采用pH计测定；土壤硝态氮和铵态氮含量采用电导率法测定，即先用0.01 mol/L CaCl₂浸提，然后用AA3-A001-02E，BRAN+LUEBBE流动注射分析仪测定；土壤有机质含量采用重铬酸钾－硫酸加热氧化法测定；土壤有效磷含量先用0.5 mol/L NaHCO₃浸提，然后用Smartchem 200流动注射分析仪测定；土壤速效钾含量采用1 mol/L乙酸铵浸提－火焰光度法测定；植株全氮、全磷、全钾含量采用H₂SO₄-H₂O₂联合消煮法测定；植株叶片叶绿素含量(SPAD值)采用SPAD-502叶绿素仪测定；株高用直尺测量；采用实打实收测定小麦产量。

1.4 数据分析

相关数据处理采用Excel 2010和SAS 8.0软件进行处理和统计分析，采用ANOVA进行方差分析，不同处理之间采用Duncan′s Multiple Range Test方法检验各处理平均数在P < 0.05水平的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤不同深度全盐量的影响

土壤全盐量一部分来自于土壤本身，一部分与施入的肥料有关。各处理小麦不同生育期0~20 cm和20~40 cm土壤全盐量变化分别如图 1和图 2所示。

图 1

各处理小麦不同生育期0~20 cm土壤全盐量变化

图 2

各处理小麦不同生育期20~40 cm土壤全盐量变化

由图 1可看出，所有处理的0~20 cm土壤全盐量变化的整体趋势一致。由于肥料大多是一次性施入，在苗期所有施肥处理的全盐量较CK有所增加。在之后的返青期、灌浆期和成熟期，除了HCF和AT处理以外，其他施肥处理的全盐量与CCF处理差异性不显著，其原因：①施用腐殖酸调理剂的处理中，有机物质对盐分离子具有一定的吸附作用；②控释肥养分释放曲线与植物生长养分需求曲线相符，分次释放不会造成养分一次性施用过量而增加土壤盐分，通过AT处理可发现腐殖酸调理剂和硫酸亚铁并未给土壤带来较多的盐分。

由图 2可看出：所有处理的20~40 cm土壤全盐量变化的整体趋势一致，且在返青期、灌浆期和成熟期与0~20 cm土壤层全盐量变化趋势一致；CRF处理的全盐量较CCF处理明显降低，降幅为6.6%~13.2%，其主要原因同上。

2.2 不同处理对土壤硝态氮和铵态氮含量的影响

小麦不同生育期各处理土壤硝态氮和铵态氮含量如表 2所示。

表 2

小麦不同生育期各处理土壤硝态氮和铵态氮含量 mg/kg

处理代号	硝态氮				铵态氮
处理代号	苗期	返青期	抽穗期	成熟期	苗期	返青期	抽穗期	成熟期
注：1)同列中平均值尾部标有相同小写字母表示不同处理之间差异不显著(P < 0.05)，下同
CK	28.68 d	32.52 ab	31.60 b	32.38 b	16.82 d	16.70 b	18.20 b	18.39 c
CCF	35.05 b	37.66 ab	35.83 ab	34.06 b	20.08 c	20.13 ab	21.41 a	19.74 ab
CRF	39.42 a	38.78 a	39.08 a	38.50 a	25.28 a	21.07 a	21.64 a	19.40 abc
HCF	33.26 bc	35.53 ab	33.18 ab	32.73	22.26 bc	17.47 ab	18.35 b	18.42 c
ACRF	34.90 b	35.03 ab	38.17 ab	36.06 ab	21.49 bc	19.16 ab	19.77 ab	19.82 ab
OCRF	36.38 ab	35.34 ab	40.24 a	36.16 ab	22.94 ab	18.82 ab	19.42 ab	20.16 a
ACRFT	33.56 bc	35.88 ab	34.62 ab	32.96 b	21.12 bc	18.48 ab	19.39 ab	18.74 bc
AT	33.56 bc	35.88 ab8	34.62 ab	32.96 b	19.87 c	19.02 ab	20.78 ab	19.62 ab

由表 2可知：在整个小麦生育期内，CK和AT处理的土壤硝态氮含量均保持在较低水平，而CRF处理的土壤硝态氮含量始终保持在最高水平；在苗期，CRF处理和OCRF处理的土壤硝态氮含量较其他处理高且差异显著；与CCF处理相比，CRF处理在小麦生长各个时期均提高了土壤硝态氮含量，增幅在2.9%~13.1%，这是由于控释肥在小麦生长各个时期，尤其是在生长后期具有养分供应优势，能长期保持土壤中硝态氮离子的数量和活性；HCF，ACRF，OCRF和ACRFT处理的土壤硝态氮含量与CCF处理差异不显著。控释肥与腐殖酸调理剂和生物有机肥之间是否存在相互作用，从而影响土壤中硝态氮含量，需作进一步的试验研究。

由表 2可知：在小麦整个生育期中，CK和AT处理的土壤铵态氮含量均保持在较低水平，而CRF处理的土壤铵态氮含量保持在较高的水平；与CCF处理相比，CRF处理在小麦苗期、返青期和抽穗期提高了土壤铵态氮含量，增幅为1.1%~25.8%；HCF，ACRF，OCRF和ACRFT处理的土壤铵态氮含量与CCF处理差异不显著。同样，控释肥与腐殖酸调理剂和生物有机肥之间是否存在相互作用，从而影响土壤中铵态氮含量，需作进一步的试验研究。

2.3 不同处理对土壤有效磷和速效钾含量的影响

小麦不同生育期各处理0~20 cm土壤有效磷和速效钾含量如表 3所示。

表 3

小麦不同生育期各处理0~20 cm土壤有效磷和速效钾含量 mg/kg

处理代号	有效磷				速效磷
处理代号	苗期	返青期	抽穗期	成熟期	苗期	返青期	抽穗期	成熟期
CK	12.08 c	10.98 d	11.91 c	11.04 c	160.93 b	150.79 b	153.42 b	143.47 b
CCF	16.55 b	14.04 b	14.89 b	13.34 b	180.08 ab	160.14 ab	175.90 ab	166.75 ab
CRF	19.06 a	16.82 a	19.59 a	16.44 a	189.24 a	170.20 a	186.82 a	177.70 a
HCF	19.02 a	16.67 a	18.69 a	15.26 a	186.02 ab	160.03 ab	181.75 ab	161.73 ab
ACRF	18.86 a	16.47 a	19.15 a	15.40 a	188.39 a	162.53 ab	177.50 ab	162.53 ab
OCRF	20.54 a	16.43 a	19.39 a	16.18 a	183.45 ab	160.20 ab	189.29 a	166.02 ab
ACRFT	19.04 a	16.45 a	18.86 a	15.45 a	168.49 ab	158.533 ab	172.63 ab	155.19 ab
AT	12.65 c	12.45 c	12.57 c	11.50 c	164.15 ab	158.38 ab	157.20 ab	150.07 ab

由于试验地土壤有效磷含量较低，与CCF处理相比，CRF，HCF，ACRF，OCRF和ACRFT处理均增加了磷肥施用量。磷元素在土壤中容易因吸附、螯合等而被固定，其在土壤中的移动能力差，外源添加对土壤中有效磷含量影响作用较大。过磷酸钙具有改良碱性土壤的作用，同时能为土壤提供一定量的磷元素，在盐碱地与其他肥料配合施用有一定的改良效果。由表 3可知，与CCF处理相比，增施磷肥的处理提高了土壤有效磷含量，但这些处理之间差异不显著，这主要是由于外源磷肥施用所造成的。

由于试验地土壤速效钾含量较为丰富，因此所有施用钾肥处理的施钾量较小。由表 3可看出：各处理的土壤中速效钾含量呈先降低后升高又降低的趋势，这与小麦相应生长时期从土壤中大量吸收速效钾以满足生长需求有关；在小麦整个生育期内，CK处理的土壤有效钾含量始终保持在较低水平，但各处理间的土壤速效钾含量差异并不显著，其原因是滨海盐碱地本身含钾量较为丰富，加之施钾量相对较小，外源钾对土壤速效钾含量的影响不起主要作用。

2.4 不同处理对土壤有机质含量的影响

小麦不同生育期各处理的土壤有机质含量如表 4所示。

表 4

小麦不同生育期各处理的土壤有机质含量 g/kg

处理代号	苗期	返青期	抽穗期	成熟期
CK	17.68 c	17.91 d	18.32 d	17.84 c
CCF	17.70 c	18.15 d	18.17 d	18.01 c
CRF	18.05 c	18.23 d	18.12 d	18.31 c
HCF	19.93 b	19.89 c	20.91 c	20.42 b
ACRF	22.26 a	22.19 a	22.52 a	22.32 a
OCRF	21.97 a	20.40 bc	20.55 c	20.69 b
ACRFT	22.26 a	21.56 ab	22.32 ab	20.70 b
AT	21.89 a	21.73 a	21.30 bc	20.08 b

从整体来看，施用腐殖酸复合肥、腐殖酸调理剂和生物有机肥的处理对土壤有机质含量的提高有明显作用，与不施用的处理间差异显著；ACRF处理最优，土壤有机质含量在22.19~22.52 g/kg，而CCF和CRF处理对土壤有机质含量增加不明显。这是由于腐殖酸调理剂内带有部分有机物质，对提高土壤有机质含量有一定的效果；生物有机肥本身含有的细菌可分解有机物，与其配合的麦麸等物质同样对增加土壤有机质含量有一定帮助；腐殖酸复合肥中的有机物质也有利于提高土壤有机质含量，可改良土壤性质。

2.5 不同处理对小麦产量及经济效益的影响

不同处理的小麦产量及经济效益如表 5所示。

表 5

不同处理的小麦产量及经济效益

处理代号	千粒重/g	产量/(kg·hm^-2)	增产率/%	肥料成本/(元·hm^-2)	其他成本/(元·hm^-2)	纯收入/(元·hm^-2)	增收/(元·hm^-2)
CK	34.75 b	4 684 e	-9.3
CCF	35.54 b	5 166 e		1 563	4 000	12 517
CRF	37.45 a	5 963 a	15.4	2 670	4 000	14 199	1 682
HCF	34.92 b	5 177 c	0.2	2 556	4 000	11 562	-955
ACRF	35.49 b	5 381 b	4.2	7 170	4 000	7 663	-4 854
OCRF	36.89 a	5 404 b	4.6	8 670	4 000	6 244	-6 273
ACRFT	35.57 b	5 396 b	4.5	7 470	4 000	7 416	-5 101
AT	35.20 b	4 846 d	-6.2	4 800	4 000	8 161	-4 356

由表 5可知：不同处理的小麦籽粒的千粒重不同，CRF处理的千粒重最大，OCRF处理其次，相较于其他处理差异显著；各处理小麦产量不同，以CRF处理最高，产量差异达显著水平；与CCF处理相比，CRF处理增产、增收效果明显，对盐碱地的整体改良效果较好；与CCF处理相比，由于HCF处理的增产效果不显著且肥料成本高，导致其收入减少；由于ACRF，OCRF和ACRFT处理分别施用大量的腐殖酸调理剂和生物有机肥，虽然比CCF处理有一定的增产效果，但由于肥料成本过高，导致纯收入减少较多。从施肥便捷性、小麦产量和纯收入综合考虑，推荐使用CRF处理的施肥配方。

3 结语

(1) CRF，HCF，ACRF，OCRF和ACRFT处理对0~20 cm土壤全盐量的影响与CCF处理差异不显著；在20~40 cm土壤中，与CCF处理相比，CRF处理的全盐量降低较为明显，降幅为6.6%~13.2%。

(2) 与CCF处理相比，CRF处理在小麦全生育期内提高了土壤硝态氮含量，增幅为2.9%~13.1%；在小麦苗期、返青期和抽穗期，提高了土壤铵态氮含量，增幅为1.1%~25.8%。

(3) 与其他处理相比，HCF，ACRF，OCRF，ACRFT和AT处理提高了土壤有机质含量，差异均达到显著水平，其中：ACRF处理最优，土壤有机质含量在22.19~22.52 g/kg；CCF和CRF处理对土壤有机质含量影响较小。

(4) CRF处理的小麦千粒重最大，与CCF处理的差异达显著水平；小麦产量以CRF处理最高，达5 963 kg/hm²，比CCF处理增产15.4%，差异达显著水平；CRF处理较CCF处理增加纯收入1 682元/hm²，差异达显著水平; 与CCF处理相比，HCF处理的增产效果不显著且肥料成本高，因此其纯收入低于CCF处理；ACRF，OCRF和ACRFT处理有一定的增产效果，但由于施用量大和肥料成本高，导致其纯收入较CCF处理减少较多。

综上所述，从施肥便捷性、小麦产量和纯收入考虑，在低含盐量滨海盐碱地种植小麦，推荐施用控释掺混肥。

ckwx 参考文献

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