不同改良剂对盐碱棉田的改良和棉花生长及产量影响研究

不同改良剂对盐碱棉田的改良和棉花生长及产量影响研究
张谦;冯国艺;祁虹;王树林;梁青龙;李智峰;林永增
【摘要】在盐碱棉田分别施加不同用量的禾康、DS‐1997、石膏、沸石，研究了
不同改良剂对盐碱棉田土壤含盐量、pH值及对棉花生长和产量的影响。

结果表明：4类改良剂对重度棉田的土壤含盐量均有显著影响，但不同施加量的改良剂对棉花苗期和收获期的影响效果不一致；禾康、石膏、沸石的不同施加量处理对土壤pH 值的影响为灌水后升高、苗期降低、收获期升高，DS‐1997为灌水后升高、苗期
继续升高、收获期降低，研究中施用的改良剂对降低土壤pH值的作用均不明显。

每公顷施用240 kg禾康效果最好，对棉花营养生长具有促进作用，为后期结铃打下基础，皮棉产量最高（505．9 kg／hm2）。

改良剂对苗期土壤含盐量的降低与棉花生长状况及结铃存在较强的关联性。

%Different krilium of hekang ,DS‐1997 ,gypsum and zeolite were applied to the alkali‐salinity cotton fields in Hebei coastal regions ,and their effects on soil salinity ,pH value and
cotton growth and yield were studied .The results showed that four of the krilium showed ex‐tremely significant effects in heavy coastal saline
fields ,and the effects of different dosages of the applied krilium were different .The effects of hekang ,gypsum ,zeolite at di fferent apply‐ing dosages on soil pH value increased after irrigation ,reduced at seedling stage ,and in‐creased during harvest .For DS‐1997 ,the effects increased after irrigation ,rose continuously in seedling stage ,and reduced during harvest .Results showed that the studied krilium had no obvious effects in reducing soil pH value . Of the krilium , 240 kg of hekang per hectare showed the best effect for cotton growth ,which laid the
foundation for boll development ,and the lint yield was the highest (505 .9 kg/hm2 )among all the treatments .The reducing of soil salinity by the tested krilium was found relevant to the cotton seedling grow th bolls develop‐ment .
【期刊名称】《河北农业大学学报》
【年(卷),期】2015(000)003
【总页数】5页(P7-11)
【关键词】改良剂;滨海盐碱地;含盐量;pH值;棉花;产量
【作者】张谦;冯国艺;祁虹;王树林;梁青龙;李智峰;林永增
【作者单位】河北省农林科学院棉花研究所/农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，河北石家庄 050051;河北省农林科学院棉花研究所/农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，河北石家庄 050051;河北省农林科学院棉花研究所/农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，河北石家庄 050051;河北省农林科学院棉花研究所/农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，河北石家庄 050051;河北省农林科学院棉花研究所/农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，河北石家庄050051;河北省农林科学院棉花研究所/农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，河北石家庄 050051;河北省农林科学院棉花研究所/农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，河北石家庄 050051
【正文语种】中文
【中图分类】S156.4
河北省滨海盐碱地主要分布在的唐山市、沧州市、秦皇岛市的一些滨海县（市、区）。

按农作物种类及自然植被生长分布情况划分，河北省滨海盐碱地土壤全盐含量在0.4%～0.6%为重度盐碱地，＞0.6%为盐荒地［1］。

棉花是耐盐碱作物之一，但随着土壤盐含量的增加，也会受到不同程度的盐胁迫危害。

一般情况下，当土壤含盐量＞0.3%时，棉花的生长发育会受到明显抑制，出现缺苗断垅、迟苗晚发、
开花结铃晚、晚熟品质差等现象；土壤含盐量＞0.65%时种子很难萌发［2］。

盐
含量在0.4%～0.6%的重度盐碱地是河北省滨海盐碱地的主要分布类型，面积最多，严重影响了该地区的农业发展水平。

改良治理是高效利用盐碱地资源主要手段。

目前，国内主要的盐碱地改良措施包括水利工程改良、生物改良、农业改良、化学改良等［3－4］。

单一的改良措施不
能实现最佳的改良效果，但适宜的改良措施筛选对盐碱地的改良具有基础意义。

化学改良措施指施加改良剂降低土壤盐碱含量，它可以改善土壤理化性状，增强土壤保土保水能力，增强土壤中微量元素的有效性，提高土壤肥力，同时还能提高土壤中微生物和酶活性，抑制病原微生物，增强植物的抗性［5］。

文献报道较多且在生产中采用的有禾康、康地宝、（磷）石膏、脱硫石膏、DS－1997等通过化学作用改变土壤盐碱含量以及沸石等具有很强离子吸附和交换能力的的改良剂［6－11］。

上述改良剂多见于对内陆盐碱地的改良效果比较，在滨海盐碱地及对棉花
生长的影响研究尚较少，本试验以不同施用量的禾康、DS－1997、石膏、沸石为试验材料，比较其对盐碱棉田含盐量、pH值、棉花生长及产量的影响，以期为滨海盐碱地改良提供技术和使用上的相关参考。

1 材料与方法
1.1 试验基本情况
试验于2014年在沧州市国营海兴农场进行，试验地土壤类型为滨海重度氯化物盐
土，含盐量在0.4%～1.0%，离子组成以 Cl－、Na＋、K＋为主，Cl－、Na＋＋
K＋各占阴离子、阳离子总量的75.9%和92.5%，植被以盐地碱蓬、芦苇为主。

试验地0～20cm耕层含盐量为0.62%，pH值为8.58。

棉花品种为‘冀228’，河北省农林科学院棉花研究所选育，中熟转基因常规品种，黄河流域棉区生育期
124d。

土壤改良剂包括DS－1997（山西省益田农业科技有限公司）、沸石（活化，石家庄市售）、石膏（海兴县市售）、禾康（北京飞鹰绿地科技发展有限公司）。

1.2 试验方法
小区面积33m2（5.5m×6m），4种土壤改良剂设计3个用量（折算为公顷用量），分别为DS－1997用量 1 500kg（DS－Ⅰ），3 000kg（DS－Ⅱ），6 000kg（DS－Ⅲ）；沸石3 750kg（FSH－Ⅰ），7 500 kg（FSH－Ⅱ），15 000kg（FSH－Ⅲ）；石膏7 500kg（SHG－Ⅰ），15 000kg（SHG－Ⅱ）、30 000kg（SHG－Ⅲ）；禾康60kg（HK－Ⅰ）、120kg（HK－Ⅱ）、240kg（HK －Ⅲ）、对照（CK）13个处理，每个处理重复3次。

DS－1997、沸石、石膏直
接撒施，禾康喷施，4月19日施加改良剂后悬耕10cm土层混匀并对处理分区灌水，5月11日播种。

机械化播种覆膜，棉花种植方式采用大小行种植，大行宽
1.0m，小行宽0.45m，每小区8行种植，播种量30kg／hm2，设计密度
（5.25×104）株／hm2。

播种时施复合肥40kg／hm2（N－P－K：24－10－14），雨季追肥1次（尿素150 kg／hm2），简化整枝，7月20日打顶，化控、病虫害防治按照当地管理措施。

1.3 取样及调查测定
1.3.1 含盐量及pH测定分别于4月26日（灌水1周）、6月19日（苗期）、
10月20日（收获期）对20cm耕层取土，测定土样含盐量和pH值。

1.3.2 棉花生育期及产量数据每小区标记10株棉花，7月15日、8月15日、9
月10日调查棉花株高、果枝数、成铃等；每小区调查中间2膜2m行长内
（5.8m2）的总铃数，计算单位面积成铃数；收获籽棉测定铃重；轧花后计算衣分和皮棉产量。

1.4 数据处理
土壤含盐量、pH值及棉花性状产量数据采用Excel、DPS v7.05软件进行统计和
分析。

2 结果与分析
2.1 不同改良剂处理对土壤耕层含盐量的影响
土壤含盐量是影响棉花生长的主要限制因素，施加改良剂的直接目的是实现土壤耕层含盐量的降低，创造适宜棉花生长的土壤环境。

棉花播种后的种子萌发阶段和苗期是棉花成苗的关键时期，收获期是对施加改良剂后检验全年改良效果的节点。

据表1可以看到，除SHG－Ⅲ处理外，灌水后7d土壤含盐量均有不同程度的降低，且低于同期对照处理，这就为种子萌发创造了较好环境。

其中，DS－1997、禾康、石膏、沸石处理含盐量变化范围分别为0.33%～0.49%、0.28%～0.49%、
0.35%～0.48%、0.22%～0.49%，且变现出含盐量降低幅度随着施加量增加而升高的趋势。

苗期随着土壤蒸发量的增加，土壤盐分向上层运移，对照含盐量增加到0.73%，低施加量的DS－1997和禾康降盐效果下降，耕层含盐量分别为0.64%
和0.69%，但仍低于对照。

低、高施加量的石膏处理后，耕层含盐量没有降低反
而增加明显，分别为0.8%和1.13%，其他处理与苗期对照比较均表现为不同程度的降盐效果，降盐幅度由高到低为 DS－Ⅱ＞ HK－Ⅲ＞ FSH－Ⅱ＞ FSH－Ⅰ＞
DS－Ⅲ＞ HK－Ⅱ＞ FSH－Ⅲ＞ SHG－Ⅱ＞ DS－Ⅰ＞HK－Ⅰ。

收获期不同施加量的DS－1997均有降盐效果，高施加量DS－Ⅲ处理含盐量最低，但3种施加量之间不存在差异；低施加量处理 HK－Ⅰ有降盐效果，中、高施加量 HK－Ⅱ、HK －Ⅲ无降盐效果，且含盐量升高；SHG－Ⅰ、SHG－Ⅱ较对照含盐量分别降低
57.2%和38.2%，SHG－Ⅲ处理含盐量升高；沸石随着施加量的增加，对含盐量
的影响为由升转降、由低到高，高施加量FSH－Ⅲ比对照降低41.4%。

收获期各
改良剂降盐效果由高到低顺序为SHG－Ⅰ＞FSH－Ⅲ＞SHG－Ⅱ＞ HK－Ⅰ＞ DS －Ⅲ＞FSH－Ⅱ＞DS－Ⅰ＞ DS－Ⅱ。

土壤pH值是影响棉花生长的另一个主要因素，通过表1看出，对照处理的pH值在棉花生育期内变化规律为灌水后升高、苗期降低、收获期升高，且pH值小于9.0；禾康、石膏、沸石的不同施加量处理都具有类似的变化趋势，峰值分别为
9.3，9.6，9.5。

DS－1997不同施加量处理pH值为灌水后升高、苗期继续升高、收获期降低。

从土壤含盐量和pH值比较来看，含盐量的高低并不对应pH值的高低，而且施加改良剂有土壤碱化的风险。

表1 不同时期土壤耕层含盐量和pH值比较Table 1 Comparison of soil salinity and pH value at different layer of topsail in different period注：同列小写字母不同表示差异达0.05显著水平，后表同。

改良剂Krilium处理Treatment含盐量／% Soil salinit y灌水后After irrigation（A）苗期Seedling stage（S）收获期Harvest time（H）pH值 pH value灌水后After irrigation（A）苗期Seedling stage（S）收获期Harvest time（H）DS－1997 DS－Ⅰ0.49c 0.64e 0.40d 9.0cde 9.3b 8.8bc DS－Ⅱ 0.44d 0.27i 0.41d 8.9ef 9.1b 9.0bc DS－
Ⅲ0.33ef 0.40h 0.39d 9.1bcd 9.6a 8.7c禾康HK－Ⅰ 0.49cd 0.69d 0.30e 8.8ef 8.4de 9.3ab HK－Ⅱ 0.46cd 0.45g 0.48c 9.0cde 8.7cd 9.0bc HK－Ⅲ 0.28f
0.29i 0.53b 9.2b 9.1b 9.1bc石膏SHG－Ⅰ 0.48cd 0.80b 0.20f 8.9def 9.0bc 9.6a SHG－Ⅱ 0.35e 0.55f 0.29e 9.5a 8.7cd 9.1bc SHG－Ⅲ 0.92a 1.13a 0.56b 8.6g 8.4de 8.7c沸石FSH－Ⅰ 0.49c 0.39h 0.86a 9.5a 9.1b 8.9bc FSH－Ⅱ
0.36e 0.37h 0.40d 8.8fg 8.3e 8.9bc FSH－Ⅲ 0.22g 0.54f 0.27e 9.2bc 8.3e
8.9bc对照— 0.60b 0.73c 0.46c 8.7fg 8.5de 8.9bc
2.2 不同改良剂处理对棉花生育性状的影响
表2中可以看出，HK－Ⅲ处理的棉花长势最好，表现为株高、果枝、成铃优于其他处理，后期成铃6.2个，其次为FSH－Ⅰ，成铃5.6个。

禾康处理中HK－Ⅱ苗期发育良好，但后期蕾铃脱落较多，导致结铃数下降；施加石膏的棉花长势不旺，株高、成铃数随施加量的增加而降低；沸石处理中低、中等施加量棉花单株结铃数多，FSH－Ⅲ的棉花前期长势稳定，但后期结铃保铃情况较差。

表2 改良剂对棉花生长及性状的影响Table 2 Influence of different krilium on cotton growth and development改良剂Krilium处理Treatment 7月15日株高／cm Plant height果枝／台Fruiting nodes成铃／个Bolls 8月15日株高／cm Plant height果枝／台Fruiting nodes成铃／个Bolls 9月10日株高／cm Plant height成铃／个Bolls DS－1997 DS－Ⅰ 54.9d 7.4cd 0 56.1cd 7.8bcd
3.9bcde 57.6ef 3.3cd DS－Ⅱ 57.7cd 7.6cd 0 58.3cd 8.0bc
4.4abcd 61.3de
4.3bc DS－Ⅲ 49.3e 6.5e 0 5
5.7cd 7.2de 3.8bcde 57.2ef 4.0bc d禾康HK－Ⅰ 37.5f 5.4f 0 40.0e 5.4f 3.3cde 41.3h 3.2cd HK－Ⅱ 63.0a 8.2b 0 70.2a 9.2a 4.6cde 72.1ab 3.7cd HK－Ⅲ 59.9abc 8.9a 0.6 71.3a 9.7a 5.8a 74.2a
6.2a石膏SHG－Ⅰ 4
7.7e 6.4e 0 53.4d 7.1e 3.1cde 54.8fg 3.4cd SHG－Ⅱ 41.1f 5.2f 0 41.9e 5.3f 2.9de 49.8g 2.9cd SHG－Ⅲ 3
8.5f 4.9f 0 3
9.5e 5.5f 2.7e 40.6h 2.3d 沸石FSH－Ⅰ 57.9bcd 8.2b 0 62.2bc 8.4b 3.3cde 65.1cd 5.6ab FSH－Ⅱ 62.2ab 7.9bc 0 66.5ab 8.4b 4.9ab 68.2bc 5.5ab FSH－Ⅲ 55.6cd 6.4e 0 55.7cd 7.4cde 3.5bcde 66.4cd 3.1cd对照—50.1e 7.2d 0 56.6cd 7.3de 2.3e 61.8de 2.5d
2.3 不同改良剂处理棉花产量及产量构成分析
棉花产量的构成要素包括结铃数、单铃重、衣分等，通过表3看出，施加DS－1997改良土壤后，DS－Ⅲ的单铃重小于对照，但产量要高于对照；禾康处理铃重
与对照不存在显著差异，衣分较低，但HK－Ⅲ的皮棉产量最高（505.9kg／
hm2）；SHG－Ⅱ在3个施加量的石膏处理中产量最高（171.2kg／hm2），且
单铃重在所有处理中最大，SHG－Ⅲ改良效果最差，产量最低（69.1kg／hm2）；3个施加量的沸石处理中，FSH－Ⅰ和 FSH－Ⅱ产量接近（367.8，390.0kg／
hm2），FSH－Ⅲ在沸石处理中产量最低，但单铃重在沸石处理中最大。

从棉花
生育性状的表现来看，每公顷施240kg禾康效果最好，对棉花营养生长具有促进
作用，表现为株高和果枝数增加，为后期结铃打下基础，其作用机理可能与酸类物质对盐离子的束缚作用有关。

棉花出苗期和苗期土壤含盐量的降低与棉花生长状况及结铃存在较强的关联性，成苗、壮苗是影响棉花生长的关键。

表3 不同改良剂处理的棉花产量及产量构成Table 3 Lint yield and yield components of different krilium addition treatments改良剂Krilium处理Treatment单铃重／g Boll weight衣分／%Lint percentage单位面积铃数／个Bolls per m2皮棉产量／（kg·hm－2）Lint yield DS－1997 DS－Ⅰ4.1bc
41.6a 11.2 188.9de DS－Ⅱ 4.7ab 41.5a 16.3 311.5c DS－Ⅲ3.6cd 40.7ab 12.8 179.4de禾康HK－Ⅰ 4.2bc 39.7bc 9.6 158.7ef HK－Ⅱ 4.3abc 39.9bc 12.2 207.6d HK－Ⅲ 4.2bc 39.2c 31.0 505.9a石膏SHG－Ⅰ 4.0c 40.7ab 8.8 132.4f SHG－Ⅱ 4.9a 40.1bc 8.7 171.2e SHG－Ⅲ 3.2d 40.7ab 5.1 69.1h沸石FSH－
Ⅰ 4.0bc 40.3abc 22.4 367.8b FSH－Ⅱ 4.2bc 39.7bc 23.1 390.0b FSH－Ⅲ
4.7ab 40.7ab 9.3 178.1de对照— 4.1bc 39.9bc 6.3 102.5g
3 讨论
相关研究表明，DS－1997、禾康、石膏、沸石对盐碱土均具有改良作用。

本研究结果显示，4类改良剂对重度棉田的土壤含盐量有显著影响，但不同施加量的改良剂对棉花苗期和收获期的影响效果不一致，如施加200kg DS－1997后对苗期含
盐量降低有显著效果，到收获期则不具有降盐作用，这与改良剂的作用时间和作用
机理有关，所以要达到改良盐碱土壤的目的，改良剂的选择应考虑种类、施加量、施用时间等因素。

研究中施用的改良剂对降低土壤pH值的作用均不明显，而且较高的土壤pH值对棉花产量不存在抑制效应，通过施加改良剂降低土壤pH值以及pH值变化对棉花生长的影响有待深入研究。

本试验中禾康因其自身的产品特点，施用方式需为喷施并灌淡水才能达到改良效果，为保证处理的一致性，其他处理均采取了灌水处理。

滨海盐碱地地区淡水资源匮乏，大部分棉田属雨养棉田，不具备灌溉条件，浅层地下水以苦咸水为主［12］，在验证改良剂具有改良效果后应对施用方式进行改进，如是否可以采取咸水灌溉［13－14］、雨季处理后促进第二年棉花生长、耙地混
湿土等。

另一个问题是大量淡水灌溉具有压盐效果，但石膏、沸石、DS－1997施加后进行灌水是否破坏了改良剂的反应环境，对改良效果存在促进或抑制作用有待研究。

收获期时改良剂对降低土壤含盐量效果与苗期不一致，表明不同施加量改良剂对土壤的改良效果需要一定的互作时间，且改良作用的持效时间差异较大，施加改良剂对盐碱土壤下年及长期的改良效果是发展盐碱地化学改良技术的关键问题。

本研究在重度盐碱地的棉花产量有较大的增加幅度，但棉花价格走低（2014年籽棉价格5.6～7.0元／kg）及土壤改良剂成本较高（禾康35元／kg），综合效益计算，
棉田施加改良剂后的增产收益要略低于改良剂投入，效果最好的禾康改良剂的净收益也不理想，其他几种改良剂存在着同样问题。

所以，目前很多的商品改良剂主要应用于蔬菜、水稻、果树等产量高、产值高的种植业，同时较多研究中利用磷石膏、脱硫石膏、粉煤灰［15］等化工废弃物作为替代物以增加收益、降低成本。

目前
比较理想的方法还是是采取综合措施，在盐碱地工程改良的基础上，把品种培育、水肥运用、种子处理及其它农艺措施进行高效的集成和整合［16］。

参考文献：
［1］朱庭芸，何守成.滨海盐碱土的改良和利用［M］.北京：中国农业出版社，1985：1－11.
［2］叶武威，刘金定.氯化钠和食用盐对棉花种子萌发的影响［J］.中国棉花，1994，21（3）：14－15.
［3］郗金标，邢尚军，张建锋，等.几种重盐碱地土壤改良利用模式的比较［J］.
东北林业大学学报，2003，31（6）：99－101.
［4］李彬，王志春，孙志高，等.中国盐碱地资源可持续利用分析［J］.干旱地区
农业研究，2005，23（2）：154－157.
［5］张凌云，赵庚星，徐嗣英，等.滨海盐渍土适宜土壤盐碱改良剂的筛选研究［J］.水土保持学报，2005，19（3）：21－28.
［6］车顺升，罗三强.磷石膏改良盐碱地土壤化学性质的效果［J］.陕西农业科学，2000（9）：16－18.
［7］姜新福，孙向阳，关裕宓.天然沸石在土壤改良和肥料生产中的应用研究进展［J］.草业科学，2004，21（4）：48－51.
［8］郝秀珍，周东美.沸石在土壤改良中的应用研究进展［J］.土壤，2003（02）：103－106.
［9］李华兴，李长洪，张新明，等.沸石对土壤养分生物有效性和土壤化学性质的影响研究［J］.应用生态学报，2001，12（5）：743－745.
［10］吕二福良，乌力更.石膏不同施用方法改良碱化土壤效果浅析［J］.内蒙古
农业大学学报：自然科学版，2003，24，（4）：130－133.
［11］王立志，陈明昌，张强，等.脱硫石膏及改良盐碱地效果研究［J］.中国农
学通报，2011，27（20）：241－245.
［12］刘小京，田魁祥.环渤海盐碱地区农业资源分布特征与农业持续发展模式初
探［J］.中国生态农业学报，2000，8，（4）：67－70.
［13］邵玉翠，张余良.微咸水灌溉及改良剂对土壤全盐量影响的模拟试验［J］.
天津农业科学，2003，9（2）：21－24.
［14］杨军，邵玉翠，高伟，等.不同改良剂对微咸水灌溉土壤盐分含量的影响［J］.天津农业科学，2012，18（1）：40－45.
［15］赵旭，彭培好，李景吉.盐碱地土壤改良试验研究［J］.河南师范大学学报：自然科学版，2011，39（4）：70－74.
［16］代建龙，董合忠，段留生，等.棉花盐害的控制技术及机理［J］.棉花学报，2010，22（5）：486－494.。