有机硅土壤调理剂对苏打型盐碱土的改良效果及对水稻产量的影响

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0115

农学学报 ›› 2021, Vol. 11 ›› Issue (12): 58-63.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0115

所属专题：水稻

• 土壤肥料/资源环境/生态 • 上一篇下一篇

有机硅土壤调理剂对苏打型盐碱土的改良效果及对水稻产量的影响

宋福如¹^,²(), 宋利强¹^,², 曹子库³(), 宋志强¹, 乜红民², 施运锋³

¹河北省硅谷农业科学研究院,河北邯郸 057151
²河北硅谷肥业有限公司,河北邯郸 057151
³河北省邯郸市永年区农业农村局,河北邯郸 057150

收稿日期:2021-06-22 修回日期:2021-08-16 出版日期:2021-12-20 发布日期:2022-01-14
通讯作者: 曹子库 E-mail:guigukejichu@163.com;yntfzczk@126.com
作者简介:宋福如,男,1950年出生,河北邯郸人,高级工程师,本科,主要从事有机硅新材料的工程技术研究。通信地址：057151 河北省邯郸市永年区广府镇硅谷科技园,河北硅谷肥业有限公司,Tel：0310-6630899,E-mail： guigukejichu@163.com。
基金资助:
河北省重点研发计划项目“有机硅盐碱土壤专用活性剂治理盐碱土壤机理研究及应用示范”(17221202D);河北省创新创业人才团队及院士工作站建设奖励性后补助项目“河北硅谷肥业有限公司创业团队”(169A76189H);邯郸市科学技术研究与发展计划项目“有机硅水溶长效肥料产业化关键技术研究”(1517104016);“河北硅谷肥业有限公司有机硅水溶缓释肥创新团队”(1634305006);“新型高效有机硅土壤调理剂的理化作用机制及应用技术”(19112012018)

Organosilicon Soil Conditioner: Effect on Soda-type Saline-alkali Soil Improvement and Rice Yield

SONG Furu¹^,²(), SONG Liqiang¹^,², CAO Ziku³(), SONG Zhiqiang¹, NIE Hongmin², SHI Yunfeng³

¹Hebei Silicon Valley Academy of Agricultural Sciences, Handan 057151, Hebei, China
²Hebei Silicon Valley Fertilizer Co., Ltd., Handan 057151, Hebei, China
³Bureau of Agriculture and Rural Affairs of Yongnian District, Handan 057150, Hebei, China

Received:2021-06-22 Revised:2021-08-16 Online:2021-12-20 Published:2022-01-14
Contact: CAO Ziku E-mail:guigukejichu@163.com;yntfzczk@126.com

摘要/Abstract

摘要：

已知有机硅土壤调理剂具有改良盐碱土壤,促进作物生长的作用。为了研究其对苏打型盐碱土壤理化性状、水稻生物学性状的影响及机制,本文采用大田试验示范方法,于2018—2020年在大安市四棵树乡、龙沼镇典型苏打型盐碱土壤水稻,开展了大面积对比试验示范研究。与试验前本底土样相比：施用有机硅土壤调理剂降低耕作层容重8.28%~16.55%,降低水溶性盐分13.57%~53.82%,降低交换性钠离子16.15%~42.62%,降低土壤碱化度24.08%~49.82%,pH降低0.54~1.06,增加土壤阳离子交换量10.45%~32.29%。与常规施肥相比：施用有机硅土壤调理剂增加水稻株高14.72%~23.09%,增加穗数20.92%~29.23%,增加穗粒数3.15%~11.45%,增加千粒重3.61%~5.58%,提高水稻产量30.07%~56.60%。上述结果表明,施用有机硅土壤调理剂可改善苏打型盐碱土壤理化性状,改善水稻生物学性状,提高产量,是一套可复制、可推广的苏打型盐碱地改良技术模式。

关键词: 有机硅, 土壤调理剂, 苏打型盐碱土壤, 土壤改良, 土壤理化性状, 水稻产量

Abstract:

It is known that organosilicon soil conditioner can improve saline-alkali soil and promote crop growth. The effect and mechanism of organosilicon soil conditioner on physical and chemical properties of soda-type saline-alkali soil and biological properties of rice were investigated by the study. From 2018 to 2020, a large-scale comparative experiment and demonstration study was carried out on rice in typical soda-type saline-alkali soil in Sikeshu Township and Longzhao Town of Da’an City. Compared with the local subsoil samples, the application of organosilicate soil conditioner could reduce the bulk density of cultivated soil layer by 8.28%-16.55%, water soluble salt by 13.57%-53.82%, exchangeable sodium by 16.15%-42.62%, soil alkalinity by 24.08%-49.82%, and pH by 0.54-1.06, and increase cation exchange capacity by 10.45%-32.29%. Compared with conventional fertilization, the application of organosilicon soil conditioner could also increase rice plant height by 14.72%-23.09%, ear number by 20.92%-29.23%, grain number per ear by 3.15%-11.45%, 1000-grain weight by 3.61%-5.58%, and rice yield by 30.07%-56.60%. The above results show that the application of organosilicon soil conditioner could not only improve the physical and chemical properties of soda-type saline-alkali soil, but also ameliorate the biological properties of rice and increase the rice yield, and the technology can be reproduced and popularized for improving soda-type saline-alkali soil.

Key words: Organosilicone, Soil Conditioner, Soda-type Saline-alkali Soil, Soil Amelioration, Soil Physical and Chemical Properties, Rice Yield

中图分类号:

S156

宋福如, 宋利强, 曹子库, 宋志强, 乜红民, 施运锋. 有机硅土壤调理剂对苏打型盐碱土的改良效果及对水稻产量的影响[J]. 农学学报, 2021, 11(12): 58-63.

SONG Furu, SONG Liqiang, CAO Ziku, SONG Zhiqiang, NIE Hongmin, SHI Yunfeng. Organosilicon Soil Conditioner: Effect on Soda-type Saline-alkali Soil Improvement and Rice Yield[J]. Journal of Agriculture, 2021, 11(12): 58-63.

图/表 4

参考文献 48

[1]	张翼夫, 李问盈, 胡红, 等. 盐碱地改良研究现状及展望[J]. 江苏农业科学, 2017, 45(18):7-10.
[2]	俞仁培, 陈得明. 我国盐渍土资源极其开发利用[J]. 土壤通报, 1999, 30(4):158-159,177.
[3]	江杰, 王胜. 我国盐碱地成因及改良利用现状[J]. 安徽农业科学, 2020, 48(13):85-87.
[4]	吴昊. 东北土地整理与国家粮食安全[J]. 中国土地, 2014, 5:38-39.
[5]	李小刚, 曹靖, 李凤民. 盐化及钠质化对土壤物理性质的影响[J]. 土壤通报, 2004, 35(1):64-72.
[6]	陈义群, 董元华. 土壤改良剂的研究与应用进展[J]. 生态环境, 2008, 17(3):1282-1289.
[7]	李茜, 孙兆军, 秦萍. 宁夏盐碱地现状及改良措施综述[J]. 安徽农业科学, 2007, 35(33):10808-10810,10813.
[8]	刘阳春, 何文寿, 何进智, 等. 盐碱地改良利用研究进展[J]. 农业科学研究, 2007, 28(2)68-71.
[9]	孙蓟锋, 王旭. 土壤调理剂的研究和应用进展[J]. 中国土壤与肥料, 2013(1):1-7.
[10]	龙明杰, 曾繁森. 高聚物土壤改良剂的研究进展[J]. 土壤通报, 2000, 31(5):199-202.
[11]	贾国涛, 顾会战, 许自成, 等. 作物硅素营养研究进展[J]. 山东农业科学, 2016, 48(5):153-158.
[12]	饶震红, 杜凤沛, 李向东. 硅对农作物生长的影响[J]. 化学教育(中英文), 2019, 40(13):1-9.
[13]	蔡德龙. 国内外硅肥研究与应用进展[J]. 磷肥与复肥, 2017, 32(1):37-39.
[14]	宋福如, 宋利强, 曹子库, 等. 有机硅产品治理盐碱土壤研究初报[J]. 中国土壤与肥料, 2021(3):271-281.
[15]	全国农业技术推广服务中心. 土壤分析技术规范(第2版)[M]. 北京: 中国农业出版社, 2009.
[16]	王春裕, 王汝镛, 张素君, 等. 东北苏打盐碱土的性质与改良[J]. 土壤通报, 1987, 2:57-60.
[17]	宋福如, 侯静, 宋利强, 等. 有机硅复合肥促土壤颗粒团粒化行为分析[J]. 山东农业大学学报:自然科学版, 2021, 52(5)
[18]	王倩. 硅酸盐矿物对滨海盐碱土改良作用及机理研究[D]. 泰安:山东农业大学, 2019:49-51.
[19]	许新桥, 刘俊祥. 腐植酸的作用机制及极其在林业上的应用[J]. 世界林业研究, 2013, 26(1):48-52.
[20]	李小华, 张建民, 黄占斌. 腐植酸在退化土壤改良中的应用研究[J]. 科学, 2020, 72(2):31-34.
[21]	耿玉辉, 李万辉, 张葛, 等. 土壤改碱剂CLS对吉林省西部苏打盐碱土的改良效果[J]. 吉林农业大学学报, 2008, 30(1):56-58.
[22]	赵兰坡. 施用作物秸秆对土壤的培肥作用[J]. 土壤通报, 1996, 27(2):76-78.
[23]	于秀丽, 赵明家. 增施生物有机肥对盐碱土壤养分的影响[J]. 吉林农业大学学报, 2013, 35(1):50-54.
[24]	张瑜, 徐子棋, 杨献坤. 不同改良剂对吉林西部重度盐碱土的改良及牧草的增产[J]. 森林工程, 2020, 36(2):26-30.
[25]	王帅, 杨阳, 郑伟, 等. 不同施肥方式对盐碱土壤肥力改良效果的研究[J]. 中国农学报, 2012, 28(33):172-176.
[26]	SARWAR G, IBRAHIM M, TAHIR M A, et al. Effectof compost and gypsum application on the chemical properties and fertility status of saline-sodic soil[J]. Korean joumal of soil science &fertilizer, 2011, 44(3):510-516.
[27]	冉成. 生物炭对苏打盐碱稻田土壤理化性状性质及水稻产量的影响[D]. 长春:吉林农业大学, 2019:1-20.
[28]	杨明, 孙毅, 高玉山, 等. 有机肥对苏打盐碱土的改良效果研究[J]. 吉林农业科学, 2013, 38(3):43-46.
[29]	袁英, 何小松, 席北斗, 等. 腐殖质氧化还原和电子转移特性研究进展[J]. 环境化学, 2014, 33(12):2048-2057.
[30]	黄瑞瑞. 腐殖酸对滨海粘质盐土脱盐效果的影响[D]. 泰安:山东农业大学, 2019:28-47.
[31]	张瑞珍, 邵玺文, 童淑源, 等. 盐碱胁迫对水稻源库与产量的影响[J]. 中国水稻科学, 2006(1):116-118.
[32]	刘奕媺, 于洋, 方军. 盐碱胁迫及植物耐盐碱分子机制研究[J]. 土壤与作物, 2018, 7(2):201-211.
[33]	HASEGAWM P M, BRESSAN R A, ZHU J K, et al. Plant cellular and molecular responses to high salinity[J]. Annual review of plant physiology and plant molecular biology, 2000, 51(1):463-499. doi: 10.1146/arplant.2000.51.issue-1 URL
[34]	RANA M, MARK T. Mechanisms of Salinity Tolerance[J]. Annual review of plant biology, 2008, 59(1):651-681. doi: 10.1146/arplant.2008.59.issue-1 URL
[35]	张体彬, 展小云, 冯浩. 盐碱地土壤酶活性研究进展和展望[J]. 土壤通报, 2017, 48(2):495-500.
[36]	徐晨, 刘晓龙, 李前, 等. 氮水平对不同时期盐胁迫下水稻生长及生理特性的影响[J]. 灌溉排水学报, 2018, 37(6):48-53.
[37]	PETERSON D E. Management effect son soil physical properties in long-termtill age studies in Kansas[J]. Soil science society of america journal, 2006, 70(2):434-438. doi: 10.2136/sssaj2005.0249 URL
[38]	LAVINSKY A O, DETMANN K C, REIS J V, et al. Silicon improves rice grain yield and photosynjournal specifically when supplied during the reproductive growth stage[J]. Journal of plant physiology, 2016, 206:125-132. doi: 10.1016/j.jplph.2016.09.010 URL
[39]	王茂辉, 聂金泉, 任勇, 等. 不同硅肥用量对水稻生长的影响研究[J]. 广东农业科学, 2020, 47(2):61-67.
[40]	胡志华, 徐小林, 李大明, 等. 土壤改良剂对中稻-再生稻产量与氮肥利用的影响[J]. 华北农学报, 2020, 35(1):114-121.
[41]	孙克刚, 和爱玲, 杜君, 等. 腐植酸有机肥在水稻上的增产效果研究[J]. 腐植酸, 2015(6):15-20.
[42]	李爽. 硅制剂对土壤养分有效性和水稻养分吸收及产量的影响[D]. 沈阳:东北农业大学, 2016:23-28.
[43]	丁王梅. 纳米硅制剂对水稻养分吸收及品质的影响[D]. 沈阳:东北农业大学, 2015:4-8.
[44]	杨发文, 黄衡亮, 宋福如, 等. 有机硅改性复合肥防治水稻镉污染的效果和初步机制[J]. 核农学报, 2020, 34(2):425-432.
[45]	LOU Y S, WU L, REN L X, et al. Effects of silicon application on diurnal variations of physiological properties of rice leaves of plants at the heading stage under elevated UV-B radiation[J]. International journal of biometeorology, 2016, 60(2):311-318. doi: 10.1007/s00484-015-1039-1 URL
[46]	刘铎, 白爽, 李平, 等. 硅调控植物耐盐碱机制研究进展[J]. 麦类作物学报, 2019, 39(12):1507-1513.
[47]	SUN W C, ZHANG J, FAN Q H, et al. Silicon-enhanced resistance to rice blast is attributed to silicon-mediated defence resistance and its role as physical barrier[J]. European journal of plant pathology, 2010, 128(1):39-49. doi: 10.1007/s10658-010-9625-x URL
[48]	龚金龙, 张洪程, 龙厚元, 等. 水稻中硅的营养功能及生理机制的研究进展[J]. 植物生理学报, 2012, 48(1):1-10.

时间	地点	面积/hm²	品种
2018年度	大安市四棵树乡建设村桐欣家庭农场	68.4	宏科57
2019年度	大安市四棵树乡建设村桐欣家庭农场	137.0	通科37
2020年度	大安市龙沼镇土地开发整理项目区	66.7	金玉7号

时间	地点	面积/hm²	品种
2018年度	大安市四棵树乡建设村桐欣家庭农场	68.4	宏科57
2019年度	大安市四棵树乡建设村桐欣家庭农场	137.0	通科37
2020年度	大安市龙沼镇土地开发整理项目区	66.7	金玉7号

试验地点		处理	容重/(g/cm³)						pH						水溶性盐总量/(g/kg)
试验地点		处理	本底值		治理1年后		治理2年后		本底值		治理1年后		治理2年后		本底值		治理1年后		治理2年后
桐欣家庭农场		示范	1.45		1.33		1.23		9.58		9.01		8.52		3.61		3.12		1.98
桐欣家庭农场		对照	1.45		1.46		1.46		9.58		9.58		9.59		3.61		3.62		3.63
土地整理项目区		示范	1.55		1.39		—		9.69		9.15		—		2.88		1.33		—
土地整理项目区		对照	1.55		1.57		—		9.69		9.69		—		2.88		2.81		—
试验地点	处理			交换性钠/(cmol/kg)						阳离子交换量/(cmol/kg)						碱化度/%
试验地点	处理			本底值		治理1年后		治理2年后		本底值		治理1年后		治理2年后		本底值		治理1年后		治理2年后
桐欣家庭农场	示范			10.750		9.014		6.168		20.1		22.2		22.5		53.48		40.60		27.41
桐欣家庭农场	对照			10.750		10.782		10.781		20.1		20.2		20.1		53.48		53.38		53.64
土地整理项目区	示范			5.468		3.630		—		9.6		12.7		—		56.88		28.58		—
土地整理项目区	对照			5.468		5.457		—		9.6		9.1		—		56.88		59.89		—

试验地点		处理	容重/(g/cm³)						pH						水溶性盐总量/(g/kg)
试验地点		处理	本底值		治理1年后		治理2年后		本底值		治理1年后		治理2年后		本底值		治理1年后		治理2年后
桐欣家庭农场		示范	1.45		1.33		1.23		9.58		9.01		8.52		3.61		3.12		1.98
桐欣家庭农场		对照	1.45		1.46		1.46		9.58		9.58		9.59		3.61		3.62		3.63
土地整理项目区		示范	1.55		1.39		—		9.69		9.15		—		2.88		1.33		—
土地整理项目区		对照	1.55		1.57		—		9.69		9.69		—		2.88		2.81		—
试验地点	处理			交换性钠/(cmol/kg)						阳离子交换量/(cmol/kg)						碱化度/%
试验地点	处理			本底值		治理1年后		治理2年后		本底值		治理1年后		治理2年后		本底值		治理1年后		治理2年后
桐欣家庭农场	示范			10.750		9.014		6.168		20.1		22.2		22.5		53.48		40.60		27.41
桐欣家庭农场	对照			10.750		10.782		10.781		20.1		20.2		20.1		53.48		53.38		53.64
土地整理项目区	示范			5.468		3.630		—		9.6		12.7		—		56.88		28.58		—
土地整理项目区	对照			5.468		5.457		—		9.6		9.1		—		56.88		59.89		—

试验地点	处理	有效穗数/(万/hm²)		穗粒数/粒		千粒重/g		株高/cm
试验地点	处理	治理1年后	治理2年后	治理1年后	治理2年后	治理1年后	治理2年后	治理1年后	治理2年后
桐欣家庭农场	示范	355.5	372.0	101.6	114.8	25.8	26.5	86.5	90.5
桐欣家庭农场	对照	294.0	291.0	98.5	103.1	24.9	25.1	75.4	75.6
土地整理项目区	示范	378.0	—	119.7	—	26.8	—	91.7	—
土地整理项目区	对照	292.5	—	107.4	—	25.7	—	74.5	—

有机硅土壤调理剂对苏打型盐碱土的改良效果及对水稻产量的影响

Organosilicon Soil Conditioner: Effect on Soda-type Saline-alkali Soil Improvement and Rice Yield

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试验地点	处理	治理1 年后	治理2 年后	治理1 年后	治理2 年后	治理1 年后	治理2 年后	治理1 年后	治理2 年后	治理1 年后	治理2 年后
桐欣家庭农场	示范	7708.5	9433.5	21583.80	26413.80	5324.40	5324.40	16259.40	21089.40	3295.20	7852.20
桐欣家庭农场	对照	5926.5	6024.0	16594.20	16867.20	3630.00	3630.00	12964.20	13237.20	—	—
土地整理项目区	示范	9895.7	—	27708.00	—	5324.40	—	22383.60	—	7662.90	—
土地整理项目区	对照	6553.8	—	18350.70	—	3630.00	—	14720.70	—	—	—

[1]	郭山虎, 周宗贵, 刘敏, 盘文政, 张丽芳, 赵学通, 张琪, 肖勇飞. 土壤改良材料对土壤理化性质及烤烟产质量的影响[J]. 农学学报, 2022, 12(8): 62-67.
[2]	严建立, 章明奎, 王道泽. 磷石膏与石灰石粉配施对新垦红壤耕地的改良效果[J]. 农学学报, 2022, 12(7): 33-37.
[3]	薛忠财, 马方方, 柳洁. 冀北山区矿区周边镉铅污染农田钝化修复研究[J]. 农学学报, 2021, 11(2): 50-56.
[4]	郑利锦, 张帆, 宋郭柳, 史正军. 几种城市绿地有机肥的改土效果及其对台湾草生长的影响[J]. 农学学报, 2020, 10(4): 21-25.
[5]	于晓东, 郭新送, 陈士更, 张丽, 范仲卿, 丁方军. 腐植酸土壤调理剂对黄河三角洲盐碱土化学性状及小麦产量的影响[J]. 农学学报, 2020, 10(11): 25-31.
[6]	严建辉. 牡蛎壳土壤调理剂对黄泥田花生产量和土壤酸化改良的影响[J]. 农学学报, 2019, 9(11): 17-20.
[7]	张祥明,孙义祥,王文军,袁嫚嫚,邬刚,胡鹏,杨友斌. 有机肥部分替代化肥对水稻土壤供氮特征和氮素表观盈亏的影响[J]. 农学学报, 2018, 8(12): 28-34.
[8]	高文胜,秦旭,胡兆平,陈剑秋,李明丽,杨力. 土壤调理剂在葡萄上应用效果的研究[J]. 农学学报, 2017, 7(6): 63-66.
[9]	王立革,焦晓燕,韩雄,王劲松,董二伟,武爱莲. 高垄覆膜水肥一体化技术对设施土壤理化性状及蔬菜产量的影响[J]. 农学学报, 2015, 5(2): 35-41.
[10]	陈兴位丁艳萍闫辉角云尧倪明李枝武张家才. 不适用鲜烟叶还田对水稻产量及经济效益影响[J]. 农学学报, 2014, 4(2): 12-15.