宁夏盐碱地向日葵合理施肥研究

宁夏盐碱地向日葵合理施肥研究

1盐碱地改良措施碱性土壤是指对植物生长有害的水生土壤中的积聚超过一定限制，并被表明对植物的正常生长和正常生长造成损害的土壤。盐碱地则是指含盐碱的土壤及影响其利用潜力的各种自然因素所组成的一个自然综合体(包括地形,气候、植被、土壤、地下水等三维空间位置),是一个完整的生态系统。宁夏回族自治区位于西北地区东部、黄河中上游,地处中温带半干旱、干旱区,降水稀少,蒸发强烈,容易形成盐碱地。据1985年第2次土壤普查结果,宁夏地区有盐土13.7万hm2,碱土1.6万hm。另据2005年宁夏农业综合开发办公室的调查结果,宁夏灌区44.1万hm2耕地中盐渍化耕地面积达14.8万hm2,占灌区耕地总面积的33.5%,其中轻度(1~3g/kg)、中度(3~6g/kg)、重度盐渍化土壤(6~10g/kg)分别占耕地面积的21.3%、7.7%、4.5%。为此,从2005年至今,开展了以水盐调控、化学改良、种植耐盐植物、合理施肥为主要技术的碱化和盐化土壤改良,研制出以脱硫废弃物(主要成分是CaSO4·2H2O)为主要成分的碱土改良剂和以农业有机废弃物为主要成分的盐土改良剂,筛选出一批耐盐、耐碱植物,如向日葵、枸杞、四齿滨藜、水稻等40多种植物,探明了盐碱地土壤失衡状况和合理施肥技术,改良效果明显。从目前来看,由于盐碱地形成原因复杂,改良难度仍然较大,特别是宁夏银北地区地下水位较高,整体降低地下水位的难度很大,故有改良和利用并从的倾向,一是采用各种措施进行改良,二是充分利用盐碱地资源,种植耐盐植物,发展适水养殖产业。从种植业来看,宁夏乃至宁蒙河套灌区盐碱地主要种植油用向日葵、水稻、枸杞等耐盐植物,近年来由于油用向日葵价格的优势,利用盐碱地种植面积逐年扩大,但盐碱地向日葵合理施肥问题日渐突出。2油用葵的生产向日葵在我国已有400多年的种植历史,我国的《植物名实图考》对向日葵早有记载,但多以花卉观赏为主零星种植。建国初期,我国的向日葵以食用种为主,种植的品种单一,随着向日葵新品种的广泛应用、栽培水平的提高、市场上食用油需求量的增加,向日葵在我国逐渐从非传统油料作物变成重要的食用油作物,并且栽培面积不断扩大。栽培面积较大的有20个省、市(自治区),主要分为5个产区:(1)东北、内蒙古区;(2)华北区,包括河北省的东部和北部,京津地区,山西省中、北部和山东省北部;(3)新疆区;(4)黄河河套区;(5)云贵高原区。目前集中向盐碱地区发展,潜力很大。据农业部统计数据,2008年我国向日葵种植面积为9.6万hm2,总产179.2万t,平均单产1.86t/hm2。宁夏回族自治区2009年种植面积4.7万hm2,其中油用向日葵3.0万hm2占64.3%,平均产量2.8t/hm2,单产高于全国平均近1t。主要分布在固原市、吴忠市、中卫市、石嘴山市和农垦系统,形成一条向日葵产业带。宁夏日照时间长、昼夜温差大、干旱少雨、春暖快、秋霜迟等气候特点,有利于向日葵的生长和土壤有机质积累。同时,向日葵是宁南山区避灾抗旱的主栽作物之一,也适宜宁夏北部川区盐碱地种植,黄河河套地区中低产田也是向日葵主产区。3检测高效收入对支护体养分吸收的影响人们很早认识到向日葵浑身是宝,用途极其广泛,经济价值较高。其根、茎、叶、子实都是医药材料,茎秆灰分中含氧化钾高达36.3%的,是制造钾肥的主要原料。葵盘中富含糖分、蛋白质、脂肪、淀粉等,是畜禽的良好饲料;油葵油除食用外,还可用于制造化妆品、印刷油、人造奶油、塑料、树脂、胶片聚脂、润滑油等的重要原料。榨油后的饼粕含有丰富的营养,其中蛋白质30%~36%、脂肪8%~11%、纤维素16.0%、淀粉19%~22%,是制作酱油、醋等的原料,也是饲养家禽、家畜的精饲料[29,30,31,32,33,34]。葵花油油色纯正,气味芳香,是优质的食用油,其主要成分是多不饱和脂肪酸,其含量较花生油、大豆油为高,是人体必需的脂肪酸,可降低血浆中胆固醇水平,有助于人体发育与生理调节,还能将沉积在肠壁上过多的胆固醇脱离下来,对于预防动脉硬化、高血压、冠心病有一定作用。从文献资料来看,一定产量目标下向日葵N、P、K总吸收量、合理施肥技术等方面的研究较多,而针对不同土壤、不同时期、不同器官NPK养分的吸收、运转和分布特点的研究较少。从养分吸收、运转研究来看,我国东北地区对向日葵体内的养分吸收做了大量研究,马喆芬等应用示踪法对向日葵氮磷吸收做了研究,表明向日葵整个生育期均在吸收N、P养分,但不同生育期间不同部位吸收的氮、磷是动态变化的。张维琴等研究表明,根、茎、叶中钾的吸收高峰均在7对叶期,不受营养条件的影响。7对叶后其含量均有下降趋势,以满足葵盘及籽实对钾的需要量。根、茎、叶相比,茎中钾含量最高,其次是叶片;开花期至成熟期,葵盘中的氮、磷素向子实中迅速转移,到成熟期子实中氮、磷含量达到最高;而钾素则不同,开花期至成熟期,葵盘中钾含量迅速增加,到成熟期达到最高值,而子实中钾含量最低。从向日葵养分总吸收量看,自20世纪50年代起,前苏联早期的试验研究结果表明,每形成100kg籽实需从土壤中吸收N6.0kg、P2O52.6kg、K2O18.6kg。到了20世纪80年代初,前苏联学者(1983)总结了1958~1968年全苏联8个典型试验资料,结果表明,在向日葵平均产籽实为2100kg/hm2时,每形成100kg籽实,吸收N6kg、P2O52kg、K2O10kg,N∶P2O5∶K2O为3∶1∶5。西欧报道,生产100kg籽实需N4.8kg、P2O53.2kg、K2O28.3kg。南斯拉夫也曾报道过,生产100kg籽实需N4.4~6.5kg、P2O51.2~2.5kg、K2O6~16kg。由此可见,各地研究得出的养分吸收量不尽一致,这可能与产量水平、土壤肥力有关。从向日葵干物质积累规律来看,崔良基、董钻报道了向日葵不同品种干物质积累规律符合Logistic生长曲线,可用方程y=k/(1+ae-bx)模拟。王冀川对新疆南疆地区油葵G101品种4种密度下干物质积累、分配及转移规律研究结果表明,油葵干物质积累动态符合Logistic曲线变化,干物质增长速率呈单峰曲线变化,随密度增加,干物质积累降低,且生育期推迟。3.1植株体养分积累量大,重李庆文等研究表明,油用型向日葵每生成100kg籽实需N7.44kg、P2O51.86kg、K2O16.6kg,氮、磷、钾三要素比例为4∶1∶9,表明向日葵一生中吸收氮磷钾数量的总趋势为钾最多,氮次之,磷最少。油用葵整个生育时期内吸肥规律是:幼苗期吸肥量少,吸肥速度很缓慢,以后随着生物产量增多,吸肥数量和速度明显增多。开花期植株营养生长和生殖生长进入高峰期,吸收氮的数量和速度也进入高峰期。吸钾量在4个生育时期中比较均衡,大约为24%~27%。氮磷主要积累在籽实中,分别占36%和38%左右,其次是葵盘,再次是叶和茎秆,根的含氮量很少。钾的积累量以葵盘为最多,占38%;其次是茎秆,籽实最少约占10%左右。植株体对钾素的吸收幼苗期主要以茎秆为主,7对叶后各器官钾素向葵盘中转移,到成熟期葵盘中钾含量达到最高,而籽实中钾含量却很低,分别占全株的22.74%和6.64%,所需三要素最适宜的比例是1∶0.69∶2.31。安玉麟研究表明,幼苗期氮、磷素的吸收主要以叶片为主,7对叶后,根、茎、叶中的氮、磷、钾素含量迅速降低,以满足葵盘生长的需要。开花期至成熟期,葵盘中的氮、磷素迅速向籽实中转移,成熟期籽实中的氮、磷素含量最高分别占全株含量的54.69%和76.33%。3.2对盐碱农田的生长和生物利用的作用刘润萍研究认为,在盐碱地上,油用向日葵从土壤中吸收氮、磷、钾三要素的比例为4∶1∶9,生产100kg籽粒,需N7.4kg、P2O51.8kg、K2O17.6kg。寇伟锋等在海水胁迫下研究结果表明,幼苗根、茎、叶中钾、全氮和全磷含量随海水浓度升高而降低,但在10%和20%海水胁迫下,向日葵体内Na+、Cl-主要集中于根和茎中,叶中较少。海水胁迫下,向日葵幼苗各部位K+/Na+始终是叶部最高,根部最低,且根茎叶中K/Na值均大于1。油用型向日葵(HelianthusannuusL.)被誉为盐渍土上的先锋作物,适应性很强,具有耐盐、耐碱、抗旱耐涝的特性。它也是一种新型的油料作物,具有很高的经济价值和广泛的用途,是用于开发盐碱地的少数经济作物之一,也是生物治理盐碱的首选作物之一。由于向日葵叶片繁茂宽大,光量子通量密度较大,能截获95%的太阳光,能很好遮蔽直射地面的光强度,从而减少地面水分蒸发,可有效抑制地表盐分积累。同时,向日葵根系发达,其主根为直根系,可深入土壤长达4m,侧根可长达1.5m,能吸收大量的深层水、促使耕层可溶性盐类下移,从而降低地表盐分含量。向日葵秆灰中含水溶性盐达38.31%~51.66%。每年每667m2向日葵可收向日葵秆(风干)400~800kg,带走盐10~24kg;从理论上计算,每667m2向日葵可从田间带走盐分285.8kg。可见向日葵具有较强的耐盐性和较高吸盐力,对盐碱风沙薄地低产农田的改造利用具有不可替代的作用。因此在国内外享有“抗盐碱先锋作物”和“节水农业的优良作物”的荣称。3.3首次将葵的品种和单品种在生产区域布局宁夏对向日葵合理施肥技术的研究起步较晚,2003年自治区农牧厅下达了向日葵新品种引进及配套技术研究示范与推广项目计划。该项目针对宁夏向日葵生产中存在的关键技术问题,围绕向日葵区域布局、品种筛选、抗旱节水、合理施肥、标准化栽培、杂交种制种等方面的技术进行了系统研究,通过多点品种试验,筛选出了4个食葵品种,9个油葵品种,研究明确了宁南黄土丘陵区清水河流域食葵种植区、中部干旱带扬黄灌区食葵油葵混种区和引黄灌区油葵种植区等三大生产区域布局,提出了秋覆膜和早春覆膜,水浇地沟灌垄植和有限补灌,旱地沟种垄植及集雨补灌等抗旱节水技术模式;同时,研究提出了以配施钾肥、硼肥的配方施肥技术。可以说该项目首次较系统研究了向日葵合理施肥技术。但问题是宁夏油用向日葵种植区(多数为盐碱地)合理施肥量及其施用方法始终没有解决,盲目施肥现象十分严重。4盐碱地油用葵养分吸收、运转、分布规律综上所述,围绕向日葵养分吸收、运转、体内分布与合理施肥等方面,虽然国内外进行了大量研究工作,但从文献资料来看,还存在许多问题没有搞清。宁夏不同类型盐碱地油用向日葵养分吸收、运转、分布规律缺乏系统研究,所以,在施肥实践中存在凭经验盲目施肥现象,农民往往重氮肥、轻磷肥和有机肥,忽视钾肥及硼、锌、锰等微肥的施用,致使盐碱地氮、磷、钾养分失衡,向日葵产量和肥料利用率较低。为了提高向日葵产量