濱海鹽堿土復(fù)合改良劑的初步研究

王素君，趙立偉，蘇亞勛，連 燚，魏 劍

(天津市北方園林生態(tài)科學(xué)技術(shù)研究所，天津 300250)

天津市瀕臨渤海，東部地區(qū)退海成陸，地下水位高，礦化度高，鹽堿地大面積分布。鹽堿土主要指濱海鹽土、鹽化潮土和鹽化沼澤土等鹽土和鹽化土壤，這幾類土壤約占全市自然土壤的50%。

國家地質(zhì)測(cè)試中心和天津市地質(zhì)調(diào)查研究院2004年的調(diào)查，濱海新區(qū)總面積2 270 km2，鹽土面積996.5 km2，重度鹽化土面積217.5 km2，合計(jì)占新區(qū)總面積的53.5%。堿土雖然很少，但鹽土在脫鹽過程中易伴生堿化土壤，近幾年園林土壤已發(fā)現(xiàn)有堿化趨勢(shì)。這些土壤是濱海新區(qū)建設(shè)和生態(tài)用地的重要土壤資源，因此，應(yīng)對(duì)有障礙的鹽堿土壤進(jìn)行有針對(duì)性的改良。

目前，國內(nèi)外的鹽堿土改良劑種類繁多，不同改良劑的性質(zhì)、組成、作用機(jī)理及在不同土壤類型上的效果相差較大。因此，選擇合適的土壤改良劑是關(guān)系到能否提高經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的問題。本文針對(duì)天津市鹽堿土的特點(diǎn)和濱海新區(qū)獨(dú)特的地理位置，利用有機(jī)物料和無機(jī)物料的不同配比，在重度鹽堿土上進(jìn)行試驗(yàn)，篩選出適宜于濱海鹽堿土的最佳改良劑。此技術(shù)的推廣應(yīng)用，將有利于擴(kuò)大可利用土地資源，改善濱海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地及試驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地：天津北方創(chuàng)業(yè)集團(tuán)的網(wǎng)室，網(wǎng)室頂部蓋有溫室用塑料布和遮陰網(wǎng)，有一定遮陽和隔水效果，主要目的是防止大量降水對(duì)土壤的淋洗。

供試土壤：天津市東麗區(qū)東麗湖周邊重鹽堿土，全鹽量 0.771%，pH 8.2。

供試材料：靜?？h有機(jī)肥廠生產(chǎn)的有機(jī)肥（NPK養(yǎng)分總量5.72%，有機(jī)質(zhì)30.8%，腐殖質(zhì)21.3%），脫硫石膏（天津市第一熱電廠，硫酸鈣含量81%），磷石膏（漢沽日用化工廠，硫酸鈣含量78%），褐煤（有機(jī)質(zhì) 76%，腐殖酸27%），過磷酸鈣 （河北青縣綠野制肥有限責(zé)任公司，P2O5≥12%），硫酸銨（河北宣化鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司焦化廠，N≥20.8%）

供試植物：黑麥草（種子購自天津市園林綠化研究所）

選用盆缽：試驗(yàn)用盆高22 cm、長32 cm、寬21 cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及裝盆

1.2.1 設(shè)計(jì)方案

從處理1到處理6有機(jī)物料依次遞增，無機(jī)物料依次遞減，其中處理1為純無機(jī)物料，處理6為純有機(jī)物料，處理7為對(duì)照（CK），每個(gè)處理4次重復(fù)，各處理在網(wǎng)室生長，隨機(jī)排列。

表1 各處理中有機(jī)物料與無機(jī)物料的份額

1.2.2 裝盆

將取回的土樣風(fēng)干，揀出石粒等雜物，磨碎，過3 mm篩，有一定的粒度分級(jí)。按設(shè)計(jì)方案將脫硫石膏、磷石膏、褐煤、有機(jī)肥和過磷酸鈣、硫酸銨充分混勻，再按不同處理的設(shè)計(jì)將處理好的土樣與之充分混勻（過兩次篩）。每盆裝等量土（土重為18.5 kg），盆的底部先鋪約3 cm厚的礫石（用水洗凈），蓋一層紗網(wǎng)，上面再倒入土樣和改良劑的混合物，每盆加入等量的水（2 000 ml），黑麥草播量1.2 g/m2。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

出苗率、全鹽和主要的鹽分、pH，整個(gè)生長周期分別在播種1個(gè)月和2個(gè)月后取土測(cè)定。分析方法按《土壤農(nóng)化分析》進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)出苗率的影響

由于播種時(shí)正值春季，溫度水分適宜，播后2～3 d就開始有芽萌出，隨著室內(nèi)溫度的升高，幼苗長勢(shì)加快，逐漸細(xì)長。播后7 d，大部分苗已萌出，統(tǒng)計(jì)出苗率，隨后將所有處理移到室外的網(wǎng)室中，接受太陽光以促進(jìn)其茁壯成長。

經(jīng)SPSS方差分析和多重比較，除處理4外，各個(gè)處理與對(duì)照的出苗率都有顯著差異，且出苗率都在83%以上，而且添加無機(jī)物料多的處理要高于添加有機(jī)物料多的處理。由于播種之前各個(gè)盆都澆了一定量的水，將土體上部的鹽分向下沖洗了一部分，所以盡管土樣的含鹽量很高，甚至超過了大部分植物種子萌芽的極限，但各個(gè)處理還都能夠發(fā)芽，而且幼苗能夠正常生長。

2.2 不同處理對(duì)pH的影響

有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生有機(jī)酸能夠中和土壤中的堿度；而且腐植酸還能提供一定量的H+；所以適量添加有機(jī)物料也能夠降低鹽堿土的pH。本試驗(yàn)經(jīng)SPSS方差分析和SSR多重比較，兩次取土，各處理和對(duì)照的pH存在顯著差異。

添加改良劑1個(gè)月后，各處理的pH都有降低，處理2、4和5降低的幅度比較大，都降了0.6個(gè)點(diǎn)（原土的pH為8.2），降幅最大達(dá)到7%。2個(gè)月后pH下降變慢，但一些處理還有下降趨勢(shì)。通常有機(jī)和無機(jī)復(fù)合物料對(duì)高pH的土壤改良效果明顯，而且作用時(shí)間也快。本試驗(yàn)原土pH不是太高，因此降低幅度不是太大。

2.3 不同處理對(duì)鹽堿土中主要離子的影響

2.3.1 不同階段土壤全鹽的變化

原土的全鹽含量0.771%，主要是Cl-、SO42-和Na+，含量占總鹽比例的95%。兩次取土測(cè)定的全鹽含量都隨著添加無機(jī)成分的增加而呈遞增趨勢(shì)，這是由于復(fù)合改良劑的無機(jī)成分中含有大量的可溶性鹽分，致使鹽分高于原土 （重量法測(cè)定），額外增加的可溶性離子主要是Ca2+和SO42-，它們的含量都在這些離子會(huì)產(chǎn)生危害的極限值以內(nèi)，因此，不會(huì)對(duì)植物生長造成危害，而且Ca2+還是植物生長所必需的離子之一。第二次取樣土壤的全鹽含量比第一次有所降低，說明改良劑已經(jīng)和土壤發(fā)生作用，經(jīng)澆水有部分離子被淋洗掉，處理2和處理7取樣時(shí)有誤差，所以它們的全鹽無明顯變化。

2.3.2 土壤中主要危害離子的變化

濱海鹽土中對(duì)土壤危害最大的是Cl-和Na+，所以降低土壤中Cl-和Na+含量是改良濱海鹽土的關(guān)鍵。

施用改良劑兩個(gè)月后，土壤中的Cl-和Na+顯著降低 （原土中Cl-和Na+含量分別為0.278%和0.219%）。經(jīng)SPSS方差分析和SSR多重檢驗(yàn)，不同處理和對(duì)照間的差異顯著。

隨著時(shí)間的延長，各個(gè)處理的Na+降幅都很顯著。尤其是施入改良劑2個(gè)月后，所有處理的

Na+顯著降低，處理6和處理5的降幅最大，分別達(dá)到55%和59%，而且隨著無機(jī)物料的減少，Na+的降幅隨之加快。

試驗(yàn)還表明，不同物料在不同時(shí)期，產(chǎn)生的效果不同。施入改良劑1個(gè)月后，加入無機(jī)物料比加入有機(jī)物料的作用強(qiáng)而快；隨著時(shí)間的延長，有機(jī)物料的作用開始明顯，加大了Cl-的淋洗作用，使Cl-降低加快。這一結(jié)果與田中孝研究的有機(jī)質(zhì)對(duì)增加土壤滲透性、促進(jìn)土壤脫鹽有明顯作用的結(jié)果一致。

無機(jī)物料中的Ca2+還可以交換土壤吸附的Na+，降低土壤酸堿度，改良?jí)A化土壤和抑制土壤次生堿化。

3 結(jié)論

研究結(jié)果初步表明，以含鈣物料和有機(jī)物料為主要材料的復(fù)合改良劑能明顯降低鹽堿土的pH、Cl-和Na+，原因主要與其含有豐富的有機(jī)質(zhì)、腐殖酸和Ca2+有關(guān)。復(fù)合改良劑含有一定量的鹽分（主要是Ca2+和SO42-），因此，施用鹽堿土復(fù)合改良劑主要增加了土壤中SO42-、Ca2+和Mg2+等離子含量，而降低 CO32-、HCO3-、Cl-和 Na+的含量。 鹽堿土復(fù)合改良劑除了能明顯降低土壤的pH、Cl-和Na+以外，還能明顯提高土壤肥力，特別是提高土壤有機(jī)質(zhì)、水解氮和速效磷含量。一方面鹽堿土改良劑本身含有較豐富的有機(jī)質(zhì)和氮磷養(yǎng)分；另一方面鹽堿土改良劑能降低土壤酸堿度，改善土壤性質(zhì)，提高土壤中養(yǎng)分的生物有效性。因此，使用鹽堿土復(fù)合改良劑改良濱海鹽堿土有很廣泛的應(yīng)用前景。施用時(shí)，復(fù)合改良劑應(yīng)與改良土壤充分混勻，并適當(dāng)灌溉，一般施用量為（30 000～60 000）kg/hm2。

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