不同改良模式對(duì)鹽堿地土壤理化性質(zhì)及苜蓿產(chǎn)量的影響

沈婧麗，王 彬，田小萍，許 興(寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

不同改良模式對(duì)鹽堿地土壤理化性質(zhì)及苜蓿產(chǎn)量的影響

沈婧麗，王 彬，田小萍，許 興*
(寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

為了確定鹽堿地最佳的土壤改良模式，在大田試驗(yàn)條件下，研究了脫硫石膏、改良劑、有機(jī)肥及灌排措施等不同改良模式組合對(duì)鹽堿地土壤的改良效果及苜蓿產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，總體上所有改良模式均能降低土壤含鹽量和pH值，提高苜?？寡趸富钚院透彼岷?，進(jìn)而提高苜蓿耐鹽能力，提高苜蓿產(chǎn)量，其中以脫硫石膏+改良劑+灌排措施+有機(jī)肥的集成改良模式(Tr5)的效果最佳，施用脫硫石膏+灌排措施(Tr4)處理次之。其中，Tr5處理0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土層土壤全鹽含量和pH值分別較無(wú)改良措施處理(對(duì)照)下降25.5%、41.2%、37.0%和0.74、0.13、0.59；土壤細(xì)菌數(shù)量分別較對(duì)照增加6.2%、78.4%、1.8%，放線菌數(shù)量分別較對(duì)照增加16.0%、519.1%、175.7%，真菌數(shù)量分別較對(duì)照降低42.7%、72.4%、95.1%；苜蓿葉片凈光合速率提高12.3%，CAT、SOD、POD活性和脯氨酸含量分別較對(duì)照顯著增加378.4%、48.6%、70.4%和22.9%；連續(xù)3 a苜蓿產(chǎn)量分別較對(duì)照增加92.9%、109.8%、127.1%。

脫硫石膏； 鹽堿地； 改良劑； 苜蓿

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)在寧夏平羅縣西大灘前進(jìn)農(nóng)場(chǎng)7隊(duì)進(jìn)行，試驗(yàn)地土壤理化性狀詳見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)地土壤理化性狀

1.2 試驗(yàn)材料

供試苜蓿品種為寧苜1號(hào)；脫硫石膏取自寧夏馬蓮臺(tái)電廠，主要成分為二水硫酸鈣；鹽堿地改良劑為寧夏大學(xué)新技術(shù)中心自主研發(fā)的產(chǎn)品，主要成分為糠醛渣、醋糟等；有機(jī)肥采用羊糞。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用拉丁方設(shè)計(jì)，設(shè)6個(gè)處理，即CK：無(wú)任何改良措施； Tr1：施用脫硫石膏22 500 kg/hm2； Tr2：施用改良劑7 500 kg/hm2+有機(jī)肥30 000 kg/hm2； Tr3：采用灌排措施(洗鹽灌水定額：4 050 m3/hm2；灌水洗鹽后4～6 h排干)； Tr4：施用脫硫石膏22 500 kg/hm2+灌排措施； Tr5：施用脫硫石膏22 500 kg/hm2+改良劑7 500 kg/hm2+有機(jī)肥30 000 kg/hm2+灌排措施。每個(gè)處理重復(fù)6次，共36個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為54 m2(9 m×6 m)。試驗(yàn)處理前用激光平地儀平地后在小區(qū)之間打埂(高0.3 m、寬0.5 m)，然后根據(jù)處理要求施入相應(yīng)的脫硫石膏、有機(jī)肥、改良劑，并進(jìn)行灌水洗鹽。各處理不再施入氮、磷、鉀化肥。2013年4月下旬人工播種苜蓿，播種量為15 kg/hm2，行距為40 cm，株距為25～30 cm。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

土樣的采集：于2015年5月30日取樣，采用五點(diǎn)取樣法分別采集0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土層土壤樣品。將所取得的土壤樣品去除根系和石塊等雜物，充分混勻后分成2份裝入無(wú)菌自封袋內(nèi)，置于存有冰塊的取樣箱中帶回實(shí)驗(yàn)室備用。一份土壤樣品用于測(cè)定土壤微生物數(shù)量，另一份土壤樣品風(fēng)干后過(guò)1 mm篩用于測(cè)定土壤理化性質(zhì)。

明確的研究目的是保證臨床試驗(yàn)成功的根本。全部14項(xiàng)研究［10‐23］均以改善腹痛及其相關(guān)癥狀為主要試驗(yàn)?zāi)康?。其中，改善腹?2項(xiàng)（85.71%），改善腹痛及相關(guān)癥狀2項(xiàng)（14.29%）。

土壤微生物數(shù)量：采用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定土壤微生物數(shù)量，其中，土壤細(xì)菌用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)，土壤真菌用馬丁氏培養(yǎng)基培養(yǎng)，放線菌用高氏1號(hào)培養(yǎng)基培養(yǎng)。

土壤全鹽含量及pH值：用DDS-307數(shù)顯電導(dǎo)率儀測(cè)定土壤全鹽含量，用H198128筆式酸度計(jì)測(cè)定土壤pH值，水土比(體積質(zhì)量比)為5∶1。

苜蓿葉片光合指標(biāo)：于2015年8月6日用美國(guó)LI-COR公司生產(chǎn)的LI-6400XT便攜式光合儀測(cè)定葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率。

苜蓿葉片生化指標(biāo)：于2015年7月31日取苜蓿葉片，參照文獻(xiàn)[32]測(cè)定苜蓿葉片過(guò)氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)活性，脯氨酸、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量。

苜蓿產(chǎn)量：分別于2013年、2014年、2015年按試驗(yàn)處理小區(qū)進(jìn)行苜蓿刈割，留茬高度3 cm左右，收割后，稱質(zhì)量，計(jì)算鮮草產(chǎn)量。當(dāng)?shù)剀俎Ｒ荒晔斋@2茬。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改良模式對(duì)鹽堿地土壤理化性質(zhì)及微生物數(shù)量的影響

2.1.1 全鹽含量 由表2可知，種植苜蓿后土壤全鹽含量較種植前明顯降低，且土壤進(jìn)行改良處理后全鹽含量較對(duì)照也明顯下降。0～20 cm土層，Tr5處理全鹽含量較對(duì)照下降幅度最大，與對(duì)照和Tr1處理間存在顯著差異，與Tr2、Tr3、Tr4處理間差異不顯著，Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理土壤全鹽含量較對(duì)照分別下降7.4%、19.3%、12.1%、19.3%、25.5%；20～40 cm土層，Tr4處理全鹽含量較對(duì)照下降幅度最大，Tr5處理次之，兩者顯著低于對(duì)照、Tr2、Tr3處理，Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理土壤全鹽含量較對(duì)照分別下降31.1%、26.7%、24.1%、44.3%、41.2%；40～60 cm土層，仍是Tr5處理全鹽含量較對(duì)照下降幅度最大，顯著低于對(duì)照、Tr1、Tr2處理，Tr4處理次之，Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理土壤全鹽含量較對(duì)照分別下降21.3%、13.7%、25.1%、33.9%、37.0%。綜上所述，總體上Tr5處理降低土壤全鹽含量效果最好，Tr4處理次之。

表2 不同改良模式對(duì)鹽堿地土壤全鹽含量和pH值的影響

注：同列不同小寫(xiě)字母代表同一土層不同處理間差異顯著(P<0.05),下同。

2.1.2 pH值 由表2可以看出，鹽堿地土壤進(jìn)行改良處理后pH值較對(duì)照明顯下降。0～20 cm土層， Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理土壤pH值均顯著低于對(duì)照，以Tr2處理最低，Tr5處理最次之，Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理土壤pH值分別較對(duì)照下降0.66、0.75、0.66、0.57、0.74；20～40 cm土層，土壤pH值以Tr5處理最低，但與除Tr4處理外的其他處理無(wú)顯著差異，總體上各處理之間差異較小；40～60 cm土層，Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理土壤pH值分別較對(duì)照下降0.39、0.78、0.42、0.07、0.59，以Tr2處理最低，Tr5處理次之，兩者差異不顯著。綜上所述，總體上Tr5處理對(duì)土壤堿化改良效果最佳。

2.1.3 微生物數(shù)量 由表3可知，土壤進(jìn)行改良處理后真菌、細(xì)菌、放線菌數(shù)量發(fā)生明顯變化，其中所有改良處理土壤真菌數(shù)量均較對(duì)照降低，細(xì)菌和放線菌數(shù)量表現(xiàn)不一。0～20 cm土層，所有改良處理真菌數(shù)量均較對(duì)照明顯降低，以Tr5處理最低，顯著低于其他處理，Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理土壤真菌數(shù)量較對(duì)照分別降低1.1%、14.1%、18.9%、23.1%、42.7%；20～40 cm土層，所有改良處理土壤真菌數(shù)量均顯著低于對(duì)照，以Tr5處理最低，Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理土壤真菌數(shù)量分別較對(duì)照降低57.7%、58.9%、63.9%、70.1%、72.4%；40～60 cm土層，所有改良處理土壤真菌數(shù)量均顯著低于對(duì)照，以Tr5處理最低，Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理土壤真菌數(shù)量分別較對(duì)照降低62.4%、66.5%、79.1%、80.9%、95.1%。一部分改良處理土壤細(xì)菌和放線菌數(shù)量較對(duì)照略增。0～20 cm土層，Tr4、Tr5處理土壤細(xì)菌數(shù)量較對(duì)照分別增加28.8%、6.2%；20～40 cm土層，Tr5處理土壤細(xì)菌數(shù)量較對(duì)照增加78.4%；40～60 cm土層，Tr2、Tr3、Tr5處理土壤細(xì)菌數(shù)量分別較對(duì)照增加216.4%、92.9%、1.8%。0～20 cm土層，Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理土壤放線菌數(shù)量分別較對(duì)照增加3.1%、27.9%、23.7%、16.0%；20～40 cm土層,Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理土壤放線菌數(shù)量分別較對(duì)照增加106.4%、150.2%、120.9%、50.2%、519.1%；40～60 cm土層，Tr1、Tr3、Tr5處理土壤放線菌數(shù)量分別較對(duì)照增加136.6%、117.0%、175.7%。綜上所述，總體上上述土壤改良處理增加了土壤放線菌數(shù)量，降低了土壤真菌和細(xì)菌數(shù)量。

表3 不同改良模式對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

2.2 不同改良模式對(duì)鹽堿地苜蓿生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

2.2.1 光合指標(biāo) 由表4可知，不同改良處理苜蓿凈光合速率較對(duì)照有所增加，但差異不顯著， Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理凈光合速率較對(duì)照分別提高0.8%、17.1%、3.8%、11.7%、12.3%；氣孔導(dǎo)度以Tr5處理最高，其他處理間差異不顯著；胞間CO2濃度在各處理之間無(wú)顯著差異，Tr4、Tr5處理略高于對(duì)照；蒸騰速率在各處理之間差異不顯著，以Tr5處理最高。說(shuō)明不同改良模式對(duì)鹽堿地改良有一定效果，改良后土壤利于苜蓿生長(zhǎng)，光合速率提高。光合測(cè)定指標(biāo)中以Tr2、Tr5效果較好，說(shuō)明改良模式中施用改良劑有一定效果。

2.2.2 生化指標(biāo) 由表5可知，改良處理苜蓿葉片CAT、POD、SOD活性及脯氨酸含量均較對(duì)照提高，且均以Tr5處理最高，Tr4處理次之，兩者均與對(duì)照有顯著差異。其中，Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理CAT活性分別較對(duì)照提高159.9%、302.1%、19.9%、320.0%、378.4%；SOD活性分別較對(duì)照提高12.7%、11.5%、16.8%、28.8%、48.6%；POD活性分別較對(duì)照提高29.4%、50.0%、14.3%、62.0%、70.4%；脯氨酸含量分別較對(duì)照提高14.4%、4.6%、15.7%、20.4%、22.9%。對(duì)于MDA含量來(lái)說(shuō)，各處理之間無(wú)顯著差異。對(duì)于可溶性糖含量來(lái)說(shuō)，所有改良處理均與對(duì)照無(wú)顯著差異。綜上所述，改良處理對(duì)苜蓿在鹽堿脅迫下的生長(zhǎng)有一定保護(hù)作用，總體以Tr5效果最好，Tr4處理次之。

表4 不同改良模式對(duì)苜蓿光合指標(biāo)的影響

表5 不同改良模式對(duì)苜蓿生化指標(biāo)的影響

2.2.3 產(chǎn)量指標(biāo) 由表6可知，連續(xù)3 a改良處理苜蓿鮮草產(chǎn)量均較對(duì)照顯著增加，均以Tr5處理最高，Tr4處理次之，且改良第3年除Tr1外其他改良處理較對(duì)照的增產(chǎn)幅度均最大。其中，2013年，Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理苜蓿鮮草產(chǎn)量分別較對(duì)照提高57.3%、37.7%、46.3%、86.3%、92.9%；2014年，Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理苜蓿鮮草產(chǎn)量分別較對(duì)照提高39.4%、53.3%、45.5%、77.4%、109.8%；2015年，Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5處理苜蓿鮮草產(chǎn)量分別較對(duì)照提高47.6%、69.4%、57.8%、112.7%、127.1%。綜上，改良處理均提高了苜蓿產(chǎn)量，以Tr5處理效果最好，Tr4處理次之。

表6 不同改良模式對(duì)苜蓿鮮草產(chǎn)量的影響 kg/hm2

3 結(jié)論

脫硫石膏和改良劑配施是鹽堿地改良的有效措施，結(jié)合水稻[33-34]、甜高粱[35]、苜蓿[36-37]等耐鹽作物的種植，可取得較好的土壤改良效果和種植效益。特別是苜蓿[28,38]，其為多年生豆科作物，屬于優(yōu)質(zhì)牧草，種植經(jīng)濟(jì)效益和培肥效果較好，是鹽堿地改良的首選種植作物。

本研究結(jié)果表明，總體上所有改良模式均能降低土壤含鹽量和pH值，提高苜?？寡趸富钚院透彼岷?，進(jìn)而提高苜蓿抵御鹽堿脅迫的能力，最終提高苜蓿產(chǎn)量，總體上以脫硫石膏+改良劑+灌排措施+有機(jī)肥的集成改良模式(Tr5)的效果最佳，其對(duì)土壤的改良效果和經(jīng)濟(jì)效益高于其他改良措施，值得推廣使用。

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[37] 逄煥成,李玉義,于天一,等.不同鹽脅迫條件下微生物菌劑對(duì)土壤鹽分及苜蓿生長(zhǎng)的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2011,17(6):1403-1408.

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Effect of Different Improvement Modes on Physical and Chemical Character of Saline-alkali Soil and Alfalfa Yield

SHEN Jingli,WANG Bin,TIAN Xiaoping,XU Xing*
(College of Agronomy,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)

The improvement effect for saline-alkali soil and the influence for alfalfa yield of different improvement modes with desulfurized gypsum,modifying agent,organic fertilizer and irrigation were studied under field condition,so as to select the best improvement mode.The results showed that overall,all improvement modes could decrease the total salt content and pH value of soil,increase the antioxidant enzyme activity and proline content of alfalfa,so as to improve the salt-tolerance ability and alfalfa fresh grass yield.The best mode was Tr5 treatment with desulfurized gypsum+modifying agent+irrigation+organic manure,and the second was Tr4 treatment with desulfurized gypsum+irrigation.For Tr5 treatment,compared with CK without improvement mode,the soil total salt content decreased by 25.5%,41.2%,37.0% respectively,and pH values decreased by 0.74,0.13,0.59 respectively in 0—20 cm,20—40 cm,40—60 cm soil layer;in addition,the number of bacteria increased by 6.2%,78.4%,1.8% respectively,and the number of actinomycetes increased by 16.0%,519.1%,175.7,respectively,but the number of fungus decreased by 42.7%,72.4%,95.1% respectively in soil layer mentioned above;the net photosynthetic rate of alfalfa increased by 12.3%,the activities of CAT,SOD,POD and proline content of alfalfa increased by 378.4%,48.6%,70.4%,22.9% respectively;the fresh grass yield increased by 92.9%,109.8%,127.1% in three consecutive years.

desulfurized gypsum； saline-alkali soil； modifying agent； alfalfa

2016-01-01

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAC02B04)

沈婧麗(1990-)，女，寧夏銀川人，在讀碩士研究生，研究方向：作物生理生態(tài)。E-mail:lily_s90@163.com

*通訊作者：許 興(1959-)，男，寧夏銀川人，教授，博士，主要從事植物逆境生理與分子生物學(xué)方面的研究。 E-mail:xuxingscience@126.com

S156;S551.7

A

1004-3268(2016)06-0045-06