不同有機肥對鹽漬化耕地土壤鹽分、養(yǎng)分及棉花產(chǎn)量的影響

羅 佳, 盛建東, 王永旭, 郭 洋, 陳波浪

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 烏魯木齊 830052)

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不同有機肥對鹽漬化耕地土壤鹽分、養(yǎng)分及棉花產(chǎn)量的影響

羅 佳, 盛建東, 王永旭, 郭 洋, 陳波浪

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 烏魯木齊 830052)

為了分析比較不同有機肥對鹽漬化土壤鹽分及養(yǎng)分改良效果，通過田間試驗研究了不同有機肥對鹽漬化耕地土壤鹽分含量、土壤肥力指標及棉花產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：各有機肥處理對土壤鹽分的影響在吐絮期效果最好，其中30—90 cm土層中油渣處理表現(xiàn)最為明顯，較對照低了69.55%。等量供肥條件下，不同有機肥與化肥對棉花產(chǎn)量的貢獻無明顯差異。施用不同有機肥對土壤各肥力指標有不同程度的提升，施用油渣能促進鹽漬化棉田土壤有機質(zhì)的積累，尤其在耕層(0—30 cm)較對照處理高出了18.78%～36.85%；同時，油渣對土壤堿解氮提升也有促進作用，苗期時較對照增幅最大，達到32.70%～35.90%；各有機肥處理土壤速效磷含量較對照有不同程度的增加，其中在0—30 cm土層中羊糞和油渣在不同生育期較對照增幅分別為27.20%～47.14%，4.80%～38.57%；羊糞對于土壤速效鉀的釋放在苗期有良好的效果，較對照提高了5.20%～70.94%。

有機肥; 鹽堿地; 土壤鹽分; 土壤養(yǎng)分; 棉花產(chǎn)量

鹽土與堿土以及各類鹽化、堿化土壤統(tǒng)稱鹽漬土或鹽堿土[1]。全世界鹽漬土面積為9.543 8億hm2，我國各類鹽漬土總面積約0.99億hm2[2]。新疆是我國土地鹽漬化、次生鹽堿化最嚴重、對農(nóng)業(yè)影響最大的地區(qū)之一[3]。據(jù)統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)現(xiàn)有耕地398.78萬hm2(不包括旱地)[4]，新疆鹽堿化耕地約133.33萬hm2，近1/3耕地鹽堿化，其中80%以上為土壤次生鹽堿化。新疆除伊犁河谷、阿勒泰地區(qū)和塔城部分地區(qū)土壤鹽堿化較輕之外，其他地區(qū)土壤均有不同程度鹽堿化，天山南麓、塔里木盆地西部各灌區(qū)最為嚴重，一些耕地由于次生鹽堿化加重而被迫成為棄耕地[5]。

有機肥料是一種完全肥料，有機肥中不但含有氮、磷、鉀3要素，還含有硼、鋅、鉬等作物生長所必需的營養(yǎng)元素和有益元素，能均衡土壤營養(yǎng)元素，有利于作物對養(yǎng)分的吸收和利用[6]。施用有機肥改良土壤的研究結(jié)果均表明[7-10]：有機肥可以顯著增加土壤中有機質(zhì)含量，激發(fā)土壤中氮、磷的釋放，提高土壤有效養(yǎng)分含量，改善土壤理化性狀和土壤結(jié)構(gòu)等。增施有機肥，可以提高土壤的脫鹽能力，促進鹽漬土中土壤鹽分的淋洗，不斷釋放出土壤中的遲效態(tài)氮、磷、鉀，改善鹽漬土的土壤物理性狀，淡化土壤溶液濃度。

新疆地處內(nèi)陸干旱區(qū)，土壤貧瘠鹽堿重，有機肥施用效果也十分明顯，但針對鹽漬化土壤鹽分特征與養(yǎng)分變化研究報道不多，為此，本研究選取新疆南部典型鹽漬化區(qū)(喀什岳普湖縣)為研究區(qū)域，研究不同有機肥對鹽漬化耕地基本肥力特征的影響，分析比較不同有機肥對鹽漬化土壤鹽分及養(yǎng)分改良效果，以期為鹽堿地的改良和地力提升提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1試驗地概況本試驗在新疆喀什岳普湖縣進行，該地區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)西南部，塔里木盆地西緣，塔克拉瑪干沙漠西南，蓋孜河最下游，喀什地區(qū)東部。岳普湖縣屬于暖溫帶大陸性干旱氣候。四季分明，氣候干燥。日照時間長，少雨水，蒸發(fā)量大。春夏多風(fēng)沙和浮塵天氣，無霜期長。全縣有可墾荒地10萬hm2，耕地20萬hm2，其中90.8%耕地屬于鹽漬化土，其中強度鹽漬化面積占耕地面積的21.7%，中度和輕度鹽漬化面積占耕地面積的69%。土壤養(yǎng)分含量低，具有“缺磷、少氮、鉀有余”的特點。試驗地土壤基本理化性質(zhì)見表1。

表1　供試土壤的基本理化性質(zhì)

1.1.2供試肥料和作物品種有機肥分別為羊糞、雞糞、油渣。無機肥為尿素(含N 46%)、三料(含P2O546%)、鉀肥(含K2O 50%)。棉花品種為魯晨2號棉花。

1.2試驗方法

1.2.1試驗設(shè)計試驗于2012年4月上旬在岳普湖縣農(nóng)技推廣中心試驗站進行，依有機肥種類和有機質(zhì)含量分別設(shè)羊糞(有機質(zhì)24.2%，全N 0.45%，P2O50.25%，K2O 0.40%)、雞糞(有機質(zhì)25.5%，全N 1.86%，P2O51.22%，K2O 1.40%)、油渣(棉籽榨油后殘渣，有機質(zhì)34.4%，全N 2.13%，P2O52.15%，K2O 1.17%)及對照(不施有機肥)共4個處理，每處理3次重復(fù)，每個小區(qū)面積為300 m2，隨機排列。各處理施肥量見表2。4個處理80%的氮肥、全部磷鉀肥均基施(于整地時和有機肥一起施入)，化學(xué)肥料以當(dāng)?shù)仄骄┓柿?見表2的對照)進行，根據(jù)各有機肥養(yǎng)分含量，用化學(xué)肥料補施，以保證各處理養(yǎng)分一致(表2)。種植作物為魯晨2號棉花，播種方式為膜下滴灌，播種采用1.2 m寬地膜覆蓋，株行配置為60～30 cm寬窄行，種植密度為1.5×105株/hm2。田間管理與當(dāng)?shù)匾恢?。總灌水量? 800 m3/hm2。

表2　不同處理施肥量　kg/hm2

1.2.2樣品采集施肥前采集原始土壤帶回實驗室分析基礎(chǔ)狀況，其后分別在棉花苗期(2012年5月)、花鈴期(2012年7月)、吐絮期(2012年9月)依據(jù)0—30，30—60，60—90，90—120 cm土層進行土壤樣品的采集，晾干，磨細，過1 mm和0.25 mm篩用于土壤鹽分和養(yǎng)分的測定。選擇在2012年10月測產(chǎn)，產(chǎn)量計算公式為：

產(chǎn)量=單鈴數(shù)×單鈴重×株數(shù)/1000

(1)

1.2.3測定項目及方法土壤有機質(zhì)含量測定采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法；土壤速效磷含量測定采用碳酸氫鈉浸提—鉬藍比色法；土壤速效鉀含量測定采用乙酸銨浸提—火焰光度法；土壤堿解氮含量測定采用堿解擴散法；土壤總鹽測定采用干殘渣法[11]。

1.3數(shù)據(jù)處理方法

采用Excel表格和SPSS軟件進行數(shù)據(jù)處理及分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同有機肥對鹽漬化棉田土壤鹽分及棉花產(chǎn)量的影響

由表3可知，苗期各處理各土層土壤總鹽含量均低于基本值。與對照相比，羊糞處理0—90 cm土層總鹽含量較對照處理無明顯差異。雞糞處理中0—60 cm土層總鹽含量顯著低于對照處理，平均低了34.14%，而其余土層差異不明顯。而油渣處理中各土層總鹽含量顯著高于對照；花鈴期時，羊糞處理中30—60 cm土壤總鹽含量顯著高于對照，0—30 cm和60—90 cm較對照相比無顯著性差異。雞糞處理0—90 cm土層總鹽含量與對照相比差異不明顯，但均小于對照。油渣處理中60—90 cm較對照顯著高了29.01%，而0—60 cm無明顯差異。在此時期，各有機肥處理在90—120 cm土層土壤鹽分含量均低于對照，說明各有機肥對深層土壤鹽漬改良有良好效果；吐絮期數(shù)據(jù)顯示(表3)，各有機肥處理在耕層土壤(0—30 cm)總鹽含量與對照差異不明顯，30 cm以下均普遍低于對照，羊糞處理土壤總鹽含量較對照平均下降了45.80%，雞糞處理下降了23.55%。油渣處理30—90 cm土層總鹽含量顯著低于對照，降低了69.55%。

各處理和各土層總鹽含量隨生育期變化基本一致，均隨生育期推延呈上升趨勢，但與基本值相比，吐絮期0—120 cm土層總鹽含量均有所下降，尤其是施用有機肥處理下降更明顯。各時期土壤總鹽含量均隨土層深度增加呈下降趨勢。不同有機肥對棉花籽棉產(chǎn)量的影響結(jié)果顯示(表3)，雞糞處理中籽棉產(chǎn)量顯著高于對照處理，其他處理與對照無明顯差異。

表3　不同有機肥處理對土壤總鹽含量及籽棉產(chǎn)量的影響

注：同行不同字母表示差異達5%顯著水平，下表同。

2.2不同有機肥對鹽漬化棉田土壤有機質(zhì)含量的影響

從表4可以看出，苗期耕層(0—30 cm)中，羊糞和油渣處理土壤有機質(zhì)含量與對照相比都有不同程度的提高，其中油渣處理土壤有機質(zhì)含量最高，與對照達到顯著性差異，高出對照18.78%。30 cm以下的土層中，3個有機肥處理土壤有機質(zhì)含量低于對照；花鈴期，不同有機肥處理土壤有機質(zhì)含量均低于對照，且差異達顯著水平。羊糞、雞糞、油渣各處理較對照減幅分別為40.22%～60.48%，46.01%～75.57%，34.78%～62.40%。3個有機肥處理之間無顯著性差異；吐絮期，羊糞和雞糞處理土壤有機質(zhì)含量均低于對照。而油渣處理土壤有機質(zhì)含量高于對照，其中0—30，90—120 cm達到顯著性差異，分別高了36.85%，70.04%。說明施用油渣對棉花生育后期土壤有機質(zhì)具有明顯促進作用。

表4　不同有機肥處理對土壤有機質(zhì)含量的影響　g/kg

隨著棉花的不同生育期，雞糞和油渣處理土壤有機質(zhì)含量先呈平穩(wěn)狀態(tài)，到吐絮期呈上升趨勢，而羊糞處理始終處于平穩(wěn)狀態(tài)，無明顯升降趨勢。對照處理土壤有機質(zhì)含量表現(xiàn)為先上升，在花鈴期達到最高值，而后呈下降趨勢，這與3個有機肥處理變化趨勢不一致，可能與棉花對土壤肥力的耗竭有關(guān)。

2.3不同有機肥對鹽漬化棉田土壤速效養(yǎng)分含量的影響

2.3.1不同有機肥對鹽漬化棉田土壤堿解氮含量的影響由表5可知，在苗期，羊糞處理與對照相比，堿解氮含量低于對照處理。雞糞0—120 cm土層土壤堿解氮含量顯著低于對照處理，減幅為5.13%～46.25%。油渣處理與對照相比，土壤堿解氮含量均顯著高于對照處理(除60—90 cm)，0—60 cm和90—120 cm土壤堿解氮含量分別高了34.41%，33.29%。不同有機肥處理之間相比較而言，整體表現(xiàn)為油渣>羊糞>雞糞。說明前期土壤堿解氮含量與化學(xué)氮肥的投入顯著相關(guān)(表5)。花鈴期堿解氮測定結(jié)果顯示(表5)，從整體上看，3個有機肥處理與對照相比均有不同程度的提高。羊糞處理與對照相比，0—90 cm土層含量均高于對照，其中0—30 cm達顯著水平，高出149.32%。與對照相比，雞糞處理0—30，60—90，90—120 cm土層土壤堿解氮均達到顯著差異，分別增加了102.70%，146.40%，128.15%。油渣處理與對照相比，無顯著性差異。對不同有機肥處理相比較而言，90—120 cm表現(xiàn)為雞糞大于羊糞和油渣，且均達顯著水平，其余土層無明顯差異。說明雞糞處理對土壤深層有良好的保肥效果；吐絮期，各有機肥處理之間以及與對照相比各土層土壤堿解氮含量均無顯著性差異。

表5　不同有機肥處理對土壤堿解氮含量的影響　mg/kg

隨著棉花的生長，各處理0—30 cm耕層土壤堿解氮含量逐漸降低，表現(xiàn)較為明顯。30 cm以下的土層整體表現(xiàn)趨勢較為平穩(wěn)。

2.3.2不同有機肥對鹽漬化棉田土壤速效磷含量的影響由表6可看出，苗期時土壤速效磷含量整體表現(xiàn)為油渣處理最高，其中0—30 cm土層速效磷含量高出對照38.57%。羊糞處理與對照相比，除90—120 cm土層兩處理都測不出磷含量外，其他土層速效磷含量均高于對照，其中0—30 cm土層較對照高了47.14%。雞糞處理速效磷含量低于對照處理；花鈴期雞糞處理的0—60 cm土壤速效磷含量顯著低于其他處理。吐絮期，耕層中(0—30 cm)羊糞和油渣處理土壤速效磷含量較高，30 cm以下的土層中雞糞處理土壤速效磷含量較高，但吐絮期各處理各土層土壤速效磷含量無明顯差異。

在棉花生長過程中，苗期到吐絮期各處理速效磷含量呈上升趨勢。據(jù)吐絮期土壤速效磷含量和本底值相比，羊糞和油渣含量上升幅度最高，分別達到89.28%～357.14%，48.81%～571.43%，說明配施有機肥能延長磷肥的有效性。

2.3.3不同有機肥對鹽漬化棉田土壤速效鉀含量的影響從苗期數(shù)據(jù)可知(表7)，羊糞處理土壤速效鉀含量最高，雞糞處理最低。與對照相比羊糞處理0—30 cm和60—90 cm土層速效鉀含量達顯著性差異，分別高了70.94%和29.51%。雞糞處理30—60 cm和60—90 cm土層速效鉀含量顯著低于對照。油渣處理與對照相比，耕層0—30 cm以及底層90—120 cm土層速效鉀含量高于對照，其中90—120 cm差異達顯著性水平。3個不同有機肥處理之間相比較，0—60 cm土層中土壤速效鉀含量表現(xiàn)為羊糞>油渣>雞糞;花鈴期時土壤速效鉀含量羊糞處理較高，而油渣和雞糞處理相對較低。羊糞處理0—90 cm土層速效鉀含量均高于對照處理，平均高了18.67%。與對照相比，雞糞、油渣處理各土層速效鉀含量均無顯著性差異。3個不同有機肥處理之間相比較，在0—30 cm土層中，羊糞處理土壤速效鉀含量顯著高于雞糞和油渣處理，分別高了72.6%和112.81%，其余土層間無明顯差異；吐絮期各處理之間無顯著差異。

表6　不同有機肥處理對土壤速效磷含量的影響 　mg/kg

表7　不同有機肥處理對土壤速效鉀含量的影響　mg/kg

在棉花生長過程中，3個有機肥處理與對照苗期到吐絮期各處理土壤速效鉀含量整體呈逐漸下降，耕層較為明顯。由此，在棉花生產(chǎn)中要重視鉀肥的施用。

3　結(jié)論與討論

3.1不同有機肥對鹽漬化棉田土壤鹽分及棉花產(chǎn)量的影響

增施有機肥料，有機無機結(jié)合，可以改善鹽漬土土壤物理、土壤化學(xué)、土壤膠體和土壤生物學(xué)性狀，改善鹽漬土土壤生態(tài)環(huán)境，促進脫鹽、抑制返鹽，以有機物質(zhì)調(diào)控土壤水鹽平衡和肥鹽平衡[12-15]。

本試驗結(jié)果表明，各有機肥處理對不同生育期的土壤總鹽含量有一定影響，總體上呈減少趨勢。苗期各處理中，除油渣處理外其他各處理的土壤總鹽含量較對照相比均有不同程度的減少，其中雞糞處理在0—60 cm土層中總鹽含量明顯低于對照；花鈴期雞糞處理各土層的土壤總含鹽量總體上均低于對照；吐絮期各有機肥處理在30 cm以下土層中土壤總鹽含量均普遍低于對照，其中羊糞處理土壤總鹽含量較對照相比下降了45.80%，雞糞處理總鹽含量與對照相比低了23.55%。油渣處理在30—90 cm土層總鹽含量顯著低于對照，較對照相比降低了69.55%。在各施肥處理中，雞糞處理在各生育期對降低土壤總含鹽量均有較好的效果。而在棉花生育后期，油渣處理對降低土壤鹽漬化效果更明顯。這說明，施用有機肥確實有促進脫鹽和抑制反鹽的作用，這與上述研究結(jié)果一致。而由籽棉產(chǎn)量數(shù)據(jù)看出，雞糞處理對提高棉花產(chǎn)量效果較好。總體而言，施用有機肥對鹽漬化棉田地力提升效果比產(chǎn)量明顯。

3.2不同有機肥對鹽漬化棉田土壤養(yǎng)分的影響

有機肥料在提供作物養(yǎng)分、維持地力、更新土壤有機質(zhì)、促進微生物繁殖、增強土壤保水保肥能力，特別是在改善土壤結(jié)構(gòu)和保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境方面具有化肥不可替代的作用[16-19]。

全生育期中，各處理土壤有機質(zhì)含量均大于本底值，各有機肥處理中土壤有機質(zhì)含量均高于對照，生育后期油渣有機質(zhì)含量最高，說明油渣在土壤中分解有機質(zhì)較為充分；土壤中堿解氮含量和速效鉀含量表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢，速效磷含量隨著棉花的生長，逐漸升高；各有機肥處理中土壤總鹽含量均低于對照，且低于本底值，但隨生育期鹽分含量逐漸增加；各有機肥處理與對照相比，土壤有機質(zhì)、速效養(yǎng)分以及總鹽含量動態(tài)變化規(guī)律基本沒有變化，但從各處理土壤養(yǎng)分及鹽分含量變化上看都表現(xiàn)出各有機肥處理較對照而言養(yǎng)分含量有所增加、鹽分含量有所降低的現(xiàn)象，與于秀麗等[18]的研究結(jié)果一致。

總之，與施用普通化肥相比，增施不同有機肥可以不同程度的提高土壤養(yǎng)分含量及棉花產(chǎn)量，并有效改善土壤鹽漬化，油渣處理表現(xiàn)尤為明顯。說明在鹽漬化區(qū)施用有機肥尤其是油渣對改良鹽堿以及提升地力有良好的效果。

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Effects of Different Organic Fertilizers on Soil Salinity, Nutrients and Cotton Yield on Salt-Affected Land

LUO Jia, SHENG Jiandong, WANG Yongxu, GUO Yang, CHEN Bolang

(CollegeofGrasslandandEnvironmentSciences,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China)

In order to analyze and compare impacts of different organic fertilizers on soil salinization reduction and fertility improvement, field experiments were carried out in salt-affected land to study the effects of different organic fertilizers on the total salt content, soil fertility and cotton yield. Results showed that impact of each organic fertilizer on soil salinity was the best at the boll opening stage, which was especially obvious for the dregs of fat treatment in 30—90 cm depth (i.e., 69.55% lower than the control). No significant difference in cotton production was observed when applying the same amount of fertilizer, no matter what types of organic manure and chemical fertilizer were applied. Application of different organic fertilizers could improve each soil fertility index with various degrees. The use of dregs of fat could benefit accumulations of both soil organic matter and available nitrogen in cotton fields. Compared with CK, soil organic matter in the top layer (0—30 cm) increased by 18.78%～36.85%, while available nitrogen at seedling stage increased by 32.70%～35.90%. Organic fertilizer could also increase available phosphorus with various degrees. Compared with CK, in the top layer(0—30 cm), the available phosphorus contents of treatments with sheep manure and dregs of fat increased by 27.20%～47.14% and 4.80%～38.57% at different growing stages, respectively. Sheep manure has a positive effect on the release of soil available potassium at the seedling stage, the contents of available potassium increased by 5.20%～70.94% comparing with CK.

organic fertilizer; salt-affected land; soil salinity; soil nutrients; cotton yield

2015-04-05

2015-06-08

新疆自治區(qū)“十二五”重大專項“鹽漬化低產(chǎn)田生產(chǎn)力提升關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與示范”(201130106-2);新疆自治區(qū)土壤學(xué)重點學(xué)科資助

羅佳(1991—),女,新疆阿拉爾人,碩士研究生,研究方向為土壤質(zhì)量提升。E-mail:luojia8229@foxmail.com

陳波浪(1979—),男,新疆烏魯木齊人,博士,副教授,主要從事土壤質(zhì)量提升與植物營養(yǎng)研究。Email:chenwang200910@sina.com

S141; S153; S156.4

A

1005-3409(2016)03-0048-06