多功能調(diào)理劑對甘肅河西內(nèi)陸鹽漬土理化性質(zhì)和甜高粱產(chǎn)草量的影響①

張建中，閆治斌，王 學(xué)，馬世軍，秦嘉海，趙蕓晨

（1 河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，甘肅張掖 734000；2 甘肅省張掖市甘州區(qū)種子管理局，甘肅張掖 734000；3 甘肅省敦煌種業(yè)股份有限公司，甘肅酒泉 735000）

多功能調(diào)理劑對甘肅河西內(nèi)陸鹽漬土理化性質(zhì)和甜高粱產(chǎn)草量的影響①

張建中1，2，閆治斌3，王 學(xué)3，馬世軍3，秦嘉海2，趙蕓晨1*

（1 河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，甘肅張掖 734000；2 甘肅省張掖市甘州區(qū)種子管理局，甘肅張掖 734000；3 甘肅省敦煌種業(yè)股份有限公司，甘肅酒泉 735000）

在甘肅河西內(nèi)陸的鹽漬土上，采用田間試驗(yàn)方法，研究了多功能調(diào)理劑對鹽漬土理化性質(zhì)和甜高粱產(chǎn)草量的影響。結(jié)果表明：多功能調(diào)理劑最佳配方組合為：A2B2C1（即營養(yǎng)因子1.80 t/hm2、有機(jī)生態(tài)肥72 t/hm2、鹽漬土改良材料1.20 t/hm2）。不同種類鹽漬土改良劑對鹽漬土體積質(zhì)量、pH 、EC和全鹽由大到小的變化順序依次為：鹽漬土荒灘（CK）＞抗鹽豐鹽堿土改良劑＞禾康鹽堿土改良劑＞鹽堿土改良劑＞多功能調(diào)理劑；總孔隙度、團(tuán)聚體、飽和持水量、有機(jī)質(zhì)、速效氮磷鉀、甜高粱產(chǎn)草量由大到小的變化順序依次為：多功能調(diào)理劑＞鹽堿土改良劑＞禾康鹽堿土改良劑＞抗鹽豐鹽堿土改良劑＞鹽漬土荒灘（CK）。多功能調(diào)理劑與鹽漬土荒灘（CK）比較，鹽漬土體積質(zhì)量、pH和全鹽分別降低28.05%、3.63% 和62.16%；總孔隙度、團(tuán)聚體和飽和持水量分別增加45.55%、45.55% 和32.91%；有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀分別增加11.74%、145.01%、206.56% 和13.35%；甜高粱產(chǎn)草量出苗率、株高、莖粗、單株鮮重和產(chǎn)草量分別增加123.69%、120.00%、105.29%、133.33% 和181.13%。多功能調(diào)理劑施用量與鹽漬土孔隙度、團(tuán)聚體、持水量、有機(jī)質(zhì)、速效氮磷鉀、微生物數(shù)量、甜高粱產(chǎn)草量之間呈正相關(guān)關(guān)系，與體積質(zhì)量、pH和全鹽之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。多功能調(diào)理劑施用量與甜高粱產(chǎn)草量間的回歸方程為： y = 32.64 + 0.5561x - 0.0003x2，最佳施用量為75.00 t/hm2，甜高粱產(chǎn)草量為72.66 t/hm2。在鹽漬土上施用多功能調(diào)理劑，有效地改良了鹽漬土理化和生物學(xué)性質(zhì)，降低了體積質(zhì)量、pH、EC和全鹽，增加了總孔隙度、團(tuán)聚體、飽和持水量，提高了有機(jī)質(zhì)及速效氮磷鉀和甜高粱產(chǎn)草量。

多功能調(diào)理劑；鹽漬土；理化性質(zhì)；甜高粱

土壤調(diào)理劑的研究始于20世紀(jì) 80年代，技術(shù)領(lǐng)先國家包括美國、前蘇聯(lián)、比利時等，其中以比利時的TC調(diào)理劑［1-3］和印度的Agri-CS調(diào)理劑最為成功。1982年，我國農(nóng)牧漁業(yè)部從比利時引進(jìn)聚丙烯酰胺和瀝青乳劑，應(yīng)用于渠道防滲、鹽漬土改良、造林、種草、防止水土流失、旱地增溫、保墑等方面［4］。近年來商品化土壤調(diào)理劑在我國的種類和數(shù)量均呈增加趨勢，獲得國家行政審批的土壤調(diào)理劑產(chǎn)品達(dá)到40多個，這些土壤調(diào)理劑產(chǎn)品的主要功能包括改良土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤鹽堿危害、調(diào)節(jié)土壤酸堿度、改善土壤水分狀況或修復(fù)污染土壤等。近些年來，許多研究表明，人工合成高聚物含有代換能力強(qiáng)的高價離子，施用后與堿土吸附的交換性鈉進(jìn)行離子交換，交換下來的鈉離子溶于水中被排洗掉，從而達(dá)到降低鹽堿的目的［5］。楊宇等［6］以生化黃腐酸為主要成分的土壤改良劑對鹽堿土進(jìn)行了改良試驗(yàn)，結(jié)果顯示土壤中大于0.25 mm的水穩(wěn)性團(tuán)粒含量比對照提高了5.40%和 35.80%，土壤 pH由8.50下降到7.80。潘保原［7］利用磷石膏、煤渣、雞糞、污泥和酒糟對松嫩平原大慶地區(qū)的鹽堿土進(jìn)行了改良效果研究，結(jié)果顯示：幾種物質(zhì)中酒糟施用后效果最好，中度和重度鹽堿土壤的堿化度分別下降了4.00% 和4.85%。安東等［8］研究了硫磺、石膏、有機(jī)肥和PAM對鹽堿土理化性質(zhì)的影響，結(jié)果顯示：鹽堿土物理性質(zhì)得到了改善，并且與水分利用相互配合，共同促進(jìn)了鹽堿土的改良。

甘肅河西內(nèi)陸的鹽漬土分布面積為1.21×106hm2，酒泉市主要分布在肅州區(qū)、玉門市、敦煌市、金塔縣、瓜州縣、肅北縣和阿克塞縣的河成階地和沖積扇地帶，湖河階地，局部低洼碟形凹地上；張掖市主要分布在甘州、臨澤、高臺及肅南明花區(qū)；武威市主要分布在民勤、古浪和涼州區(qū)。甘肅河西內(nèi)陸鹽漬土分布具有一定的規(guī)律性，在沼澤地、地下水露頭地帶分布著沼澤鹽漬土；在洪積沖積平原低洼帶和河流兩岸分布著草甸鹽漬土；在肅南的明花區(qū)、高臺鹽池、合黎山緣北部分布著旱鹽漬土；在玉門黃化農(nóng)場、和飲馬農(nóng)場分布著鎂質(zhì)堿性土［9-10］。鹽分組成由Na+、Ca2+、Mg2+3種陽離子和Cl-、、HC、C4種陰離子組成的NaCl、CaCl2、MgCl2、Na2SO4、CaSO4、MgSO4、NaHCO3、Ca （HCO3）2、Mg（HCO3）2、Na2CO3、CaCO3、MgCO312種鹽類，各種鹽類對植物的毒害效應(yīng)依次為Na2CO3＞NaHCO3＞NaCl＞CaCl2＞MgSO4＞Na2SO有關(guān)鹽漬土的改良利用前人做了大量的研究工作［12-19］，其中，水利工程措施改良鹽漬化土效果較好，但存在的問題是河西內(nèi)陸淡水資源匱乏，難以大面積推廣；鹽生植物改良是一個發(fā)展方向，但鹽生植物的培育難度較大且時間長；化學(xué)措施改良是一項(xiàng)重要的措施，但只注重單一改良劑對鹽漬化土的改良效果，而忽視了多種改良劑的配合施用對鹽漬土的改良。因此，研究和開發(fā)多功能調(diào)理劑是本文研究關(guān)鍵所在。本試驗(yàn)采用酸堿中和原理、離子交換原理、土壤結(jié)構(gòu)改良原理和土壤養(yǎng)分平衡原理，將營養(yǎng)因子與聚乙稀醇［20-23］、硫酸鋁、硫磺、保水劑［24-26］、牛糞、糠醛渣［27-29］、固氮解磷解鉀微生物菌肥［30-31］按比例合成集營養(yǎng)、改土、保水為一體的多功能調(diào)理劑，進(jìn)行鹽堿土改良劑比較試驗(yàn)和最佳施用量試驗(yàn)，以便為鹽漬土改良利用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)是甘肅省酒泉市肅州區(qū)鏵尖鄉(xiāng)漫水灘村，土壤類型是鹽漬土，0 ～ 20 cm土層含有機(jī)質(zhì)12.10 g/kg、堿解氮37.24 mg/kg、速效磷5.33 mg/kg、速效鉀109.82 mg/kg、有效硼0.86 mg/kg、有效錳6.72 mg/kg、有效銅1.01 mg/kg、有效鋅0.42 mg/kg、有效鐵12.70 mg/kg、有效鉬0.10 mg/kg、CEC （陽離子交換量） 6.34 cmol/kg、pH 8.53、全鹽6.29 g/kg。鹽生植物是堿蓬（Suaeda glauca（Bunge）Bunge）、駱駝刺（Alhagi sparsifolia Shap.（ex Keller et Shap.））、蘆葦（Phragmite austrlis Trin）、冰草（Agropyron cristatum（Linn） Gaertn）、鹽蒿（Artemisia halodendrom Turczet Bess）、檉柳（Tamarix chinensis Lour）、羅布麻（Apocynum venetum L.）。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 肥料 CO（NH2）2，含N 46%；（NH4）2HPO4，含N 18%、P2O546%；ZnSO4·7H2O，含Zn 23%；（NH4）6Mo7O24·4H2O，含Mo 50%；硫酸鋁（Al2（SO4）3），含Al2O315.90%，粒徑0.5 ～ 1 mm；硫磺，含S 95%，粒徑0.5 ～ 1 mm；固氮解磷解鉀微生物菌肥，有效活菌數(shù)≥10 億個/g；有機(jī)生態(tài)肥，將發(fā)酵牛糞、改性糠醛渣、固氮解磷解鉀微生物菌肥重量比按0.6000∶0.3900∶0.0100混合，含有機(jī)質(zhì)34.35%，N 0.42%，P2O50.29%，K2O 0.56%，在25 ～ 30℃ 條件下發(fā)酵120天備用。

1.2.2 改性糠醛渣 在糠醛渣中加入4% 碳酸氫銨，將pH調(diào)整到6.50 ～ 7.50，含有機(jī)質(zhì)60% ～ 65%、腐殖酸11.63%、全氮0.61%、全磷0.36%、全鉀1.18%，pH為2.1，粒徑1 ～ 2 mm；發(fā)酵牛糞， 含有機(jī)質(zhì)14% ～16%，全氮0.32%、全磷0.25%、全鉀0.16%，粒徑1 ～2 mm。

1.2.3 其他材料 聚乙稀醇，粒徑0.05 ～ 2 mm；保水劑，吸水倍率645 g/g；營養(yǎng)因子，將尿素、磷酸二銨、硫酸鋅、鉬酸銨重量比按0.5700∶0.3900∶0.030∶0.010混合，含N 33%、P2O518%、Zn 0.69%、Mo 0.50%；鹽漬土改良材料，將保水劑、硫酸鋁、硫磺、聚乙稀醇重量比按0.0549∶0.3671∶0.5504∶0.0276混合，含Al2O35.87%、S 52.29%；禾康鹽堿土改良劑，北京飛鷹綠地科技有限公司產(chǎn)品；抗鹽豐鹽堿土改良劑，北京禾源草業(yè)開發(fā)有限公司產(chǎn)品；鹽堿土壤改良劑，烏魯木齊金昌隆農(nóng)業(yè)科技有限公司產(chǎn)品；甜高粱（Sorghum bicolor L. Moench）品種為雅津1號，北京桑粱技術(shù)發(fā)展中心選育。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 多功能調(diào)理劑配方確定 2010年4月20日選擇營養(yǎng)因子、有機(jī)生態(tài)肥、鹽漬土改良材料為3個因素，選擇正交表L9（33）設(shè)計(jì)試驗(yàn)［32］，則每個因素有3個水平，共9個處理（表1），按表中用量制成9種多功能調(diào)理劑。

1.3.2 不同種類改良劑比較試驗(yàn) 多功能調(diào)理劑配制：根據(jù)試驗(yàn)一篩選的配方，將營養(yǎng)因子、有機(jī)生態(tài)肥、鹽漬土改良材料重量比按0.0240∶0.9600∶0.016混合，得到多功能調(diào)理劑，經(jīng)室內(nèi)分析含有機(jī)質(zhì)32.88%、N 1.20%、P2O50.71%、K2O 0.54%、Zn 0.02%、Mo 0.01%、Al2O30.09%、S 0.84%。

試驗(yàn)處理：2011年4月20日至2012年4月20日，在投入成本相等的條件下（19 167元/hm2），試驗(yàn)共設(shè)計(jì)5個處理：①鹽漬土荒灘（CK）；②禾康鹽堿土改良劑，施用量3.50 t/hm2；③抗鹽豐鹽堿土改良劑，施用量3.00 t/hm2；④鹽堿土改良劑，施用量3.75 t/hm2；⑤多功能調(diào)理劑，施用量75 t/hm2。每個試驗(yàn)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.3.3 多功能調(diào)理劑最佳施用量研究 2013年4月20日至2014年4月20日，按照試驗(yàn)一篩選的配方，將多功能調(diào)理劑施用量梯度設(shè)計(jì)為0、15、30、45、60、75、90 t/hm27個處理，以處理1為對照 （CK），每個處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.3.4 種植方法 試驗(yàn)小區(qū)面積為32 m2（8 m × 4 m），小區(qū)四周筑埂，埂寬30 cm，高35 cm。每個試驗(yàn)處理的改良劑和多功能調(diào)理劑在高粱播種前施入0 ～ 20 cm土層，灌水第7天后淺耕播種，播種時間為2010、2011、2012、2013、2014每年的4月20日，播種前種子用30℃ 的溫水浸泡24 h，播種深度為2 ～ 3 cm，株距15 cm，行距50 cm，每個小區(qū)種植426株，分別在拔節(jié)期、開花期每個試驗(yàn)小區(qū)結(jié)合灌水追施尿素0.72 kg。在拔節(jié)期、抽穗期、開花期、灌漿期各灌水1次，每個小區(qū)灌水量相等。

1.4 測定指標(biāo)與方法

甜高粱收獲時在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)按照對角線采樣方法，確定5個樣品采集點(diǎn)，每個點(diǎn)連續(xù)采集10株，共采集50株測定株高、莖粗、單株產(chǎn)草量，莖粗測定采用游標(biāo)卡尺法。每個試驗(yàn)小區(qū)單獨(dú)收獲，將小區(qū)產(chǎn)草量折合成公頃產(chǎn)草量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。甜高粱收獲后，分別在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)按對角線布置5個點(diǎn)，每個點(diǎn)采集0 ～ 20 cm耕作層土樣5 kg，用四分法帶回1 kg混合土樣，風(fēng)干15天，過1 mm篩供室內(nèi)化驗(yàn)分析，其中土壤體積質(zhì)量、團(tuán)聚體、微生物測定用環(huán)刀采原狀土，未進(jìn)行風(fēng)干。土壤體積質(zhì)量采用環(huán)刀法測定；孔隙度采用計(jì)算法求得；＞0.25 mm團(tuán)聚體采用干篩法測定；田間持水量采用威爾克科斯法測定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀法測定；堿解氮采用擴(kuò)散法測定；速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用火焰光度計(jì)法測定；pH采用5∶1水土比浸提，用pH-2F數(shù)字pH計(jì)測定；全鹽采用電導(dǎo)法測定；微生物數(shù)量采用稀釋平板法測定；飽和持水量按公式（土壤飽和持水量＝面積×總孔隙度×土層深度）求得；毛管持水量按公式（土壤毛管持水量＝面積×毛管孔隙度×土層深度）求得；非毛管持水量按公式（土壤非毛管持水量＝面積×非毛管孔隙度×土層深度）求得［33-34］。

1.5 數(shù)據(jù)處理

土壤理化性質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、速效養(yǎng)分和甜高粱株高、莖粗、單株產(chǎn)草量數(shù)據(jù)處理采用直線回歸統(tǒng)計(jì)法；差異顯著性采用DPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，多重比較，LSR檢驗(yàn)法。依據(jù)最佳施用量計(jì)算公式x0= ［（px/py）-b］/ 2c求得多功能調(diào)理劑最佳施用量（x0）［35-36］，依據(jù)y = a+bx+cx2回歸方程，求得多功能調(diào)理劑最佳施用量時的甜高粱產(chǎn)草量（y）［37］。

表1 L9（33）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表Table1 L9（33） orthogonal experimental design

表2 L9（33）正交試驗(yàn)分析Table2 Analysis of L9（33） orthogonal experimental design

2 結(jié)果與分析

2.1 多功能調(diào)理劑配方篩選

2010年9月10日甜高粱收獲后測定數(shù)據(jù)采用正交試驗(yàn)分析可知，不同因素對甜高粱產(chǎn)草量的效應(yīng)（R）是 B＞A＞C，說明影響甜高粱產(chǎn)草量效應(yīng)依次是：有機(jī)生態(tài)肥（R = 81.84）＞營養(yǎng)因子（R = 42.80）＞鹽漬土改良材料（R = 26.63）（表2）。比較各因素不同水平的T值可以看出，TA2＞TA3＞TA1， 說明甜高粱產(chǎn)草量隨著營養(yǎng)因子施用量梯度的增大而增加，當(dāng)營養(yǎng)因子施用量超過1.80 t/hm2后，甜高粱產(chǎn)草量又隨營養(yǎng)因子施用量梯度的增大而降低；TB2＞TB1＞TB3，說明甜高粱產(chǎn)草量隨著有機(jī)生態(tài)肥施用量梯度的增大而增加，當(dāng)有機(jī)生態(tài)肥施用量超過72 t/hm2，甜高粱產(chǎn)草量又隨著有機(jī)生態(tài)肥施用量梯度的增大而降低；TC1＞TC2＞TC3，說明鹽漬土改良材料最大施用量不要超過1.20 t/hm2。從各因素的T值可以看出，因素間最佳組合是：A2B2C1（營養(yǎng)因子1.80 t/hm2，有機(jī)生態(tài)肥72 t/hm2，鹽漬土改良材料1.20 t/hm2），將營養(yǎng)因子、有機(jī)生態(tài)肥、鹽漬土改良材料重量比按0.0240∶0.9600∶0.016混合，得到多功能調(diào)理劑配方。

2.2 不同種類改良劑對鹽漬土理化性質(zhì)及甜高粱植物學(xué)性狀和經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.2.1 對鹽漬土物理性質(zhì)和持水量的影響 連續(xù)定點(diǎn)試驗(yàn)2年后，于2012年9月10日甜高粱收獲后測定數(shù)據(jù)可知（表3），不同種類鹽漬土改良劑對鹽漬土體積質(zhì)量由大到小的變化順序依次為：鹽漬土荒灘（CK）＞抗鹽豐鹽堿土改良劑＞禾康鹽堿土改良劑＞鹽堿土改良劑＞多功能調(diào)理劑；總孔隙度、團(tuán)聚體和飽和持水量由大到小的變化順序依次為：多功能調(diào)理劑＞鹽堿土改良劑＞禾康鹽堿土改良劑＞抗鹽豐鹽堿土改良劑＞鹽漬土荒灘（CK）。多功能調(diào)理劑與鹽漬土荒灘（CK）比較，體積質(zhì)量降低28.05%，總孔隙度、團(tuán)聚體和飽和持水量分別增加45.55%、45.55% 和32.91%，差異極顯著（P＜0.01）。

表3 不同種類改良劑對鹽漬土物理性質(zhì)和持水量的影響Table3 Effects of different ameliorations on physical properties and water-holding capacities of saline soils

2.2.2 對鹽漬土有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分的影響 從表4可知，不同種類鹽漬土改良劑對鹽漬土有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀由大到小的變化順序依次為：多功能調(diào)理劑＞鹽堿土改良劑＞禾康鹽堿土改良劑＞抗鹽豐鹽堿土改良劑＞鹽漬土荒灘（CK）。多功能調(diào)理劑與鹽漬土荒灘（CK）比較，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀分別增加11.74%、145.01%、206.56% 和13.35%，差異極顯著（P＜0.01）。

表4 不同種類改良劑對鹽漬土有機(jī)質(zhì)及速效養(yǎng)分和化學(xué)性質(zhì)的影響Table4 Effects of different ameliorations on organic matter contents， rapid available nutrient contents and chemical properties of saline soils

2.2.3 對鹽漬土化學(xué)性質(zhì)的影響 從表4可知，不同種類鹽漬土改良劑對鹽漬土pH 和全鹽由大到小的變化順序依次為：鹽漬土荒灘（CK）＞抗鹽豐鹽堿土改良劑＞禾康鹽堿土改良劑＞鹽堿土改良劑＞多功能調(diào)理劑。多功能調(diào)理劑與鹽漬土荒灘（CK）比較，pH降低了3.63%，差異顯著（P＜0.05）；全鹽降低62.16%，差異極顯著（P＜0.01）。究其原因，一是多功能調(diào)理劑中加入的硫磺是一種酸性化合物；二是多功能調(diào)理劑中加入的有機(jī)生態(tài)肥，在土壤微生物的分解作用下產(chǎn)生有機(jī)酸，因而降低了鹽漬土pH；三是多功能調(diào)理劑撒施在地表，然后灌水第7天后淺耕播種，多功能調(diào)理劑中加入的Al2（SO4）3，在土壤中水解為S和 Al3+，Al3+代換能力大于一二價陽離子，鹽漬土膠體表面的鹽基離子Ca2+、Mg2+、K+、Na+被Al3+代換到土壤溶液中，使鹽基離子隨灌溉水淋溶到底土層，因而降低了鹽漬土全鹽含量。

2.2.4 對甜高粱植物學(xué)性狀和產(chǎn)草量的影響 2012年9月10日甜高粱收獲后測定數(shù)據(jù)可知（表5），不同種類鹽漬土改良劑對甜高粱植物學(xué)性狀和產(chǎn)草量由大到小的變化順序依次為：多功能調(diào)理劑＞鹽堿土改良劑＞禾康鹽堿土改良劑＞抗鹽豐鹽堿土改良劑＞鹽漬土荒灘（CK）。多功能調(diào)理劑與鹽漬土荒灘（CK）比較，出苗率、株高、莖粗、單株鮮重和產(chǎn)草量分別增加123.69%、120.00%、105.29%、133.33% 和181.13%，差異極顯著（P＜0.01）。

2.3 多功能調(diào)理劑施用量對鹽漬土物理性質(zhì)及持水量的影響

2.3.1 對鹽漬土體積質(zhì)量的影響 土壤體積質(zhì)量是表征土壤松緊程度的一個重要指標(biāo)，也是計(jì)算土壤孔隙度的重要參數(shù)［38］。連續(xù)定點(diǎn)試驗(yàn)2年后，于2014年9月10日甜高粱收獲后測定數(shù)據(jù)可知（表6），多功能調(diào)理劑施用量與鹽漬土體積質(zhì)量之間呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）為 -0.992 8。多功能調(diào)理劑施用量90.00 t/hm2，與CK比較，體積質(zhì)量降低33.74%，差異極顯著（P＜0.01）。究其原因是多功能調(diào)理劑中的牛糞、糠醛渣含有豐富的有機(jī)質(zhì)，使鹽漬土疏松，降低了體積質(zhì)量。

表5 不同種類改良劑對甜高粱植物學(xué)性狀和產(chǎn)草量的影響Table5 Effects of different ameliorations on botanic characters and straw yields of sweet sorghums

表6 多功能調(diào)理劑施用量對鹽漬土物理性質(zhì)的影響Table6 Effects of multifunctional amelioration dosages on physical properties of saline soils

2.3.2 對鹽漬土孔隙度的影響 土壤孔隙度是表征土壤通氣性和透水性的重要指標(biāo)［39］，從表6可知，多功能調(diào)理劑施用量與鹽漬土總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）分別為0.995 2、0.993 3、0.987 5。多功能調(diào)理劑施用量90.00 t/hm2，與CK比較，總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度分別增加53.94%、74.90% 和40.28%，差異極顯著（P＜0.01）。究其原因是多功能調(diào)理劑中的牛糞、糠醛渣含有豐富的有機(jī)質(zhì)，使土壤疏松，增大了孔隙度。

2.3.3 對鹽漬土團(tuán)聚體的影響 土壤團(tuán)聚體是表征肥沃土壤的指標(biāo)之一［40-43］。從表6可知，多功能調(diào)理劑施用量與鹽漬土團(tuán)聚體之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）為0.987 6。多功能調(diào)理劑施用量90.00 t/hm2，與CK比較，團(tuán)聚體增加84.34%，差異極顯著（P＜0.01）。分析這一結(jié)果產(chǎn)生的原因，一是多功能調(diào)理劑中的聚乙烯醇是一種膠結(jié)物質(zhì)，可以把小土粒粘在一起，形成較穩(wěn)定的團(tuán)聚體；二是多功能調(diào)理劑中的牛糞、糠醛渣在土壤微生物的作用下合成了土壤腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)中的酚羥基、羧基、甲氧基、羰基、羥基、醌基等功能團(tuán)解離后帶負(fù)電荷［44］，吸附了河西內(nèi)陸鹽漬土中的Ca2+，Ca2+是一種膠結(jié)物質(zhì)，有利于鹽漬土團(tuán)聚體的形成。

2.3.4 對鹽漬土持水量的影響 土壤持水量是表征土壤儲水能力的重要指標(biāo)［45］，從表7可知，多功能調(diào)理劑施用量與鹽漬土田間持水量、飽和持水量、毛管持水量、非毛管持水量之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）分別為0.996 4、0.995 2、0.993 2、0.987 4。多功能調(diào)理劑施用量90.00 t/hm2，與CK比較，田間持水量、飽和持水量、毛管持水量、非毛管持水量分別增加164.12%、53.93%、74.90%、40.28%，差異極顯著（P＜0.01）。分析這一結(jié)果產(chǎn)生的原因：一是多功能調(diào)理劑中的保水劑是一類高分子聚合物，這類物質(zhì)能在10 min內(nèi)吸附超過自身重量100 ～ 1 400倍的水分，在提高土壤持水性能方面具有重要的作用［46］；二是多功能調(diào)理劑中的牛糞、糠醛渣，在鹽漬土中合成腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)的最大吸水量可以超過500%［47］，因而提高了鹽漬土的持水量。

2.4 多功能調(diào)理劑施用量對鹽漬土pH和全鹽含量的影響

2.4.1 對鹽漬土pH的影響 土壤pH是表征土壤化學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo)。從表7可知，多功能調(diào)理劑施用量與鹽漬土pH之間呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）為 -0.986 6。多功能調(diào)理劑施用量90.00 t/hm2，與CK比較，pH降低3.30%，差異極顯著（P＜0.01）。究其原因一是多功能調(diào)理劑中的牛糞、菇渣在分解過程中產(chǎn)生了部分的有機(jī)酸；二是多功能調(diào)理劑中的糠醛渣、硫磺是一種極強(qiáng)酸性物質(zhì)，因而降低了鹽漬土的酸堿度。

2.4.2 對鹽漬土全鹽含量的影響 全鹽是鹽漬土的重要化學(xué)指標(biāo)。從表7可知，多功能調(diào)理劑施用量與鹽漬土全鹽之間呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）為 -0.990 2。多功能調(diào)理劑施用量90.00 t/hm2時，與CK比較，脫鹽率達(dá)到62.31%，差異極顯著（P＜0.01）。分析這一結(jié)果產(chǎn)生的原因是多功能調(diào)理劑中的高價Al3+置換了土壤膠體吸附的鹽基離子，使其處于游離狀態(tài)隨灌溉水將鹽分淋溶。

2.5 多功能調(diào)理劑施用量對鹽漬土有機(jī)質(zhì)及速效養(yǎng)分和微生物數(shù)量的影響

2.5.1 對鹽漬土有機(jī)質(zhì)含量的影響 土壤有機(jī)質(zhì)是表征土壤肥力的重要指標(biāo)［48-50］。從表8可知，多功能調(diào)理劑施用量與鹽漬土有機(jī)質(zhì)之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）為0.999 9。多功能調(diào)理劑施用量90.00 t/hm2，與CK比較，有機(jī)質(zhì)增加14.13%，差異極顯著（P＜0.01）。究其原因是多功能調(diào)理劑含有豐富的有機(jī)質(zhì)，因而提升了鹽漬土有機(jī)質(zhì)含量。

表7 多功能調(diào)理劑施用量對鹽漬土持水量的影響Table7 Effects of multifunctional amelioration dosages on water-holding capacities of saline soils

表8 多功能調(diào)理劑施用量對鹽漬土有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分的影響Table8 Effects of multifunctional amelioration dosages on contents of organic matter and rapid available nutrients of saline soils

2.5.2 對鹽漬土速效養(yǎng)分含量的影響 速效氮磷鉀是植物營養(yǎng)的三要素。從表8可知，多功能調(diào)理劑施用量與鹽漬土堿解氮、速效磷和速效鉀之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）分別為0.998 8、0.991 7、0.987 2。多功能調(diào)理劑施用量90.00 t/hm2，與CK比較，堿解氮、速效磷和速效鉀分別增加108.99%、244.09% 和51.52%，差異極顯著（P＜0.01）。究其原因是多功能調(diào)理劑含有氮磷鉀，因而提高了鹽漬土速效養(yǎng)分含量。

2.5.3 對鹽漬土微生物數(shù)量的影響 從表8可知，多功能調(diào)理劑施用量與真菌、細(xì)菌、放線菌和菌體總量之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）分別為0.895 2、0.777 0、0.907 7、0.841 9。多功能調(diào)理劑施用量90.00 t/hm2，與CK比較，真菌、細(xì)菌、放線菌和菌體總量分別增加77.14%、48.32%、61.40% 和53.43%，差異極顯著（P＜0.01）。分析這一結(jié)果產(chǎn)生的原因是多功能調(diào)理劑中固氮解磷解鉀微生物菌肥的有效活菌數(shù)增加了微生物的數(shù)量。

2.6 多功能調(diào)理劑施用量對甜高粱植物學(xué)性狀和產(chǎn)草量的影響

連續(xù)定點(diǎn)試驗(yàn)2年后，于2014年9月10日甜高粱收獲后測定數(shù)據(jù)可知，多功能調(diào)理劑施用量與甜高粱株高、莖粗、單株鮮重、產(chǎn)草量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）分別為0.907 9，0.906 8、0.746 2和0.841 6。多功能調(diào)理劑施用量90.00 t/hm2，與CK比較，株高、莖粗、單株鮮重和產(chǎn)草量分別增加了111.36%、98.73%、121.95% 和124.94%，差異極顯著（P＜0.01）。

2.7 多功能調(diào)理劑最佳施用量的確定

從表9可知，隨著多功能調(diào)理劑施用量梯度的增加，甜高粱增產(chǎn)值在增加，但施肥利潤在遞減，多功能調(diào)理劑施用量在75 t/hm2的基礎(chǔ)上，再繼續(xù)增加施用量，施肥利潤出現(xiàn)負(fù)值（表 9）。

表9 多功能調(diào)理劑施用量對甜高粱植物學(xué)性狀和產(chǎn)草量的影響Table9 Effects of multifunctional amelioration dosages on botanic characters and straw yields of sweet sorghums

將表9多功能調(diào)理劑不同梯度施用量與甜高粱產(chǎn)草量間的關(guān)系，采用肥料效應(yīng)回歸方程y = a＋bx+cx2擬合，得到的線性回歸方程為：

對回歸方程進(jìn)行顯著性測驗(yàn)的結(jié)果表明回歸方程擬合良好。多功能調(diào)理劑價格（Px）為255.56元/t，2013—2014年甜高粱鮮草市場收購價格（Py）平均為500.00元/t，將Px、Py、回歸方程的參數(shù)b和c，代入最佳施用量計(jì)算公式（x0）=（（Px/Py）-b）/2c，求得多功能調(diào)理劑最佳施用量（x0）為75.00 t/hm2，將x0代入（1）式，可求得甜高粱產(chǎn)草量（y）為72.66 t/hm2，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果與田間試驗(yàn)處理6基本吻合（表9）。

3 結(jié)論

將營養(yǎng)因子、有機(jī)生態(tài)肥、鹽漬土改良材料按比例合成集營養(yǎng)、改土為一體的多功能調(diào)理劑，有效地改善了鹽漬土的理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)，提高了甜高粱的產(chǎn)草量。研究結(jié)果表明：不同種類鹽漬土改良劑對鹽漬土體積質(zhì)量、pH 、EC和全鹽由大到小的變化順序依次為：鹽漬土荒灘（CK）＞抗鹽豐鹽堿土改良劑＞禾康鹽堿土改良劑＞鹽堿土改良劑＞多功能調(diào)理劑；總孔隙度、團(tuán)聚體、飽和持水量、有機(jī)質(zhì)、速效氮磷鉀和甜高粱產(chǎn)草量由大到小的變化順序依次為：多功能調(diào)理劑＞鹽堿土改良劑＞禾康鹽堿土改良劑＞抗鹽豐鹽堿土改良劑＞鹽漬土荒灘（CK）。多功能調(diào)理劑施用量與鹽漬土孔隙度、團(tuán)聚體、持水量、有機(jī)質(zhì)、速效氮磷鉀、微生物數(shù)量和甜高粱產(chǎn)草量之間呈正相關(guān)關(guān)系，與鹽漬土體積質(zhì)量、pH和全鹽之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。隨著多功能調(diào)理劑施用量梯度的增加，甜高粱增產(chǎn)值在增加，但施肥利潤在遞減，多功能調(diào)理劑施用量在75 t/hm2的基礎(chǔ)上，再繼續(xù)增加施用量，施肥利潤出現(xiàn)負(fù)值。經(jīng)回歸統(tǒng)計(jì)分析，多功能調(diào)理劑施用量與甜高粱產(chǎn)草量間的線性回歸方程為 y = 32.64 + 0.5561x - 0.0003x2，多功能調(diào)理劑最佳施用量為75.00 t/hm2，甜高粱產(chǎn)草量為72.66 t/hm2，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果與田間試驗(yàn)處理6基本吻合。在鹽漬土上施用多功能調(diào)理劑，有效地改良了鹽漬土理化和生物學(xué)性質(zhì)，降低了體積質(zhì)量、pH 、EC和全鹽，增加了總孔隙度、團(tuán)聚體、飽和持水量，提高了有機(jī)質(zhì)及速效氮磷鉀和甜高粱產(chǎn)草量。

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Effects of Multifunctional Ameliroations on Physico-chemical Properties of Saline Soils and on Straw Yield of Sweet Sorghum in Hexi Inland of Gansu

ZHANG Jianzhong1，2， YAN Zhibin3， WAN Xue3， MA Shijun3， QIN jiahai2， ZHAO Yunchen1*
（1 College of Agriculture and Biology Technology， Hexi University， Zhangye， Gansu 734000， China； 2 Zhangye Seeds Administration of Gansu Province， Zhangye， Gansu 734000， China； 3 Gansu Dunhuang Seed Co. LTD.， Jiuquan， Gansu 735000， China）

A field plot experiment was conducted in order to study the effects of multifunctional conditioners on physico-chemical properties of saline soils and on straw yield of sweet sorghum in Hexi Inland of Gansu. The combination formula of the multifunctional ameliorations were A2B2C1（nutritional factor 1.80 t/hm2， eco-organic fertilizer 72 t/hm2， saline soil amelioration 1.20 t/hm2）. The results showed that the effects of different conditioners on soil bulk density， pH， EC and total salt content were in order of saline soil wasteland （CK） ＞ Kangyanfeng saline soil amelioration ＞ Hekang saline soil amelioration ＞saline soil amelioration ＞ multifunctional amelioration； the effects of different ameliorations on total porosity， aggregates，saturated water capacity， organic matter， rapid available NPK， sweet sorghum straw yield were in order of mutifunctional ameliroation ＞ saline soil ameliration ＞ Hekang saline soil amelioration ＞ Kangyanfeng saline soil amelioration ＞ saline soil wasteland （CK）. Compared to CK， Multifunctional amelioration decreased soil bulk density， pH value and total salt content by 28.05%， 3.63% and 62.16%， respectively； increased total porosity， aggregates and saturated water capacity by 45.55%， 45.55% and 32.91%， respectively； increased organic matter， alkali-hydro nitrogen， available phosphorus and available potassium contents by 11.74%， 145.01%， 206.56% and 13.35% respectively； increased sweet sorghum seedling emergence， plant height， stem diameter， fresh weight per plant and straw yield by 123.69%， 120.00%， 105.29%， 133.33% and 181.13%， respectively. Multifunctional amelioration dosage was positively correlated with saline soil porosity， aggregates， water holding capacity，organic matter， rapid available NPK， microorganism quantity， sweet sorghum straw yield， but negatively correlated with bulk density， pH value and total salt content. The regression model between multifunctional amelioration dosage （x） and sweet sorghum straw yield （y） was： y = 32.64 + 0.5561x - 0.0003x2， the optimal dosage was 75.00 t/hm2and sweet sorghum straw yield was 72.66 t/hm2. The above results proved that the use of multifunctional amelioration can effectively improve saline soil properties by reducing bulk density， pH， EC， and total salt content， increase total porosity， aggregates， saturated water capacity，organic matter and available NPK， and increase sweet sorghum straw yield.

Multifunctional conditioner； Saline soil； Physico-chemical properties； Sweet sorghum

S156.2

10.13758/j.cnki.tr.2016.05.010

甘肅省科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目（2015GS05915）資助。

*通訊作者（yr1826@126. com）

張建中（1963—），男，甘肅張掖人，碩士，農(nóng)藝師，主要研究方向?yàn)楣δ苄愿耐羷┊a(chǎn)品合成。E-mail： qinjiahai123@163.com