鹽堿地改良對(duì)土壤理化性狀及菊苣草品質(zhì)的影響

王銳 丁成云

摘 要：針對(duì)寧夏河套平原鹽堿地面積廣闊、利用程度底下、春秋季返鹽情況嚴(yán)重等問(wèn)題，以菊苣草為供試材料，通過(guò)田間試驗(yàn)以及室內(nèi)分析，研究鹽堿地改良技術(shù)對(duì)土壤環(huán)境和菊苣草品質(zhì)及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：通過(guò)鹽堿地改良，明顯改善了土壤物理性質(zhì)，降低了土壤容重，增加了土壤總孔隙度、自然含水量、田間持水量以及飽和含水量，有利于提高土壤通氣性和保水能力。在降低土壤含鹽量的同時(shí)，能夠提升土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮以及全氮含量。其中T3處理效果最好，分別較T1（CK）提升108.32%、61.64%和52.27%。鹽堿地改良不僅能夠提升土壤中細(xì)菌、放線菌的數(shù)量，同時(shí)對(duì)土壤酶活性、微生物量碳氮磷以及土壤呼吸強(qiáng)度均有顯著提升作用，且改良年限越長(zhǎng)效果越好。土壤酶活性的提升效果最為明顯，T3處理對(duì)土壤蔗糖酶提升效果是T1處理的8倍；土壤脲酶活性是T1處理的2.6倍；土壤堿性磷酸酶活性是T1處理的1.9倍；土壤過(guò)氧化氫酶活性較T1提升22.60%。鹽堿地改良對(duì)菊苣草品質(zhì)影響效果不明顯，但對(duì)菊苣草產(chǎn)量的影響顯著，隨著改良年限的延長(zhǎng)，菊苣草產(chǎn)量隨之增加。因此，鹽堿地改良能促進(jìn)菊苣草園區(qū)土壤微生態(tài)環(huán)境向好的方向發(fā)展，同時(shí)改良年限越長(zhǎng)效果越顯著。

關(guān)鍵詞：鹽堿地；土壤環(huán)境；菊苣草；品質(zhì)

中圖分類號(hào) S666 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）22-0073-03

寧夏銀川平原地處中溫帶半干旱、干旱區(qū)，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，寧夏水資源總量為11.7億m3，僅占全國(guó)水資源總量的0.04%。環(huán)境因素以及人類活動(dòng)的強(qiáng)烈影響，造成了生態(tài)環(huán)境惡化，土壤鹽堿化已成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)最大的限制因子[1]。鹽堿土是中國(guó)主要的耕地后備資源，鹽堿化土壤面積約26.6×106hm2，其中耕地6.6×106hm2，且呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)[2]。土地的鹽堿化導(dǎo)致土壤板結(jié)、貧瘠，土地的質(zhì)量低下等問(wèn)題。鹽化土壤改良可采用灌溉淋洗的方法，但由于堿化土壤具有土粒分散性能低的特性，用灌溉排水的措施無(wú)法達(dá)到較好的效果[3]。研究表明，微生物菌劑具有活化土壤養(yǎng)分，增加脫鹽效果的作用[4]。施用微生物菌劑后，鹽堿化土壤中微生物數(shù)量、土壤有機(jī)質(zhì)含量、速效N、P、K含量狀況得到了明顯改善[5]。近幾年有關(guān)銀川平原鹽堿地改良技術(shù)較多，但由于各研究區(qū)域的差異性，改良效果有很大的不同[6-8]。鹽堿地研究主要集中在土壤性質(zhì)和地上植物生長(zhǎng)特性等方面，對(duì)鹽堿地土壤微生物研究報(bào)道較少，且基本針對(duì)某一種改良物質(zhì)下土壤微生物的變化[9-12]，而對(duì)于土壤、植株以及微生活環(huán)境方面的研究則較少。為此，本研究選擇寧夏河套平原，依據(jù)該地區(qū)土壤環(huán)境和氣候特點(diǎn)，測(cè)定分析不同改良年限對(duì)菊苣草園土壤養(yǎng)分、酶活性、微生物環(huán)境以及產(chǎn)量的變化特征，以期為寧夏河套平原鹽堿地土壤改良技術(shù)提出合理化建議。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 試驗(yàn)地位于寧夏銀川市蘆花鎮(zhèn)，平均海拔高度為1100m，屬于典型大陸性季風(fēng)氣候，年均降雨量200mm，年均蒸發(fā)量1470mm。該區(qū)光照充足，全年日照時(shí)數(shù)2851～3106h，太陽(yáng)總輻射量6100MJ/m2，年平均氣溫8.9℃，無(wú)霜期180d。試驗(yàn)區(qū)地形平緩，地面坡度約為1%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 該試驗(yàn)的供試材料為菊苣草，菌劑為EM菌劑，試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)3個(gè)處理區(qū)，分別設(shè)改良1年區(qū)（T2）和改良3年區(qū)（T3），以不改良區(qū)（T1）為對(duì)照。重復(fù)3次，各處理小區(qū)面積為220～230m2，每處理之間留有過(guò)度行，試驗(yàn)地總面積為2070m2，統(tǒng)一田間管理。

1.3 樣品采集及測(cè)定方法 土壤樣品于9月28日采集，用土鉆采取0～20cm土層的土壤作為一個(gè)土樣，混勻后剔除石礫和植物殘根等雜物。帶回實(shí)驗(yàn)室后，將土樣分為兩部分，一部分過(guò)1mm篩后裝入自封袋，4℃保存，用于微生物性質(zhì)的測(cè)定；另一部分自然分干、磨細(xì)，分別過(guò)0.25mm和1mm篩用于土壤化學(xué)性質(zhì)及酶活性的測(cè)定。物理性質(zhì)使用環(huán)刀和鋁盒采集，所有土樣均編號(hào)并保存于自封袋內(nèi)備用。

1.3.1 土壤理化性質(zhì)的測(cè)定 土壤容重、總孔隙度、自然含水量、田間持水量以及飽和含水量均使用環(huán)刀和鋁盒測(cè)定；pH（水土比為5∶1）采用pH計(jì)測(cè)定；全鹽采用DDS-11電導(dǎo)率儀測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法外加-硫酸亞鐵滴定法測(cè)定；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；有效磷采用0.5mol·L-1 NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀采用1mol·L-1 NH4Ac浸提-火焰光度法測(cè)定，全氮采用硫酸消煮-凱式定氮法測(cè)定，全磷采用HClO4-H2SO4消煮鉬銻抗法比色法測(cè)定[13]。

1.3.2 土壤微生物性質(zhì)的測(cè)定 微生物區(qū)系采用平板計(jì)數(shù)法；微生物量碳氮磷采用氯仿熏蒸浸提法；土壤呼吸強(qiáng)度采用NaOH吸收-HCl滴定法[14]。

1.3.3 土壤酶活性的測(cè)定 脲酶活性采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法，以24h后土壤中NH3-N的毫克數(shù)表示；蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法，以24h后干土生成葡萄糖毫克數(shù)表示；過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法，以1h內(nèi)每克干土消耗的0.1mol·L-1 KMnO4表示；堿性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法，以24h后土壤中釋放出酚的質(zhì)量（mg）表示。

1.3.4 菊苣草品質(zhì)的測(cè)定 菊苣草品質(zhì)的測(cè)定是由寧夏昊標(biāo)檢測(cè)服務(wù)研究院統(tǒng)一測(cè)定，風(fēng)干樣測(cè)定指標(biāo)有粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸性洗滌木質(zhì)素、粗灰分、鈣、磷、和能量；鮮樣測(cè)定指標(biāo)有絕干水和初水分。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)以Excel 2010軟件整理數(shù)據(jù)和作圖，采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用LSD法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，顯著性水平p<0.05（n=5）。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽堿地改良對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響 鹽堿地改良對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響效果顯著。由表1可知，T2和T3的土壤總孔隙度、自然含水量、田間持水量以及飽和含水量較T1處理普遍提升，土壤容重明顯下降。表明鹽堿地改良對(duì)土壤物理性質(zhì)的改善有明顯效果。

2.2 鹽堿地改良對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響 由表2可知，經(jīng)鹽堿地改良后，土壤pH變化不大，但全鹽含量明顯降低，僅為3.68g/kg。土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮和全氮含量普遍提升，均以T3處理效果最好，分別較T1（CK）提升108.32%、61.64%和52.27%；有效磷、速效鉀以及全磷含量有降低的趨勢(shì)。表明鹽堿地改良對(duì)土壤全鹽含量有明顯降低作用，對(duì)有機(jī)質(zhì)、堿解氮以及全氮含量有明顯提升作用。

2.3 鹽堿地改良對(duì)土壤微生物區(qū)系的影響 由表3可知，處理T2和T3的真菌數(shù)量較T1相比均有降低趨勢(shì)，其中T3效果最為明顯，較T1降低53.08%。細(xì)菌和放線菌數(shù)量均表現(xiàn)為T(mén)3>T2>T1，說(shuō)明細(xì)菌和放線菌數(shù)量有明顯增加趨勢(shì)，其中放線菌數(shù)量提升效果最為明顯。微生物數(shù)量總體表現(xiàn)為真菌向細(xì)菌及放線菌過(guò)渡的形式，表明鹽堿地改良能促進(jìn)菊苣草園區(qū)土壤微生態(tài)多樣性向好的方向發(fā)展。

2.4 鹽堿地改良對(duì)土壤微生物量碳氮磷及呼吸強(qiáng)度的影響 由表4可知，鹽堿地改良對(duì)土壤微生物量碳氮磷及呼吸強(qiáng)度都有明顯提升。其中，處理T3微生物量碳較T1提升30.10%；微生物量氮較T2提升1.6倍，提升效果最明顯；微生物量磷較T1提升18.31%。改良后土壤呼吸強(qiáng)度T2和T3均較T1明顯提升，且T3較T1提升1.65倍，效果顯著。表明鹽堿地改良對(duì)土壤微生物量碳氮磷及土壤呼吸強(qiáng)度提升效果明顯。

2.5 鹽堿地改良對(duì)土壤酶活性的影響 由表5可知，處理T2和T3對(duì)土壤酶活性普遍較T1有所提升，各酶活性均表現(xiàn)為：T3>T2>T1。其中，T3處理對(duì)各酶活性提升效果最好，對(duì)土壤蔗糖酶提升效果是T1處理的8倍；土壤脲酶活性是T1處理的2.6倍；土壤堿性磷酸酶活性是T1處理的1.9倍；土壤過(guò)氧化氫酶活性較T1提升22.60%。表明鹽堿地改良能夠提升鹽堿土酶活性，且改良年限越長(zhǎng)效果越好。

2.6 鹽堿地改良對(duì)菊苣草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 由表6可知，鹽堿地改良1年和3年對(duì)菊苣草品質(zhì)影響不大，但對(duì)菊苣草產(chǎn)量影響效果明顯。處理T2的產(chǎn)量是T1的11.5倍；處理T3的產(chǎn)量是T1的22.4倍。表明鹽堿地改良年限對(duì)菊苣草產(chǎn)量的影響顯著，隨著改良年限的增長(zhǎng)，菊苣草產(chǎn)量隨之增加。

3 結(jié)論

鹽堿地改良對(duì)土壤理化性質(zhì)影響顯著，能明顯提高土壤總孔隙度、自然含水量、田間持水量、飽和含水量、土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮以及全氮含量；對(duì)土壤容重以及含鹽量有降低作用。鹽堿地改良不僅能夠提升土壤中細(xì)菌、放線菌的數(shù)量，同時(shí)對(duì)土壤酶活性、微生物量碳氮磷以及土壤呼吸強(qiáng)度均有顯著提升作用，且改良年限越長(zhǎng)效果越好。表明鹽堿地改良能促進(jìn)菊苣草園區(qū)土壤微生態(tài)多樣性向好的方向發(fā)展。鹽堿地改良對(duì)菊苣草品質(zhì)影響效果不明顯，但對(duì)菊苣草產(chǎn)量的影響顯著，隨著改良年限的延長(zhǎng)，菊苣草產(chǎn)量隨之增加。

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（責(zé)編：張宏民）