玉米田覆膜連作對土壤可溶性鹽中陽離子含量的影響

霍龍

摘 要：土壤中土壤可溶性鹽主要由8種離子組成，其中4種陽離子是鈣離子，鎂離子，鉀離子和鈉離子，而本文主要研究在玉米田覆膜連作條件下對4種陽離子的影響.所以通過對不同處理玉米田內(nèi)土壤的采集，對未覆膜玉米田（0年）、覆膜1年，覆膜連作2年，覆膜連作3年和4年的土壤樣品經(jīng)過分析測定不同土層深度的陽離子含量來確定對玉米田內(nèi)土壤的影響程度.結果表明，在未覆膜玉米田內(nèi)0-10cm、10-20cm、20-30cm土層的土壤中陽離子的含量相對連作1年、2年、3年的土壤中的含量較低，最低含量達0.00303%.隨著連作年限的增加，陽離子的含量在總體上逐漸呈增多的趨勢（除連作年限4年以外）：鈣離子隨著不同連作年限的增加以及不同土層深度的影響，其含量也隨之相應的增加，但增加的并不明顯.鎂離子，鉀離子和鈉離子含量隨著連作年限的增加而呈現(xiàn)增加的趨勢，這就說明長期的不間斷的連作對玉米田中土壤陽離子的含量影響較為明顯.

關鍵詞：玉米;覆膜連作;土層深度;陽離子的含量

中圖分類號：S278? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2020）07-0049-04

引言

目前，玉米是重要的糧食作物、優(yōu)質飼料和工業(yè)原料，適應性強、分布廣、用途多、增產(chǎn)潛力大，已成為中國第一大糧食作物，發(fā)展速度快[1，2].赤峰市作為內(nèi)蒙古自治區(qū)的糧食主產(chǎn)區(qū)，也是具有聯(lián)動效應、集聚效應和增值效應的黃金產(chǎn)業(yè).近年來，隨著玉米種植面積的不斷提高，玉米連作面積越來越大.盡管玉米是耐連作的作物，但是長期連作對于糧食產(chǎn)量的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)還是存在著一些潛在的風險[3].玉米田連作后對土壤中水溶性鹽離子中陽離子的含量的變化很大，隨著連作年限的延長，就會出現(xiàn)嚴重的連作障礙問題.所謂連作障礙，就是指在同一塊土地或小區(qū)中連續(xù)栽培同種或同科作物時，即使在正常的栽培管理條件下，也會出現(xiàn)長勢變?nèi)?、產(chǎn)量降低、品質下降、病蟲害加重的現(xiàn)象[4，5].

土壤中的可溶性鹽離子是植物生長周期所必需的，而可溶性鹽離子中的陽離子也是作物生長必需的成分之一.土壤中的離子含量間接影響植物地下部分吸收營養(yǎng)以至于供地上部分更好地進行光合作用，促進光合磷酸化作用和ATP的生成.大量研究表明，隨著玉米種植面積的不斷提高，玉米連作面積越來越大，就是這樣長期連作使得土壤中的化肥含量不斷積累，土壤中的氮素、離子含量增多;適當?shù)挠行У碾x子含量對植物生長發(fā)育有一定的促進作用，但是當土壤中離子含量過量后植物的根系對離子的吸收反而很少[6].所以說長期連作對玉米田土壤中陽離子含量存在一定的影響，故本實驗主要探討赤峰地區(qū)不同連作年限以及不同土層深度對土壤中水溶性鹽中陽離子含量的影響.

1 實驗區(qū)概況、數(shù)據(jù)處理與研究方法

1.1 實驗區(qū)概況

本試驗土壤實驗樣品分別于2017年6月份、8月份、10月份采自在內(nèi)蒙古赤峰市周邊區(qū)域.本次實驗一共選取了15塊連作玉米田，分別為：未覆膜（0年）、覆膜連作1年、覆膜連作2年、覆膜連作3年、覆膜連作4年玉米田各3塊（3塊玉米田分別對應6月份、8月份、10月份），每塊玉米田的取樣方法為五點取樣法，將5個點的土樣進行混合即為一個樣品，每塊玉米田中的土樣按照0-10cm、10-20cm、20-30cm三層采集，將每個樣品裝入自封袋內(nèi)帶回實驗室進行分裝，風干、研磨、過篩等過程后采用中國土壤學會編制的《土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法》[7]測定可溶性陽離子含量.

1.2 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2010和SPSS16.0軟件進行處理

2 結果與分析

2.1 連作和土層對鈣離子含量的影響

連作年限對土壤中鈣離子的含量影響較大，如圖1所示，0年處理時，土壤中鈣離子含量相對偏低，隨著覆膜連作年限的增加，土壤鈣離子的含量呈現(xiàn)近似“M”型的變化趨勢，尤其以土壤連作3年時，土壤中鈣離子的含量最高.在土層0-10cm連作年限為3年的玉米田中土壤的鈣離子含量最高，最高含量為0.012%，在連作4年的土壤中鈣離子含量最低，最低含量僅為0.005%.在10-20cm土層中，連作3年的土壤鈣離子含量為0.010688%，而在連作4年的土壤中鈣離子含量僅為0.004676%.在20-30cm土層中連作3年的土壤中鈣離子含量為0.01169%，而在連作4年的土壤中鈣離子含量僅為0.004008%.由此可知，隨著連作年限的增加，玉米田中土壤的鈣離子含量并不是呈線性變化，但是從總體上看，在同一連作年限下，不同土層深度的土壤鈣離子含量（除0年外）都隨著土層深度的增加而相應減少.

對玉米田不同連作年限土壤中的鈣離子含量進行方差分析和多重比較可知（圖1）：連作年限對玉米田土壤中鈣離子含量的影響較大，處理間存在顯著性差異（P<0.05），土層深度對土壤中鈣離子含量的影響很小，連作和土層的交互作用對土壤中鈣離子含量的影響也很小.

2.2 連作和土層對鎂離子含量的影響

從圖2可以看出，不同連作年限和土層深度對土壤中鎂離子含量的影響很大，隨著連作年限的增加，土壤中鎂離子的含量總體呈減少的趨勢，0年土壤中的鎂離子含量總體上都高于其他連作年限土壤中鎂離子的含量，連作2年和連作3年的土壤中鎂離子的含量略高于連作1年土壤中的鎂離子含量，也略高于連作4年土壤中的鎂離子含量.除此之外，還可以看出連作2年20-30cm土層的鎂離子含量最高，最高為0.013781%，連作4年0-10cm土層中鎂離子含量最低，最低為0.004053%.在同一土層內(nèi)比較看出，0-10cm的土層中，0年土壤中鎂離子含量最高，最高為0.012565%，連作4年土壤中鎂離子含量最低，最低為0.004053%;10-10cm土層中，0年土壤中鎂離子含量最高，最高為0.01216%，連作2年和連作4年土壤中鎂離子含量最低，最低為0.00608%;20-30cm土層中，連作2年土壤中的鎂離子含量最高，最高為0.013781%，連作4年土壤中的鎂離子含量最低，最低含量為0.006891%.綜上可知，連作年限對玉米田土壤中鎂離子的含量影響很大，并且隨著連作年限的增加，土壤中鎂離子的含量呈現(xiàn)不同程度的變化，總體上鎂離子含量呈相對減少的趨勢.

對玉米田不同連作年限土壤中的鎂離子含量進行方差分析和多重比較可知（圖2）：連作年限對土壤中鎂離子含量的影響很大，處理間存在極顯著性差異（P<0.01），土層深度對玉米田鎂離子含量影響較小，連作和土層的交互作用對玉米田土壤中鎂離子含量的影響較小.在0-10cm土層中，0年土壤中鎂離子含量與連作1年、4年土壤中鎂離子的含量存在顯著性差異（P<0.05）;在10-20cm土層中，連作處理對土壤中鎂離子含量影響不大，各連作年限土壤中鎂離子含量差異不顯著;在20-30cm土層中，0年土壤中鎂離子含量與連作年限2年土壤中鎂離子含量存在顯著性差異（P<0.05）.

2.3 連作和土層對鉀離子含量的影響

從圖3可以看出，不同連作年限和土層深度對土壤中鉀離子含量的影響很大，隨著連作年限的增加，土壤中鉀離子的含量總體呈增大的趨勢，連作年限4年土壤中鉀離子含量比連作3年土壤中鉀離子含量低，連作年限3年土壤中鉀離子含量總體都高于0年、1年、2年的土壤鉀離子含量.在同一土層內(nèi)比較看出，0-10cm的土層中，連作3年土壤中鉀離子含量最高，最高為0.006825%，連作年限1年土壤中鉀離子含量最低，最低為0.00053%;10-20cm土層中，連作年限3年土壤中鉀離子含量最高，最高為0.005212%，連作4年土壤鉀離子含量最低，最低為0.000173%;20-30cm土層中，連作年限3年的土壤鉀離子含量最高，最高為0.004483%，連作年限4年土壤鉀離子含量最低，最低為0.000467%.綜上可以看出，連作年限和土層深度對玉米田中土壤鉀離子含量影響很大，而且鉀離子含量總體呈近似線性增加的趨勢（除連作年限4年的鉀離子含量外）.

對玉米田不同連作年限土壤中的鉀離子含量進行方差分析和多重比較可知（圖3）：連作年限對土壤中鉀離子含量的影響較大，處理間存在極顯著差異（P<0.01），土層深度對玉米田土壤中鉀離子含量的影響很小，連作和土層的交互作用對玉米田土壤中鉀離子含量的影響也很小.在0-10cm土層中，連作3年土壤中鉀離子含量與0年、1年、4年處理的土壤鉀離子含量存在顯著性差異（P<0.05）;在10-20cm土層中，連作3年土壤中鉀離子含量與覆膜連作4年處理的土壤鉀離子含量存在顯著性差異（P<0.05）;在20-30cm的土層中，各連作年限土壤中鉀離子含量表現(xiàn)差異不顯著.

2.4 連作和土層對鈉離子含量的影響

從圖4可以看出，不同連作年限對土壤中鈉離子含量影響較大，隨著連作年限的增加，土壤中鈉離子含量出現(xiàn)波動變化，0年的土壤中鈉離子含量都略低于其他處理土壤鈉離子含量.在同一土層內(nèi)比較看出，0-10cm的土層中，連作年限2年土壤鈉離子含量最高，最高為0.24%，0年土壤中鈉離子含量最低，最低為0.13%;10-20cm的土層中，連作年限4年的土壤鈉離子含量最高，最高為0.23%，0年土壤中鈉離子含量最低，最低為0.07%;20-30cm的土層中，連作3年的土壤鈉離子含量最高，最高為0.24%，0年的土壤鈉離子含量最低，最低含量為0.01%.

對玉米田不同連作年限土壤中的鈉離子含量進行方差分析和多重比較可知（圖4）：連作年限對土壤中鈉離子含量的影響較大，處理間存在極顯著性差異（P<0.01），土層深度對鈉離子的影響較小，連作和土層的交互作用對鈉離子的影響也較小.在0-10cm的土層中，0年處理中10-20cm及20-30cm土層的土壤鈉離子含量與連作年限2年、連作年限3年土壤鈉離子含量存在顯著性差異（P<0.05）.

3 結論與討論

我國玉米的種植面積和產(chǎn)量僅次于水稻和小麥，為第三大糧食作物，隨著市場對玉米需求量的提高，玉米的種植面積也在連年增加，玉米種植面積最高的年份占旱田總種植面積的80%，很難實行輪作.據(jù)調查，有的地塊至今已經(jīng)連作30年，連作15-20年的相當普遍[7].隨著連作年限的增加，已經(jīng)使土壤肥力嚴重喪失，土壤肥力退化日趨嚴重[8-10]，已經(jīng)引起了廣泛關注.長期的、大面積連作必然對玉米田土壤肥力產(chǎn)生影響[11].從本文可以看出，在不同連作年限下的同一土層深度內(nèi)陽離子的含量變化較大，只在連作年限增加情況下比較陽離子變化隨著年限增加而相應的增加，本文結果與馬鈴薯連作對土壤鹽分和離子組成影響的研究有相似之處，隨著連作年限的增加，馬鈴薯田內(nèi)土壤的陽離子都隨之增加[12].土壤中的陽離子增加，總鹽量整體增加，這樣不利于馬鈴薯植株的生長[13，14].大量的鈉離子積累在植株的地下部分，影響對其他離子的吸收，其他三種陽離子的大量積累有可能會導致土壤的次生鹽漬化[15].因此，可以通過間、套、輪作的辦法使土壤鹽分積累速度變緩或者下降，恢復地力，同時還可以實行測土配方施肥降低人為因素導致的次生鹽漬化.

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