張曉東,魯雪林,吳哲,王秀萍*,劉廣明,陶樹明,劉雅輝,韓建均
(1.河北省農(nóng)林科學(xué)院濱海農(nóng)業(yè)研究所,河北 唐山 063200;2.中國科學(xué)院南京土壤研究所,江蘇 南京 210008;3.北京中耕綠洲生態(tài)科技有限公司,北京 100070;4.北京本農(nóng)科技發(fā)展有限公司,北京100176)
受陸海交替作用的影響,濱海鹽堿地土壤鹽堿含量高、結(jié)構(gòu)性差、養(yǎng)分貧瘠,種植作物產(chǎn)量低,嚴(yán)重制約著濱海土地資源質(zhì)量的提升與農(nóng)業(yè)的高效利用[1,2]。我國濱海鹽堿地資源豐富,面積達(dá)9 913萬hm2,是重要的后備土地資源。2011年李振聲院士提出“建設(shè)渤海糧倉”,挖掘中低產(chǎn)田的增產(chǎn)潛力,以保障我國糧食總產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定增長[3]。滄州濱海區(qū)是“渤海糧倉科技示范工程”的重要示范區(qū),地處環(huán)渤海腹地,是歷史上主要的鹽堿區(qū)。該區(qū)土壤鹽漬化程度高,含鹽量一般為0.112%~1.67%,高者達(dá)3%以上,pH值一般在8.0以上;中低產(chǎn)田和鹽堿荒地面積大,規(guī)模為30.44萬hm2,占環(huán)渤海鹽堿地總面積的近1/3,占河北省鹽堿地總面積的82.48%[4];糧食單產(chǎn)水平低,增產(chǎn)潛力大。經(jīng)過多年治理,雖然障礙鹽堿地規(guī)模有所減少、程度有所降低,但治理率不足13%;加上濱海鹽漬化土壤受海水侵蝕的影響,低下水位低、礦化度高,返鹽嚴(yán)重,導(dǎo)致作物產(chǎn)量低且不穩(wěn),生產(chǎn)可持續(xù)性差。據(jù)滄州市主要糧食生產(chǎn)狀況分析,近年來該區(qū)玉米單產(chǎn)和總產(chǎn)均出現(xiàn)下跌趨勢(shì),嚴(yán)重影響了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[5]。
在濱海鹽漬化地區(qū)進(jìn)行糧食生產(chǎn),一方面要選用耐鹽作物品種,同時(shí)還要提升土壤質(zhì)量,培育相應(yīng)的土壤肥力,以支撐作物的生產(chǎn)能力[6]。國內(nèi)外科研工作者在濱海鹽堿地治理與利用的理論研究(濱海鹽堿地土壤鹽分組成、空間分布特征、養(yǎng)分特征和生物特性)[7]、綜合治理技術(shù)開發(fā)(臺(tái)田降水、開溝洗鹽、地下隔離、地上覆蓋、套種綠肥等)[8]和改良物料材料選擇(增施酸性無機(jī)肥、有機(jī)肥、磷石膏、有機(jī)無機(jī)復(fù)合物料等)[9]等方面進(jìn)行了大量工作,在降低土壤含鹽量、提高土壤肥力、增加提高糧食產(chǎn)量方面取得了良好成效。其中,有機(jī)物料具有環(huán)境友好、可持續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn),越來越受到人們的關(guān)注[9,10]。研究表明,施用有機(jī)肥能夠顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量,改善土壤結(jié)構(gòu),減少地面水分蒸發(fā),抑制水鹽向上運(yùn)行,加速水鹽向下淋洗,顯著增加作物產(chǎn)量[10];施用生物有機(jī)肥能夠有效提高土壤微生物數(shù)量和土壤酶活性,促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)與釋放,緩解高pH值和EC(電導(dǎo)率)值等土壤理化參數(shù),從根本上提升鹽堿土質(zhì)量,改善鹽堿地土壤營養(yǎng)貧乏的現(xiàn)狀[11];秸稈還田能夠降低土壤含鹽量,提高土壤養(yǎng)分含量,蘆葦秸稈還田在降低鹽堿土pH值方面效果顯著[12];菌肥與有機(jī)肥配施能夠顯著降低濱海鹽堿地土壤的含鹽量、pH值和鈉吸附比,改善鹽堿地土壤肥力,增加鹽堿地土壤微生物量數(shù)量,提高作物產(chǎn)量[13,14]。
玉米耐鹽堿能力較強(qiáng),且生長期正處于雨季,是濱海鹽堿地區(qū)主要的糧食作物。玉米生長期短,但生物量大,因此對(duì)養(yǎng)分需求較多[15]。而鹽漬土壤結(jié)構(gòu)不合理、養(yǎng)分貧瘠,化肥施用后又很快溶解為離子,使得鹽害疊加,易對(duì)種苗造成鹽害,導(dǎo)致作物產(chǎn)量低且不穩(wěn)。蘆葦秸稈不僅在濱海區(qū)取材便利,而且質(zhì)地堅(jiān)硬,能降低土壤容重和含鹽量,提高土壤N、P、K和有機(jī)質(zhì)含量,從而提高土壤肥力[16]。以滄州地區(qū)典型的鹽堿障礙耕地為研究對(duì)象,選擇蘆葦秸稈、有機(jī)肥和生物有機(jī)肥作為生物有機(jī)物料,研究3種物料不同用量配施對(duì)濱海鹽漬化土壤脫鹽降堿、肥力提高以及作物增產(chǎn)的效應(yīng),旨為構(gòu)建濱海鹽堿障礙耕地適宜的培肥改土增產(chǎn)技術(shù)體系,并實(shí)現(xiàn)區(qū)域鹽漬化土壤資源的可持續(xù)利用,從而促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。
試驗(yàn)在滄州市南大港開發(fā)區(qū)進(jìn)行。該區(qū)地處東經(jīng)117°39′、北緯38°42′,屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫14.01℃;地下水埋深常年在0.8~1.7 m,多為咸水,淡水資源極度匱乏,屬于旱作雨養(yǎng)區(qū)。試驗(yàn)地土壤質(zhì)地屬粉砂壤質(zhì),容重1.49 g/cm3,pH值8.3~8.4,含鹽量0.37%~0.48%,基礎(chǔ)養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)0.258%、有效磷27.27 mg/kg、堿解氮21 mg/kg、速效鉀800.88 mg/kg,土壤特性表現(xiàn)為缺氮、少磷、有機(jī)質(zhì)低,整體土壤養(yǎng)分水平低。土壤鹽漬化嚴(yán)重,地下水位淺、礦化度高,淡水資源短缺,導(dǎo)致該區(qū)作物產(chǎn)量低,主要糧食作物小麥產(chǎn)量水平在4.5 t/hm2以下,玉米產(chǎn)量水平低于滄州市的平均水平(6.0 t/hm2)[17]。
試驗(yàn)于2019年6月27日開始,2020年11月結(jié)束。該區(qū)域2019年、2020年的日照時(shí)數(shù)分別為2 603.4和2 384.4 h;≥10℃積溫分別為4 943.1和4 942.5℃;降水量分別為556.6和735.2 mm,降水集中在七八月(圖1),分別占全年降水量的76.6%和76.35%。
圖1 試驗(yàn)區(qū)2019~2020年的逐月降水量Fig.1 Monthly precipitation of experimental area from 2019 to 2020
試驗(yàn)玉米品種為鄭單958。
試驗(yàn)生物有機(jī)物料有蘆葦秸稈、有機(jī)肥和生物有機(jī)肥3種。其中,蘆葦秸稈為當(dāng)?shù)匾吧J葦秸稈粉碎而成的長3~4 cm的短節(jié);有機(jī)肥采用腐熟的干牛糞,有機(jī)質(zhì)含量≥56%;生物有機(jī)肥由北京中耕綠洲生態(tài)科技有限公司提供,有效活菌數(shù)≥0.20億個(gè)/g,有機(jī)質(zhì)含量≥40%。
1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 選擇蘆葦秸稈、有機(jī)肥和生物有機(jī)肥作為改良土壤的物料,其施用量均設(shè)3個(gè)水平(表1)。采用三因素三水平的L9(33)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)(表2),所有試驗(yàn)小區(qū)均一次性基施三元復(fù)合肥(N、P2O5、K2O含量均為15%)600 kg/hm2,拔節(jié)至穗分化期追施尿素375 kg/hm2。2019年平整土地后,依次均勻撒施3種物料作為改良物料,然后淺耕20~30 cm。小區(qū)面積10.8 m2(1.2 m×9.0 m),隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù)。
表1 3種生物有機(jī)物料不同水平的施用量Table 1 Different application levels of three kinds of biological organic materials
表2 基于L9(33)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 2 L9(33) orthogonal experimental design
玉米采取起大壟栽培,每壟種植3行,壟高15 cm,壟間距60 cm,穴播,4粒/穴,穴距40 cm;灌溉方式為滴灌,灌溉水礦化度為1.6 g/L,結(jié)合追肥進(jìn)行滴灌。其他田間管理同常規(guī)。
1.3.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法
1.3.2.1 土壤性狀。分別在玉米種植前和收獲后,每小區(qū)均采用“S”型取樣法選擇5個(gè)點(diǎn)位,用土鉆法分層(0~20、20~40、40~60 cm)鉆土,將同層土壤混勻作為該小區(qū)的土樣,進(jìn)行土壤性狀指標(biāo)的測(cè)定。其中,土壤含鹽量測(cè)定采用土水質(zhì)量比1∶5電導(dǎo)法;pH值測(cè)定采用土水質(zhì)量比1∶5電位法;有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定采用重絡(luò)酸鉀氧化-容量法;堿解氮含量測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法;速效磷含量測(cè)定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法;脲酶活性測(cè)定采用靛酚比色法,以24 h后1 g土壤(干土)含有的NH3-N質(zhì)量表示,單位為mg/(g·d);蔗糖酶活性測(cè)定采用3,5-二硝基水楊酸比色法,以24 h后1 g干土生成的葡萄糖質(zhì)量表示,單位為mg/(g·d);過氧化氫酶活性測(cè)定采用高錳酸鉀滴定法,以1 g干土消耗的0.002 mol/L高錳酸鉀體積數(shù)表示,單位為mL/g。
1.3.2.2 玉米產(chǎn)量。玉米收獲期,全小區(qū)收獲測(cè)產(chǎn)。
1.3.3 土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法 通過主成分-隸屬函數(shù)法,對(duì)各改良物料進(jìn)行應(yīng)用效應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)。
1.3.4 數(shù)據(jù)分析 使用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,利用SPSS 19.0軟件進(jìn)行Duncan(D)多重比對(duì)顯著性分析和主成分分析,采用Origin 8.0軟件做圖。
2.1.1 對(duì)土壤含鹽量和pH值的影響 無論是原土(CK)還是生物有機(jī)物料配施處理,土壤含鹽量均隨土壤深度的增加而逐漸降低,均以0~20 cm耕層土壤含鹽量最高(圖2)。究其原因,與當(dāng)季降水量少有關(guān)。試驗(yàn)?zāi)甓戎鹪陆邓繄D顯示,10月降水量幾乎為0,淋鹽效果弱,而水分蒸發(fā)相對(duì)較強(qiáng),導(dǎo)致0~20 cm表層土壤鹽分積累,土壤鹽漬化特征明顯。
圖2 生物有機(jī)物料配施對(duì)0~60 cm剖面土壤含鹽量的影響Fig.2 Effects of combined application of biological organic materials on soil salt content in soil profile of 0-60 cm layer
生物有機(jī)物料配施處理的各層土壤含鹽量和pH值均<CK;但不同用量物料配施對(duì)各層土壤含鹽量和pH值的影響程度不同,其中對(duì)0~20 cm土壤含鹽量影響較大、對(duì)40~60 cm土壤含鹽量影響最小,對(duì)各層土壤的pH值影響規(guī)律性不強(qiáng)(圖3)。表明不同用量的蘆葦秸稈、有機(jī)肥和生物有機(jī)肥配施均能夠降低0~60 cm剖面土壤的鹽漬化程度,其中對(duì)耕層土壤含鹽量的調(diào)控作用最大。生物有機(jī)物料配施后,0~20 cm耕層土壤的含鹽量由初始值0.42%降至0.14%~0.25%,其中T2、T3和T7處理效果較好,三者土壤含鹽量均達(dá)到了0.2%以下,鹽漬化土級(jí)別由強(qiáng)降至輕度,其中最高降鹽幅度達(dá)57.14%;pH值由初始值8.35降至8.05~8.29,最高降幅為2.64%(表3)??梢钥闯觯煌昧康奶J葦秸稈、有機(jī)肥和生物有機(jī)肥配施均能夠有效降低0~20 cm耕層土壤的鹽堿化程度,達(dá)到一般耐鹽堿作物可以正常生長的鹽堿水平(0.2%~0.3%),其中T2、T3和T7處理降鹽效果更好。
圖3 生物有機(jī)物料配施對(duì)0~60 cm剖面土壤pH值的影響Fig.3 Effects of combined application of biological organic materials on pH value in soil profile of 0-60 cm layer
2.1.2 對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響 生物有機(jī)物料配施處理的土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效磷含量均顯著>CK(P<0.05);但不同用量物料配施對(duì)土壤各養(yǎng)分含量的影響程度不同,其中對(duì)有機(jī)質(zhì)含量影響最大。表明不同用量的蘆葦秸稈、有機(jī)肥和生物有機(jī)肥配施均能夠明顯提高土壤的有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效磷含量,尤其是提高有機(jī)質(zhì)含量效果更好。生物有機(jī)物料配施后,土壤有機(jī)質(zhì)含量由初始值0.258%增至0.534%~0.821%,增幅為1.07~2.18倍,其中T3處理效果最好、T9處理效果次之,提升幅度分別為2.18倍和1.98倍;堿解氮含量由初始值21.00 mg/kg增至42.2~72.5 mg/kg,增幅為1.00~2.45倍,除T9處理外其他處理之間均無差異,其中T1~T4處理效果較好,提升幅度為2.25~2.45倍;速效磷含量由初始值27.27 mg/kg增至34.3~55.5 mg/kg,增幅為0.26~1.04倍,其中T1和T5處理效果較好,增幅達(dá)到1.00~1.04倍。
綜上分析可以看出,在濱海鹽漬化地區(qū),將蘆葦秸稈、有機(jī)肥和生物有機(jī)肥配施作為基肥施入,不僅可明顯促進(jìn)耕層土壤中鹽分離子淋洗,降低土壤pH值,還可明顯提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效磷含量,提升土壤養(yǎng)分級(jí)別1~2級(jí),從而有效解決濱海鹽漬化土壤缺氮、少磷、有機(jī)質(zhì)低的狀況。以降鹽和提高有機(jī)質(zhì)含量為主要改良目標(biāo)時(shí),T3處理效果最好,該處理下土壤含鹽量為0.18%,土壤有機(jī)質(zhì)含量為0.821%(最高)。
2.1.3 對(duì)土壤酶活性的影響 土壤質(zhì)量不僅與土壤理化性質(zhì)有關(guān),還與土壤生物學(xué)性質(zhì)緊密相關(guān)[18]。土壤酶含量是土壤生物學(xué)活性的綜合表現(xiàn),體現(xiàn)了土壤的綜合肥力特征及其變化狀況,是評(píng)價(jià)土壤肥力水平的重要指標(biāo)[19]。其中,土壤脲酶活性反映了土壤的供氮能力;蔗糖酶活性反映了土壤有機(jī)碳積累與分解的轉(zhuǎn)化規(guī)律;過氧化氫酶活性反映了土壤的呼吸強(qiáng)度[20]。
表3 生物有機(jī)物料配施對(duì)土壤性狀的影響Table 3 Effects of combined application of biological organic materials on soil properties
生物有機(jī)物料配施處理的土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性均>CK;但不同用量物料配施對(duì)各土壤酶活性的影響程度均較大。生物有機(jī)物料配施后,土壤脲酶活性以T3處理最高,較CK〔0.16 mg/(g·d)〕增加了1.85倍,且與其他處理差異也均達(dá)到了顯著水平;蔗糖酶活性以T5、T3和T9處理較高,三者差異不顯著,較CK〔6.54 mg/(g·d)〕提高了77.6%~115%;過氧化氫酶活性以T8處理最高,其次是T6、T3、T7、T2和T4處理,六者差異不顯著,較CK(2.91 mL/g)提高了21.4%~50%(表4)??梢钥闯?,不同用量的蘆葦秸稈、有機(jī)肥和生物有機(jī)肥配施均能夠提高鹽堿地土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶的活性,其中對(duì)脲酶活性影響最大??傮w來看,T3處理效果最好,該處理下,土壤脲酶活性〔0.457 mg/(g·d)〕最高,蔗糖酶活性〔13.07 mg/(g·d)〕和過氧化氫酶活性(4.370 mL/g)較高且均與其指標(biāo)最高值差異不顯著。
表4 生物有機(jī)物料配施對(duì)土壤酶活性的影響Table 4 Effects of combined application of biologidal organic materials on soil enzyme activities
生物有機(jī)物料配施處理的玉米產(chǎn)量為8 843.39~12 089.39 kg/hm2,均>當(dāng)?shù)啬壳坝衩灼骄a(chǎn)量水平7 500 kg/hm2,增產(chǎn)幅度為17.91%~61.19%;但不同用量物料配施對(duì)玉米產(chǎn)量影響較大(P<0.05),其中T3處理產(chǎn)量最高(圖4)。表明不同用量的蘆葦秸稈、有機(jī)肥和生物有機(jī)肥配施均能夠提高玉米產(chǎn)量,其中T3處理效果最好,該處理下玉米產(chǎn)量達(dá)到12 089.39 kg/hm2,較最低產(chǎn)量處理(T8)增產(chǎn)36.71%,效果明顯。
圖5 生物有機(jī)物料因素水平對(duì)土壤性狀的影響力Fig.5 Impact of biological organic materials levels on soil properties
2.3.1 影響土壤性狀的因子分析 極差分析結(jié)果(圖5)顯示,不同物料對(duì)土壤各性狀的影響順序不同,其中,對(duì)土壤含鹽量影響的因素順序?yàn)锳>C>B,指標(biāo)值隨著因素A施用量的增加呈先上升后降低的變化;對(duì)pH值影響的因素順序?yàn)锳>B>C,但不同施用量處理之間指標(biāo)值差異均不顯著;對(duì)有機(jī)質(zhì)含量影響的因素順序?yàn)锽>A>C,指標(biāo)值隨著因素B施用量的增加而逐漸增加;對(duì)堿解氮含量影響的因素順序?yàn)锳>B>C,指標(biāo)值隨著因素A施用量的增加而逐漸降低;對(duì)速效磷含量影響的因素順序?yàn)锽>C>A,指標(biāo)值隨著因素B施用量的增加而逐漸降低;對(duì)土壤主要生物學(xué)性質(zhì)指標(biāo)土壤脲酶活性影響的因素順序?yàn)镃>B>A,指標(biāo)值隨著因素C施用量的增加呈先降低后升高的變化??梢钥闯?,蘆葦秸稈主要在土壤脫鹽、降低pH值、提升堿解氮含量方面起關(guān)鍵作用;有機(jī)肥主要在提升土壤有機(jī)質(zhì)和速效磷含量方面起關(guān)鍵作用;生物有機(jī)肥主要在提高土壤脲酶活性方面起關(guān)鍵作用。
圖6 生物有機(jī)物料因子對(duì)玉米產(chǎn)量的影響力Fig.6 Impact of biological organic materials levels on maize yield
2.3.2 影響玉米產(chǎn)量的因子分析 極差分析結(jié)果(圖6)顯示,各物料因素對(duì)玉米產(chǎn)量的影響順序?yàn)镃>B>A,指標(biāo)值隨著因素C和B施用量的增加而增加。說明生物有機(jī)肥和有機(jī)肥對(duì)玉米增產(chǎn)的作用高于蘆葦秸稈,玉米產(chǎn)量隨著生物有機(jī)肥和有機(jī)肥施用量的增加而提高。
土壤性質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)值反映了各處理改良土壤性質(zhì)的效果,數(shù)值越大,表明對(duì)土壤性質(zhì)的改良效果越好。采取主成分提取可得到4個(gè)主成分,其總的方差貢獻(xiàn)率為89.16%(表5),也就是說,這4個(gè)主成分能夠解釋原來9個(gè)原始變量所包含信息的89.16%?;谥鞒煞?隸屬函數(shù)的生物有機(jī)物料綜合評(píng)價(jià)結(jié)果(表6)顯示,T3處理綜合得分最高,表明該處理對(duì)土壤性質(zhì)改良效果最優(yōu)。
表5 主成分提取成分表Table 5 Total variance of extractions for PCA analysis
表6 主成分隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)值Table 6 PCA-membership function values
濱海鹽漬化地區(qū)土壤鹽堿程度高、結(jié)構(gòu)性差、養(yǎng)分含量低是限制區(qū)域作物產(chǎn)量提升的主要障礙因素,因此,改良鹽堿土理化性狀、提高耕地質(zhì)量對(duì)濱海鹽堿地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展意義重大[21]。有機(jī)物料改良是一種可持續(xù)性強(qiáng)、生態(tài)環(huán)境友好的措施[22]。蘆葦秸稈是濱海區(qū)自然生長、再生性強(qiáng)、對(duì)鹽堿地有較好改良效果的有機(jī)物料[12];生物有機(jī)肥具有降低土壤pH值和電導(dǎo)率,有效提高土壤酶活和微生物生物量,增加有機(jī)質(zhì)和有效磷含量等作用;有機(jī)肥是提高鹽堿地有機(jī)質(zhì)的重要肥料。以蘆葦秸稈、有機(jī)肥和生物有機(jī)肥為生物有機(jī)物料,探究不同用量的3種物料配施對(duì)濱海鹽堿土障礙因子的削減作用,確立合理、高效的利用模式,可以為解決濱海區(qū)作物低產(chǎn)問題提供可靠技術(shù)與理論支撐。結(jié)果表明,有機(jī)物料配施初期主要對(duì)0~20 cm耕層土壤性狀改良產(chǎn)生效果;蘆葦秸稈在降低耕層土壤鹽分和pH值,提高堿解氮含量方面起關(guān)鍵作用;有機(jī)肥在提高耕層土壤有機(jī)質(zhì)和速效磷含量方面起關(guān)鍵作用;脲酶活性是指示濱海鹽堿地土壤生物學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo)[23],生物有機(jī)肥在提高耕層土壤酶活性和作物產(chǎn)量方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。
生物有機(jī)物料配施可以有效提高耕層土壤質(zhì)量。其中,土壤含鹽量由初始值(原土)0.42%降至0.14~0.25%,pH值由初始值8.35降至8.05~8.29,土壤pH值更接近作物生長的適宜pH值,土壤鹽漬化土級(jí)別由重度降至輕度;土壤有機(jī)質(zhì)含量由初始值0.258%增至0.534%~0.821%,堿解氮含量由初始值21.00 mg/kg增至34.3~55.5 mg/kg,速效磷由初始值27.27 mg/kg增至42.2~72.5 mg/kg,分別提高了1.07~2.18倍、1.00~2.45倍和0.26~1.04倍。土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性均高于原土,其中,T3處理效果最好,其土壤脲酶活性〔0.457 mg/(g·d)〕最高,蔗糖酶活性〔13.07 mg/(g·d)〕和過氧化氫酶活性(4.370 mL/g)較高且均與其指標(biāo)最高值差異不顯著??梢钥闯?,3種物料配施對(duì)土壤脫鹽,提高有機(jī)質(zhì)含量和土壤脲酶活性作用顯著;盡管蘆葦秸稈有降低土壤pH值的作用,但效果不顯著,因此pH值是難以調(diào)控的障礙指標(biāo)。由于蘆葦秸稈腐爛形成腐殖質(zhì)中的胡敏酸等一些酸類物質(zhì)對(duì)土壤pH值起到了一定的降低效果[24],但受施用量及作用時(shí)間的限制,影響了施用效果。蘆葦秸稈較其它秸稈纖維素含量高、難降解,造成土壤通透性增強(qiáng),鹽分下滲速度加快;其與生物有機(jī)肥配施時(shí),可以促進(jìn)有機(jī)物的轉(zhuǎn)化,從而提高土壤酶活性,實(shí)現(xiàn)重度鹽漬化土壤質(zhì)量的提升,利于鹽堿地的可持續(xù)性發(fā)展。在濱海鹽堿地作物生產(chǎn)實(shí)踐中,應(yīng)該加大蘆葦秸稈還田的應(yīng)用。
鹽漬土壤各屬性具有不確定性,生物有機(jī)物料配施對(duì)土壤各指標(biāo)的影響效果不同。為了明確各物料配比對(duì)土壤的綜合改良效果,本研究以土壤降鹽提質(zhì)、玉米增產(chǎn)為目標(biāo),采用L9(33)正交優(yōu)化設(shè)計(jì)與綜合評(píng)判分析相結(jié)合的方法,對(duì)綜合效果較好的物料配比進(jìn)行了篩選。結(jié)果顯示,T3處理(A1B3C3,蘆葦秸稈45 m3/hm2+有機(jī)肥105 m3/hm2+生物有機(jī)肥1 500 kg/hm2)綜合效果最好,與原土指標(biāo)相比,可以實(shí)現(xiàn)降鹽57.14%,pH值降低0.06,有機(jī)質(zhì)含量提升2.18倍,堿解氮含量提高2.31倍,速效磷含量提高25.8%,玉米產(chǎn)量較當(dāng)?shù)仄骄教岣?1.19%。由此表明,通過添加合理配比的有機(jī)物料,可以降低耕層土壤鹽分,提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效磷含量以及土壤脲酶活性,從而改善土壤性狀、提高土壤肥力,達(dá)到作物增產(chǎn)的目的。與趙其國院士[21]提出的“鹽堿土改性、提質(zhì)”的鹽堿地高效利用理念相符合。