不同改良劑對(duì)保護(hù)地次生鹽漬化土壤改良效果的研究

李 彬，李躍飛，陶加樂(lè)，王維錦，祁石剛，高學(xué)雙

（1宿遷市宿豫區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇宿遷 223800；2宿遷市土地整理中心，江蘇宿遷 223800；3宿遷市農(nóng)業(yè)技術(shù)綜合服務(wù)中心，江蘇宿遷 223800）

0 引言

保護(hù)地土壤次生鹽漬化是設(shè)施栽培中面臨的一個(gè)技術(shù)難題，是由于保護(hù)地土壤環(huán)境封閉、盲目過(guò)量施肥、不合理灌溉等因素導(dǎo)致，從而改變土壤性質(zhì)、影響土壤微生物活性、抑制作物生長(zhǎng)發(fā)育、降低作物產(chǎn)量和品質(zhì)的現(xiàn)象[1]。如若不采取有效措施防治，次生鹽漬化土壤的分布不僅影響著生態(tài)環(huán)境的平衡發(fā)展，而且還將制約經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因此次生鹽漬化土壤改良迫在眉睫。目前土壤次生鹽漬化的改良方法有很多[2-5]，例如水分調(diào)控措施、生物改良措施、表面覆蓋物措施等，這些方法各自具有不同的改良效果，但也存在不足。例如，利用灌水排鹽法可以淋洗出土壤表層大部分鹽，但這種措施會(huì)造成地表水和地下水的污染，在高溫、日照條件下，鹽分又會(huì)隨水分的蒸發(fā)而聚集土表，難以有效根治土壤次生鹽漬化問(wèn)題，且不符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求[6-8]。

宿遷市宿豫區(qū)是江蘇省重要蔬菜產(chǎn)區(qū)之一。2018年以來(lái)，因各級(jí)政府高度重視農(nóng)業(yè)安全高效生產(chǎn)，以設(shè)施栽培為特征的高效農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，保護(hù)地蔬菜種植的產(chǎn)量和面積均出現(xiàn)較大增長(zhǎng)，一躍成為該區(qū)加快發(fā)展壯大鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)、拓寬農(nóng)民增收渠道的重要路徑之一。但有研究表明，宿豫區(qū)部分保護(hù)地地塊已出現(xiàn)次生鹽漬化現(xiàn)象，土壤硝酸根、硫酸根、鈣離子平均分別占總鹽量的34.6%、22.7%、19.9%，是導(dǎo)致土壤次生鹽漬化的重要因素，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)厥卟水a(chǎn)業(yè)發(fā)展[9]。進(jìn)入21世紀(jì)后，施用土壤改良劑是一種新興的、區(qū)別于傳統(tǒng)的土壤改良方法，具體是在障礙土壤中加入用于改善土壤理化性狀、提高土壤生產(chǎn)力的物料[10]。土壤改良劑品種繁多，施用效果也因成分、作用機(jī)理、土壤類(lèi)型等因素的不同而相差較大[11-13]。因此，探索適宜本地保護(hù)地次生鹽漬化土壤改良的新方法已成為宿豫區(qū)農(nóng)業(yè)工作者們的重要工作之一?；诖?，本研究通過(guò)比較不同改良劑對(duì)保護(hù)地次生鹽漬化土壤肥力指標(biāo)的影響，以期為探索建立適宜當(dāng)?shù)氐拇紊}漬化土壤改良模式提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年5—10月在江蘇省宿遷市宿豫區(qū)陸集鎮(zhèn)一保護(hù)地進(jìn)行，地屬暖溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫15.8℃，年平均日照總時(shí)數(shù)2314.8 h，年平均降水量937.6 mm，年平均蒸發(fā)量1529 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于年平均降水量。試驗(yàn)前采集土壤混合樣品作為基礎(chǔ)土壤樣品，供試土壤基本理化性狀見(jiàn)表1。

表1 供試土壤基本理化性狀

1.2 供試材料

供試土壤改良劑均為市售，其中商品有機(jī)肥購(gòu)自江蘇沃綠寶生物科技股份有限公司，土壤調(diào)理劑購(gòu)自江蘇地力有機(jī)肥料科技有限公司，米糠購(gòu)自宿城區(qū)蔬果樂(lè)農(nóng)資經(jīng)營(yíng)部。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理（表2），3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。各小區(qū)面積4 m×5 m=20 m2。所有改良劑均勻地撒在土壤表層并向下翻耕，與土壤充分混勻。

表2 不同處理的土壤改良劑種類(lèi)及用量

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

于試驗(yàn)結(jié)束后，以“S”型取樣法采集各小區(qū)0～20 cm混合土樣，用于土壤理化性質(zhì)測(cè)定，測(cè)定項(xiàng)目包括pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀、電導(dǎo)率、水溶性鹽總量、水溶性鈣離子、水溶性鎂離子、硫酸根離子等，測(cè)定方法參照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用Microsoft Excel 2003軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和繪圖，采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性檢驗(yàn)（LSD法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改良劑對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

從表3可以看出，各處理與對(duì)照相比，土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀含量均有不同程度的增加。其中，處理1、處理3較對(duì)照顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀含量，處理1的增幅分別為41.6%、121.6%，處理3的增幅分別為41.4%、48.6%。此外，各處理還可降低硝態(tài)氮含量，降幅在11.0%～71.8%之間，其中，米糠對(duì)硝態(tài)氮含量降低作用最強(qiáng)。對(duì)有效磷而言，各處理表現(xiàn)不一，其中處理1顯著增加有效磷含量，增幅達(dá)68.3%，而處理2、處理3的有效磷含量呈降低趨勢(shì)。堿解氮含量在各處理間無(wú)顯著差異。

表3 不同改良劑對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

2.2 不同改良劑對(duì)電導(dǎo)率的影響

土壤電導(dǎo)率是反映土壤鹽分狀況的重要指標(biāo)之一。從圖1可以看出，各處理均可一定程度降低土壤電導(dǎo)率，降幅在9.23%～43.3%之間。其中，處理3電導(dǎo)率為29.5 mS/m，與對(duì)照52.0 mS/m相比，降低22.5 mS/m，改良效果最為顯著。同時(shí)，處理3的電導(dǎo)率還較處理2顯著降低37.5%。

圖1 不同改良劑對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響

2.3 不同改良劑對(duì)土壤pH的影響

土壤pH的變化是衡量土壤酸堿性最常用的指標(biāo)之一。但由圖2可知，各改良劑的施用對(duì)土壤pH無(wú)明顯影響。

圖2 不同改良劑對(duì)土壤pH的影響

2.4 不同改良劑對(duì)土壤鹽分含量的影響

從表4可以看出，同對(duì)照相比，處理1、3均明顯降低土壤水溶性鹽總量、水溶性鈣離子、水溶性鎂離子含量。其中處理3降低效果最為明顯，水溶性鹽總量、水溶性鈣離子、水溶性鎂離子、硫酸根離子含量分別較對(duì)照顯著降低23.5%、28.9%、34.6%、23.2%，土壤次生鹽漬化問(wèn)題得到一定改善。

表4 不同改良劑對(duì)土壤鹽分含量的影響

3 討論與結(jié)論

土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀等養(yǎng)分元素是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)，也影響著土壤結(jié)構(gòu)、保水保肥性、通氣性等指標(biāo)[14]。保護(hù)地土壤因盲目施肥尤其是超量施用氮肥，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、養(yǎng)分失衡、次生鹽漬化等問(wèn)題非常突出[15-17]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施用有機(jī)肥處理較對(duì)照顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀，增幅分別為41.6%、68.3%、121.6%，對(duì)次生鹽漬化土壤有一定培肥改土效果，這與很多前人的研究結(jié)果一致。王帥等[18]研究結(jié)果表明，當(dāng)在鹽堿土中施入7484.1 kg/hm2有機(jī)肥時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀顯著提高1.47、2.97、3.24、1.62倍。究其原因，有機(jī)肥本身含有豐富的作物所需氮、磷、鉀及各種營(yíng)養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì)，且營(yíng)養(yǎng)元素釋放緩慢，肥效長(zhǎng)，養(yǎng)分不易流失。有機(jī)肥在土壤中被腐解后，可為土壤微生物的生命活動(dòng)提供能量和養(yǎng)料，促進(jìn)土壤微生物的繁殖，而微生物中的解鉀菌又可以促進(jìn)難溶的鉀、磷等養(yǎng)分元素轉(zhuǎn)化為可溶性養(yǎng)分，增加土壤中速效養(yǎng)分含量，此外，有機(jī)肥中豐富的有機(jī)質(zhì)也可減少無(wú)機(jī)磷的固定，并促進(jìn)無(wú)機(jī)磷的溶解。

本試驗(yàn)結(jié)果還表明，米糠可有效降低次生鹽漬化土壤硝態(tài)氮、電導(dǎo)率、水溶性鹽總量、水溶性鈣離子、水溶性鎂離子、硫酸根離子含量，生態(tài)控鹽效果十分顯著。張緒美等[19]在研究不同施肥方式對(duì)設(shè)施土壤次生鹽漬化的影響時(shí)也發(fā)現(xiàn)，施用米糠基質(zhì)肥后，土壤硝態(tài)氮含量顯著下降26.68%。廣義上來(lái)講，米糠是一種碳調(diào)節(jié)劑，在土壤中加入米糠，也就是增加了土壤微生物可利用的碳源，由于微生物在合成自身生命體時(shí)需要利用土壤中的碳、氮元素，因此碳源增加，促進(jìn)了微生物對(duì)土壤中大量存在的硝態(tài)氮進(jìn)行生物固持與轉(zhuǎn)化，從而降低了土壤中硝態(tài)氮的含量，間接減少了硝酸根對(duì)地表水和地下水體的污染[20-21]。同時(shí)，根據(jù)孫凱文、盛海君等[7,22]的研究結(jié)果可知，在次生鹽漬化土壤中添加碳調(diào)節(jié)劑，可以降低土壤中可溶性鹽含量，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。大量研究表明，土壤水溶性鹽總量與電導(dǎo)率之間有較強(qiáng)的相關(guān)性[23-25]，因此施入米糠后的土壤電導(dǎo)率隨水溶性鹽總量的降低而降低。此外，米糠還大幅增加土壤速效鉀含量，這主要是因?yàn)槊卓返暮浟扛咚隆?/p>

施用土壤調(diào)理劑對(duì)土壤理化性狀產(chǎn)生了一定影響，雖然效果不明顯，但有增加土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效鉀含量、降低土壤電導(dǎo)率的趨勢(shì)，這與沈建生等[26]的研究結(jié)果類(lèi)似。這可能是由于土壤調(diào)理劑的施用，改善了作物營(yíng)養(yǎng)及根際環(huán)境，促進(jìn)了土壤微生物繁衍，活化了土壤酶活性，從而促進(jìn)了土壤養(yǎng)分元素的轉(zhuǎn)化，提高了肥效，但土壤調(diào)理劑發(fā)揮的作用機(jī)理還需進(jìn)一步研究。

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥、米糠的施用對(duì)保護(hù)地次生鹽漬化土壤有一定的改良效果，可以降低土壤水溶性鹽含量，提高土壤養(yǎng)分含量。但本試驗(yàn)僅局限為對(duì)土壤理化性狀研究，不同改良方式對(duì)次生鹽漬化土壤上作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響，還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。