綠肥- 沼液- 水稻體系對(duì)江蘇沿海鹽土理化性質(zhì)的影響

時(shí) 凱，丁海榮*，譚海運(yùn)，劉興華，安 晨，楊智青，金崇富，陳長(zhǎng)寬

（1.江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/鹽城市畜牧養(yǎng)殖裝備工程技術(shù)研究中心，江蘇 鹽城 224002；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，西藏 拉薩 850032）

土壤鹽漬化是一個(gè)世界性的資源環(huán)境和生態(tài)問題。江蘇沿海地區(qū)土壤多為鹽土，嚴(yán)重影響植物生長(zhǎng)。鹽漬土壤改良方式有工程改良、化學(xué)改良和生物改良等，如通過工程措施控制地下水位抑制返鹽、添加土壤改良物質(zhì)改善土壤理化性狀以及通過種草覆蓋地表降低蒸發(fā)等都能夠有效地降低土表鹽分，達(dá)到改良土壤的目的。

采用農(nóng)業(yè)措施快速改良江蘇沿海鹽土體現(xiàn)了綠色農(nóng)業(yè)的重要理念，通過種植綠肥與水稻進(jìn)行水旱輪作在江蘇沿海地區(qū)改良鹽土行之有年。綠肥是一種天然無公害且養(yǎng)分含量豐富的優(yōu)質(zhì)肥料。陳正剛等研究發(fā)現(xiàn)，綠肥可提高土壤全氮和有機(jī)質(zhì)含量，保持速效鉀和有效磷含量。種植綠肥作物有利于土壤有機(jī)質(zhì)含量提升、化肥施用量減少，有利于提高耕地質(zhì)量。毛葉苕子作牧草或綠肥，具有促進(jìn)土壤養(yǎng)分積累的能力。楊濱娟等研究表明，綠肥紫云英通過翻壓60%的鮮草量配施常規(guī)施氮量60%的氮肥可以有效提高氮肥利用效率，改善稻田氮素循環(huán)情況。油菜作為綠肥種植，其根系具有吸磷能力強(qiáng)的特點(diǎn)，從而將土壤磷素解離出來，易于還田利用。沼液是速效養(yǎng)分，能夠被植物快速吸收利用，作為一種液體有機(jī)肥，是一種土壤改良劑。沼液有機(jī)質(zhì)含量高，具有提高土壤通氣性及保水保肥能力，其富含氮磷鉀元素，能夠調(diào)節(jié)土壤中各養(yǎng)分含量的比例，降低土壤板結(jié)程度，而且還含有胡敏酸和富里酸等腐植酸物質(zhì)，能夠提高土壤緩沖酸堿變化的能力，防止土壤酸化或堿化，從而可用于改良鹽堿地。水稻作為主糧，種植面積廣泛。水稻整個(gè)生育期以水田為主，能夠壓降土壤鹽分，且水稻秸稈在腐熟過程中形成大量腐殖質(zhì)，能夠降低土壤容重和提高土壤孔隙度，協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分，有利于作物生長(zhǎng)和培肥地力。

利用綠肥- 沼液- 水稻所構(gòu)建的農(nóng)業(yè)技術(shù)體系對(duì)鹽漬土壤改良的報(bào)道較為少見。本研究選取綠肥作物紫云英、毛葉苕子及油菜，結(jié)合不同沼液量施入以及水稻種植農(nóng)業(yè)體系進(jìn)行鹽土改良試驗(yàn)，探討綠肥- 沼液- 水稻體系對(duì)江蘇沿海鹽土理化性質(zhì)的影響，旨在為江蘇沿海鹽土改良提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)地點(diǎn)為順泰農(nóng)場(chǎng)（120.38°E、33.69°N），該區(qū)域?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，土壤為鹽潮土，質(zhì)地以鹽土為主。土壤基本理化性質(zhì)：鹽分0.321%，pH 值7.84，有機(jī)質(zhì)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）10.86 g/kg，全氮含量80 mg/kg，有效磷含量4.54 mg/kg，速效鉀含量311.47 mg/kg。

供試綠肥為天緣4 號(hào)紫云英（購(gòu)自鄭州開元草業(yè)科技有限公司）、蒙苕1 號(hào)毛葉苕子（購(gòu)自寧夏綠地草業(yè)科技有限公司）、油雜3 號(hào)油菜（江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育）。對(duì)照（CK）施等量沼液不種植綠肥。

沼液由順泰農(nóng)場(chǎng)規(guī)?；i場(chǎng)提供。沼液基本理化性質(zhì)：pH 值7.8，有機(jī)質(zhì)含量280 mg/kg，全氮含量150 mg/kg，有效磷含量23 mg/kg，速效鉀含量37 mg/kg。

供試水稻品種為鹽稻8 號(hào)，由江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)體系A(chǔ)、B，各4 個(gè)處理組，每組3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積為90 m（長(zhǎng)15 m、寬6 m），如表1所示。

表1 綠肥-沼液-水稻體系及組合

紫云英與毛葉苕子播種量均為2.5 kg/667 m，油菜播種量為300 g/667 m。綠肥種植時(shí)間為2019年11 月12 日，翻壓時(shí)間為2020 年4 月30 日。

沼液分3 次入田：第1 次2019 年11 月10 日（沼液總量的40%）；第2 次2019 年12 月20 日（沼液總量的30%）；第3 次2020 年3 月20 日（沼液總量的30%）。2020 年4 月30 日沼液隨綠肥一起混入土壤，5 月5 日上水泡田并耙田，以待秧苗移栽。

2020 年6 月4 號(hào)，水稻秧苗移栽大田，機(jī)械插秧（36 穴/m，3 株/穴），試驗(yàn)小區(qū)病蟲害及雜草均統(tǒng)一管理。

1.3 土壤樣品采集與測(cè)定

土壤樣品分5 次采集：時(shí)間分別為2019 年10月11 日（原始土壤）、2020 年4 月3 日（綠肥種植之后）、2020 年5 月20 日（沼液及綠肥翻壓后）、2020年6 月20 日（水稻秧苗移栽后）、2020 年8 月20 日（擱田期）。

分區(qū)用取樣器采土壤樣品（深度25 cm、直徑5 cm），放置實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干，研磨粉碎。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定土壤的鹽分、pH 值及有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、全氮含量。

鹽分參照NY/T 1121.16—2006《土壤檢測(cè)第16部分：土壤水溶性鹽總量的測(cè)定》測(cè)定；pH 值用pH計(jì)測(cè)定；有機(jī)質(zhì)含量參照NY/T 1121.6—2006《土壤檢測(cè)第6 部分：土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定》測(cè)定；全氮含量參照NY/T 1121.24—2012《土壤檢測(cè)第24 部分：土壤全氮的測(cè)定自動(dòng)定氮儀法》用凱氏定氮法測(cè)定；有效磷含量參照NY/T 1121.7—2014《土壤檢測(cè)第7 部分：土壤有效磷的測(cè)定》用紫外/可見分光光度計(jì)測(cè)定；速效鉀含量參照NY/T 889—2004《土壤速效鉀和緩效鉀含量的測(cè)定》用火焰光度計(jì)測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0 軟件統(tǒng)計(jì)分析，用Excel 2016 作數(shù)據(jù)圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠肥- 沼液- 水稻體系對(duì)土壤鹽分的影響

由圖1-A 可知，體系A(chǔ) 處理組土壤鹽分總體趨勢(shì)為先升后降再升。2020 年4 月3 日，鹽分由高到低依次為處理1、處理4、處理2、處理3；2020 年5月20 日，處理1、處理2 與處理4 的鹽分相近，但均高于處理3；2020 年6 月20 日，鹽分由高到低依次為處理4、處理2、處理1、處理3；2020 年8 月20日，鹽分由高到低依次為處理1、處理3、處理2、處理4。

由圖1-B 可知，體系B 處理組土壤鹽分總體趨勢(shì)先升后降。2020 年4 月3 日、5 月20 日和8 月20日，鹽分由高到低依次為處理8、處理6、處理7、處理5；2020 年6 月20 日，鹽分由高到低依次為處理6、處理7、處理8、處理5。

圖1 綠肥-沼液-水稻體系對(duì)土壤鹽分的影響

體系A(chǔ)、體系B 鹽分總體趨勢(shì)不同，最終體系B的鹽分低于體系A(chǔ)；相同體系種植不同綠肥對(duì)土壤鹽分影響不同。試驗(yàn)結(jié)果說明，不同體系對(duì)沿海土壤鹽分改良效果有差異性。

2.2 綠肥- 沼液- 水稻體系對(duì)土壤pH 值的影響

由圖2-A 可知，體系A(chǔ) 處理組土壤pH 值總體趨勢(shì)為先升后降再升。2020 年4 月3 日，pH 值由高到低依次為處理3、處理4、處理1、處理2；2020 年5月20 日，pH 值由高到低依次為處理4、處理1、處理3、處理2；2020 年6 月20 日，pH 值由高到低依次為處理1、處理4、處理3、處理2；2020 年8 月20 日，pH值由高到低依次為處理4、處理1、處理2、處理3。

由圖2-B 可知，體系B 處理組土壤pH 值總體趨勢(shì)為先升后降再升。2020 年4 月3 日、5 月20 日以及6 月20 日，pH 值由高到低依次為處理8、處理7、處理6、處理5；2020 年6 月20 日，pH 值由高到低依次為處理8、處理7、處理5、處理6；2020 年8 月20 日，pH值由高到低依次為處理5、處理6、處理8、處理7。

圖2 綠肥-沼液-水稻體系對(duì)土壤pH 值的影響

體系A(chǔ)、體系B pH 值總體趨勢(shì)相同，說明2 個(gè)體系對(duì)土壤pH 值的影響基本相同。

2.3 綠肥- 沼液- 水稻體系對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

由圖3-A 可知，體系A(chǔ) 處理3 與處理4 土壤有機(jī)質(zhì)含量趨勢(shì)為先降后升再降再升；處理1 與處理2 趨勢(shì)為先升后降再升。2020 年4 月3 日，有機(jī)質(zhì)含量由高到低依次為處理1、處理2、處理4、處理3；2020 年5 月20 日，有機(jī)質(zhì)含量由高到低依次為處理3、處理2、處理1、處理4；2020 年6 月20 日，有機(jī)質(zhì)含量由高到低依次為處理2、處理1、處理3、處理4；2020 年8 月20 日，處理2 與處理3 的有機(jī)質(zhì)含量相近，處理1 與處理4 的有機(jī)質(zhì)含量相近。

由圖3-B 可知，體系B 處理5 土壤有機(jī)質(zhì)含量趨勢(shì)為先升后降再升；處理6 趨勢(shì)先降后升再降；處理7 趨勢(shì)先降后升再降再升；處理8 趨勢(shì)先降后升。2020 年4 月3 日，有機(jī)質(zhì)含量由高到低依次為處理5、處理8、處理6、處理7；2020 年5 月20 日，有機(jī)質(zhì)含量由高到低依次為處理7、處理6、處理8、處理5；2020 年6 月20 日，有機(jī)質(zhì)含量由高到低依次為處理6、處理8、處理7、處理5；2020 年8 月20 日，有機(jī)質(zhì)含量由高到低依次為處理7、處理5、處理8、處理6。

圖3 綠肥-沼液-水稻體系對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

體系A(chǔ)、體系B 土壤有機(jī)質(zhì)含量趨勢(shì)不同，說明不同體系對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響存在差異性。

2.4 綠肥- 沼液- 水稻體系對(duì)土壤有效磷含量的影響

由圖4-A 可知，體系A(chǔ) 處理1、處理2 與處理3土壤有效磷含量趨勢(shì)先升后降再升再降，處理4 呈先升后降趨勢(shì)。2020 年4 月3 日，有效磷含量由高到低依次為處理1、處理2、處理3、處理4；2020 年5 月20 日，有效磷含量由高到低依次為處理4、處理3、處理2、處理1；2020 年6 月20 日，有效磷含量由高到低依次為處理3、處理2、處理4、處理1；2020 年8 月20 日，有效磷含量由高到低依次為處理2、處理3、處理4、處理1。

由圖4-B 可知，體系B 處理組土壤有效磷含量總體趨勢(shì)升- 降- 升- 降。2020 年4 月3 日，有效磷含量由高到低依次為處理5、處理6、處理8、處理7；2020 年5 月20 日，有效磷含量由高到低依次為處理7、處理5、處理6、處理8；2020 年6 月20 日，有效磷含量由高到低依次為處理6、處理8、處理7、處理5；2020 年8 月20 日，有效磷含量由高到低依次為處理5、處理8、處理7、處理6。

圖4 綠肥-沼液-水稻體系對(duì)土壤有效磷含量的影響

體系A(chǔ)、體系B 土壤有效磷含量趨勢(shì)大同小異，說明不同體系對(duì)有效磷積累及利用效果的基本趨勢(shì)相同。

2.5 綠肥- 沼液- 水稻體系對(duì)土壤速效鉀含量的影響

由圖5-A 可知，體系A(chǔ) 處理組土壤速效鉀含量總體趨勢(shì)先降后升再降。2020 年4 月3 日，速效鉀含量由高到低依次為處理2、處理1、處理4、處理3；2020 年5 月20 日，速效鉀含量由高到低依次為處理4、處理2、處理1、處理3；2020 年6 月20 日，速效鉀含量由高到低依次為處理1、處理4、處理2、處理3；2020 年8 月20 日，速效鉀含量由高到低依次為處理1、處理4、處理3、處理2。

由圖5-B 可知，體系B 處理5 土壤速效鉀含量趨勢(shì)先升后降；處理6、處理7 與處理8 趨勢(shì)先降后升再降。2020 年4 月3 日，速效鉀含量由高到低依次為處理5、處理7、處理6、處理8；2020 年5 月20日，速效鉀含量由高到低依次為處理6、處理8、處理5、處理7；2020 年6 月20 日，速效鉀含量由高到低依次為處理8、處理7、處理6、處理5；2020 年8月20 日，速效鉀含量由高到低依次為處理7、處理5、處理8、處理6。

圖5 綠肥-沼液-水稻體系對(duì)土壤速效鉀含量的影響

體系A(chǔ)、體系B土壤速效鉀含量趨勢(shì)不同，但最終呈現(xiàn)下降，說明不同體系速效鉀吸收利用效率可能有些不同，但水稻相應(yīng)生長(zhǎng)階段對(duì)速效鉀需求基本一致。

2.6 綠肥- 沼液- 水稻體系對(duì)土壤全氮含量的影響

由圖6-A 可知，體系A(chǔ) 處理1 全氮含量趨勢(shì)為降—升；處理2 趨勢(shì)為升—降—升—降；處理3 趨勢(shì)為升—降；處理4 呈遞降趨勢(shì)。2020 年4 月3 日，全氮含量由高到低依次為處理3、處理2、處理1、處理4；2020 年5 月20 日，全氮含量由高到低依次為處理1、處理3、處理4、處理2；2020 年6 月20 日，全氮含量由高到低依次為處理2、處理3、處理4、處理1；2020 年8 月20 日，全氮含量由高到低依次為處理1、處理2、處理3、處理4。

圖6 綠肥-沼液-水稻體系對(duì)土壤全氮含量的影響

由圖6-B 可知，體系B 處理5 與處理8 全氮含量趨勢(shì)為降—升—降；處理6 與處理7 趨勢(shì)為升—降—升—降。2020 年4 月3 日，全氮由高到低依次為處理6、處理7、處理8、處理5；2020 年5 月20日，全氮含量由高到低依次為處理7、處理6、處理5、處理8；2020 年6 月20 日，全氮含量由高到低依次為處理6、處理5、處理8、處理7；2020 年8 月20日，全氮含量由高到低依次為處理6、處理5、處理7、處理8。

體系A(chǔ)、體系B 土壤全氮含量趨勢(shì)有較大不同，說明不同體系中氮素增減速率不同，從而對(duì)土壤全氮的改良效果有區(qū)別，但總體上A、B 體系均增加了土壤中的全氮含量。

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)綠肥- 沼液- 水稻體系結(jié)果表明不同綠肥及沼液添加量對(duì)土壤鹽分均有不同的改良效果，但趨勢(shì)存在差異性；試驗(yàn)結(jié)果顯示，體系B 的鹽分低于體系A(chǔ)。分析原因，可能是沼液是弱堿性有機(jī)肥，添加量增加從而有利于降低土壤可溶性鹽分，這與蘇芳莉等的研究結(jié)果一致。體系A(chǔ) 中紫云英降低土壤鹽分顯著；體系B 中毛葉苕子對(duì)土壤鹽分改良最佳。由此可見，綠肥- 沼液- 水稻體系對(duì)沿海土壤鹽分的改良，要根據(jù)沼液施肥量種植適宜的綠肥。

土壤pH 值是衡量土壤酸堿性的指標(biāo)，影響著土壤中各物質(zhì)的有效性。沼液對(duì)土壤pH 值的影響結(jié)果存在差異。王宗壽研究發(fā)現(xiàn)，施用沼液可讓土壤的pH 值上升。本試驗(yàn)體系A(chǔ) 與體系B 土壤的pH 值趨勢(shì)相同，且油菜對(duì)鹽土pH 值調(diào)控效果明顯。分析原因，這可能是由于油菜翻壓后，土壤吸附K、Ca、Mg等離子的能力優(yōu)于毛葉苕子與紫云英，土壤溶液中離子動(dòng)態(tài)平衡受到干擾，從而改變土壤的酸堿度。因此，在綠肥- 沼液- 水稻體系對(duì)沿海鹽土pH 的改良中，油菜可作為種植綠肥的首選。

土壤肥力的重要指標(biāo)是有機(jī)質(zhì)和有效養(yǎng)分。研究發(fā)現(xiàn)，沼液施入土壤后，土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、有效磷含量都會(huì)有所增加，種植綠肥壓青后會(huì)影響土壤有機(jī)質(zhì)含量。本研究顯示，土壤有機(jī)質(zhì)含量均得到不同程度的增加，種植油菜的土壤有機(jī)質(zhì)含量最為突出，可能是由于油菜翻壓后在沿海鹽土中形成的腐殖質(zhì)多。翻壓綠肥通過自身磷的循環(huán)再利用提高土壤有機(jī)磷含量，從而提高土壤磷的利用率。本研究表明，體系A(chǔ) 中紫云英與油菜的組合最終有效磷含量均高于原始值，體系B 中最終有效磷含量都低于原始值。分析原因，可能是水稻生長(zhǎng)過程中，沼液施肥量的增加，提高了土壤中可利用磷，使土壤中有效磷含量降低。土壤速效鉀含量是評(píng)價(jià)土壤鉀素肥力的關(guān)鍵指標(biāo)，速效鉀能直接影響作物生長(zhǎng)。本結(jié)果體系A(chǔ) 與體系B 都顯示土壤中速效鉀含量最終是降低趨勢(shì)，其原因可能是綠肥在翻壓分解過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸和腐植酸溶解土壤中鉀以及水稻生長(zhǎng)對(duì)土壤中速效鉀的吸收利用，導(dǎo)致土壤速效鉀含量呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn)，綠肥可通過礦化作用提高土壤的全氮含量。本研究顯示，體系A(chǔ)、體系B 均具有增加土壤全氮的能力，試驗(yàn)后期，除體系A(chǔ) 中的紫云英組合處理全氮含量呈上升趨勢(shì)，其余均是降低趨勢(shì)。

總體來看，綠肥- 沼液- 水稻體系對(duì)江蘇沿海鹽土改良的作用復(fù)雜，能夠降低土壤的可溶性鹽分，穩(wěn)定土壤pH 值，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。但是，本試驗(yàn)僅對(duì)前期測(cè)定結(jié)果進(jìn)行了總結(jié)，而且此次結(jié)果只能表明順泰農(nóng)場(chǎng)一個(gè)種植試驗(yàn)點(diǎn)的土壤改良效果，可能難以說明大面積綠肥- 沼液- 水稻體系對(duì)江蘇沿海鹽土改良的作用，相關(guān)結(jié)果還需要進(jìn)行多年多點(diǎn)的試驗(yàn)驗(yàn)證。