粉碎秸稈還田量對(duì)鹽堿地青貯玉米根系特性、干物質(zhì)質(zhì)量及產(chǎn)量的影響

摘 要：為探明粉碎秸稈還田對(duì)寧夏銀川北部鹽堿地土壤理化性質(zhì)、青貯玉米根系特征及產(chǎn)量的影響，于2020—2022年開(kāi)展了短期定位試驗(yàn)。設(shè)置未還田（CS0）、還田量3 000 kg·hm-2（CS3000）、還田量6 000 kg·hm-2（CS6000）及還田量9 000 kg·hm-2（CS9000）4個(gè)處理，研究不同粉碎秸稈還田量對(duì)土壤理化性質(zhì)、青貯玉米根系特征及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：粉碎秸稈還田可有效降低土壤鹽分，增加土壤含水量及養(yǎng)分庫(kù)容，還田2年后，與CS0相比處理，CS9000處理可顯著降低耕層土壤鹽分13.55%，CS6000處理可分別顯著增加有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷及速效鉀含量14.11%、17.36%、31.19%和17.33%;同時(shí)，該處理顯著提高青貯玉米根長(zhǎng)14.35%，根表面積12.65%及干物質(zhì)量10.20%，且增加產(chǎn)量4.23%。冗余分析認(rèn)為土壤有機(jī)質(zhì)與根系特性關(guān)系密切。因此，粉碎秸稈還田有利于鹽堿地土壤鹽分抑制、養(yǎng)分庫(kù)容擴(kuò)增、根系抗逆表達(dá)及產(chǎn)量提升，還田量6 000 kg·hm-2處理效果最佳，是適宜寧夏銀北地區(qū)的最佳還田量。

關(guān)鍵詞：鹽堿地; 粉碎秸稈; 養(yǎng)分庫(kù)容; 根系特性; 干物質(zhì)量; 產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S141.4; S513"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"""" 文章編號(hào)：1002-204X（2024）11-0039-08

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2024.11.006

Effects of Pulverized Straw Returning Amount on Root Characteristics， Dry Matter Quality and Yield of Silage Maize in Saline-Alkali Land

Li Lei1，2， Zhu Zhiming3， Ji Lidong1，2*

（1.Institute of Agricultural Resources and Environment， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002; 2.National Agricultural Environment Yinchuan Observation and Experiment Station， Yinchuan， Ningxia 750002; 3.Ningxia Agricultural Technology Extension Station， Yinchuan， Ningxia 750001）

Abstract In order to investigate the effects of pulverized straw returning on the physical and chemical properties of saline-alkali land， root characteristics and yield of silage maize in the saline-alkali soil in the north of Yinchuan， Ningxia， a short-term positioning experiment was carried out in 2020—2022. Four treatments were set up： no straw returning （CS0）， 3 000 kg·hm-2 straw returning （CS3000）， 6 000 kg·hm-2 straw returning （CS6000） and 9 000 kg·hm-2 straw returning（CS9000）. The effects of different returning amount of pulverized straw on soil physicochemical properties of saline-alkali land， root characteristics and yield of silage maize in the saline-alkali soil were studied. The results showed that pulverized straw could effectively reduce soil salinity and increase soil water content and nutrient storage. After 2 years of returning to the field， CS9000 treatment could significantly reduce soil salinity by 13.55% compared with CS0 treatment. CS6000 treatment significantly increased the contents of organic matter， alkali-hydrolyzed nitrogen， available phosphorus and available potassium by 14.11%， 17.36%， 31.19% and 17.33%， respectively. At the same time， the treatment significantly increased root length by 14.35%， root surface area by 12.65%， dry matter mass by 10.20%， and yield by 4.23%. Redundancy analysis showed that soil organic matter was closely related to root characteristics. Therefore， pulverized straw returning to the field is beneficial to soil salt inhibition， nutrient storage expansion， root resistance expression and yield improvement in saline-alkali soil. The effect of 6 000 kg·hm-2 treatment is the best， which is suitable as the best returning amount in the north of Yinchuan， Ningxia.

Key words Saline-alkali land; Pulverized straw; Nutrient storage capacity; Root characteristics; Dry matter amount; Yield

基金項(xiàng)目：寧夏自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2021AAC03272）、寧夏回族自治區(qū)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)保護(hù)科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目（NGS

B-2021-11-07）。

作者簡(jiǎn)介：李磊（1991—），男，寧夏彭陽(yáng)人，研究實(shí)習(xí)員，主要從事鹽堿地改良利用及廢棄物資源化利用研究。

*通信作者：紀(jì)立東（1980—），男，寧夏中寧人，副研究員，主要從事水肥資源高效利用及廢棄物資源化利用等研究。

收稿日期：2023-03-09" 修回日期：2023-03-20

寧夏引黃灌區(qū)位于黃河上游下段，近年來(lái)，土壤鹽漬化與次生鹽漬化問(wèn)題受到了廣泛關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，寧夏現(xiàn)有鹽漬退化型耕地17.67萬(wàn)hm2，占全區(qū)耕地總面積的13.7%[1]。鹽漬化最基本的特點(diǎn)就是鹽分表聚、營(yíng)養(yǎng)元素易流失及作物根系發(fā)育不良。目前，最常用的改良措施以工程排鹽與化學(xué)改良劑應(yīng)用為主[2]，這些措施成本高，且存在污染土壤的風(fēng)險(xiǎn)，也不能長(zhǎng)久有效地提升地力。因此，本研究借鑒中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院李玉義在內(nèi)蒙古利用秸稈造夾層成功改良鹽堿地案例，采用了玉米粉碎秸稈還田技術(shù)，以期為農(nóng)業(yè)固體廢棄物資源化利用及鹽堿地高效利用提供參考。

作物的生長(zhǎng)除了地上部光合作用外，也需要根系為其正常輸送營(yíng)養(yǎng)成分。根系的生長(zhǎng)受到各種因素的影響，鹽堿地對(duì)根系生長(zhǎng)影響較大的因素有土壤pH值、全鹽含量、含水量等，此外，土壤養(yǎng)分對(duì)其影響也較大[3-5]。粉碎秸稈還田后會(huì)使土壤結(jié)構(gòu)及土壤養(yǎng)分發(fā)生變化[6-10]，而這些變化也會(huì)對(duì)作物根系生長(zhǎng)產(chǎn)生系列影響，包括根系活力、根系生理特性、根系表面積及根系干物質(zhì)的吸收[11-14]，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量。因此，研究鹽堿逆境下根系的生理變化，對(duì)于提升產(chǎn)量及鹽堿地改良措施應(yīng)用具有重要意義。然而，目前在寧夏銀北鹽堿地對(duì)于秸稈還田提高青貯玉米根系生理機(jī)制尚不明確，因此本研究開(kāi)展短期玉米粉碎秸稈還田試驗(yàn)，探究粉碎秸稈還田對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響，分析青貯玉米根系特征，挖掘根系生理特性與土壤理化性質(zhì)關(guān)系，揭示根系生理特性對(duì)青貯玉米產(chǎn)量的重要作用，以期為鹽堿地粉碎秸稈還田及作物逆境生理特征研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

于2020年10月至2022年10月在寧夏石嘴山市惠農(nóng)區(qū)移民海燕村開(kāi)展短期粉碎秸稈還田定位試驗(yàn)。該地區(qū)常年干旱少雨，年均降雨量為180 mm左右，而蒸發(fā)量達(dá)到1 800 mm以上。土地鹽堿化程度高、灌溉困難、基礎(chǔ)薄弱，耕層（0～20 cm）土壤pH值為8.45，全鹽含量為3.07 g·kg-1，屬于中度堿化鹽漬土。有機(jī)質(zhì)含量為8.58 g·kg-1，有效磷為8.32 mg·kg-1，速效鉀為189.56 mg·kg-1，堿解氮為65.89 mg·kg-1，養(yǎng)分貧瘠，肥力低下;土壤砂粒含量為22.16%，粉粒含量為60.60%，黏粒含量為17.24%，質(zhì)地為粉砂質(zhì)黏壤土。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用單因素多水平隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以未還田（CS0）為對(duì)照，分別設(shè)置1/3全量還田，還田量為3 000 kg·hm-2（CS3000）;2/3全量還田，還田量為6 000 kg·hm-2（CS6000）;全量還田，還田量為9 000 kg·hm-2（CS9000），共4個(gè)處理。每個(gè)處理重復(fù)3次，共12個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為48 m2（6 m×8 m），各小區(qū)四周用土疊埂隔開(kāi)，小區(qū)之間保留0.6 m過(guò)道。粉碎秸稈還田于10月份完成，翌年操作與上年相一致。秸稈來(lái)自農(nóng)戶(hù)上年自然風(fēng)干的玉米秸稈，秸稈碳、氮、磷、鉀含量分別為400.7、6.2、3.8、12.5 g·kg-1。施入秸稈前，先將秸稈粉碎成3～5 cm小段，機(jī)械深耕30 cm翻壓，按照質(zhì)量比100∶1配施秸稈腐熟劑，然后冬灌漚田。每年4月中旬播種，指示作物為青貯玉米“登海青貯3930”，采用寬窄行（寬行70 cm，窄行50 cm）種植，株距20 cm。播前統(tǒng)一施用過(guò)磷酸鈣750 kg·hm-2、硫酸鉀75 kg·hm-2;尿素施用量為815 kg·hm-2，40%基施，剩余的60%分別在玉米拔節(jié)期、大喇叭口期追施。采用地下水（礦化度為1.05 g·L-1、pH值為7.72）畦灌。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 樣品采集

土壤樣品：于2020年9月采集土壤背景值;2021年9月與2022年9月，在玉米收獲后采用五點(diǎn)取樣法采集耕層（0～20 cm）土壤樣品用于分析土壤理化性質(zhì)。

植株樣品：作物收獲期，各處理選取長(zhǎng)勢(shì)一致、有代表性的6株植株，采用“Monilith 3D”空間取樣法[15]，將取出的完整玉米根系置于曬筐中，采用抖落法抖掉根際土，取到全部根系并清洗，然后將根系、莖葉鞘、籽粒分解裝入網(wǎng)袋，掛上標(biāo)簽后帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.3.2 土壤基本理化性質(zhì)測(cè)定

土壤機(jī)械組成采用激光粒度儀（Mastersizer 3000）測(cè)定;土壤質(zhì)量含水量采用鋁盒稱(chēng)重法測(cè)定;土壤pH值采用pH計(jì)測(cè)定（水土質(zhì)量比2.5∶1）;土壤全鹽含量與水樣礦化度采用DDS-11電導(dǎo)率儀測(cè)定，經(jīng)寧夏農(nóng)林科學(xué)院樊麗琴團(tuán)隊(duì)采用電導(dǎo)率與含鹽濃度關(guān)系式計(jì)算全鹽含量[y=3.002 3 x+0.145 6，其中：y表示鹽分含量（g·kg-1），x表示電導(dǎo)率（mS·cm-1）];有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-濃硫酸加熱法測(cè)定;堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定;速效磷采用0.5 mol·L-1碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定;速效鉀采用1 mol·L-1醋酸銨溶液浸提-火焰光度計(jì)法測(cè)定[16]。

1.3.3 青貯玉米干物質(zhì)質(zhì)量、根系分析及抗性指標(biāo)測(cè)定

將根系樣本沖洗干凈后用濾紙吸干多余水分，置于樣品盒內(nèi)用鑷子將根系分開(kāi)，采用WinRHIZO根系圖像分析系統(tǒng)分析根系長(zhǎng)度、平均直徑、表面積及體積指標(biāo)。

分別將青貯玉米的根、莖葉鞘、籽粒切碎后置于烘箱，于105 ℃殺青30 min后調(diào)至60 ℃烘干，用天平稱(chēng)取不同器官干物質(zhì)質(zhì)量。

采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法測(cè)定根系活力，采用硫代巴比妥酸法測(cè)定丙二醛，采用蒽酮法測(cè)定可溶性糖，采用考馬斯亮藍(lán)G250染色法測(cè)定可溶性蛋白[17]。

1.3.4 青貯玉米產(chǎn)量測(cè)定

在青貯玉米收獲期，每個(gè)小區(qū)離地5 cm實(shí)收測(cè)產(chǎn)，測(cè)定青貯玉米鮮產(chǎn)量（地上部）。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003軟件整理，同時(shí)采用SPSS 25.0軟件描述統(tǒng)計(jì)特征值、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用方差分析（ANOVA）和最小顯著性檢驗(yàn)（LSD）作數(shù)據(jù)差異顯著性檢驗(yàn)（Plt;0.05，n=5），采用Origin 2021做圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 粉碎秸稈還田量對(duì)耕層土壤理化性質(zhì)的影響

粉碎秸稈還田對(duì)耕層土壤pH值、全鹽含量及質(zhì)量含水量產(chǎn)生顯著性影響，其中2021、2022年CS9000處理與CS0處理相比，pH值分別顯著降低1.19%、2.23%（圖1a）。粉碎秸稈還田處理耕層土壤全鹽含量顯著降低，其中：2021年不同粉碎秸稈還田處理與CS0處理相比，耕層土壤全鹽含量顯著降低5.56%～8.77%，2022年CS9000處理與CS0處理相比土壤質(zhì)量含水量顯著降低13.55%（圖1b）。2021年各處理間土壤質(zhì)量含水量無(wú)顯著性差異，2022年CS6000處理與CS0處理土壤質(zhì)量含水量相比顯著提高了1.23%（圖1c）。2021年，不同處理間土壤有機(jī)質(zhì)差異不顯著;2022年，有機(jī)質(zhì)含量增加，其中，CS6000、CS9000處理有機(jī)質(zhì)含量分別較CS0處理增加了14.11%、17.20%（圖1d）。粉碎秸稈還田處理堿解氮、有效磷、速效鉀含量有增加趨勢(shì)，2021年各處理間堿解氮、有效磷含量差異不顯著。2022年，CS6000處理堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別比CS0處理增加了17.36%、31.19%、17.33%（圖1e～圖1g）。綜合以上分析，還田量為6 000 kg·hm-2處理可提高土壤養(yǎng)分庫(kù)容，這與秸稈自身腐解后釋放的養(yǎng)分有關(guān)，而還田量為9 000 kg·hm-2處理在還田2年后并未顯著增加土壤速效養(yǎng)分，這可能由于秸稈中大量的有機(jī)碳消耗土壤氮源，而氮源損失抑制了磷、鉀元素釋放。

2.2 粉碎秸稈還田量對(duì)青貯玉米根系生理特性的影響

根系生理特性在粉碎秸稈還田措施下表現(xiàn)出顯著性差異，根系活力表征了青貯玉米根系在鹽堿脅迫環(huán)境下對(duì)養(yǎng)分的吸收與合成效果。由表1可知，粉碎秸稈還田處理對(duì)根系活力存在顯著性差異。2021年，CS6000與CS9000處理分別比CS0處理根系活力顯著增加37.80%、36.83%。粉碎秸稈還田處理丙二醛含量顯著降低：2021年CS9000處理比CS0處理顯著降低23.07%，2022年CS6000、CS9000處理比CS0處理顯著降低22.27%、26.25%。各處理根系可溶性蛋白間差異不顯著，整體表現(xiàn)為粉碎秸稈還田降低了可溶性蛋白含量?？扇苄蕴呛吭谶€田處理下顯著增加，2021年CS9000處理比CS0處理顯著增加40.18%，2022年CS3000、CS6000與CS9000處理比CS0處理顯著分別增加34.14%、35.74%、26.10%。

2.3 粉碎秸稈還田量對(duì)青貯玉米根系形態(tài)特征的影響

基于WinRHIZO根系圖像分析系統(tǒng)分析粉碎秸稈還田量對(duì)青貯玉米根系形態(tài)特征的影響。由表2看出，2021年各處理間根長(zhǎng)差異不顯著;2022年CS6000處理根長(zhǎng)比其他處理顯著增加，相比CS0處理顯著增加了14.35%。2021年各處理間根平均直徑差異不顯著;2022年CS3000處理根平均直徑顯著增加，比CS0處理顯著增加10.45%。2021年CS6000處理根表面積明顯增加，顯著高于其他處理;2022年，CS3000、CS6000處理根表面積明顯增加，分別較CS0處理顯著增加11.44%、12.65%。各處理間根體積差異顯著，2021年CS6000處理根體積增加;2022年CS3000處理根體積最大，其次為CS6000處理，而CS9000處理根體積顯著降低，比CS0處理降低了10.46%。綜上可知，粉碎秸稈還田有利于根系生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)了根系的吸收活動(dòng);而還田量高會(huì)在一定程度上抑制根系伸長(zhǎng)，降低根體積與表面積。

2.4 粉碎秸稈還田量對(duì)青貯玉米干物質(zhì)質(zhì)量的影響

由表3可知，2021年，根系干物質(zhì)質(zhì)量顯著增加，CS3000、CS6000、CS9000處理分別比CS0增加12.94%、18.88%、16.49%;CS0、CS9000處理莖葉鞘干物質(zhì)質(zhì)量較低;CS6000處理籽粒干物質(zhì)質(zhì)量最大，顯著高于其他處理;各處理總干物質(zhì)質(zhì)量由大到小依次為CS6000、CS3000、CS0、CS9000，其中CS6000處理顯著高于其他處理。2022年，各處理根干物質(zhì)質(zhì)量存在顯著性差異，其中CS6000處理相比其他處理顯著增加;CS3000、CS6000處理莖葉鞘干物質(zhì)質(zhì)量最高，分別相比CS0處理顯著增加8.44%、9.68%;各處理籽粒干物質(zhì)質(zhì)量間差異不顯著。CS6000處理總干物質(zhì)質(zhì)量最高，相比CS0處理增加了10.20%。由此可見(jiàn)，秸稈還田會(huì)促進(jìn)青貯玉米各器官對(duì)養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而提升干物質(zhì)質(zhì)量，而還田過(guò)量會(huì)抑制養(yǎng)分輸送，導(dǎo)致干物質(zhì)質(zhì)量明顯降低。

2.5 粉碎秸稈還田量對(duì)青貯玉米產(chǎn)量的影響

由圖2可知：2021年，各處理間青貯玉米產(chǎn)量均無(wú)顯著性差異，相比CS0處理，CS3000與CS6000處理產(chǎn)量略有增加，增幅分別為0.50%、1.32%;2022年，各處理間青貯玉米產(chǎn)量也無(wú)顯著性差異，相比CS0處理，CS3000、CS6000、CS9000處理產(chǎn)量均有不同程度增加，增幅分別為1.02%、4.23%、4.05%。由此可見(jiàn)，粉碎秸稈還田可增加作物產(chǎn)量，還田量為6 000 kg·hm-2處理增產(chǎn)效果相比最好。

2.6 土壤理化性質(zhì)與根系生理特性、產(chǎn)量冗余分析

由圖3看出，冗余分析認(rèn)為有機(jī)質(zhì)是影響根系特性及產(chǎn)量最關(guān)鍵的土壤理化指標(biāo)，其次為全鹽與堿解氮。土壤有機(jī)質(zhì)與根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根可溶性蛋白及干物質(zhì)質(zhì)量間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，土壤全鹽與根系活力、根長(zhǎng)、根表面積及根體積間呈顯著、極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;堿解氮在2022年與根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根系活力及干物質(zhì)質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。此外，產(chǎn)量與根長(zhǎng)、根表面積、根體積、干物質(zhì)質(zhì)量間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。由此可見(jiàn)，有機(jī)質(zhì)增加可以促進(jìn)青貯玉米根長(zhǎng)、根表面積及根體積增大，進(jìn)而促進(jìn)干物質(zhì)含量積累，提高青貯玉米產(chǎn)量。

3 討論

3.1 粉碎秸稈還田對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

粉碎秸稈作為富含營(yíng)養(yǎng)元素的外源有機(jī)物料，在鹽堿地土壤還田可有效協(xié)調(diào)土壤水、肥、氣、熱關(guān)系，增加土壤養(yǎng)分庫(kù)容，為青貯玉米生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造了良好的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境[18]。有研究表明，還田后的秸稈明顯降低土壤全鹽含量與pH值，增強(qiáng)水分持有能力[19-21]。本試驗(yàn)研究也得到相似結(jié)果，連續(xù)2年的定位監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，粉碎秸稈還田后土壤全鹽含量明顯降低。其中，還田量9 000 kg·hm-2處理降低全鹽效果最好，相比未還田處理可平均降低青貯玉米生育期內(nèi)耕層土壤鹽分13.55%，這在一定程度上緩解了根系鹽分脅迫。究其原因，粉碎秸稈還田后切斷了土壤毛管孔隙通道，抑制了土壤鹽分向上運(yùn)移;再者，粉碎的秸稈可通過(guò)吸附、釋放有機(jī)酸物質(zhì)降低土壤pH值;另外，秸稈在礦化過(guò)程中釋放的中間產(chǎn)物（如多糖）有助于聚合土壤礦物質(zhì)顆粒聚集，改善了土壤結(jié)構(gòu)，提高了土壤含水量。

秸稈還田對(duì)于排鹽降堿效果顯著，同時(shí)，它對(duì)于土壤養(yǎng)分庫(kù)容擴(kuò)增的作用也不容忽視[22]。本研究發(fā)現(xiàn)秸稈還田1年后土壤養(yǎng)分庫(kù)容變化不大，各處理間無(wú)顯著性差異;在還田2年后土壤養(yǎng)分發(fā)生明顯變化。秸稈還田處理均能不同程度增加土壤養(yǎng)分，其中還田量6 000 kg·hm-2處理增幅最大，其中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷及速效鉀分別比未還田處理顯著增加14.11%、17.36%、31.19%、17.33%。這與國(guó)立財(cái)[23]、董曉霞等[24]分別在堿化草甸土和濱海鹽堿土開(kāi)展秸稈還田試驗(yàn)研究結(jié)果基本一致。究其原因，秸稈自身富含大量碳源，這對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量提升具有積極作用;同時(shí)，秸稈也含有氮、磷、鉀等元素，還田后在微生物作用下，礦化分解的養(yǎng)分可直接培肥土壤。此外，本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)還田量9 000 kg·hm-2處理并不能顯著增加土壤速效養(yǎng)分，可能因?yàn)楦吡拷斩掃€田，因微生物活動(dòng)消耗了大量氮源導(dǎo)致;另外，高量秸稈還田會(huì)影響土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)交換通道，土壤缺氧，秸稈腐解緩慢，反而抑制了養(yǎng)分釋放[25]。

3.2 粉碎秸稈還田對(duì)青貯玉米根系特性的影響

根系作為地上地下物質(zhì)交換的樞紐系統(tǒng)，其形態(tài)結(jié)構(gòu)特征反映了對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收運(yùn)輸能力。本研究認(rèn)為，粉碎秸稈還田后土壤根長(zhǎng)、根表面積顯著增加，尤其是還田量6 000 kg·hm-2處理在還田2年后根長(zhǎng)、根表面積比未還田處理顯著增加14.35%、12.65%。這與MU X等[26]和YOU D B等[27]分別在我國(guó)華北和東北地區(qū)進(jìn)行秸稈還田研究的結(jié)果相一致。粉碎秸稈還田后改善土壤結(jié)構(gòu)，有利于青貯玉米根系伸長(zhǎng)下扎，為青貯玉米吸收土壤養(yǎng)分、水分提供了合理的空間。

根系活力表征了植物生命力，鹽堿條件下，根系活力越強(qiáng)，代表植物代謝越旺盛，為逆境下植物吸收土壤養(yǎng)分、水分創(chuàng)造了良好通道。本研究發(fā)現(xiàn)，粉碎秸稈還田1年后青貯玉米根系活力就顯著增加，其中，還田量6 000 kg·hm-2處理比CS0處理顯著增加根系活力37.80%，這與黃毅等[28]和隋鵬祥等[8]研究結(jié)果相一致。丙二醛為植物逆境條件下膜脂化作用產(chǎn)物，本研究也發(fā)現(xiàn)秸稈還田降低了丙二醛含量，這與李國(guó)清[29]在旱地小麥秸稈還田得到的研究結(jié)果相一致。粉碎秸稈還田較好地保持了土壤持水能力，同時(shí)降低了土壤全鹽含量，保證了充足的營(yíng)養(yǎng)成分，使青貯玉米根系在生長(zhǎng)過(guò)程中有了充足營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，降低了膜系統(tǒng)破壞。另外，可溶性糖可以滲透調(diào)節(jié)植物，也是衡量植株抗逆性指標(biāo)之一[30]，本試驗(yàn)表明秸稈還田會(huì)增加根系可溶性糖含量，這對(duì)于根系抵抗逆境具有重要作用。

3.3 粉碎秸稈還田對(duì)青貯干物質(zhì)質(zhì)量及產(chǎn)量的影響

干物質(zhì)質(zhì)量表征了青貯玉米“庫(kù)源”關(guān)系，它是產(chǎn)量形成的重要基礎(chǔ)物質(zhì)。大量研究也集中在作物干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)。趙亞麗等[31]研究表明，秸稈還田有利于冬小麥-夏玉米兩季作物生育期的干物質(zhì)累積。張建軍等[32]在黃土雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)3年秸稈定位還田試驗(yàn)研究表明，秸稈還田配施減量20%～40%氮肥處理提高了春玉米全生育期干物質(zhì)積累量，平均產(chǎn)量較常規(guī)施氮增幅為2.6%～9.9%。而本研究也表明粉碎秸稈還田后干物質(zhì)質(zhì)量顯著增加，其中還田量6 000 kg·hm-2處理比未還田處理顯著增加了10.20%，而還田量9 000 kg·hm-2處理并不能增加干物質(zhì)質(zhì)量。產(chǎn)量方面表明了粉碎秸稈還田措施會(huì)增加青貯玉米鮮產(chǎn)量，但差異不顯著，還田2年后還田量6 000 kg·hm-2處理比未還田處理增產(chǎn)4.23%，而還田量9 000 kg·hm-2處理比未還田處理增產(chǎn)4.05%。由此可見(jiàn)，適量粉碎秸稈還田會(huì)對(duì)青貯玉米干物質(zhì)產(chǎn)生顯著提升效果，而過(guò)量粉碎秸稈還田并不能增加干物質(zhì)質(zhì)量，且產(chǎn)量增幅也并不突出，在秸稈還田生產(chǎn)實(shí)際中，應(yīng)合理控制還田量，避免秸稈資源浪費(fèi)。

4 結(jié)論

粉碎秸稈還田處理可有效降低耕層土壤鹽分，增加土壤含水量，且有效改善土壤理化性質(zhì);其中，還田量6 000 kg·hm-2處理比未還田處理可顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷及速效鉀含量，促進(jìn)青貯玉米根系活力及可溶性糖含量，提高根長(zhǎng)與根表面積，且干物質(zhì)質(zhì)量、產(chǎn)量在還田2年后分別增加10.20%、4.23%。冗余分析得出，土壤有機(jī)質(zhì)與青貯玉米根系生理特性關(guān)系密切，而根系特性直接影響產(chǎn)量。綜上所述，粉碎秸稈還田對(duì)于鹽堿地養(yǎng)分庫(kù)容擴(kuò)增、根系促生與逆境調(diào)節(jié)具有重要作用，還田量6 000 kg·hm-2處理效果最佳，生產(chǎn)中條件允許可推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王瑋，陳亮，周斌. 寧夏退化耕地治理初探[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)，2021，221（11）：41-44.

[2] 楊勁松. 中國(guó)鹽漬土研究的發(fā)展歷程與展望[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2008（5）：837-845.

[3] 李國(guó)清. 秸稈還田對(duì)土壤理化性狀及作物產(chǎn)量和養(yǎng)分的影響[D]. 雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[4] 李磊，王晶，朱志明，等. 氮肥減施與有機(jī)肥/秸稈配施對(duì)鹽堿地土壤肥力指標(biāo)及玉米產(chǎn)量的影響[J]. 土壤通報(bào)，2020，51（4）：928-935.

[5] 王勝楠，鄒洪濤，張玉龍，等. 秸稈集中深還田兩年后對(duì)土壤主要性狀及玉米根系的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2015，33（3）：68-71，78.

[6] 周紅梅. 鹽脅迫條件下玉米根系吸水動(dòng)力和離子吸收關(guān)系的分析[D]. 煙臺(tái)：魯東大學(xué).

[7] 王群，李潮海，李全忠，等. 緊實(shí)脅迫對(duì)不同類(lèi)型土壤玉米根系時(shí)空分布及活力的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44（10）：2039-2050.

[8] 隋鵬祥，張文可，梅楠等.不同秸稈還田方式對(duì)春玉米產(chǎn)量、水分利用和根系生長(zhǎng)的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2018，32（4）：255-261.

[9] LIPIEC J， HORN R， PIETRUSIEWICZ J， et al. Effects of soil compaction on rootelon gation and anatomy of different cereal plant species[J]. Soil amp; Tillage Research， 2012， 121： 74-81.

[10] JAVEED H M R， ZAMIR M S I， TANVEER A， et al. Soil physical properties and grain yield of spring maize （Zea Mays L.） as influence by tillage practices and mulch treatments[J]. Cercetari Agronomice in Moldova， 2013， 46（1）： 69-75.

[11] 于梅婷. 深松和秸稈還田對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育和養(yǎng)分吸收的影響[D]. 沈陽(yáng)：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

[12] 馬立婷. 秸稈還田對(duì)玉米產(chǎn)量和根系及耕層環(huán)境的影響[D]. 沈陽(yáng)：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[13] JI B， ZHAO Y， MU X， et al. Effects of tillage on soil physical properties and root growth of maize in loam and clay in central China[J]. Plant， Soil and Environment， 2013， 64（7）： 295-302.

[14] 于寒. 秸稈還田方式對(duì)土壤微生物及玉米生長(zhǎng)特性的調(diào)控效應(yīng)研究[D]. 長(zhǎng)春：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

[15] KUCHENBUCH R O， GERKE H H， BUCZKO U. Spatial distribution of maize roots by complete 3D soil monolith sampling[J]. Plant and Soil， 2009， 315（1-2）： 297-314.

[16] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 3版. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，

2000.

[17] 喬富廉. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)分析測(cè)定技術(shù)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2002.

[18] 周懷平，解文艷，關(guān)春林，等. 長(zhǎng)期秸稈還田對(duì)旱地玉米產(chǎn)量、效益及水分利用的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2013，19（2）：321-330.

[19] 徐成龍，董奕岑，盧家磊，等. 我國(guó)濱海鹽堿地土壤改良及資源化利用研究進(jìn)展[J]. 世界林業(yè)研究，2020，33（6）：68-73.

[20] 趙永敢，王婧，李玉義，等. 秸稈隔層與地覆膜蓋有效抑制潛水蒸發(fā)和土壤返鹽[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29（23）：109-117.

[21] 王曼華，陳為峰，宋希亮，等. 秸稈雙層覆蓋對(duì)鹽堿地水鹽運(yùn)動(dòng)影響初步研究[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2017，54（6）：1395-1403.

[22] 徐蔣來(lái)，胡乃娟，朱利群. 周年秸稈還田量對(duì)麥田土壤養(yǎng)分及產(chǎn)量的影響[J]. 麥類(lèi)作物學(xué)報(bào)，2016，36（2）：215-222.

[23] 國(guó)立財(cái). 堿化草甸土秸稈還田培肥技術(shù)研究[D]. 哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[24] 董曉霞，馬征，劉盛林，等. 鹽堿地設(shè)施蔬菜土壤淋鹽培

肥研究進(jìn)展[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，52（11）：150-153.

[25] 高日平，趙思華，高宇，等. 內(nèi)蒙古黃土高原秸稈還田對(duì)土壤養(yǎng)分特性及玉米產(chǎn)量的影響[J]. 北方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2019，47（4）：52-56.

[26] MU X， ZHAO Y， LIU K， et al. Responses of soil properties， root growth and crop yield to tillage and crop residue management in a wheat–maize cropping system on the North China Plain[J]. European Journal of Agronomy， 2016， 78： 32-43.

[27] YOU D B. Short-term effects of tillage and residue on spring maize yield through regulating root-shoot ratio in Northeast China[J]. Scientific Reports， 2017， 7（1）： 13314.

[28] 黃毅，畢素艷，鄒洪濤，等. 秸稈深層還田對(duì)玉米根系及產(chǎn)量的影響[J]. 玉米科學(xué)，2013，21（5）：109-112.

[29] 李國(guó)清，石巖. 秸稈還田對(duì)旱地小麥旗葉衰老及產(chǎn)量的影響[J]. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2012，2（7）：1-4.

[30] 馬慧娟. 秸稈還田不同年限對(duì)土壤生化性狀及玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響研究[D]. 長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2016.

[31] 趙亞麗，郭海斌，薛志偉，等. 耕作方式與秸稈還田對(duì)冬小麥–夏玉米輪作系統(tǒng)中干物質(zhì)生產(chǎn)和水分利用效率的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，2014，40（10）：1797-1807.

[32] 張建軍，黨翼，趙剛，等.秸稈還田與氮肥減施對(duì)旱地春玉米產(chǎn)量及生理指標(biāo)的影響[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2019，28（10）：156-165.

責(zé)任編輯：達(dá)海莉