不同改良剂组合对盐碱土土壤养分的影响

卢垟杰 师晨迪

摘 要：本文研究了盆栽甜菜中三种改良剂不同组合下对盐渍土壤电导率、pH、速效钾和有效磷的影响。结果表明：不同处理的土壤电导率、pH、速效钾和有效磷表现出明显的规律性变化，土壤电导率、速效钾和有效磷随时间变化降低;土壤pH值随时间变化而增大。其中，硫酸钙和硫酸铵的改良剂组合对降低土壤电导率作用较好，而改良剂组合中添加腐殖质对改善土壤酸碱度的作用较大。

关键词：改良剂组合 甜菜 盐渍土

中图分类号：S318               文献标识码：A

Effects of Different Modifier Combinations on Soil Nutrients in Saline Alkaline Soil

LU Yangjie1，2，3，4， SHI Chendi1，2，3，4

（1 Shaanxi Provincial Land Engineering and Technology Research Institute， Co.， Ltd. ，

Xian，Shaanxi 710075， China; 2 Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co.， Ltd.，Xian，Shaanxi 710075， China; 3 Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering，Ministry of Natural Resources， Xian，Shaanxi 710075， China; 4 Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center. Xian，Shaanxi 710075， China）

Abstract：The effects of three different modifier combinations on the conductivity， pH， available potassium and available phosphorus in saline soil for beet pot experiment were studied. The results showed that the soil conductivity， pH， available potassium and available phosphorus in different treatments showed obvious regular changes. The soil electrical conductivity， available potassium and available phosphorus decreased and the soil pH value increased with time. The modifier combination of calcium sulfate and ammonium sulfate can effectively reduce soil electrical conductivity， and adding humus to the modifier combination can greatly improve soil pH value.

Key words： Modifier combination; beet; saline soil

21世紀，在各国大力发展农业的同时，人类所面临的环境问题日益突出，如气候变化，土地沙漠化，盐碱化，环境污染等[1-3]。土壤盐碱化是困扰我国农业发展的关键问题之一[4-5]。我国约有盐碱化土壤0.27亿hm2，占耕地面积约7%，其中一半以上具备农业开发潜力，可以通过合理改良进行利用，从而缓解我国人均耕地面积稀缺的情况，坚守住1.2亿hm2耕地红线[6-7]。

有关盐渍土改良利用，前人做了大量的研究工作。有研究表明，采取暗管排水，可以降低地下水临界深度，脱盐率达到85%以上[8-9];在干旱缺雨和水源不足的地区，可采用喷灌或滴灌的办法，淋洗作物根部的土壤盐分，控制土壤返盐，防止地下水位上升[10-12]。国内学者研究通过采用生物废弃物、生物有机肥、生化黄腐酸、石膏、硫酸铝等化学措施改良盐渍土[13-14]，但有关不同配比改良剂效果的研究未见相关文献报道。

本研究选择耐盐碱作物甜菜[15]的作为研究对象，通过向土壤中施加改良剂A（其主要化学成分为硫酸钙）、改良剂B（其主要化学成分为硫酸铵）、改良剂C（其主要成分为腐殖质），分析甜菜的株高、叶绿素，以期对盐土改良肥的改土效果做出科学的评价。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本研究选择陕西富平当地易发生盐渍化的壤质黄土作为供试土壤供试土壤通过5 mm筛。为达到精确控制盐碱度的目的，选择配制常见的NaCl型盐渍化土壤，浓度设定为质量分数0.4% NaCl，即中度盐渍化水平。盆钵选择直径为20 cm，高度16 cm的塑料盆，装土容重为1.3 g/cm3，供试土壤通过5 mm筛，每盆装土约3.64 kg。

1.2 试验方法

1.2.1 不同配比改良剂设计

共设置4种改良剂的配比，分别与NaCl 型盐渍土混匀，以盐渍土为对照，共5个处理，每个处理设计3个重复（见表1）。

1.2.2 施肥及灌水管理

所有盆栽均采用一次性施肥，将化肥和土拌匀后，装入塑料盆栽，每盆施肥量分别为： N-P2O5-K2O： 5 g-3 g-3 g。第一次灌溉在配好土之后，浇至田间持水量，后期为确保各处理土壤含水量维持在田间持水量60%～100%，低于田间持水量的60%时，开始灌溉，灌溉量为田间持水量的40%。

盆栽的放置采取随机区组放置，定期交换位置消除环境差异影响。

1.3 检测指标及数据处理

土壤电导率采用电导率仪进行测量（土水比为1：5）[16];土壤pH值采用酸度计进行测量（土水比为1：2.5）[17];土壤速效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度计法测量;土壤有效磷采用碳酸氢钠提取—钼锑抗比色法测量[18]。

试验数据采用Excel 2010进行标准误差计算并绘图。

2 分析与讨论

2.1 不同处理的土壤电导率变化

如图1所示，各改良剂处理的油菜盆栽土壤的电导率随时间变化规律明显，除对照组CK的6月份的土壤电导率较5月份略微升高外，其余各改良剂处理的土壤电导率值均随时间变化而不断降低，尤其是4月份到5月份之间，土壤电导率值呈断崖式下降，土壤含盐量明显下降。

各处理的土壤电导率值均在4月份取得最大值，除CK外，均在6月份取得最小值。其中，CK的土壤电导率最大值为688 mS/m，6月份甜菜收获期土壤电导率较4月份降低87.44%;S1的土壤电导率最大值为974 mS/m，6月份甜菜收获期土壤电导率较之降低89.06%;S2的土壤电导率最大值为948 mS/m，甜菜收获期土壤电导率较4月份降低83.80%;S3的土壤电导率最大值为1000 mS/m，6月份的土壤电导率较4月份降低84.6%;S4的土壤电导率最大值为1030 mS/m，6月份甜菜收获期土壤电导率较4月份降低79.77%。各处理中，S1的土壤电导率值随时间降低最多且降低幅度最大，自4月份至6月份共降低了89.06%，即867.7 mS/m，表现为各处理中最优。各改良剂处理中，仅S1的土壤电导率降低幅度超出CK，其余处理表现皆不如对照组。

同一时期的各处理中，对照组的土壤电导率值是所有处理中最低的，S4的土壤电导率值表现为所有处理中最高的。其中，4月份时，S1、S2、S3和S4的土壤电导率分别较CK高41.57%、37.79%、45.34%和49.71%，土壤电导率值表现为S4>S3>S1>S2>CK;5月份时，S1、S2、S3和S4的土壤电导率分别较CK高152.56%、174.76%、187.24%和614.68%，土壤电导率值表现为S4>S3>S1>S2>CK;至甜菜成熟期6月份时，S1、S2、S3和S4的土壤电导率分别较CK高23.38%、77.78%、78.24%和141.09%，土壤电导率值表现为S4>S3>S2>S1>CK。各改良剂处理的土壤电导率表现较稳定，仅S1处理的土壤电导率在6月份低于S2处理。

2.2 不同处理的土壤pH值变化

如图2所示，各时期不同改良剂处理的盆栽甜菜土壤pH值变化规律相同，各处理的土壤pH值均随时间而不断增加，呈阶梯式上升，但土壤pH值变化较小，除CK外，土壤pH值未超过8.2。

各处理的土壤pH值均在4月份取得最小值，在6月份取得土壤pH最大值。其中，CK的土壤pH值最大值为8.31，6月份甜菜收获期土壤pH值较4月份升高0.39，增加了4.92%;S1的土壤pH值最大值为8.12，6月份甜菜收获期土壤pH值升高0.41，增大了5.32%;S2的土壤pH值最大值为8.06，甜菜收获期土壤pH值较4月份升高0.35，增大了4.54%;S3的土壤pH值最大值为8.03，6月份的土壤pH值较4月份升高0.34，增大了4.42%;S4的土壤pH值最大值为7.95，6月份甜菜收获期土壤pH值较4月份升高0.26，增大了3.38%。各处理中，S1的土壤pH值随时间增加最多且增加幅度最大;S4的土壤pH值随时间升高最少且增加幅度最小，土壤酸碱性表现为各处理中最优。各改良剂处理土壤pH值均低于对照组CK，表现优于对照组。

同一时期的各处理中，除5月份S1的土壤pH值略微超出CK外，对照组CK的土壤pH值是所有处理中最高的，S4的土壤pH值是所有处理中最低的。其中，4月份时，S1、S2、S3和S4的土壤pH值分别较CK低2.95%、2.65%、2.90%和2.90%，土壤pH值表现为CK>S1=S2>S3=S4;5月份时，S1的土壤pH值较CK高0.13%，S2、S3和S4的土壤pH值分别较CK低0.13%、1.00%和2.51%，土壤pH值表现为S1>CK>S2>S3>S4;至甜菜成熟期6月份时，S1、S2、S3和S4的土壤pH值分别较CK低2.29%、3.01%、3.37%和4.33%，土壤pH值表现为CK>S1>S2>S3>S4。各改良剂处理的土壤pH值增加较稳定，仅S1处理的土壤pH值在5月份超出CK。

2.3 不同处理的土壤速效钾含量变化

不同改良剂处理各时期的土壤速效钾分布如下图所示，各处理的土壤速效钾含量变化与土壤pH和电导率类似，呈现明显的规律性，其下降趋势与土壤电导率相同，但下降速率小于土壤电导率值，呈阶梯式下降，S1～S4的土壤速效钾在4月份至5月份之间下降更多。

各处理的土壤速效钾含量均在4月份取得最大值，在6月份取得最小值。其中，CK的土壤速效钾含量最大值为242.65 mg/kg，6月份甜菜收获期土壤速效钾含量较4月份降低39.66%;S1的土壤速效钾含量最大值为315.06 mg/kg，6月份甜菜收获期土壤速效钾含量降低59.46%;S2的土壤速效钾含量最大值为292.97 mg/kg，甜菜收获期土壤速效钾含量较4月份降低54.68%;S3的土壤速效钾含量最大值为370.98 mg/kg，6月份的土壤速效钾含量较4月份降低47.27%;S4的土壤速效钾含量最大值为357.79 mg/kg，6月份甜菜收获期土壤速效钾含量较4月份降低57.15%。各處理中，S4的土壤速效钾含量随时间下降最多，而S1的下降幅度最大;CK的土壤速效钾含量下降最少且下降幅度最小。

各处理中，S3的土壤速效钾含量在每个时期均为所有处理中最高，而土壤速效钾含量最低的处理各时期均不同，4月份为CK，5月份为S4，6月份为S1。其中，4月份时，S1、S2、S3和S4的土壤速效钾含量分别较CK高29.84%、20.74%、52.89%和47.45%，土壤速效钾含量表现为S3>S4>S1>S2>CK;5月份时，S2和S3的土壤速效钾含量较CK高1.50%和6.30%，S1和S4的土壤速效钾含量分别较CK低0.31%和1.72%，土壤速效钾含量表现为S3>S2>CK>S1>S4;至甜菜成熟期6月份时，S1和S2的土壤速效钾含量分别较CK低12.76%和9.31%，S3和S4的土壤速效钾含量分别较CK高33.62%和4.73%，土壤速效钾含量表现为S3>S4>CK>S2>S1。

2.4 不同处理的土壤有效磷含量变化

如图4为不同时期各处理的土壤有效磷含量分布图，盆栽甜菜的土壤有效磷含量随时间变化的规律性与土壤电导率、pH值和速效钾相比并不明显，但仍呈现出一定的规律性。除CK外，各处理的土壤有效磷含量最大值均出现在4月份，最小值出现时间不同，但6月份的土壤有效磷含量均小于4月份。

除CK的各处理土壤有效磷含量均在4月份取得最大值。其中，CK的土壤有效磷含量最大值为53.99 mg/kg，6月份甜菜收获期土壤有效磷含量较4月份降低16.01%;S1的土壤有效磷含量最大值为63.61 mg/kg，6月份甜菜收获期土壤有效磷含量降低19.37%;S2的土壤有效磷含量最大值为56.70 mg/kg，甜菜收获期土壤有效磷含量较4月份降低24.97%;S3的土壤有效磷含量最大值为75.08 mg/kg，6月份的土壤有效磷含量较4月份降低22.98%;S4的土壤有效磷含量最大值为69.48 mg/kg，6月份甜菜收获期土壤有效磷含量较4月份降低19.88%。各处理中，S3的土壤有效磷含量随时间下降最多，而S2的下降幅度最大;CK的土壤有效磷含量下降最少且下降幅度最小。

各处理中，土壤有效磷含量最高和最低的处理各时期均不同。其中，4月份时，S3的土壤有效磷含量最高，CK的土壤有效磷含量最低，S1、S2、S3和S4的土壤有效磷含量分别较CK高103.22%、81.14%、139.88%和121.98%，土壤有效磷含量表现为S3>S4>S1>S2>CK;5月份时，CK的土壤有效磷含量最高，S3的土壤有效磷含量最低，S1、S2、S3和S4的土壤有效磷含量分别较CK低6.63%、3.62%、7.72%和7.34%，土壤有效磷含量表现为CK>S2>S1>S4>S3;至甜菜成熟期6月份时，S3的土壤有效磷含量最高，CK的土壤有效磷含量最低，S1、S2、S3和S4的土壤有效磷含量分别较CK高95.08%、61.82%、119.97%和111.74%，土壤有效磷含量表现为S3>S4>S1>S2>CK。

3 讨论与结论

通过对各时期盆栽甜菜的土壤进行分析比较，发现不同处理的土壤电导率、pH、速效钾和有效磷随时间变化呈现出明显的规律性，其中土壤电导率、速效钾和有效磷随时间变化而减小;土壤pH值随时间变化而不断增大，这可能是甜菜生长发育吸收了土壤中的盐分离子和速效养分，且4月份到5月份甜菜生长旺盛，故土壤电导率、速效钾和有效磷下降速度较快。

1）各改良剂处理中，仅有硫酸铵和硫酸钙的改良剂处理的土壤电导率下降幅度超出对照组，其余处理的电导率下降幅度低于对照组。同一时期，对照组的土壤电导率最低，3种改良剂混合处理的土壤电导率最高，这是优于改良剂本身含有盐分离子，而3种改良剂混合的处理中改良剂最多，含有的盐分例子做多，故电导率最高。

2）各处理的土壤pH均在7.5～8.5的弱碱性土壤范围内变化，变化范围较小。各处理的土壤pH随时间变化趋势一致，均表现为上升趋势，这可能是甜菜的根系分泌物导致的，需要进一步研究。各处理中，三种改良剂混合的处理的土壤pH表现较好，且添加腐殖质的处理优于未添加处理，可能是腐殖质中的胡敏酸与富里酸中和了一定的土壤碱性。

3）盆栽土壤中速效钾和速效磷含量总体随时间呈下降趋势，这是甜菜生长对土壤中养分的吸收导致的。

参考文献

[1]      刘光.  地理信息系统二次开发教程组件篇[M].北京：清华大学出版社，2003.

[2]      薛伟. Map Objects地理信息系统程序设计 [M].北京：国防工业出版社，2004.

[3]      姚延婷，陈万明，李晓宁.环境友好农业技术创新与农业经济增长关系研究[J].中国人口资源与环境，2014，24（8）：122-130.

[4]     Tester M， Davenport R. Na+ tolerance and Na+ transport in higher plants[J]. Annals of Botany， 2003， 91（5）： 503-527.

[5]     谷洪彪，姜纪沂.土壤盐碱化的灾害学定义及其风险评价体系[J]. 灾害学，2013， 1：23-27.

[6]     俞仁培，陈德明.我国盐渍土资源及其开发利用[J].土壤通报，1999，30（4）：15-16，34.

[7]     徐绍史.坚决守住18亿亩耕地红线[J].国家行政学院学报，2008（1）：8-11.

[8]     Bolton E F. Corn， soybean and wheat yields on Brookstonclay drained by plastic tubing installed by two methods forseven spacing， and two depths[J]. Canadian Agri， Engineering， 1980， 22 （2） ：145-148.

[9]     Christen E， Skehan D. Design and management of subsurface horizontal drainage to reduce salt loads[J]. Journal of irrigation and drainage engineering， 2001 （5）：148-155.

[10]   王水献，董新光，吴彬，等.干旱盐渍土区土壤水盐运动数值模拟及调控模式[J].农业工程学报，2012，28（13）：142-148.

[11]    孙甲霞，康跃虎，胡伟，等.滨海盐渍土原土滴灌水盐调控对土壤水力性质的影响[J].农业工程学报，2012，28（3）：107-112.

[12]    赵喜云. 国内外滴灌技术的发展及应用[J].山西水利，2009，25（5）：34-35.

[13]    邢云鹏. 山西盐碱地改良利用技术取得新突破[N]. 中国矿业报，2015-01-01A02.

[14]    韩斌.我国盐碱地改良技术发展研究概况[J].吉林农业，2013（7）：9.

[15]    洪鑫.  盐碱胁迫对甜菜生长及光合特性的影响[D].哈尔滨：东北农业大学，2014.

[16]    国家环境保护部.  土壤 电导率的测定 电极法：HJ 802—2016[S].北京：中国环境出版社，016：1-4.

[17]   国家农业部. 土壤pH的测定：NY/T 1377- 2007[S]. 北京：中国農业出版社，2007：2-3.

[18]    鲍士旦.土壤农化分析.第3版[M]. 北京：中国农业出版社，2000.