不同改良劑對濱海鹽漬土水鹽特性的影響

王曉洋，陳效民，李孝良，2，南江寬

（1.南京農業大學 資源與環境科學學院，江蘇 南京210095；2.安徽科技學院 城建與環境學院，安徽 鳳陽233100）

中國鹽漬土面積約3.46×107hm2，耕地鹽堿化7.60×106hm2，近1／5耕地發生鹽堿化［1］。濱海鹽土作為鹽漬化土壤重要的類型之一，主要分布于沿海地區。濱海鹽堿地具有地下水位高，水分蒸發強烈，鹽分表聚性強等特征［2］。水是土壤鹽分的載體，地下水是影響土壤鹽分運動的重要因素［3］，土壤水分蒸發損失引起土壤鹽分表聚是土壤次生鹽漬化的一個重要因素［4］，土壤鹽堿化是影響鹽土荒地和灘涂資源開發利用的主要障礙因素［5］。土壤中過量的鹽分能夠引起土壤物理和化學性質的改變，從而導致大部分作物生長環境的退化［6］。采用石膏改良鹽漬土在國內外已有成功的經驗，并且仍受到極大的關注［7－8］。土壤鹽堿改良劑在一定程度上能夠改善土壤的理化性狀［9－10］，降低土壤鹽分含量。目前國內外的土壤鹽堿改良劑品種繁多，不同改良劑的性質、組成、作用機理及在不同土壤類型上的施用效果差別較大。因此，選擇合適的土壤改良劑是研究區經濟效益和生態效益能否提高的關鍵［11］。

本研究通過采用禾康鹽堿土改良劑、康地寶鹽堿土改良劑、金滿田生物菌劑、腐殖酸和石膏5種改良劑在濱海鹽土耐鹽作物玉米和油菜上的施用效果分析，探討改良劑對濱海鹽漬土土壤鹽分和土壤結構變化的影響，旨在篩選出能較好改良研究區濱海鹽漬土鹽分和土壤結構的改良劑，為改良劑的推廣應用和改良劑改良土壤鹽分和土壤導水性提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗區設在江蘇省沿海地區農業科學研究所下屬的沿海農業科技示范園，位于鹽城市東臺、大豐交界處的東川墾區內。該區地處北亞熱帶季風氣候區，四季分明，日照充足，雨水充沛，具有明顯的過渡性、海洋性和季風性，年平均氣溫14.6℃，無霜期220d，日照2 169.6h，多年平均降水量1 051.0mm，主要集中在6—8月的雨季，多年平均蒸發量827.5mm。土壤發育于海相沉積物，土壤質地為砂質壤土［12］。

1.2 供試材料

供試土壤耕作層（0—20cm）pH值8.14，有機質含量9.16g／kg，電導率676μS／cm，鹽分以氯化物為主，鹽分含量2.17g／kg，屬中度鹽漬化濱海鹽土。5種改良劑分別為禾康鹽堿土改良劑、康地寶鹽堿土改良劑、金滿田生物菌劑、腐殖酸和石膏。供試作物為玉米和油菜，玉米品種為蘇玉19，油菜品種為南鹽油1號。

改良劑處理前后，在試驗區按0—5，5—20，20—40，40—60，60—80，80—100cm分6層采集土壤樣品，測定其含水量、pH值和電導率，用于分析土壤含水量與pH值和鹽分含量的關系。并在改良劑處理后，用環刀在不同處理試驗區取原狀土樣，用于容重和飽和導水率的測定。

1.3 試驗設計

本試驗設置改良劑處理和空白對照共6個處理，每個處理3次重復，共18個試驗小區，其中G1表示禾康鹽堿土改良劑處理，G2表示康地寶鹽堿土改良劑處理，G3表示金滿田生物菌劑處理，G4表示腐殖酸處理，B表示石膏處理，CK為空白對照。設置小區長6m，寬3m，面積18m2，小區按隨機區組排列，小區間距0.5m，6個小區為1組，組間過道寬1m，四周保護行寬2m。

（1）改良劑的施用。2010年6月玉米播種前將改良劑按試驗方案施入土壤。禾康鹽堿土改良劑、康地寶鹽堿土改良劑為液體，每小區用量為40.5ml，兌水20L稀釋后均勻噴施；金滿田生物菌劑、腐殖酸和石膏為固體粉末，可直接均勻撒施，金滿田生物菌劑每小區用量54g，腐殖酸與石膏每小區用量539.7g。2010年10月玉米收獲后，再次按試驗方案將改良劑施入土壤，然后將油菜苗移栽到試驗區。

（2）作物種植。玉米采用直播的方式種植，行距80cm，株距30cm，移栽前每小區施無機肥（氮、磷、鉀的含量均為15%）405g作底肥；油菜采用先育苗后移栽的方法種植，移栽行距50cm，株距25cm，移栽前每小區施無機肥（氮、磷、鉀的含量均為15%）405g作底肥。

1.4 測定項目與方法［13］

（1）飽和導水率測定。用南京土壤儀器廠生產的南－55型飽和導水率儀，按常水頭法測定飽和導水率［14］；（2）土壤含水量采用烘干法測定；（3）土壤鹽分含量測定：電導法，水土比5∶1；（4）pH值測定。pH計電位法，水土比1∶1；（5）容重采用環刀法測定；（6）作物產量測定是在油菜和玉米成熟期，按小區分別收獲后脫粒計產；（7）采用SPSS 16.0進行方差分析和相關分析。

2 結果與分析

2.1 土壤水分含量和土壤pH值與鹽分含量的關系

由圖1可以看出，2010年6月試驗區10個土壤剖面60個土壤樣品的土壤含水量與pH值呈極顯著線性正相關，其關系式為：y＝0.059 8x＋7.085 2，r＝0.7760＊＊（n＝60）。土壤含水量與鹽分含量呈極顯著線性負相關，其關系式為：y＝－0.050 2x＋2.349 7，r＝－0.510 0＊＊（n＝60）。當土壤表層水分含量低時，地下水中的鹽分會隨蒸發作用向上移動，含水量越低，蒸發作用帶上來的鹽分越多，鹽分含量越高；反之，土壤含水量高時，土壤中鹽分含量較低。含水量高時，鹽分含量相對偏低，此時在以氯化物為主的鹽漬土中，HCO－3相對含量則會偏高，所以pH值隨含水量升高而變大。相反，含水量低時，鹽分含量相對偏高，此時在以氯化物為主的鹽漬土中，HCO－3相對含量則會偏低，所以pH值隨含水量降低而減小。

由土壤含水量和土壤鹽分含量關系可知，土壤水分含量變化會影響土壤中鹽分含量的變化。減小土壤容重，提高土壤的導水性能，對降低土壤中鹽分含量具有重要作用。

圖1 土壤含水量和土壤pH值與鹽分含量的相關性

2.2 不同改良劑對土壤飽和導水率及土壤容重和孔隙度的影響

從表1可以看出，除G3外，G1，G2，G4和B這4種改良劑處理后，試驗區耕作層（0—20cm）土壤的容重與CK相比都有顯著差異（p＜0.05）。其中G4處理后土壤容重降低最大，較CK減少了10.2%，可見腐殖酸在試驗區土壤土體結構改良上起到了一定作用。土壤容重的變化改變了土壤的孔隙狀況和數量以及土壤的導水能力，對土壤的飽和導水率有重大的影響［15］。方堃等［16］，吳華山等［17］，李孝良等［18］的研究表明，原狀土的飽和導水率和土壤容重呈顯著的負相關性。土壤孔隙度的增加可以提高土壤水總庫容，從土壤孔隙度和飽和導水率的測定結果來看，G4處理后，土壤的孔隙度和飽和導水率最大，其次為G1和G2。土壤改良劑對飽和導水率的影響對試驗區土壤結構形成和鹽分淋洗具有重要意義。

表1 不同改良劑對土壤容重和飽和導水率的影響

2.3 不同改良劑對土壤鹽分含量的影響

通過玉米和油菜兩季田間試驗后，于2011年6月對各改良劑處理小區按0—5，5—20，20—40cm分層取樣，并對土壤的鹽分含量進行分析比較，結果如圖2所示。所有處理土壤表層（0—5cm）鹽分含量均最高，亞表層（5—20cm）其次，這主要是受蒸發作用影響，鹽分在土壤表層積聚比較強烈。土壤改良劑能降低土壤容重，提高土壤飽和導水率，這有利于降雨對鹽分的淋洗作用。所有改良劑處理土壤鹽分含量較CK均有降低，0—5cm和5—20cm土層鹽分含量降低較多，說明所施用的改良劑在降低試驗區耕作層（0—20cm）土壤鹽分含量上都起到了較好作用；而20—40cm土層鹽分含量相對穩定，除G4處理外其他改良劑處理與CK相比鹽分含量變化均不顯著，這主要是因為試驗區土壤地下水位較高，受地下水的影響，土層越深，鹽分含量相對越穩定。5種改良劑處理以G4處理土壤鹽分含量降低最多，0—5，5—20，20—40cm土層鹽分含量與CK相比分別減少了29.2%，32.6%，25.9%，說明腐殖酸處理在降低試驗區土壤鹽分方面效果最好。

圖2 不同改良劑對濱海鹽土鹽分含量的影響

2.4 不同改良劑對作物產量的影響

從圖3可以看出，CK處理玉米和油菜產量最低，B（石膏）處理提高了玉米和油菜的產量，但增產效果并不顯著。G1，G2，G3和G4處理后，土壤容重和導水性得到改善，鹽分均有不同程度降低，作物產量較CK也均有顯著提高，其中以G4（腐殖酸）處理后，作物的產量增加最多，玉米和油菜產量較CK分別增加了104.8%和41.6%。其次，G1（禾康鹽堿土改良劑）處理后玉米和油菜產量較CK分別增加了59.5%和28.1%，G2（康地寶鹽堿土改良劑）處理后玉米和油菜產量較CK也分別增加了69.3%和22.3%。

圖3 不同改良劑對作物產量的影響

3 結論

（1）試驗區土壤含水量與土壤pH值呈極顯著線性正相關，土壤含水量與土壤鹽分含量呈極顯著線性負相關。土壤水分含量變化會影響土壤中鹽分含量。

（2）提高土壤導水性對降低試驗區土壤鹽分具有重要作用，5種改良劑在不同程度上均起到了降低土壤容重和提高土壤飽和導水率的效果，其中以腐殖酸降低土壤容重，提高土壤飽和導水率效果最好，腐殖酸處理后土壤容重較CK減少了10.2%，其次是禾康和康地寶鹽堿土改良劑。

（3）5種改良劑處理后土壤鹽分含量較CK均有降低，其中以腐殖酸處理后土壤鹽分含量降低最多，腐殖酸處理后土壤0—40cm土層鹽分與CK相比平均減少了29.7%。作物的增產效果也以腐殖酸處理效果最好，腐殖酸處理后，玉米和油菜產量較CK分別增加了104.8%和41.6%。

［1］劉陽春，何文壽，何進智，等.鹽堿地改良利用研究進展［J］.農業科學研究，2007，28（2）：68－71.

［2］趙名彥，丁國棟，鄭洪彬，等.集雨措施對濱海鹽堿林地水鹽運動影響研究［J］.水土保持學報，2008，22（6）：52－56.

［3］陳麗湘，劉偉.土壤次生鹽漬化之水鹽運動規律研究［J］.工程熱物理學報，2006，27（3）：466－468.

［4］紀永福，藺海明，楊自輝，等.夏季覆蓋鹽堿地表面對土壤鹽分和水分的影響［J］.干旱區研究，2009，24（3）：375－381.

［5］張文淵.江蘇沿海地區鹽漬土改良利用的治理措施［J］.中國農業資源與區劃，2000，21（5）：43－45.

［6］Qadir M，Ghafoor A，Murtaza G.Amelioration strategies for saline soils［J］.Land Degradation and Development，2000，11（6）：501－521.

［7］Mohammed S S，Negm M A，Rehan M G.Gypsum amendment against soil alkalinity in relation to tomato plants II：Change in agro－chemical properties and nutrient availability of the soil［J］.Egyptian Journal of Soil Science，1997，37（1）：93－110.

［8］Kostandi S F，Soliman M F.The role of calcium in mediating smut disease severity and salt tolerance in corn undet chloride and sulphate salinity［J］.Journal of Phytopathology（Berlin），1998，146（4）：191－195.

［9］孔明杰，曾繁森.高聚物土壤改良劑的研究進展［J］.土壤通報，2000，31（5）：199－202.

［10］孫義祥，黃曉瀾，張祥明，等.土壤改良劑對辣椒營養元素積累的影響［J］.安徽農業科學，1999，27（2）：148－149.

［11］吳增芳.土壤結構改良劑［M］.北京：中國林業出版社，1986：68－74.

［12］姚榮江，楊勁松，陳小兵，等.蘇北海涂圍墾區表層土壤體積質量的空間異質性研究［J］.土壤，2009，41（4）：659－663.

［13］魯如坤.土壤農業化學分析方法［M］.北京：中國農業科技出版社，2000：85－89.

［14］中國科學院南京土壤研究所土壤物理研究室.土壤物理性質測定法［M］.北京：科學出版社，1978：140－148.

［15］呂殿青，邵明安，劉春平.容重對土壤飽和水分運動參數的影響［J］.水土保持學報，2006，20（3）：154－157.

［16］方堃，陳效民，張佳寶，等.紅壤地區典型農田土壤飽和導水率及其影響因素研究［J］.灌溉排水學報，2008，27（4）：67－69.

［17］吳華山，陳效民，葉民標，等.太湖地區主要水稻土的飽和導水率及其影響因素研究［J］.灌溉排水學報，2006，25（2）：46－49.

［18］李孝良，陳效民，周煉川，等.西南喀斯特地區土壤飽和導水率及其影響因素研究［J］.灌溉排水學報，2008，27（5）：74－76.