不同改良方法對蘇打鹽堿土改良作用研究

[摘 要] 為了探索內陸蘇打鹽堿地的改良新方法，試驗采用有機廢棄物等作為土壤孔隙改善劑，通過改善鹽堿土交換性鈉含量，降低土體pH值等相結合的方法，對大安市典型內陸鹽堿土進行了改良試驗，結果表明：施用改良劑，20cm土層內蘇打鹽堿土的理化性狀得到明顯的改善，土壤顆粒均向較大粒徑方向發展，土壤的pH值顯著降低，交換性鈉及土壤的全鹽量均明顯下降。石膏+濃硫酸+珍珠巖處理pH值降低了10%以上；石膏+秸稈處理鹽分含量下降最多，為79%，其次為石膏+發酵料處理，全鹽量降低了74%。不同改良處理的陽離子交換量較對照均有不同程度的增長，但差異不顯著。

[關鍵詞] 改良方法；蘇打鹽堿土；作用效果

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 12. 033

[中圖分類號] S153.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）12- 0055- 03

松嫩平原西部鹽堿化土地面積300×104hm2，是世界上三大片蘇打鹽漬土集中分布區之一[1]。鹽堿類型以蘇打鹽堿化為主，呈強堿性反應，代換性Na離子百分率（ESP）較高，對作物危害更大，出現不少的斑狀光板地類型的重度鹽堿地，所占比例高達總面積的41%以上[2]。20世紀八九十年代以來，隨著過度開墾、超載放牧的影響，土地鹽堿化程度日益加劇，土壤理化性質惡化，嚴重危害著農林牧業的可持續發展[3]。近些年來，國內外關于改良劑的研究作了一些報道。Kazanskii等人研究了高吸水性樹脂的合成、性質和在土壤改良中的作用及其對植物生長的影響[4-5]。王宇 等[6]研究表明，蘇打鹽堿土添加硫酸鋁后，土壤理化性狀發生了顯著改善。王文杰 等[7]選擇聚馬來酸酐和聚丙烯酸對松嫩平原內陸鹽堿土進行了改良試驗。李取生[8]等施用TC-1號蘇打鹽漬化土壤改良劑1年后，耕層土壤溶液鈉離子濃度降低26.2%～39.9%，土壤滲透性增強，團聚體增加120%～150%，水稻單產提高10.8%。這些方法對于改良鹽堿土、保證農林牧業的可持續發展都具有一定的成效。本研究采用有機廢棄物等作為土壤孔隙改善劑，通過改善鹽堿土交換性鈉含量，降低土體pH值等相結合的方法，試圖綜合改良鹽堿地，旨在為蘇打鹽堿地改良提供新的思路和方法，同時實現有機廢棄物的綜合利用。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

供試土壤采自大安市紅崗子鄉八家子村村北，為草原退化形成的重度廢棄鹽堿地，植被覆蓋率不足5%，供試土壤為無植被的“明堿斑”土壤，土壤類型為草甸堿土。土壤pH值為10.2，堿化度為51.32%，有機質含量為14.72g/kg，質地為輕黏土。供試改良劑為濃H2SO4、石膏以及長春大成公司生產的有機肥料等配制的改堿劑。取樣深度為20cm。

1.2 試驗設計

試驗設5個處理：處理1為石膏2kg/m2+秸稈0.4 kg/m2；處理2為石膏1kg/m2+濃硫酸0.6 kg/m2 +珍珠巖0.34 kg/m2；處理3為石膏1 kg/m2+ 2.3kg/m2發酵料；處理4為發酵料3.3 kg/m2；處理5為對照（CK）。小區面積為50m2，深翻土壤，再施入改堿劑，使改堿劑與鹽堿土充分混合，以羊草作為指示作物。三次重復，隨機區組排列。

1.3 測定方法

pH值測定用電位法；交換性鈉采用乙酸銨-氫氧化銨交換-火焰光度法；陽離子交換量采用醋酸氨-氯化銨交換法；全鹽量采用質量法；土壤微團聚體組成采用虹吸法。

2 結果與分析

2.1 改良劑對土壤微團聚體組成的影響

土壤物理狀況的優劣，與微團聚體密切相關。土壤微團聚體是構成土壤結構的顆粒單元，在很大程度上左右著土壤結構的質量特征。土壤微團聚體及其適宜的組合是土壤肥力的物質基礎。由表1可見，與對照相比，<0.002mm黏粒含量均有所降低，而0.2～0.02mm砂粒含量均由不同程度的提高。

鹽堿土物理性狀差，主要是由于含有大量可溶性鹽類（碳酸鈉），碳酸鈉使土粒高度分散，濕時泥濘，干時板結，透水性差。幾種改良方式，使土壤顆粒均向較大粒徑方向發展，究其原因，可能是幾個處理都加入了石膏，石膏水解產生鈣離子，能夠交換出土壤中的鈉離子，形成易溶性硫酸鹽而被淋洗；同時，由于施用了有機物質，增強了土粒之間的膠結作用，團聚體逐漸增大。

2.2 改良劑對土壤pH值的影響

考察一種改良材料和措施對蘇打鹽堿土的改良作用，最基本指標首先是觀察其對pH值的作用。土壤的pH值過高，容易腐蝕植物根系表層的纖維素，降低作物營養元素的溶解度，不利于農作物生長。從圖1中可以看出，處理2的pH值較其他處理顯著降低，較對照下降了10%以上；處理3和處理1較對照也有明顯下降，分別為6.7%和4.1%；處理4較對照雖有所下降，但幅度不明顯。說明石膏1kg/m2+濃硫酸0.6 kg/m2+珍珠巖0.34 kg/m2處理對于降低蘇打鹽堿土pH值的效果顯著。

2.3 改良劑對交換性鈉的影響

如圖2所示，處理2的交換性鈉含量顯著低于其他處理，較對照下降了46%左右。處理1、處理3和處理4較對照也有所降低，但降低的幅度不大。鹽堿土中含有大量的蘇打，使土壤呈現強堿性，鈉飽和度也在20%以上，對作物的生長具有很強抑制作用。對于吉林省西部鹽堿土來說，其堿化來源主要NaHCO3，Na2CO3，其含量越高，pH、總堿度、交換性鈉也就越高。改良這樣的堿土，如果不消除NaHCO3的影響，也就無法使堿土向好的方向轉化，因此，降低土壤中交換性鈉離子是改良鹽堿土的重要部分。

2.4 改良劑對陽離子交換量的影響

土壤陽離子交換量（CEC）是土壤的基本特性和重要肥力影響因素之一，它直接反映了土壤保蓄、供應和緩沖陽離子養分（K+、NH■■）的能力，同時影響多種其他土壤理化性質。因此，CEC常被作為土壤資源質量的評價指標和土壤施肥、改良的重要依據。由圖3可以看出，不同處理的陽離子交換量較對照均有不同程度的增長，處理2、處理3和處理1增幅較明顯，主要是由于這3個處理土壤中施用的改良劑含有的酸性有機物質，致使pH值的降低，促進了碳酸鈣的溶解，從而使Ca2+濃度升高，Ca2+和土壤膠體上的Na+ 發生交換作用，從而降低了土壤膠體對Na+ 的吸附，使Na+被代換出來進入土壤溶液，在靜水壓力作用下向下淋洗，從而改善土壤理化性質，增強了土壤的團聚性。經過改良后堿土的CEC變化幅度并不是很大，因為CEC的含量主要決定于黏粒的多少和黏土礦物的種類，而現有的改良處理，對這些都是均沒有很大的影響。

2.5 改良劑對土壤全鹽量的影響

全鹽量是堿土性質的最重要指標，也是堿土改良效果的主要參數。通過使用改良劑，各個處理土壤的全鹽量均有下降，而且效果較為明顯（見圖4），鹽分含量均達到了中度及中度以下水平。其中處理1鹽分含量下降最多，降低了79%；其次為處理3，降低了74%。關于堿土的“總堿度”，現在尚無一個明確而可行的指標，而且由于在測定過程中存在著堿土難于過濾、濾液渾濁不清、終點不明確、需高速離心機等諸多困難，使得測定工作難以進行，從而也影響了堿土改良工作。本試驗中，由于改良劑中含有石膏水解后，產生的鈣離子能夠有效地消除Na2CO3的危害，堿土的透水性能將大大增加，此時堿土就會向好的方向轉變。

3 結 論

（1）施用改良劑，20cm土層內蘇打鹽堿土的理化性狀得到明顯的改善，土壤顆粒均向較大粒徑方向發展，土壤的pH值顯著降低，交換性鈉及土壤的全鹽量均明顯下降，綜合各處理的土壤表現，以石膏1kg/m2+濃硫酸0.6 kg/m2 +珍珠巖0.34 kg/m2處理改良效果最為顯著，有利于形成作物生長的淡化表層。

（2）由于CEC的含量主要決定于黏粒的多少和黏土礦物的種類，雖然不同改良處理的陽離子交換量較對照均有不同程度的增長，但差異不顯著。

（3）從土壤的全鹽量看，處理1和處理3效果最為明顯，即石膏2kg/m2+秸稈0.4 kg/m2和石膏1 kg/m2+ 2.3kg/m2發酵料。雖然石膏+濃硫酸+珍珠巖處理綜合改良效果最為顯著，但是改良成本較高。用秸稈和發酵料代替濃硫酸和珍珠巖使成本大大降低，并有利于實現農業的可持續發展。

主要參考文獻

[1]李取生，龐治國，宋玉祥.加快立法進程，治理吉林西部鹽堿荒漠化[J].農村生態環境，2000，16（2）：53～55.

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[3]王春裕，王汝鏞，張素君，等.東北蘇打鹽漬土的性質與改良[J].土壤通報，1987，18（20）：57-59.

[4]K S Kazanskii， et al.Predicting Key Polymer Properties to Reduce Erosion in Irrigated Soil[J]. Adv Polym Sci， 1992， 104： 97-133.

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[6]王宇，韓興，趙蘭坡.硫酸鋁對蘇打鹽堿土的改良作用研究[J].水土保持學報，2006，20（4）：50-53.

[7]王文杰，關宇，祖元剛，等.施加改良劑對重度鹽堿地土壤鹽堿動態及草本植物生長的影響[J].生態學報，2009，29（6）：2835-2844.

[8]李取生，李秀軍，李曉軍，等.松嫩平原蘇打鹽堿地治理與利用[J].資源科學，2003，25（1）：15-20.