綠肥- 沼液- 水稻體系對江蘇沿海鹽土理化性質的影響

時 凱，丁海榮*，譚海運，劉興華，安 晨，楊智青，金崇富，陳長寬

（1.江蘇沿海地區農業科學研究所/鹽城市畜牧養殖裝備工程技術研究中心，江蘇 鹽城 224002；2.西藏自治區農牧科學院農業資源與環境研究所，西藏 拉薩 850032）

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

采用農業措施快速改良江蘇沿海鹽土體現了綠色農業的重要理念，通過種植綠肥與水稻進行水旱輪作在江蘇沿海地區改良鹽土行之有年。綠肥是一種天然無公害且養分含量豐富的優質肥料。陳正剛等研究發現，綠肥可提高土壤全氮和有機質含量，保持速效鉀和有效磷含量。種植綠肥作物有利于土壤有機質含量提升、化肥施用量減少，有利于提高耕地質量。毛葉苕子作牧草或綠肥，具有促進土壤養分積累的能力。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，改善稻田氮素循環情況。油菜作為綠肥種植，其根系具有吸磷能力強的特點，從而將土壤磷素解離出來，易于還田利用。沼液是速效養分，能夠被植物快速吸收利用，作為一種液體有機肥，是一種土壤改良劑。沼液有機質含量高，具有提高土壤通氣性及保水保肥能力，其富含氮磷鉀元素，能夠調節土壤中各養分含量的比例，降低土壤板結程度，而且還含有胡敏酸和富里酸等腐植酸物質，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，能夠降低土壤容重和提高土壤孔隙度，協調土壤養分，有利于作物生長和培肥地力。

利用綠肥- 沼液- 水稻所構建的農業技術體系對鹽漬土壤改良的報道較為少見。本研究選取綠肥作物紫云英、毛葉苕子及油菜，結合不同沼液量施入以及水稻種植農業體系進行鹽土改良試驗，探討綠肥- 沼液- 水稻體系對江蘇沿海鹽土理化性質的影響，旨在為江蘇沿海鹽土改良提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗地點為順泰農場（120.38°E、33.69°N），該區域屬北亞熱帶季風氣候，土壤為鹽潮土，質地以鹽土為主。土壤基本理化性質：鹽分0.321%，pH 值7.84，有機質含量（質量分數，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 號紫云英（購自鄭州開元草業科技有限公司）、蒙苕1 號毛葉苕子（購自寧夏綠地草業科技有限公司）、油雜3 號油菜（江蘇沿海地區農業科學研究所選育）。對照（CK）施等量沼液不種植綠肥。

沼液由順泰農場規?；i場提供。沼液基本理化性質：pH 值7.8，有機質含量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，由江蘇沿海地區農業科學研究所提供。

1.2 試驗設計

試驗設體系A、B，各4 個處理組，每組3 個重復，每個小區面積為90 m（長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。綠肥種植時間為2019年11 月12 日，翻壓時間為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，水稻秧苗移栽大田，機械插秧（36 穴/m，3 株/穴），試驗小區病蟲害及雜草均統一管理。

1.3 土壤樣品采集與測定

土壤樣品分5 次采集：時間分別為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）。

分區用取樣器采土壤樣品（深度25 cm、直徑5 cm），放置實驗室自然風干，研磨粉碎。實驗室測定土壤的鹽分、pH 值及有機質、有效磷、速效鉀、全氮含量。

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

1.4 數據分析

試驗數據采用SPSS 20.0 軟件統計分析，用Excel 2016 作數據圖表。

2 結果與分析

2.1 綠肥- 沼液- 水稻體系對土壤鹽分的影響

由圖1-A 可知，體系A 處理組土壤鹽分總體趨勢為先升后降再升。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-水稻體系對土壤鹽分的影響

體系A、體系B 鹽分總體趨勢不同，最終體系B的鹽分低于體系A；相同體系種植不同綠肥對土壤鹽分影響不同。試驗結果說明，不同體系對沿海土壤鹽分改良效果有差異性。

2.2 綠肥- 沼液- 水稻體系對土壤pH 值的影響

由圖2-A 可知，體系A 處理組土壤pH 值總體趨勢為先升后降再升。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-水稻體系對土壤pH 值的影響

體系A、體系B pH 值總體趨勢相同，說明2 個體系對土壤pH 值的影響基本相同。

2.3 綠肥- 沼液- 水稻體系對土壤有機質含量的影響

由圖3-A 可知，體系A 處理3 與處理4 土壤有機質含量趨勢為先降后升再降再升；處理1 與處理2 趨勢為先升后降再升。2020 年4 月3 日，有機質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，有機質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，有機質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 的有機質含量相近，處理1 與處理4 的有機質含量相近。

由圖3-B 可知，體系B 處理5 土壤有機質含量趨勢為先升后降再升；處理6 趨勢先降后升再降；處理7 趨勢先降后升再降再升；處理8 趨勢先降后升。2020 年4 月3 日，有機質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，有機質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，有機質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，有機質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-水稻體系對土壤有機質含量的影響

體系A、體系B 土壤有機質含量趨勢不同，說明不同體系對土壤有機質含量的影響存在差異性。

2.4 綠肥- 沼液- 水稻體系對土壤有效磷含量的影響

由圖4-A 可知，體系A 處理1、處理2 與處理3土壤有效磷含量趨勢先升后降再升再降，處理4 呈先升后降趨勢。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-水稻體系對土壤有效磷含量的影響

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

2.5 綠肥- 沼液- 水稻體系對土壤速效鉀含量的影響

由圖5-A 可知，體系A 處理組土壤速效鉀含量總體趨勢先降后升再降。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先升后降；處理6、處理7 與處理8 趨勢先降后升再降。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-水稻體系對土壤速效鉀含量的影響

體系A、體系B土壤速效鉀含量趨勢不同，但最終呈現下降，說明不同體系速效鉀吸收利用效率可能有些不同，但水稻相應生長階段對速效鉀需求基本一致。

2.6 綠肥- 沼液- 水稻體系對土壤全氮含量的影響

由圖6-A 可知，體系A 處理1 全氮含量趨勢為降—升；處理2 趨勢為升—降—升—降；處理3 趨勢為升—降；處理4 呈遞降趨勢。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 全氮含量趨勢為降—升—降；處理6 與處理7 趨勢為升—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、體系B 土壤全氮含量趨勢有較大不同，說明不同體系中氮素增減速率不同，從而對土壤全氮的改良效果有區別，但總體上A、B 體系均增加了土壤中的全氮含量。

3 討論與結論

本試驗綠肥- 沼液- 水稻體系結果表明不同綠肥及沼液添加量對土壤鹽分均有不同的改良效果，但趨勢存在差異性；試驗結果顯示，體系B 的鹽分低于體系A。分析原因，可能是沼液是弱堿性有機肥，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果一致。體系A 中紫云英降低土壤鹽分顯著；體系B 中毛葉苕子對土壤鹽分改良最佳。由此可見，綠肥- 沼液- 水稻體系對沿海土壤鹽分的改良，要根據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，影響著土壤中各物質的有效性。沼液對土壤pH 值的影響結果存在差異。王宗壽研究發現，施用沼液可讓土壤的pH 值上升。本試驗體系A 與體系B 土壤的pH 值趨勢相同，且油菜對鹽土pH 值調控效果明顯。分析原因，這可能是由于油菜翻壓后，土壤吸附K、Ca、Mg等離子的能力優于毛葉苕子與紫云英，土壤溶液中離子動態平衡受到干擾，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是有機質和有效養分。研究發現，沼液施入土壤后，土壤中有機質、全氮、速效鉀、有效磷含量都會有所增加，種植綠肥壓青后會影響土壤有機質含量。本研究顯示，土壤有機質含量均得到不同程度的增加，種植油菜的土壤有機質含量最為突出，可能是由于油菜翻壓后在沿海鹽土中形成的腐殖質多。翻壓綠肥通過自身磷的循環再利用提高土壤有機磷含量，從而提高土壤磷的利用率。本研究表明，體系A 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價土壤鉀素肥力的關鍵指標，速效鉀能直接影響作物生長。本結果體系A 與體系B 都顯示土壤中速效鉀含量最終是降低趨勢，其原因可能是綠肥在翻壓分解過程中產生的有機酸和腐植酸溶解土壤中鉀以及水稻生長對土壤中速效鉀的吸收利用，導致土壤速效鉀含量呈現降低趨勢。研究發現，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、體系B 均具有增加土壤全氮的能力，試驗后期，除體系A 中的紫云英組合處理全氮含量呈上升趨勢，其余均是降低趨勢。

總體來看，綠肥- 沼液- 水稻體系對江蘇沿海鹽土改良的作用復雜，能夠降低土壤的可溶性鹽分，穩定土壤pH 值，提高土壤有機質含量。但是，本試驗僅對前期測定結果進行了總結，而且此次結果只能表明順泰農場一個種植試驗點的土壤改良效果，可能難以說明大面積綠肥- 沼液- 水稻體系對江蘇沿海鹽土改良的作用，相關結果還需要進行多年多點的試驗驗證。