秸稈及其配施有機(jī)物料對(duì)黃灌區(qū)鹽堿土淋洗效果的影響

摘要：為了分析比較玉米秸稈及其配施不同有機(jī)物料對(duì)鹽堿土壤淋洗過程中鹽分和溶解性有機(jī)物的影響，以黃河南岸灌區(qū)中度和重度兩種鹽堿土壤為研究對(duì)象，分別設(shè)置對(duì)照（CK）、3％玉米秸稈（W1）、2％玉米秸稈配施1％牛糞（W2）和2％玉米秸稈配施1％生物炭（W3）共4個(gè)處理，通過測(cè)定淋洗液的可溶性鹽和溶解性有機(jī)碳（DOC）含量、淋洗前后土壤電導(dǎo)率（EC）和鹽基離子，探究淋洗過程中不同有機(jī)物添加下土壤鹽分和有機(jī)物分解過程的變化。結(jié)果表明：秸稈及其配施不同有機(jī)物料均顯著降低了兩種鹽堿土淋洗后土壤的EC和可溶性鹽離子含量。與淋洗前相比，W1、W2和W3處理下，中度鹽堿土的脫鹽率分別為65.02％、67.22％和66.21％，重度鹽堿土分別為73.85％、66.14％和69.55％。W1、W2和W3處理下，中度鹽堿土中可溶性Na+、Ca2+和Mg2+的降幅范圍分別為48.38％-69.32％、70.89％-75.86％和73.00％-74.45％，重度鹽堿土中可溶性K+、Na+、Ca2+和Mg2+降幅范圍分別為14.86％-23.39％、70.98％-85.84％、86.63％-92.39％和93.72％-95.42％。有機(jī)物料的輸入會(huì)增加兩種鹽堿土的DOC含量，但不同處理在兩種鹽堿土中腐殖化程度表現(xiàn)不同。中度鹽堿土中，不同物料淋洗液中溶解性有機(jī)物的特定紫外吸光度（SUVA254）和光譜斜率比值（SR）在處理間均無顯著差異，SUVA254隨淋洗次數(shù)增加而降低，而SR均增大；重度鹽堿土中，添加有機(jī)物料處理下溶解性有機(jī)物的SR均較小，但Wl處理的SUVA254低于W2和W3處理。秸稈配施不同有機(jī)物料均提高了土壤持水量，中度鹽堿土中以W1效果最好，提高了31.00％，重度鹽堿土中W1、W2分別提高了76.46％、74.33％。綜上，在相同淋洗狀態(tài)下，外源有機(jī)物料的添加均不同程度地減少了兩種鹽堿土的可溶性鹽基離子含量，有效降低了土壤鹽堿程度，尤其是重度鹽堿土。同時(shí)，外源有機(jī)物料的添加也增加了土壤DOC的輸入來源，提高了土壤持水能力，彌補(bǔ)了淋洗對(duì)鹽堿化土壤造成的養(yǎng)分損失。在給定淋洗條件下，中度鹽堿土中W2處理的脫鹽、降Na+效果最好，重度鹽堿土中以W1處理較好。

關(guān)鍵詞：玉米秸稈；有機(jī)物料；鹽堿土；配施；土柱淋洗

中圖分類號(hào)：S156.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672-2043（2024）02-0339-12 doi：10.11654/jaes.2023-0266

土壤鹽堿化是影響土地生產(chǎn)力和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的全球性環(huán)境問題。我國鹽堿化土壤總面積約為1.1×10 hm2，是保障18億畝耕地紅線、建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田體系的重要后備資源。黃河南岸灌區(qū)是內(nèi)蒙古自治區(qū)的六大大型引黃灌區(qū)之一，盛產(chǎn)小麥、玉米、大豆以及向日葵等作物，是重要的糧食主產(chǎn)區(qū)。但由于灌區(qū)土壤母質(zhì)含有較多的可溶性鹽且地下水礦化度高，氣候干旱少雨、蒸發(fā)強(qiáng)烈、年溫差大，以及農(nóng)業(yè)管理措施較為粗放，該地區(qū)原生鹽堿化和次生鹽堿化危害嚴(yán)重。在鹽分離子脅迫下土壤理化性質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸惡化、土壤質(zhì)量下降，這嚴(yán)重制約了該地區(qū)農(nóng)業(yè)健康發(fā)展。因此，改善土壤鹽堿化對(duì)于提高當(dāng)?shù)赝恋刭Y源利用和作物產(chǎn)量具有重要作用。

目前，鹽堿化土壤的改良方法多樣，如物理改良、化學(xué)改良和生物調(diào)控等。但由于鹽堿化土壤具有鹽含量高、土粒分散、質(zhì)地黏重、易板結(jié)以及有機(jī)質(zhì)含量低等突出問題，單純降低土壤鹽分并不能改善已經(jīng)被破壞的土壤性質(zhì)。而作物秸稈、畜禽糞便以及生物炭等有機(jī)物料在調(diào)節(jié)土壤鹽分的同時(shí)可以改善土壤肥力和結(jié)構(gòu)，因此被廣泛用于鹽堿土壤改良。Xie等的研究表明秸稈還田能改善鹽堿土的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，如促進(jìn)團(tuán)聚體的形成和穩(wěn)定，降低土壤鹽堿度并改變土壤中鹽基離子的分布。Xuan等通過數(shù)字圖像分析和三維研究發(fā)現(xiàn)玉米秸稈和牛糞的施用均降低了土壤容重，提高了水穩(wěn)性大團(tuán)聚體含量，顯著改善了土壤連通性。而牛糞和秸稈的聯(lián)合施用能顯著提高土壤微生物數(shù)量，增加作物的水分利用效率。王慶蒙通過室內(nèi)培養(yǎng)和大田試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與單施秸稈相比，秸稈配施有機(jī)肥具有較好的土壤培肥效果，能顯著提高向日葵產(chǎn)量。生物炭由于其顆粒密度小、結(jié)構(gòu)多孔、表面具有豐富的含氧官能團(tuán)等特點(diǎn)，能改善土壤結(jié)構(gòu)和土壤水力特性。添加玉米秸稈生物炭能提高鈉鹽堿土壤的陽離子交換容量，增加土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量，降低土壤pH、鹽分和Na+含量，增強(qiáng)土壤的持續(xù)供氮能力，而且配施生物炭能促進(jìn)作物秸稈的降解。

秸稈、牛糞及生物炭等有機(jī)物料的應(yīng)用是改善鹽堿化土壤的重要措施。然而，目前關(guān)于這3種有機(jī)物料的研究大多側(cè)重于單一施人對(duì)鹽堿土壤的改善效果，已有的配施研究也主要關(guān)注對(duì)鹽堿土壤的基礎(chǔ)理化性質(zhì)和作物產(chǎn)量的影響，而鮮有探究秸稈及其配施對(duì)鹽堿土壤淋洗過程的影響。本研究結(jié)合農(nóng)業(yè)主要有機(jī)廢棄物（玉米秸稈），通過土柱模擬試驗(yàn)，探究添加秸稈及配施不同有機(jī)物料（牛糞、生物炭）對(duì)兩種鹽堿化程度較重土壤的鹽分、溶解性有機(jī)碳（DOC）含量及紫外特征的影響及其之間的差異，以期為我國黃河南岸灌區(qū)鹽堿土治理和耕地可持續(xù)利用提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1供試材料

土壤樣品分別采自內(nèi)蒙古鄂爾多斯達(dá)拉特旗的樹林召鎮(zhèn)（40°29′N，109°52′E）和展旦召蘇木（40°30′N，109°52′E）。該地區(qū)屬于黃河南岸灌區(qū)，年均氣溫為-4.65-9.14℃，年降水量為35.86-506.15 mm，年平均蒸發(fā)量為942-4 138 mm。采用五點(diǎn)取樣法采集0-20 cm土壤樣品，土樣于室內(nèi)除去碎石子和枯枝落葉，風(fēng)干后過2 mm篩。土壤基本理化性質(zhì)見表1，根據(jù)鹽堿化程度分為中度鹽堿土和重度鹽堿土。

有機(jī)物料分別為玉米秸稈、牛糞以及玉米秸稈生物炭。玉米秸稈為北京市中國農(nóng)業(yè)大學(xué)上莊實(shí)驗(yàn)站收獲風(fēng)干后的玉米秸稈；風(fēng)干牛糞收集自山東省東營市墾利區(qū)墾利良種場；生物炭購買自南京勤豐眾成生物質(zhì)新材料有限公司，為玉米秸稈在450℃下無氧熱解制成的非改性生物炭。供試物料基本性質(zhì)見表2。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與過程

在綜合已有試驗(yàn)研究土壤的鹽堿化程度和玉米秸稈添加百分比的基礎(chǔ)上，分別設(shè)計(jì)了對(duì)照（CK）、添加3％玉米秸稈（W1）、2％玉米秸稈配施1％牛糞（W2）以及2％玉米秸稈配施1％生物炭（W3）4種處理。各處理重復(fù)3次。

淋洗模擬試驗(yàn)使用高15 cm、內(nèi)徑5 cm的底部均勻帶孔的有機(jī)玻璃管，管內(nèi)壁涂抹一層凡士林以減少土柱的邊壁效應(yīng)，于底部鋪2層定性濾紙（孔徑80-120 um）和1層直徑為6.35 mm的玻璃珠，防止底部土壤流失并使液體均勻下滲。將供試土壤與過1 mm篩的有機(jī)物按質(zhì)量比混合均勻（秸稈和牛糞為粉末狀，生物炭為顆粒狀），按土壤容重約1.35 g·cm-3分層填充土柱，每層裝入土后用夯土器壓實(shí)，然后刮平進(jìn)行下一層土的填裝，管中土壤質(zhì)量為260 g。于土柱上部鋪一層玻璃珠和一層濾紙以防止加水時(shí)破壞土壤表層。

土柱模擬淋洗試驗(yàn)在室溫（25±2）℃下進(jìn)行。淋洗前，預(yù)培養(yǎng)一周使土壤和有機(jī)物充分融合，在中度鹽堿土和重度鹽堿土各處理中分別緩慢加入去離子水使其達(dá)到田間持水量，每天利用稱取質(zhì)量的方法維持土壤含水量。預(yù)培養(yǎng)結(jié)束后，模擬降雨過程，每天添加20 g去離子水，收集土柱淋洗液，土柱停止?jié)B出水流后（30 min不再有水滴下落為準(zhǔn)），稱量土柱質(zhì)量并記錄。模擬過程持續(xù)20 d，每3d的淋洗液作為一次淋洗液樣品。收集的淋洗液用離心管存于冰箱中待測(cè)。淋洗結(jié)束后測(cè)定土壤電導(dǎo)率（EC）和可溶性陽離子含量。

1.3指標(biāo)測(cè)定及方法

土壤EC（土水比為1：5）采用電導(dǎo)率儀（DDS-11A，儀電科學(xué)，中國）測(cè)定；可溶性鹽總含量采用殘?jiān)娓煞y(cè)定；土壤有機(jī)碳和全氮采用碳氮元素分析儀（Flash2000，Thermo Fisher，美國）測(cè)定；DOC采用總有機(jī)碳分析儀（vario TOC，Elementar，德國）測(cè)定；可溶性K+、Na+含量采用火焰光度法（FP640，上海精密，中國）測(cè)定；可溶性Ca2+、Mg2+含量采用原子吸收分光光度法（PinAAcle 900T，PerkinElmer，美國）測(cè)定。可溶性有機(jī)物質(zhì)的紫外特性采用紫外分光光度計(jì)（TU-1900，普析通用，中國）測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)處理

特定紫外吸光度（ SUVA2s4，L·mg-1·m-1）為254 nm處紫外吸光系數(shù)與DOC濃度之比，常用于表征溶解性有機(jī)物質(zhì)（Dissovled organic matter，DOM）的芳香性。SUVA2s4越高，說明有機(jī)質(zhì)的芳香性程度越高，腐殖程度也越高。

光譜斜率比值（SR）與DOM的濃度無關(guān)，常用來表征DOM的來源組成及結(jié)構(gòu)變化。SR值與分子量呈反比，即SR值越高，DOM分子量越低。SR計(jì)算公式如下：

通過Excel 2019進(jìn)行前期數(shù)據(jù)整理；采用SPSS26.0進(jìn)行單因素方差分析、Duncan顯著性差異檢驗(yàn)；采用Origin 2021繪圖。

2結(jié)果與分析

2.1不同有機(jī)物添加下淋洗液DOC含量及其紫外特性變化

由圖1可知，與CK相比，有機(jī)物料的添加顯著增加了淋出液的DOC含量（Plt;0.05），而且隨著淋洗次數(shù)的增加，中度和重度鹽堿土中淋出的DOC含量均有不同程度的降低。中度鹽堿土中，隨著淋洗次數(shù)的增加，W1、W2和W3處理中DOC含量的整體趨勢(shì)為先降低后趨于穩(wěn)定，各處理大小關(guān)系為W1gt;W2gt;W3gt;CK。第2次收集時(shí)，CK、W1、W2和W3處理的淋洗液的DOC顯著下降，相較第1次淋洗收集時(shí)分別降低76.97％、49.52％、34.48％和78.54％。第5次收集時(shí)，W1和W2處理間無顯著差異，而第1、2、3、4、6次時(shí)W1、W2和W3處理間均差異顯著（Plt;0.05）。重度鹽堿土中，W1、W2和W3的DOC含量整體趨勢(shì)為緩慢降低，各處理大小關(guān)系為W1gt;W2≈W3gt;CK。第5次收集時(shí)，相較第1次，CK、W1、W2和W3處理的土壤淋洗液DOC分別降低了74.68％、72.89％、82.73％和89.66％。W2和W3于第1-6次收集中均無顯著差異（Pgt;0.05），DOC含量變化趨勢(shì)基本一致。此外，第3-6次收集中，中度和重度鹽堿土CK處理淋洗液的DOC含量均無顯著差異（Pgt;0.05），穩(wěn)定在87.7-72.9mg·L-1。

溶解性有機(jī)物是一類含有豐富的共軛體系的有機(jī)化合物，在光譜的紫外區(qū)有著較強(qiáng)的信號(hào)值。由圖2可知，在中度鹽堿土中，隨著淋洗次數(shù)的增加，各處理的SUVA254均呈先增后減的趨勢(shì)。第1次收集時(shí)，CK、W1、W2和W3淋洗液的SUVA2s4差異顯著，大小關(guān)系為W2gt;W3gt;CKgt;W1，W1、W2和W3的SUVA254均于第2次時(shí)達(dá)到最大值。第5-6次時(shí)，W1、W2和W3淋洗液的SUVA254均顯著低于CK處理（Plt;0.05），但3個(gè)處理間無顯著差異（Pgt;0.05）。重度鹽堿土中，隨著淋洗次數(shù)的增加，CK的SUVA254呈下降趨勢(shì)，W1處理的SUVA254呈先增加后下降趨勢(shì)，且于第3次淋洗時(shí)達(dá)到最大，整體上小于CK；W2和W3呈先增加后降低趨勢(shì)，均于第5次淋洗時(shí)達(dá)到最大。至第6次時(shí)，W1、W2和W3處理間無顯著差異（Pgt;0.05）

由圖3可知，中度鹽堿土中，CK的SR值于第1-5次淋洗收集時(shí)無顯著差異（Pgt;0.05），至第6次時(shí)顯著降低（Plt;0.05）。第1-6次時(shí)，W1、W2和W3處理間淋洗液的SR值均無顯著差異（Pgt;0.05），隨著淋洗次數(shù)的增加，SR逐漸增加，并于第6次收集時(shí)超過CK。在重度鹽堿土中，CK的SR值呈遞增趨勢(shì)，至第2次收集后均顯著高于W1、W2和W3（Plt;0.05）。W2、W3的SR值大小趨于穩(wěn)定，第1-6次淋洗中不同淋洗次數(shù)以及處理間均無顯著差異（Pgt;0.05）。W1的SR值在第1次淋洗收集時(shí)顯著高于W2、W3，而在第2-5次淋洗收集中與W2、W3均無顯著差異，至第6次時(shí)顯著增加（Plt;0.05）。

2.2不同有機(jī)物添加下淋洗液鹽分的動(dòng)態(tài)變化

淋洗液的含鹽量可以反映土壤鹽分的滲出狀況。由圖4可知，兩種鹽堿土中，不同淋洗次數(shù)間淋洗液的含鹽量差異顯著（Plt;0.05）。中度鹽堿土中，隨著淋洗次數(shù)的增加，淋出的鹽分含量大小依次為W1gt;W2gt;W3gt;CK，同一處理下各次數(shù)間含鹽量差異顯著（Plt;0.05）。第1次時(shí)，不同處理下淋出鹽分含量大小差異顯著（Plt;0.05），W1、W2和W3相較CK分別增加93.17％、22.12％和12.50％，W1顯著高于其他處理。至第4次時(shí)，W1、W2和W3已無顯著差異（Pgt;0.05），淋洗液鹽分含量均低于4 g·L-1。重度鹽堿土中，各收集次數(shù)間含鹽量差異顯著（Plt;0.05）。第1次時(shí)，不同處理下淋出鹽分含量大小差異顯著（Plt;0.05），大小順序?yàn)閃1gt;W3gt;W2gt;CK，相較于CK，W1、W2和W3處理淋出的鹽分含量增幅分別為41.46％、1.36％和23.99％。第2次時(shí)，W1、W2和W3淋出鹽分含量顯著增加，分別達(dá)到26.23、23.41 g·L-1和28.32 g·L-1，此后淋出鹽分含量逐漸降低。至第5-6次時(shí)，W1、W2和W3間均無顯著差異（Pgt;0.05）。

2.3不同有機(jī)物添加下土壤鹽分和離子含量變化

由圖5可知，中度鹽堿土中，淋洗前W1、W2和W3處理（T1）的EC相較于CK均不同程度增加，其中Wl增幅最大（15.30％）。加入有機(jī)物料后無淋洗狀態(tài)下靜置培養(yǎng)相同時(shí)間（T2）后測(cè)定土壤EC值發(fā)現(xiàn)，相較T1狀態(tài)，CK的EC顯著下降（Plt;0.05），降幅為7.03％; W1和W2土壤的EC略有增加，增幅分別為3.79％和5.49％，而W3兩個(gè)狀態(tài)的EC無顯著差異（Pgt;0.05）。經(jīng)過淋洗后（T3），不同有機(jī)物料處理下土壤EC值均顯著下降（Plt;0.05），CK、W1、W2和W3的EC值范圍為0.51-0.67 mS，cm-1，大小關(guān)系依次為W1gt;W3gt;W2gt;CK。淋洗條件下，CK、W1、W2和W3相較T1狀態(tài)的土壤脫鹽率分別為69.15％、65.02％、67.22％和66.21％，相較T2狀態(tài)下的土壤脫鹽率分別為66.81％、66.30％、68.92％和66.11％.

重度鹽堿土中，T1狀態(tài)下W1、W2和W3的EC與CK無顯著差異（Pgt;0.05）。測(cè)定T2狀態(tài)下土壤EC值發(fā)現(xiàn)，相較T1狀態(tài)，CK的EC有所增加，增幅為2.20％；W1和W2土壤EC顯著降低（Plt;0.05），降幅分別為9.05％和8.83％；W3的EC值增加了3.57％。T3狀態(tài)下，不同有機(jī)物料處理的土壤EC值均顯著下降（Plt;0.05），CK、W1、W2和W3的EC值范圍為0.80-1.69 mS·cm-1，大小關(guān)系依次為W2gt;W3gt;W1gt;CK。T3狀態(tài)下，CK、W1、W2和W3相較T1狀態(tài)的土壤脫鹽率分別為83.91％，73.85％、66.14％和69.55％，相較T2狀態(tài)的土壤脫鹽率分別為84.26％、71.25％、62.86％和70.60％。

由表3可知，淋洗結(jié)束后不同處理土壤所含可溶性離子含量不同。中度鹽堿土淋洗后，W1、W2和W3的可溶性K+相較CK分別增加39.07％、33.63％和121.04％；各處理土壤中可溶性Na+大小關(guān)系為W1gt;W2gt;CKgt;W3；W1、W2和W3中的可溶性Ca2+和可溶性Mg2+的含量均與CK無顯著差異（Pgt;0.05）。相較處理前的土壤離子含量，W1、W2和W3處理土壤中可溶性Na+、Ca2+和Mg2+的含量顯著降低，降幅范圍分別為48.38％-69.32％、70.89％-75.86％和73.00％-74.45％；CK、W1和W2中可溶性K+含量降低，其中CK降低最多（30.34％），而W3處理土壤可溶性K+含量不減反增，是淋洗處理前土壤可溶性K+含量的1.54倍。

重度鹽堿土中，W1、W2和W3中可溶性K+含量無顯著差異（Pgt;0.05），且均顯著高于CK；W2和W3中可溶性Na+的含量無顯著差異，且均顯著高于W1和CK；W3中的可溶性Ca2+含量與CK無顯著差異，但均顯著高于W1和W2；W1、W2和W3中的可溶性Mg2+含量均與CK無顯著差異（Pgt;0.05），經(jīng)過淋洗后，添加有機(jī)物處理下土壤中可溶性Mg2+含量與CK無顯著差異，CK中可溶性K+含量顯著降低（Plt;0.05）。相較處理前土壤可溶性離子含量，添加有機(jī)物處理下土壤中可溶性K+、Na+、Ca2+和Mg2+的含量降幅范圍分別為14.86％-23.39％、70.98％-85.84％、86.63％-92.39％和93.72％-95.42％。

2.4不同有機(jī)物添加下的土壤持水狀況

由圖6可知，不同有機(jī)物料處理下鹽堿土壤的持水量差異較大，添加有機(jī)物料顯著提高了土壤田間持水量（Plt;0.05）。中度鹽堿土中，田間持水量大小依次為W1gt;W2gt;W3gt;CK，W1、W2和W3的持水量均值相較CK分別增加了31.00％、25.65％和15.24％。重度鹽堿土中，W1與W2處理間的持水量無顯著差異（Pgt;0.05），W1、W2和W3相較CK分別增加了76.46％、74.33％和34.69％。

3討論

3.1秸稈及其配施對(duì)不同鹽堿土淋洗液DOC及其紫外光譜特性的影響

中度和重度鹽堿土中，CK淋洗液的DOC含量均于第3次淋洗后無顯著差異（圖1），這表明對(duì)于無物料添加下的鹽堿土壤，淋洗會(huì)降低土壤自身的有機(jī)物質(zhì)含量，當(dāng)土壤環(huán)境穩(wěn)定后，土壤DOC的損失率并不隨淋洗次數(shù)的增加而變化，呈穩(wěn)定損失狀態(tài)，這可能是因?yàn)樵}堿土壤在首次淋洗時(shí)將土壤中易溶解有機(jī)碳釋放出來，此后土壤中主要為難分解及難解吸的有機(jī)碳，在首次淋洗后土壤逐漸“適應(yīng)”淋洗水分的過程（如孔隙通道、微生物狀態(tài)等），使得有機(jī)碳分解及解吸速率穩(wěn)定。兩種鹽堿土淋洗液的DOC含量對(duì)添加有機(jī)物料的響應(yīng)不同。中度鹽堿土中，添加有機(jī)物處理（W1、W2、W3）的DOC于第2-5次淋洗液中逐漸增加，說明在淋洗過程中添加的有機(jī)物腐殖化加快，土壤中溶解性有機(jī)物質(zhì)增加，這可能是由于有機(jī)物料的添加刺激了土壤脫氫酶、磷酸酶等酶活性，促進(jìn)了土壤中原有機(jī)物的分解，此外，物料本身含有豐富的有機(jī)物質(zhì)，在水分充足、鹽脅迫較小環(huán)境下有機(jī)物分解較快，從而增加了土壤可溶性有機(jī)物含量。重度鹽堿土中，添加有機(jī)物處理的DOC于第1-4次中逐漸減少，這可能是由于鹽分的抑制作用仍然占據(jù)主導(dǎo)位置，而土壤鹽度的增加能夠抑制分解酶的活性。李玲等的礦化培養(yǎng)試驗(yàn)也表明在外源碳輸入條件下適當(dāng)?shù)柠}分會(huì)促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)分解，而高鹽分會(huì)抑制土壤微生物活性以及對(duì)外源碳的利用率。淋洗過程中，在W2持水性顯著高于W3的情況下，中度鹽堿土W2的DOC含量高于W3、重度鹽堿土W2和W3淋出的DOC含量無顯著性差異，表明配施生物炭處理降低了DOC的淋洗含量，這一方面歸因于生物炭性質(zhì)穩(wěn)定，而牛糞在土壤中會(huì)逐漸釋放出溶解性有機(jī)物質(zhì)；另一方面，生物炭表面豐富的孔隙和官能團(tuán)能夠聚集有機(jī)物質(zhì)，從而降低了土壤DOC的損失。

中度鹽堿土中，隨著淋洗次數(shù)的增加，有機(jī)物處理及CK的SUVA2s4均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)（圖2），即淋洗出的溶解性有機(jī)物質(zhì)的芳香性隨著淋洗次數(shù)的增加先增后降。第1、2次淋洗收集時(shí)，W2的SU-VA254顯著高于CK，表明配施牛糞分解產(chǎn)生的溶解性有機(jī)物質(zhì)的芳香化程度較高，這可能是由于牛糞質(zhì)地細(xì)膩，且自身含有的化學(xué)成分易轉(zhuǎn)化，使得其淋洗出的溶解性物質(zhì)含有更多的芳香性物質(zhì)，如芳香族和不飽和共軛雙鍵等結(jié)構(gòu)；而秸稈中纖維素、木質(zhì)素等難分解的成分相對(duì)較多，使得W1淋洗出的溶解性物質(zhì)芳香性低于CK。隨著淋洗的進(jìn)行，添加有機(jī)物處理的SU-VA254于第5次和第6次間無顯著差異，且均低于CK，意味著隨著牛糞和生物炭中易分解的溶解性物質(zhì)被淋出，土壤淋洗出的溶解性有機(jī)物開始以秸稈分解釋放的低芳香性、分子量較小的可溶性物質(zhì)為主。這歸因于第1-5次淋洗收集中，同一土壤添加有機(jī)物處理淋洗間的SUVA254差異性變化主要來源于1％復(fù)配比例的不同。

重度鹽堿土中，隨著淋洗次數(shù)的增加，CK淋洗出的溶解性有機(jī)物芳香化程度以及分子量逐漸降低，說明在淋洗作用下，原生鹽堿土中自身有機(jī)物質(zhì)分解或團(tuán)聚體表面釋放的可溶性有機(jī)物質(zhì)減少，大部分以腐殖化程度較高的有機(jī)物質(zhì)形式存留。Dong等指出相較肥沃土壤，受鹽影響土壤的溶解性有機(jī)物腐殖化程度更深、更古老、更穩(wěn)定，因?yàn)樵邴}脅迫下土壤有機(jī)質(zhì)更難降解。不同于中度鹽堿土，重度鹽堿土中W2的SUVA254在淋洗過程中均高于CK，這可能是由于相較中度鹽堿土，重度鹽堿土中W2的持水性較低，淋洗過程中有機(jī)物質(zhì)與水充分接觸程度相對(duì)較低，使得牛糞的芳香化過程能在土壤中持續(xù)發(fā)生，導(dǎo)致淋出的有機(jī)質(zhì)的SUVA254值較高、分子量較大。相較中度鹽堿土，重度鹽堿土中W1、W2和W3中SUVA254的峰值由第2次分別變?yōu)榈?次、第5次和第5次，這也表明淋洗出的大分子物質(zhì)芳香化過程的延長，更多的有機(jī)物質(zhì)固存在土壤中得以不斷芳香化。

SR常用來反映水體有機(jī)質(zhì)的來源與類型，包括分子量大小、自生源與外源特征、光漂白活性等。中度鹽堿土中，添加有機(jī)物處理淋洗出的可溶性有機(jī)物的分子量顯著高于CK（圖3），而可溶性有機(jī)物分子量越低，意味著可溶性有機(jī)物多為新近產(chǎn)生。隨著淋洗過程的進(jìn)行，土體中鹽分降低，中度鹽堿土添加有機(jī)物處理的SR逐漸增大并于第6次超過CK，表明添加的有機(jī)物分解程度加深，釋放出小分子量的溶解性物質(zhì)，這與張艷艷的研究結(jié)果不同，這可能是由于外源添加的新鮮有機(jī)物料在水分適宜條件下分解轉(zhuǎn)化程度不斷加深，而產(chǎn)生的小分子量物質(zhì)更容易被淋洗出來。李小剛等的研究表明玉米秸稈中的木質(zhì)素分解時(shí)趨向于形成芳香族化合物，而纖維素在分解過程中按照纖維素碳-水解碳-熱水提取碳-單糖碳逐漸分解轉(zhuǎn)變。重度鹽堿土中有機(jī)物料處理的SR無顯著差異，這可能是由于此時(shí)鹽分脅迫作用依然占據(jù)主要地位，因?yàn)橹囟塞}堿土第3次淋洗收集時(shí)淋洗液的鹽分量與中度鹽堿土第1次淋洗收集的鹽分量差異不顯著（Pgt;0.05），即重度鹽堿土第3次淋洗收集后的鹽分含量與中度鹽堿土第1次淋洗收集后土壤鹽分含量相近。

3.2秸稈及其配施對(duì)不同鹽堿土鹽分、離子含量和持水特性的影響

隨著淋洗次數(shù)的增加，土壤中淋出的可溶性鹽分逐漸減少，這是由于土壤中的可溶性鹽分在機(jī)械彌散作用下會(huì)從土壤表層向深層遷移并進(jìn)入到淋洗液中，隨著淋洗過程的進(jìn)行土壤中可遷移的鹽分含量下降，淋洗液的可溶性鹽含量降低并趨于穩(wěn)定（圖4）。Wang等的研究也表明灌溉會(huì)降低不同深度土層中的鹽分，鹽分隨著灌溉次數(shù)的增加而降低。添加有機(jī)物會(huì)顯著增加土壤淋出鹽分，這與Chaganti等的研究相似。中度和重度鹽堿土中，W1處理均顯著增加淋洗液鹽分含量，這一方面歸因于秸稈吸水膨脹使得土壤形成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，增大了水分下移孔隙通道，促進(jìn)了鹽分的下移，另一方面秸稈礦化釋放出自身的鹽基離子，從而增加了淋洗液鹽含量。但無論是CK還是有機(jī)物添加處理，中度鹽堿土至第4次收集（12次淋洗），淋洗液鹽分可降低至4 g·L-1，重度鹽堿土至第5次收集（15次淋洗）降低至4 g·L-1。

對(duì)于有機(jī)物料加入下鹽堿土淋洗過程，前人的研究大多關(guān)注淋洗后土壤EC值的變化，而較少關(guān)注添加物料后不同狀態(tài)的土壤EC值。通過測(cè)定添加有機(jī)物料充分混勻后的土壤EC值和加入物料后無淋洗條件下靜置培養(yǎng)30 d的土壤EC值，發(fā)現(xiàn)中度鹽堿土靜置30 d培養(yǎng)后CK土壤的EC值降低，而重度鹽堿土增加（圖5），這可能是由于有機(jī)物質(zhì)分解、微生物活動(dòng)等調(diào)節(jié)作用引起鹽堿化程度相對(duì)較輕土壤的鹽分下降，而鹽堿化程度較重的土壤，由于土粒分散引起的鹽分釋放以及土壤顆粒內(nèi)部鹽分外滲等導(dǎo)致土壤可溶性鹽分增加。這意味著鹽堿土的EC值會(huì)因?yàn)闇y(cè)定的時(shí)間段不同而存在差異。W1和W2在兩種土壤的EC值表現(xiàn)并不一致。靜置過程中，中度鹽堿土的EC值有所上升，這可能是由于秸稈、牛糞等外源有機(jī)物質(zhì)的鹽分引入導(dǎo)致；而重度鹽堿土中，靜置后土壤EC值顯著降低，降鹽效果明顯，可能是物料自身鹽分小于土壤中的鹽分，對(duì)土壤鹽分進(jìn)行了充分的物理性稀釋。經(jīng)過淋洗后，添加有機(jī)物料處理在中度和重度鹽堿土中的脫鹽率表現(xiàn)不同。相同淋洗條件下，重度鹽堿土的CK脫鹽率（83.91％）顯著高于中度鹽堿土（69.15％），這是由于重度鹽堿土的砂粒含量大于中度鹽堿土，使得土壤孔隙更多，水流通道更大，在徹底淋透的情況下，更容易造成水分流失；同時(shí)，重度鹽堿土的持水能力顯著低于中度鹽堿土，這使得鹽分和Na+能夠快速隨水下滲，但也導(dǎo)致土壤DOC的快速流失，加劇了鹽堿土壤貧瘠化。中度和重度鹽堿土中CK的EC值低于添加有機(jī)物料處理，這是因?yàn)橛袡C(jī)物料的加入在增大土壤孔隙的同時(shí)，也顯著提高了土壤的持水能力（圖6），“鹽隨水動(dòng)”，使得部分鹽分隨水保持在土體中，同時(shí)，有機(jī)物料礦化釋放出的鹽分離子（表2、表3）進(jìn)一步增加了土壤中的鹽分含量。此外，有機(jī)物料腐殖化形成的有機(jī)酸也會(huì)吸附土壤中的鹽基離子，從而導(dǎo)致添加有機(jī)物處理淋出的鹽分含量顯著高于CK。添加有機(jī)物料處理下淋洗液的含鹽量相較CK增大，而淋洗后土壤鹽分高于CK，說明不同有機(jī)物料自身含鹽量是否會(huì)增大土壤鹽分需要考慮土壤鹽堿程度和物料對(duì)土壤持水能力的增強(qiáng)效果。

中度鹽堿土中添加秸稈對(duì)土壤持水能力增強(qiáng)顯著（圖6），一方面是由于玉米秸稈吸水性強(qiáng)，能吸附大量水分子，另一方面玉米秸稈主要由粗纖維、木質(zhì)素等構(gòu)成，填充土壤后使得土壤孔隙形狀變得更復(fù)雜、不規(guī)則，而孔隙形狀越復(fù)雜、越不規(guī)則，越不利于水分向下層土壤運(yùn)移，從而提高土壤持水性。相較易分解有機(jī)物料（秸稈配施牛糞），難分解的生物炭對(duì)土壤持水能力增加不顯著。Razzaghi等指出生物炭能提高粗質(zhì)地土壤中的有效含水量，但向黏土中添加過量的生物炭可能會(huì)導(dǎo)致土壤水分有效性降低，這歸因于生物炭燒焦材料的疏水性質(zhì)及其粒徑分布的影響。

有機(jī)物的添加補(bǔ)充了土壤K+含量，經(jīng)過淋洗后，中度鹽堿土中W3處理K+含量不降反增，這是因?yàn)榻斩捄蜕锾亢邢鄬?duì)豐富的鉀（表2），此外生物炭表面的羧基等官能團(tuán)提供的大量陽離子結(jié)合位點(diǎn)，能吸附大量的K+，減少其淋洗損失，從而使土壤K+含量增加。盡管秸稈、牛糞和生物炭均含有較高的Ca2+和Mg2+，其中牛糞Ca2+、Mg2+的含量分別為19.97、15.48 mg·kg-1，但經(jīng)過淋洗后，中度鹽堿土壤中添加有機(jī)物處理的可溶性Ca2+和Mg2+含量與CK無顯著差異，重度鹽堿土中Mg2+含量與CK無顯著差異，而王舒華等的淋洗試驗(yàn)表明隨著淋洗次數(shù)增加淋濾液中可溶性Ca2+和Mg2+含量會(huì)不斷減少。假定有機(jī)物礦化過程中Na+、K+、Ca2+和Mg2+的穩(wěn)定性和礦化程度相同，那么Ca2+和Mg2+含量與CK無顯著差異歸結(jié)于外源有機(jī)物提高了兩種鹽堿土壤離子的淋洗速率，則外源有機(jī)物自身含量不多的Na+會(huì)顯著低于CK，因?yàn)榭扇苄訬a+和K+在土壤剖面中的遷移率高于Ca2+和Mg2+，而結(jié)果相反意味著外源有機(jī)物處理中的Na+、K+可能存在不穩(wěn)定，而二價(jià)陽離子，尤其是Mg2+存在相對(duì)穩(wěn)定，如置換出膠體表面的一價(jià)離子后以交換態(tài)形式存在等。重度鹽堿土中W2、W3處理的Na+含量顯著高于W1，這與高惠敏等的研究結(jié)果一致。這一方面是由于牛糞含有的Na+遠(yuǎn)高于秸稈和生物炭（表2），另一方面生物炭巨大的比表面積和較高的表面電荷密度吸附了土壤中Na+，使得Na+抵抗水分運(yùn)動(dòng)作用增強(qiáng)。

4結(jié)論

（1）淋洗會(huì)降低原生鹽堿土壤溶解性有機(jī)質(zhì)含量，當(dāng)土壤環(huán)境穩(wěn)定后中、重度鹽堿土壤中溶解性有機(jī)碳含量均不隨淋洗次數(shù)的增加而變化，但有機(jī)物質(zhì)的腐殖化程度不同。中度鹽堿土中溶解性有機(jī)物芳香性和分子量不變，重度鹽堿土中溶解性有機(jī)物芳香性降低、分子量減小。

（2）有機(jī)物料的輸入會(huì)增加兩種鹽堿土溶解性有機(jī)碳含量，但不同處理在兩種鹽堿土壤中腐殖化程度表現(xiàn)不同。中度鹽堿土中，添加物料處理均表現(xiàn)為芳香性降低，其物料組成對(duì)溶解性有機(jī)物的分子量無顯著影響，且分子量均逐漸減?。恢囟塞}堿土中，添加物料處理下的溶解性有機(jī)物分子量均較大，其中添加3％秸稈處理的芳香性低于配施牛糞或生物炭處理。

（3）有機(jī)物料的輸入提高了淋洗液鹽分含量，隨著淋洗次數(shù)的增加，添加有機(jī)物料土壤中淋出的可溶性鹽分逐漸減少并趨于穩(wěn)定。外源添加有機(jī)物料是否會(huì)增大土壤鹽分需要考慮土壤鹽堿程度和對(duì)土壤持水能力的增強(qiáng)效果。盡管物料顯著增強(qiáng)土壤持水能力，增大了中度鹽堿土電導(dǎo)率，但給定淋洗條件能夠有效抵消有機(jī)物料對(duì)中度鹽堿土電導(dǎo)率帶來的負(fù)面影響。而對(duì)于重度鹽堿土，3％秸稈和配施1％牛糞能夠通過物理性稀釋有效降低土壤鹽分。

（4）給定淋洗條件下，中度鹽堿土中3％秸稈引入的鹽分最高，持水能力最強(qiáng)，分解產(chǎn)生的溶解性有機(jī)碳最多，溶解性有機(jī)物腐殖化程度最深，而脫鹽、降Na+效果最好的為2％秸稈配施1％牛糞處理。重度鹽堿土中各處理鹽分引入處理間無顯著差異，3％秸稈和2％玉米秸稈配施牛糞處理持水量最大，3％秸稈處理分解產(chǎn)生的溶解性有機(jī)碳含量最高，2％玉米秸稈配施牛糞處理腐殖化程度最深，脫鹽效果最好的為3％玉米秸稈處理。