不同肥料配施對輕度鹽堿地土壤理化性狀和首蓿產量的影響

中圖分類號：S541；S156.4+2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0435（2025）05-1694-08

摘要：為探究不同肥料配施對濱海鹽堿地土壤理化性質及紫花苜蓿（Medicago satiuaL.）生長產量的影響，本研究以‘中苜3號'為材料，依托大田設計裂區試驗，主區處理為不同梯度的生物有機肥施用量，分別為 0kg?hm^-2（B0） ，6000kg?hm^-2（B1） ， 9000kg?hm^-2（B2） ， 12000kg?hm^-2（B3） ，副區處理分別為：過磷酸鈣 （375kg?hm^-2 ，SP）、腐殖酸銨 （1500kg?hm^-2 ，AH）、過磷酸鈣 + 腐殖酸銨（1875kg hm^-2 ，SP + AH）以及對照（CK），共16個處理，探究土壤耕層pH值、電導率、有機質含量及苜蓿產量性狀的變化。結果表明：施用腐殖酸銨可顯著降低土壤電導率，施用生物有機肥和腐殖酸銨可提高土壤中有機質含量，從而改良鹽堿土促進紫花苜蓿產量的形成，施用過磷酸鈣可顯著降低土壤 pH ，但可能會增加土壤含鹽量;紫花苜蓿產量隨著生物有機肥施用量的增加而增加，且生物有機肥和腐殖酸銨配施時對輕度鹽堿地的改良效果最好，紫花苜蓿產量最高。

Abstract：To investigate the efects ofdifferent fertilizercombinations on the physicaland chemicalproperties of coastal saline-alkali soil and the growth and yield of alfalfa，this study used 'Zhongmu No. 3^′ as the material and conducteda split-plot field experiment.The main plot treatments were diferent gradients ofbio-organic fertilizer application rates，namely， 0kg?hm^-2 （BO）， 6000kg?hm^-2 （B1）， 9000kg?hm^-2 （B2）， （B3）， and the subplot treatments included superphosphate （375kg?hm^-2 ，SP），ammonium humate （1500kg?hm^-2 AH），a combination of superphosphate and ammonium humate （1875kg?hm^-2 ， SP+AH） and control（CK）， total 16 treatments. The study explored the changes of soil pH ，electrical conductivity and organic matter content in the plow layer，and alfalfa yield.The results indicated that the application of ammonium humate significantlyreduced soil conductivity，and the applicationof bio organic fertilizerand ammonium humate increased the organic mater content in the soil，thereby improving the saline alkali soil conditions and promoting the formation of alfalfa yield. The application of superphosphate significantly lowered soil pH ，but increased soil salt content.The yield of alfalfa increasedwiththe increase of theapplication ratesof bioorganic fertilizer，and the combination of bio-organic fertilizer and ammonium humate showed the best improvement efect on mild saline alkali soil，resulting in the highest yield of alfalfa. Key words： Alfalfa;Saline alkali land ;Bio organic fertilizer; Ammonium humate; Yield ;Soil properties

我國擁有各類可利用鹽堿地資源約 3.7×10⁷hm² 0治理利用潛力很大，是最重要的后備土壤資源，其中具備農業改良利用潛力的濱海鹽堿區1×10hm2[1]。鹽堿化會增加土壤板結程度，土壤養分含量和有機質含量較差，生產能力和地力水平較低，對作物生長發育產生不利影響并造成作物減產[2]。紫花苜蓿是一種重要的多年生優質豆科牧草，有著“牧草之王”的美譽[3]，同時也是一種中度耐鹽堿性作物[4]。在鹽堿脅迫下，紫花苜蓿可通過增加滲透調節物質和提高抗氧化酶活性，以保護膜系統維持代謝平衡5；也可通過改變根、莖、葉的組織結構抑制毒害離子進入植物體和提高水分的運輸代謝效率[6-7]。此外鹽堿地種植紫花苜蓿還可以顯著降低土壤pH值、總鹽度和容重，增加土壤有機質、全氮、速效磷等含量，起到改良鹽堿地的作用。因此，鹽堿地建植紫花苜蓿草地，一方面提高了鹽堿地的利用率，緩解了與糧食作物爭地的矛盾，為草地畜牧業的發展提供了優質飼草[8]；另一方面能夠改良鹽堿地，提高土壤肥力，對于我國糧食安全和生態文明具有重要意義。

腐殖酸銨是腐殖酸類肥料中最常用的品種，比腐殖酸易溶于水而被植物吸收，其水溶性高、代換量大，是一種優良的土壤改良劑。腐殖酸能夠有效地改善土壤結構、提高土壤有機質、降低土壤鹽分、促進作物生長[9-11]。生物有機肥作為一種綠色肥料，具有降低土壤容重、促進土壤團粒結構形成、增加土壤養分、促使土壤保水保肥等性能[12-13]，在鹽堿地施用生物有機肥，能夠緩解鹽堿脅迫促進增產。鹽漬土對植物大量營養元素磷（P）的影響尤為嚴重，使其有效性大大降低，嚴重影響作物產量[14]，過磷酸鈣可為土壤提供磷素營養，提高磷肥利用率，在改良鹽堿土上有增產提質的效果[15-17]。目前，鹽堿土改良材料種類多，如鈣基類、有機肥、有機酸等，但相較于單一材料，多種材料聯用可顯著增強鹽漬土的改良效果[18-19]。鹽堿地中生物有機肥、腐殖酸銨和過磷酸鈣配合施用時，效果相互補充，可提高有機質和磷肥利用率，降低土壤pH值、改善土壤結構，但肥料中也含有一定鹽分，多種聯合施用時可能會增加土壤電導率。因此，本研究于滄州濱海輕度鹽堿地設置大田試驗，選取生物有機肥、腐殖酸銨、過磷酸鈣，探究其交互作用對濱海輕度鹽堿地土壤理化性質以及紫花苜蓿產量的影響，以期為輕度鹽堿地紫花苜蓿高產提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1. 1 試驗地點

試驗地點位于河北省黃驊市滄州現代農業試驗站 （38^°26^′N，117^°17^′E） ，地處渤海之濱，屬于暖溫帶濱海半溫潤大陸性季風氣候，年均降水量 627mm ，年平均氣溫 12.3^°C ，年平均日照時數 2726h，0^°C 以上活動積溫 4766^°C ，無霜期210天左右。土壤類型為濱海潮灘鹽土，耕層土壤 pH 值為 7.9～8.5 ，含鹽量 1‰ ，有機質含量 10～14.2g?kg^-1 ，全氮含量 7.5g?kg^-1 ，速效磷含量 8.9mg?kg^-1 ，速效鉀含量 146mg?kg^-1[20] 。試驗期間試驗地的平均高溫為21^°C ，平均低溫為 10^°C 。最高溫度出現在2024年6月11日，為 42^°C ；最低溫度出現在2023年12月16日，為一 18^°C 。總降雨量為 352mm 。

1. 2 試驗設計

本試驗采用裂區試驗設計，主區設置 0kg?hm^-2 （BO）， 6000kg?hm^-2（B1） ， ，12000kg?hm^-2（B3）4 種梯度的生物有機肥施用量，每種生物有機肥施用量水平上設置4個副區處理：過磷酸鈣（204號 （375kg?hm^-2 ，SP）腐殖酸銨 1500kg?hm^-2 ，AH）過磷酸鈣 + 腐殖酸銨 （1875kg?hm^-2 ， SP+AH） 、對照（CK），共16個處理，每個處理3次重復，共48個小區，每個小區長 3m ，寬 3m ，面積為 9m² ，小區間設置 50cm 寬的間隔。播種前將肥料均勻撒于地表，后將其旋入土層中并平整土地。采用人工開溝條播，播種深度1.5～2.0cm ，播種密度為 26.25kg^.hm^-2 ，行距20cm 。試驗在雨養旱作條件下進行，播種前及栽培期間未施肥。2023年4月10日播種，分別于7月、8月、10月及次年5月、6月和8月進行人工刈割，留茬 5cm 。

供試苜蓿品種為‘中首3號’，生物有機肥由天津市裕川微生物制品有限公司提供，黃褐色粉末狀，有機物31. 54% ，總氮 19.9g?kg^-1 ，總磷 10.1g?kg^-1 總鉀 15.3g?kg^-1 。過磷酸鈣由濰坊優順環保科技有限公司生產，有效磷 （P₂O₅）?12% ，硫 310% ，鈣 ? 15% 。腐殖酸銨由山東旺通化工有限公司生產，黑色粉末狀，腐殖酸 30% ，氮素含量為 17.5% O

在2023年7月及2024年6月對土壤進行取樣，取樣深度為 20cm ，每個小區取三個點混樣，土樣風干后過 2mm 篩，測定2023年及2024年土壤 pH 值和電導率，并測定2024年土壤有機質含量；在每茬苜蓿收獲前進行株高、密度、產量的測定。

1.3 測定指標及方法

1.3.1土壤pH和電導率土壤pH和EC分別使用pH計和電導率儀測定（土水比為1：5）。

1.3.2土壤有機質含量采用重鉻酸鉀氧化-油浴加熱法進行測定。

1.3.3株高、密度、產量的測定株高：每個小區隨機選取5株苜蓿測量地面到頂葉的垂直高度，計算平均值。

密度：從 1m² 樣方的植物樣品中人工數出100枝條，稱取100枝條的鮮重，通過 1m² 鮮重和100枝條鮮重，折算出苜蓿生長密度。

產量：每個小區選擇具有代表性的 1m² 樣方進行劉割并稱量植株鮮重 （kg） ，取其中100枝條的樣品帶回實驗室，放入烘箱中 105^°C 下殺青 30min 后80^°C 烘干至恒重后稱取干重（kg），計算苜蓿的干物質量 （%） ，并折算出苜蓿單茬干草產量 （kg?hm^-2） ：年干草產量為3茬苜蓿干草產量之和。

1.4 數據處理與統計分析

試驗數據采用MicrosoftExcel2021軟件進行整理，使用SPSS26.0軟件進行數據統計分析，使用雙因素方差分析對生物有機肥施用量和肥料的交互作用進行說明，對不同處理下各個土壤性狀和植物生理指標進行單因素方差分析，對土壤理化性質和首蓿產量性狀進行相關性分析，使用Origin64繪圖。

2 結果與分析

2.1不同生物有機肥施用量和肥料處理對土壤pH 和電導率的影響

肥料的投入對土壤的pH值和電導率有顯著影響 （表1，表2）。2023年腐植酸銨、過磷酸鈣、腐殖酸銨 + 過磷酸鈣三種處理均能降低土壤的pH值，其中過磷酸鈣對 pH 降低效果最好，與CK相比三者分別平均降低了0.08，0.15和0.06；在不同生物有機肥施用量下，施人 9000kg?hm^-2 的生物有機肥（即B2處理下）土壤 pH 值最低；與2023年相比，2024年土壤 pH 整體有所降低；在B2處理下，AH處理土壤pH顯著低于對照。2023年腐殖酸銨和腐殖酸銨 + 過磷酸鈣可以降低土壤電導率，腐殖酸銨降低電導率效果最好，在BO，B1，B2，B3處理下相較于CK，降幅分別為 32.1%，7.6%，14.8% 22.8% ，而施入過磷酸鈣則增加了土壤電導率。較2023年，2024年土壤電導率整體降低。

2.2不同生物有機肥施用量和肥料處理對土壤有機質含量的影響

由圖1及表2可知：生物有機肥施用量和肥料處理對輕度鹽堿土中有機質含量有極顯著影響 （Plt; 0.01），隨著生物有機肥施用量的增加，土壤有機質含量整體呈現上升的趨勢；在不施用生物有機肥（即B0處理下），腐殖酸銨可以增加有機質含量，但效果不顯著；在B1和B2處理下，施入腐殖酸銨和過磷酸鈣 + 腐殖酸銨可以顯著增加土壤有機質含量（ Plt;0.05） ，相比于CK，B1處理下分別提升 15% 和16.7% ，B2處理下分別提升 18.3% 和 15.5% ;B3處理下，三種物料投人均增加了有機質含量。

2.3不同生物有機肥施用量和肥料處理對苜蓿株高和密度的影響

生物有機肥施用量以及生物有機肥施用量和肥料處理的交互作用對紫花苜蓿的株高有顯著影響 .Plt;0.05） ，但肥料處理對株高影響不顯著（表2）。2023年所有處理中B1CK處理下的株高最高，為 53.8cm ，在B1處理下，SP處理顯著低于其他處理 （Plt;0.05） （圖2）。2024年株高極顯著高于2023年，且隨著生物有機肥施用量的增加，苜蓿株高整體呈現先下降后上升的趨勢，在B1處理下，SP處理顯著低于其他處理（ ?Plt;0.05） ，與2023年一致。

生物有機肥施用量和肥料處理及其交互作用對紫花苜蓿生長密度有顯著影響 （Plt;0.05） （表2），隨著生物有機肥施用量的增加，苜蓿生長密度整體呈現先上升后下降的趨勢，2023年在B2處理下的生長密度最大；在BO處理下， SP+AH 處理顯著高于對照 （Plt;0.05） ，除未施用生物有機肥的BO處理外，同一生物有機肥施用量處理下，首蓿密度均呈現 AHgt;SP+AHgt;SPgt;CK ，且AH處理顯著高于對照 （Plt;0.05） ，在B1，B2，B3處理下，AH處理的苜蓿密度較對照分別提高了 14.6% ， 17.8% ，43.7% 。在所有處理中，B2AH處理下苜蓿生長密度最大，為324枝 m^-2 。2024年苜蓿生長密度顯著高于2023年，且在B2處理下表現最好。

2.4不同生物有機肥施用量和肥料處理對苜蓿年干草產量的影響

由圖3及表2可知生物有機肥施用量和肥料處理及其交互作用對紫花苜蓿年干草產量有顯著影響 （Plt;0.05） ，隨著生物有機肥施用量的增加，不同肥料處理下的苜蓿年干草產量與株高、密度對其響應一致，整體呈現先上升后下降的趨勢，在B2生物有機肥施用量下達到最高；在同一生物有機肥施用量下，AH處理的年干草產量最高，比對照分別提高了 30.7%，10.6%，20.8%，7.8% ，在BO，B1，B2生物有機肥施用量下，AH處理顯著高于其他處理（Plt;0.05） ，在B3處理下，四個改良取料處理無顯著差異，在所有處理中，B2AH處理下的年干草產量最高，達到 9.16t?hm^-2 。2024年產量顯著高于2023年，隨著生物有機肥施用量的增加，產量呈現逐漸增加的趨勢，且AH處理下的產量最高。

2.5首蓿產量性狀與土壤理化性狀的相關性分析

由圖4可以看出土壤pH與紫花苜蓿生長密度呈顯著負相關，土壤電導率與紫花苜蓿生長密度呈顯著負相關，土壤有機質與紫花苜蓿密度和產量呈顯著正相關，紫花苜蓿株高和生長密度與產量呈顯著正相關，密度與株高呈顯著正相關，此外土壤pH值與土壤有機質含量及年干草呈負相關，但不顯著。

3討論

增加有機肥的施用比例能有效減輕土壤鹽漬化程度[21]，施加有機肥是改良鹽堿土的重要手段之一。劉國輝等[22]的meta分析結果表明，施用有機肥對鹽堿土改良效果顯著，土壤養分水平顯著提高，其有機質比不施肥處理提高了 33.41% ，土壤鹽漬化水平降低，電導率和pH值分別降低了 43.09% 和5.22% ；作物的產量顯著提高，增幅為41. 78% 。總體來看，單施有機肥更有利于土壤養分的提高，而有機肥與無機肥配施可以有效降低土壤鹽分和改善土壤耕層結構，施加有機肥對中度鹽堿土的改良效果優于輕度和重度鹽堿土。本研究中試驗地屬于輕度鹽堿地，所選肥料對于中重度鹽堿地的改良效果也會進一步驗證。

在鹽堿土中施用有機肥能夠顯著降低土壤水溶性鹽分總量和 pH ，但對電導率無顯著影響[23-26]，可能是不同地域、施用方法及鹽漬化程度下的研究結果存在一定的差異。閆夏等[2試驗結果表明腐植酸抑制土壤次生鹽漬化效果非常好，施用之后pH值降低幅度均達到 1.2%～2.4% 之間，土壤全鹽9.47%～75.55% 之間，本研究中，投入腐殖酸銨可以降低土壤電導率和土壤 pH 值，與前人研究結果一致。投入過磷酸鈣對 pH 有顯著降低，但是卻增加了土壤電導率，可能原因是過磷酸鈣中本身含有一定的鹽離子，過磷酸鈣與腐殖酸銨配施，可以降低土壤電導率，緩解鹽離子的增加，且腐殖酸濃度對土壤中磷素轉化有一定的影響，適宜的腐殖酸濃度可以有效提高各形態無機磷的含量[28]。此外苜蓿建植第二年土壤電導率極顯著低于第一年，pH值也整體有所下降，可能是苜蓿植株本身對于鹽堿地的改良效果，發達的根系促進鹽分的下滲，地表的覆蓋抑制蒸發。

生物有機肥的施用可以顯著提高土壤中的有機質含量，有機質含量的增加有助于改善土攘結構，增強土壤的保水和保肥能力[29]，施用腐殖酸可以使鹽堿地土壤有機質、全氮含量顯著提高，顯著降低表層土壤含鹽量[30-36]，本研究中，在不同生物有機肥施用量下，施入中等水平的生物有機肥時土壤pH值最低;隨著生物有機肥施用量的增加，土壤中有機質含量呈現上升的趨勢，與其研究一致，投入腐殖酸銨對土壤中有機質含量有顯著的提升，生物有機肥處理與肥料處理的交互作用對土壤pH值、電導率以及有機質含量無顯著影響。

良好的土壤結構能促進作物對養分的吸收，從而提高地上部生物量和產量，本研究相關性分析表明鹽堿土理化性質與產量之間存在顯著相關（圖4），肥料通過改善土壤結構、增加土壤養分從而促進產量的提升。生物有機肥通過改善土壤能夠提高鹽堿地上作物的產量，與單施化肥相比，生物有機肥配合化肥施用可以顯著提高作物產量，增幅達到 295%^[37] ，腐殖酸、有機肥等能夠增加土壤有機質含量，改善土壤結構，具有增產和穩產作用[38-40]。本研究中，建植第一年隨著生物有機肥施用量的增加，不同肥料處理下年干草產量呈現先上升后下降的趨勢，在 9000kg?hm^-2 施用量下產量最高，建植第二年，隨著生物有機肥施用量的增加，苜蓿產量呈現逐漸上升的趨勢，在 施用量下產量最高，可能原因是建植第一年土壤電導率較高，在施用過多肥料后會帶入一部分鹽分，而在建植第二年，由于電導率和pH的顯著下降，生物有機肥的效果得以持續揮發。因此在改良不同程度鹽堿地時，需要注意肥料的施用量，防止帶入過多鹽分。生物有機肥處理與肥料處理的交互作用對株高、密度以及產量有顯著的影響，生物有機肥與腐殖酸銨配施時首蓿產量最高，二者對提高鹽堿地苜蓿產量有協同作用。

4結論

通過黃驊大田試驗得出，施用腐殖酸銨可顯著降低土壤電導率，施用生物有機肥和腐殖酸銨可提高土壤中有機質含量，從而改良鹽堿土，進而提升紫花苜蓿產量。輕度鹽堿地配施生物有機肥和腐殖酸銨時改良效果最好，且紫花苜蓿產量隨著生物有機肥施用量的增加而增加。輕度鹽堿地種植紫花苜蓿對土攘有顯著的改良作用，種植第二年土壤pH值和電導率顯著降低。

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（責任編輯彭露茜）