doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2025.09.035
引用格式:,等.施用黃腐酸鉀對柴達木盆地鹽堿地燕麥生長和土壤質量的影響[J].草地學報,2025,33 (9):3118-3128 WANG Jie,LIU Xin-yue,JIN Xin,et al.Effects ofPotassium Fulvate Application onOatGrowth and Soil Quality in the Saline-Alkali Soils of the Qaidam Basin[J].Acta Agrestia Sinica,2025,33(9) :3118-3128
關鍵詞:柴達木盆地;鹽堿地;黃腐酸鉀;燕麥;王壤改良中圖分類號:S156.4 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0435(2025)09-3118-11
Effects of Potassium Fulvate Application on Oat Growth and Soil Quality in the Saline-Alkali Soilsof the Qaidam Basin
WANG Jie1, LIU Xin-yue1, JIN Xin1,FU Yun-jie2,BAO Kui2,QUAN Zhi-xiu2,DANG Yu-hong2,XU Cheng-ti3.4.5, WANG Wei3.4.5, ZHANG Hai-juan6*,LU Guang-xin1.3*
(1.AgricultureandAnialHusbandryColegoQinghaiUniversityinngQighaiProvinceo6,ina;.QighaiBesG IndustryCo.deghaQghrovieoia;rtestKeboatoruliatedLandoeatidal LandImprovementnistrygricultureaduralfiselihaQghiroviceOina;4QighaiUieite AnimalHusbandryndVeteriaryienesXiingQighaiProvinceOhia;5.atioalGrassVarietiesegioalTstatioe inghaQingairoeoina;eybatorofatauatgdIootalEtsingi Technology,Xining,Qinghai Province 81ool6,China)
Abstract: To explore the effects of soil improvement measures on oat growth and soil quality in saline-alkali soils of the Qaidam Basin,a completely randomized block design was adopted,including a blank control (CK) and two application rates of potassium fulvate : 75kg?hm-2(A1) and 150kg?hm-2(A2) . The efficacy of potassium fulvate application was assessed by analyzing soil salinization indicators,the soil quality index,and oat growth parameters. The results showed that application of potassium fulvate significantly reduced soil pH value,electrical conductivity,and sodium adsorption ratio (Plt;0.05) ,effectively mitigating soil salinization and adjusting soil pH.The application of potassium fulvate enhanced the nutrient status and soil quality index of saline-alkali soils,consequently improving soil quality and stimulating the development ofoat biomass and root systems.In conclusion,potassium fulvate can be used as an effective soil conditionerto aleviate salt stress and promote oat growth in the saline-alkali soils of the Qaidam Basin.
Key words:Qaidam Basin;Saline-alkali soils; Potassium fulvate;Oats;Soil improvement
柴達木盆地素有“中國聚寶盆\"之稱,是我國重要的能源和礦產資源富集區之一。該盆地鹽堿地面積廣闊,占省鹽堿地總面積的 98% ,是全省耕地面積的5.5倍[2-3]。盆地位于內陸干旱荒漠區,受高寒大陸性氣候影響,具有高海拔、強輻射、無霜期短及降水稀少等特點[4]。在此特殊自然條件下,土壤鹽堿化問題尤為嚴重,表現為土壤pH值高、結構松散、養分有效性低等[5,嚴重制約土地利用效率和農業生產,進而威脅地區經濟發展[6。有效改良鹽堿地不僅有助于拓展農業生產空間,緩解王地資源緊缺,還能在畜牧業作為高寒干旱區重要經濟支柱的背景下,解決優質飼草資源短缺、品質不穩及產量不足等問題,為當地畜牧業和農牧業的可持續發展提供重要支撐。面對這一現實,尋找改良鹽堿地的方法并發展飼草產業成為當務之急。
燕麥(AvenasatiuaL.)是典型耐寒、耐旱、耐鹽的飼草作物,近年來在高寒地區得到了廣泛應用。首先,在平均溫度較低的高寒地帶,燕麥是不可或缺的飼料作物,它能改良土壤結構,增加土壤有機質含量[8]。其次,燕麥能在較低溫度和嚴酷環境中提供穩定的飼草產量[9],從而為后續農業經營創造更有利條件。此外,在柴達木盆地,當地已有推廣種植燕麥等耐鹽堿飼草的實踐與研究[10-11],顯現出燕麥良好的適應性與潛在價值,有助于滿足區域對優質牧草的巨大需求[12]。然而,僅依靠選用耐鹽性較好的飼草作物仍不足以從根本上解決鹽堿化帶來的系列問題。如何有效降低土壤 pH 值、減少鹽分積累、提升土壤肥力和微環境質量,是實現牧草穩產高產的關鍵[13]。研究證實,化學改良劑在鹽堿地改良中具有重要作用[14]。在眾多化學土壤改良劑中,黃腐酸鉀作為一種腐殖酸類物質,以其綠色、經濟、安全和高效等優勢而備受關注[15]。一方面,黃腐酸鉀能吸附土壤中有害陽離子和重金屬離子,降低土壤鹽分濃度,優化土壤微結構與團粒狀況[16-17];另一方面,它還可提高土壤有機質含量,增強微量元素有效性,促進作物根系發育,提升養分利用率[18-21];此外,作為一種“黑色肥料”,黃腐酸鉀在改良鹽堿地上的應用價值日益顯現[22]。然而在柴達木盆地這一特殊高寒鹽堿環境下,相關研究與實踐尚不充分。因此對黃腐酸鉀在燕麥種植中的綜合作用有待深人探究。
綜上所述,為滿足柴達木盆地鹽堿地畜牧業對高品質飼草的迫切需求,需要在選育耐鹽牧草的基礎上,結合有效的土壤改良措施。因此,本研究以燕麥為供試材料,通過探討黃腐酸鉀在改良柴達木盆地鹽堿地土壤及促進燕麥生長的作用機理與效果,以期為該地區鹽堿地資源的高效利用及畜牧業的可持續發展提供理論依據與技術支持。
1 材料與方法
1. 1 試驗地概況
野外試驗在省海西蒙古族藏族自治州德令哈市蓄集鄉奔盛草業有限公司試驗地( 37° 22′′38.784′N,97°43′′58.962′E) 進行,海拔 3158m 。該地區屬高原山地氣候,年均溫 2.8°C ,日照時間3182.8h ,年輻射量 693.33kJ?cm-2 ,年均降水量181.8mm ,年蒸發量 2370.0mm ,無霜期 90~110 d,年大風日數約44.1d,平均風速 3.0m?s-1 。土壤類型為鹽化棕鈣土, pH 值為 8.5~9.2 。耕層土壤基本化學性質如表1所示。2023年試驗期間月平均氣溫與月總降雨量如圖1所示。
1.2 供試材料
本研究選用燕麥品種為‘青甜一號'(發芽率90% ,凈度 90% 以上),由凱瑞生態科技有限公司提供,播種量為 300kg?hm-2"。
表1耕層土壤基本化學性質 Table1 Basic chemical properties of cultivated soil

圖12023年5-9月平均氣溫與降雨量

黃腐酸鉀(氧化鉀 11% 、氮 4% 、有機質 68% )由濟寧市金山生物工程有司提供。以有機肥和復合肥作為基肥,有機肥施用量為 300kg?hm-2 ,復合肥
施用量為375kg?hm-2 。
1.3 試驗設計
試驗于2023年5月進行播種,試驗采用完全隨機區組設計,設置3個處理,以不施黃腐酸鉀為對照(CK),設置2種不同黃腐酸鉀施用量,分別為75kg?hm-2(A1) ! 150kg?hm-2(A2) 。每個處理重復3次,共9個小區。每個小區長 5m ,寬 3m ,面積為 15m2 各小區間距 1m 。試驗地的地理位置圖及小區布局圖(圖2)。播種方式采用人工開溝條播,每小區播10行,行距 30cm ,播種深度 3~4cm 。
圖2試驗地的地理位置圖及小區布局圖

1.4 測定指標與方法
1.4.1 燕麥生長及根系指標測定在燕麥成熟期測定其生長及根系指標。每個試驗小區內選擇長勢均勻的種植行,隨機選取30株植物,測定其自然高度。同時,在每個試驗小區隨機選取6個 50cm 的樣本段,完整挖取根系,沿莖基部剪斷,地上部分用于測定地上生物量鮮重,地下根系部分在低水壓下沖洗干凈,測定其鮮重。隨后,將地上和地下部分的樣品分別置于 105°C 條件下殺青 30min 后于65°C 條件下烘干至恒重,最終稱量其干重。每個試驗小區隨機選取1O株植物,使用EpsonPerfectionV700Photo掃描儀對其根系進行成像。利用根系分析軟件 WinRhizo Pro 2Ol6(Regent Instruments,加拿大)分析根長、根表面積及根體積等根系性狀。1.4.2土壤理化性質的測定播種前在試驗樣地按對角線隨機選取5點,采集 0~15cm 土壤樣品,每個取樣點采用土鉆(直徑 5cm 采集3次的土壤混合后裝于自封袋中,用于測定試驗樣地耕層土壤的基本化學性質。在燕麥成熟期,采用土鉆采集燕麥種植區的土壤,新鮮土壤經風干、粉碎后,過 0.25mm 孔徑網篩,用于測定土壤理化性質。
土壤pH值使用數顯酸度計(PHS-3C)測定,水 土比例1:2.5;在田間用三參數儀(TDR-350)原位 測定地下 7.6cm 處的土壤電導率(Electricalcon ductivity,EC)和含水量(Soilwatercontent,SWC); 全氮(Totalnitrogen,TN)含量用半微量凱氏定氮法 測定[23];全磷(Total phosphorus,TP)含量用連續流 動-鉬酸銨分光光度法測定[24];有機質(Organic matter,OM)含量用重鉻酸鉀硫酸外加熱法測定[25]; 硝態氮(Nitratenitrogen, NO3- -N)含量采用紫外分 光光度法測定[26];銨態氮(Ammoniumnitrogen, NH4+ -N)含量采用靛酚藍比色法測定[27];總鉀 (Totalpotassium,NK)含量采用水浴消解-原子熒 光光度法測定[28]。
1.4.3土壤陽離子的測定及鈉吸附比鉀離子(Potassiumion, K+ )和鈉離子(Sodiumion, Na+) 含量用火焰光度法測定,鎂離子(Magnesium ion,Mg2+ )和鈣離子(Calciumion, Ca2+ )含量用EDTA(Ethylenediaminetetraaceticacid)絡合滴定法測定[29]。鈉吸附比(Sodium adsorption ratio,SAR)是衡量土壤鹽堿化程度的重要指標,計算公式如下[30]:

式中: [Na+] 表示土壤鈉離子濃度;[ Ca2+] 表示土壤鈣離子濃度; [Mg2+] 表示土壤鎂離子濃度;SAR 表示鈉吸附比。
1.4.4土壤質量指數的計算由于各土壤指標的單位和數量級存在差異,直接比較可能會受到量綱效應的影響。為使各土壤指標在不同單位下具有可比性,本研究對原始數據進行了歸一化處理,并采用線性隸屬度函數進行標準化。具體而言,對于正向指標(即數值越大表示土壤質量越好),選用“越多越好”型函數(式2),這些指標包括土壤有機質含量、全磷含量、全氮含量、硝態氮含量、銨態氮含量和全鉀含量;而對于逆向指標(即數值越大表示土壤質量越差),選用“越少越好”型函數(式3),這些指標包括土壤pH值和電導率。通過這種線性轉換,所有指標都被映射到[0,1]區間,從而實現了不同單位和量綱之間的直接比較。基于主成分分析所得的指標公因子方差,進一步確定了各指標在土壤質量評價中的權重(式4)。最后,通過線性隸屬度和權重計算得出土壤質量指數(Soilqualityindex,SQI,式5),該指數越大表明土壤質量越好,反之則越差。計算公式如下[31]:




式中: Si 表示指標標準化后的線性隸屬度 (0~ 1); X 為該指標實測值; Xmax 為該指標的最大值; Xmin 為該指標的最小值; Wi 為各指標的權重值; Ci 為該指標在主成分分析中求得的公因子方差; SQI 表示土壤質量指數。
1.5 數據處理
采用MicrosoftExcel202O進行數據整理,運用SPSS22.0軟件進行數據統計分析,采用Origin2021繪制相關分析圖。分析和繪制相關性和弦圖、Mantel檢驗以及多元回歸分析在R4.2.3(RDevel-opmentCoreTeam,2023)中進行。燕麥生長指標計算采用百分比增幅,通過比較其他處理方法與CK處理之間的差異,直觀展示其他處理相對于CK處理的提升程度。將各處理方法在相關指標上的表現以百分比增加量形式呈現,以量化不同處理方法的效果。
2 結果與分析
2.1黃腐酸鉀對燕麥的影響
2.1.1 黃腐酸鉀對燕麥生長指標的影響黃腐酸鉀對燕麥株高、地上生物量和地下生物量有一定的促進作用。株高、地上生物量干重及地下生物量干重在施用黃腐酸鉀后顯著增加 (Plt;0.05) (圖3),與CK相比, A1 和 A2 處理后,燕麥株高分別提高了74.86% 和 74.03% ,燕麥地上生物量干重分別增加了 31.71% 和 70.60% ,地下生物量干重分別增加了 72.51% 和 88.60% O
2.1.2黃腐酸鉀對燕麥根系形態的影響不同處理的燕麥根系形態指標測定表明(圖4),黃腐酸鉀對根系形態指標有一定的促進作用。與CK相比,A1 和 A2 處理顯著提高了根長、根表面積及根體積(Plt;0.05) , A1 和 A2 之間差異不顯著。其中, A1 和A2 處理下根長分別增加 37.00% 和 31.82% ,根表面積分別增加 45.84% 和 67.09% ,根體積分別增加84.31% 和 100.23% 。結果表明,施用黃腐酸鉀對燕麥的根系形態有積極影響。

圖4黃腐酸鉀對燕麥根系性狀的影響
Fig.4Effect of potassium fulvate on oat root traits

2.2黃腐酸鉀對土壤理化性質的影響
2.2.1 黃腐酸鉀對土陽離子、 pH 值、電導率、含水量的影響施用黃腐酸鉀改變了土壤中鈉離子濃度、鉀離子濃度、鎂離子濃度、鈉離子濃度、鉀鈉比?K+/Na+ )、鈣鈉比 (Ca2+/Na+ )、鈉吸附比、電導率及pH 值(圖5)。具體表現為:鉀離子和鈣離子濃度升高(圖5a、圖5d),鉀鈉比和鈣鈉比值增加(圖5e、圖5f,鈉離子和鎂離子濃度降低(圖5b-c),鈉吸附比、電導率和pH值降低(圖5g-i),土壤含水量升高(圖5j)。與CK相比, A1 和 A2 處理后鉀離子濃度分別升高 68.07% 和 130.00% ,鈣離子濃度分別升高了30.85% 和 102.82% ,鈉離子濃度分別降低了40.63% 和 56.25% ,鎂離子濃度分別降低了18. 48% 和41. 61% ,鈉吸附比分別降低了 42.91% 和 68.86%,pH 值分別降低了 4.63% 和 8.33% ,電導率分別降低了 40.87% 和61. 38% ,土壤含水量分別升高了 10.68% 和 18.22% 。上述結果表明施用黃腐酸鉀有利于降低土壤的電導率和堿度。
2.2.2黃腐酸鉀對土壤養分影響施用黃腐酸鉀提高了土壤養分含量(圖6)。與CK相比, A1 或 A2 顯著提高了各項土壤養分含量 (Plt;0.05) ,除了土壤有機質外,其余各土壤養分指標在 A1 和 A2 之間的差異均不顯著。與CK相比, A1 和 A2 處理的有機質含量分別增加了217. 63% 和262. 67% ,硝態氮含量分別增加了 16.41% 和 17.70% ,銨態氮含量分別增加了81.87% 和 141.8% ,全磷含量分別增加了 2.37% 和 3.24% ,全氮含量分別增加了 4.95% 和10.16% ,總鉀含量分別增加了 6.86% 和11. 60% 。2.2.3土壤理化性質之間的相關性對不同處理的土壤指標進行了相關性分析,由圖7可知,有機質含量與鉀離子、硝態氮和銨態氮含量呈現顯著正相關 Plt; 0.05),與鈉離子濃度、鎂離子濃度 Φ,pH 值和電導率顯著負相關( ?Plt;0.05) ;全磷含量與電導率顯著負相關(Plt;0.05) ;全氮含量與總鉀含量顯著正相關 (Plt; 0.05);硝態氮含量與銨態氮含量和鉀離子濃度顯著正相關 ?Plt;0.05) ,與鈉離子濃度 Φ,pH 值和電導率顯著負相關 (Plt;0.05) ;銨態氮含量與鉀離子濃度顯著正相關 (Plt;0.05) ,與鎂離子濃度和pH值顯著負相關( Plt;0.05) ;鉀離子濃度與鈣離子濃度顯著正相關( Plt;0.05) ,與鈉離子濃度 Φ,pH 值和電導率顯著負相關 (Plt;0.05) ;鈉離子濃度與pH值和電導率顯著正相關 (Plt;0.05) ,與鈣離子濃度顯著負相關 (Plt;0.05) ;鈣離子濃度與 pH 值、電導率顯著負相關 (Plt;0.05) ;pH 值與電導率顯著正相關 (Plt;0.05) 0
圖5黃腐酸鉀對土壤陽離子、鉀鈉比、鈣鈉比、鈉吸附比、電導率、pH值、含水量的影響
Fig.5Effects of potassium fulvate on soil cation, K+/Na+ , Ca2+/Na+ ,SAR,EC, pH value and SWC

圖6黃腐酸鉀對土壤養分影響

圖7土壤理化性質之間的相關性和弦圖分析 Fig.7Correlation and chord diagram analysis between soil physicochemical properties

2.3黃腐酸鉀對土壤質量指數的影響
通過計算各土壤理化性質的權重及不同處理各土壤理化性質的線性隸屬度值,計算出不同處理的SQI(表2)。由表2可知,該地的SQI在 0.227~ 0.826之間,與CK相比, A1 和 A2 處理下SQI顯著提高 (Plt;0.05) 。三個處理下SQI平均值的大小順序為 A2gt;A1gt;CK 。結果表明,施用黃腐酸鉀可以提高土壤質量指數,提高土壤質量。
表2不同處理下的土壤質量指數
Table2Soil qualityindexunderdifferenttreatments

2.4土壤理化性質對燕麥影響
為了探究燕麥生長指標和根系形態指標受何種土壤理化性質驅動,通過Mantel檢驗分析了燕麥生長指標和根系形態指標與各土壤理化性質之間的關系(圖8)。對于燕麥生長指標而言,有機質含量、全氮含量、硝態氮含量、總鉀含量、鉀離子濃度、鈉離子濃度、鎂離子濃度 Φ,pH 值和電導率極顯著影響了其變化 ?Plt;0.01) ,銨態氮含量顯著影響了其變化 Plt; 0.05);對于根系形態指標而言,有機質含量、鈣離子濃度 Φ,pH 值極顯著影響了其變化( Plt;0.01) ,銨態氮含量和總鉀含量顯著影響了其變化 (Plt;0.05) 。
圖8土壤理化性質對燕麥生長的Mantel檢驗分析 Fig.8Mantel test analysis of soil physical and chemical properties on oat growth
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2.5土壤理化性質對土壤質量指數變化的相對貢獻
為了了解土壤理化性質與土壤質量指數的關系,探討了在黃腐酸鉀的作用下土壤理化性質對土壤質量指數(Soilqualityindex,SQI)差異的相對貢獻及重要程度。通過多元回歸(MultipleRegressionModel,MRM)方法,基于土壤質量指數與土壤理化性質進行了全子集回歸分析。分析結果表明,在黃腐酸鉀的作用下,土壤養分、陽離子及pH值、電導率共同對土壤質量指數的差異產生了影響(圖 9,adjR2=0.9973)(Plt;0.001) 。具體來看,土壤養分貢獻了 38.85% 的影響,土壤陽離子貢獻了29.73% ,而土壤pH值、電導率則貢獻了 31.43% 。在眾多的影響因子中,硝態氮、銨態氮、全磷、全氮、總鉀顯著正向影響了土壤質量指數,土壤電導率顯著負向影響了土壤質量指數。以上結果表明,在黃腐酸鉀的作用下,土壤硝態氮含量、銨態氮含量、全磷含量、全氮含量、總鉀含量的增加有利于提高土壤質量,相反土壤電導率的增加會降低土壤質量。

3討論
3.1黃腐酸鉀對土壤鹽堿性的改善作用
柴達木盆地鹽堿地地下水位淺、蒸發量大,鹽分隨土壤毛管水上升,在土壤表層積聚,導致表層土壤含鹽量上升,土壤結構被破壞,滲透性和肥力下降,嚴重制約了植物的生長發育[32]。土壤電導率和pH值是反映土壤鹽漬化程度的重要指標,研究表明,在一定濃度范圍內,土壤電導率和 pH 值與鹽分含量呈正相關關系[33]。本研究發現,與對照(CK)相比,施用黃腐酸鉀 A1 和 A2 處理顯著降低了電導率和 pH 值,這可能是因為黃腐酸鉀在土壤中產生一系列酸性物質,通過酸堿中和反應降低了土壤堿性。這與劉燦華等34的研究結果一致,即黃腐酸鉀具有較大的鉀鹽基交換容量,能夠有效降低土壤鹽分濃度和調節土壤酸堿度,防止土壤進一步鹽堿化。
鹽堿地土壤中鈉離子含量過高,會抑制植物對其他陽離子的吸收,影響植物正常生長[35]。本研究發現,施用黃腐酸鉀后,土壤中鉀離子和鈣離子含量隨著黃腐酸鉀施用量的增加而增加,而鈉離子和鎂離子含量則相應下降。可能的原因是:一方面,黃腐酸鉀中的鉀離子和鈣離子具有較強的交換能力和吸附性能,能夠與土壤中的鈉離子發生交換,從而降低土壤表層的鈉離子含量;另一方面,黃腐酸鉀中的生物活性物質通過吸附離子的方式,降低了土壤中的鈉離子含量,提高了土壤養分的有效性[36]。此外,黃腐酸鉀的螯合作用可能促使土壤中的鎂離子形成穩定的螯合物,從而降低了王壤中的鎂離子含量,降低了其在生物體中的可利用性。
土壤鈉吸附比(SAR)是判斷鹽堿土堿化程度的重要參數,土壤鈉吸附比的降低通常反映了土壤中可交換鈉離子的相對含量下降[37]。本研究發現,這些離子的交換和螯合作用導致 K+/Na+ 和 Ca2+/Na+ 比值的增加,有效降低了土壤鈉吸附比。這不僅緩解了鹽堿脅迫對植物的不利影響,也優化了土壤的化學性質,為燕麥等作物的生長提供了更加適宜的營養環境。
3.2黃腐酸鉀對土壤養分和土壤質量指數的提升
土壤有機質、全氮、全磷、硝態氮、銨態氮以及總鉀含量是評估土壤質量的重要養分指標[38]。本研究發現,施用黃腐酸鉀后,各土壤養分指標均增加 (A2gt;A1gt;CK) ,值得注意是各處理之間土壤有機質含量的顯著提升( .lt;0.05) 。這是由于黃腐酸鉀本身含有高比例的有機質 68% )氮 (4%) 和氧化鉀( 11%) ,施用后有助于養分的累積,特別是在養分貧瘠的鹽堿地上,土壤養分含量的增加更為明顯[39]。
施用黃腐酸鉀后,全氮、硝態氮和銨態氮含量增加。這一現象的形成可能歸因于以下方面:一方面,黃腐酸鉀顯著增加土壤中的有機質含量( Plt; 0.05),豐富的有機質促進了微生物的活性和數量的提升,這些微生物在分解有機質的過程中,釋放出氮素,從而增加土壤中的全氮含量[40-41]。另一方面,黃腐酸鉀顯著增加土壤中的土壤含水量( Plt; 0.05),提高了土壤的水分保持能力,改善了土攘的物理結構,有助于氮素的有效循環和轉化,包括氨化作用和硝化作用,從而提升土壤中銨態氮和硝態氮的含量[42]。此外,土壤質量指數的計算結果顯示,施用黃腐酸鉀后,土壤質量指數呈現遞增趨勢(A2gt;A1gt;CK) ,進一步證明了黃腐酸鉀在提升土壤肥力和改善土壤理化特性方面的顯著作用。通過提高土壤有機質和養分含量,黃腐酸鉀不僅改善了土壤的物理結構,還提高了土壤微生物活性,增強了土壤的生物活性和肥力,從而優化了土壤的整體質量[43]
3.3黃腐酸鉀對燕麥生長的促進作用
鹽堿脅迫通常會顯著降低土壤養分的有效性,從而阻礙燕麥根系對水分與養分的有效吸收,進而影響植株的正常生長發育和產量形成[445]。本研究中,與對照(CK)相比,施用黃腐酸鉀顯著提高了燕麥的株高、地上生物量、地下生物量、根長、根表面積與根體積 ?Plt;0.05) ,這與Othman等[46-47]的研究結果相吻合。然而,在不同用量的黃腐酸鉀處理中( A1 與 A2 比較),除地上生物量外,其他指標的差異并未達到顯著水平。
進一步分析顯示,隨著黃腐酸鉀用量的增加,地上生物量顯著提高 (A2gt;A1gt;CK Plt;0.05) ,株高雖在 A1 處理中略高于 A2 處理,但兩者差異并不顯著。這一現象的形成可能歸因于以下因素:首先,黃腐酸鉀有助于提高土壤有機質含量與養分有效性[48],從而為植物生長提供更為理想的環境。相較于 A1 處理, A2 處理下土壤有機質的顯著提升確保了植株獲得更充足的養分 (Plt;0.05) ,進而顯著增加了其地上生物量。其次,黃腐酸鉀增加了土壤穩定性團聚體的含量,從而增強了土壤的持水保水性能[49],這種改良不僅改善了植物的抗逆性,還為植株地上部分的生長提供了有力支持。 A2 處理下土攘含水量的顯著提高為光合作用及養分吸收創造了更有利的條件 (A2gt;A1,Plt;0.05) ,進一步促進了地上生物量的積累。此外, A2 處理還顯著提升了土壤質量指數 (A2gt;A1,Plt;0.05) 。在鹽堿環境中,土壤條件的改善促使植物優先提高整體養分利用效率和生物量累積,以增強光合作用和營養儲備,而非僅僅通過增加株高來生長[50]。綜上盡管 A1 處理的株高略高于 A2 處理,但其地上生物量卻顯著低于A2(Plt;0.05) 。
此外,本研究中發現盡管 A1 和 A2 處理間根系形態指標無顯著差異,但 A2 地上生物量顯著大于 A1 (A2gt;A1,Plt;0.05) 。這歸功于本實驗中施用黃腐酸鉀后 A2 較 A1 處理顯著增加了土壤質量指數、有機質含量、含水量,顯著降低了鹽堿性(SAR)。這也印證了在鹽堿條件下,土壤物理與化學性質的改善不僅有助于降低根系脅迫程度,也使得植株無需通過顯著增加根長或根系分支來應對嚴苛環境,而是通過更高效的養分獲取與利用來增加地上生物量[51]。
3.4研究的局限性與未來展望
盡管本研究取得了顯著成果,但仍存在一些局限性。由于實驗周期較短,黃腐酸鉀對土壤質量和植物生長的效應短時間內尚未完全顯現。未來研究應延長實驗周期,觀察長期施用黃腐酸鉀對鹽堿地土壤和燕麥生長的持續影響。其次,本研究未考慮施用黃腐酸鉀對土壤中 HCO3- , CO32- SO42- 等陰離子的變化,這些因素也可能對土壤性質和植物生長產生重要影響,因此,需進一步探討這些離子的變化及其作用機制。此外,研究中采用的是單因素設計,僅考察了黃腐酸鉀的施用量對土壤和植物的影響,未來研究應考慮多因素綜合作用,如結合有機肥施用、合理灌溉管理等,探討多種改良措施的協同效應,以實現鹽堿地的長期穩定治理。
4結論
本試驗在柴達木盆地鹽堿地設置不同黃腐酸鉀梯度,探究了施用黃腐酸鉀對柴達木盆地鹽堿地燕麥生長和土壤質量的影響。研究表明:(1)施用黃腐酸鉀可以改變土壤陽離子濃度,降低 Na+ 的濃度、土壤鈉吸附比、土壤電導率和pH值,能夠降低土壤鹽分濃度,并且能夠有效調節土壤酸堿度,避免土壤鹽堿化。(2)施用黃腐酸鉀可以提高土壤養分和土壤質量指數,可以有效改善鹽堿地燕麥田土壤的養分狀況,提高了土壤質量。(3)施用黃腐酸鉀顯著了增加燕麥的產量,有利于鹽堿地燕麥根系形態的發育,黃腐酸鉀作為鹽堿地的化學改良劑具有獨特的優勢。
參考文獻
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(責任編輯 閔芝智)