楊軍 邵玉翠 高偉 任順榮 高賢彪

摘要：采用盆栽試驗(yàn)方法，研究了在鹽堿土中分別施入不同配比的褐煤、沸石、牛糞、醋渣、石膏及木質(zhì)素有機(jī)物對(duì)鹽堿土的改良效果。結(jié)果表明：各改良劑降低了土壤的pH值，CO32-、HCO3-離子含量，以及K++Na+離子占陽(yáng)離子的比例；同時(shí)土壤中SO42-、Ca2+、Mg2+含量增加，從而改善了土壤離子組成，增強(qiáng)了土壤的團(tuán)聚性，改善土壤結(jié)構(gòu)，利于鹽分離子的淋洗，使土壤堿性和鹽分降低。各處理中以施入35%木質(zhì)素有機(jī)物+35%牛糞+30%石膏(T3)的改良效果較好。

關(guān)鍵詞：改良劑；微咸水；土壤全鹽量；土壤pH值

中圖分類(lèi)號(hào)：S156.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.01.010

Effects of Different Soil Amendment on Salt Content of Soil Under Irrigating with Brackish Water

YANG Jun, SHAO Yu-cui, GAO Wei, REN Shun-rong, GAO Xian-biao

( Tianjin Institute of Agricultural Resource and Environment Sciences, Tianjin 300192,China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ: The effect of soil improvement of applying the different ratio of lignite, zeolite, cattle manure, vinegar residue, gypsum and lignin organic on salinization soil was studied by pot experiment. The results showed that the amendment decreased pH, the content of CO32- and HCO3-, and the proportion of K++Na+. Meanwhile, the content of SO42-、Ca2+、Mg2+ in soil was increased. Thereby, it improved the soil ionic composition and soil structure, and enhanced the aggregate capacity of soil, favorabled to the leaching of ions, reduced the soil alkaline and salt. Among all treatments the better effect of improvement saline alkali soil was the treatment 3 with 35% lignin organic +35% cattle manure +30% vinegar residue.

Key words: soil amendment; brackish water; soil total salt content; soil pH value

鹽堿土是地球陸地上分布廣泛的一種土壤類(lèi)型，約占陸地總面積的25%[1]。在人口不斷增加，耕地日趨減少和淡水資源不足的嚴(yán)重壓力下，如何利用大面積的鹽堿土發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)，是國(guó)際上和農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)迫切需要解決的重大課題[2]。改良鹽堿土是一項(xiàng)復(fù)雜、難度大、需時(shí)長(zhǎng)的工作。目前，所采用的改良方法很多，例如工程水利措施、增施有機(jī)肥、種植鹽生植物等[3-4]，但是這些方法有的投資過(guò)大，有的見(jiàn)效慢[5]。施用土壤改良劑是有別于傳統(tǒng)土壤改良的方法技術(shù)，在一定程度上可以改善土壤理化性狀，增強(qiáng)土壤保土保水能力，增強(qiáng)土壤中微量元素的有效性，提高土壤肥力，同時(shí)還能提高土壤中微生物和酶活性，抑制病原微生物，促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收，增強(qiáng)植物的抗性[6-8]；降低重金屬污染土壤中重金屬Cd、Pb、Zn等的遷移能力，抑制作物對(duì)重金屬吸收[9]。對(duì)鹽堿土的改良過(guò)程中，只是一種或兩種改良物質(zhì)的應(yīng)用，存在以下缺點(diǎn)：一是改良物質(zhì)用量大，成本高；二是改良效果單一，只注重對(duì)土壤的改良，忽視了對(duì)土壤的培肥及提高作物的耐鹽能力[10]；最后，人工合成的高分子化合物的高成本以及潛在的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，限制了它的廣泛應(yīng)用[11]。因此，研究多種物質(zhì)的配合對(duì)鹽堿土的改良作用及其機(jī)理，是當(dāng)前鹽堿土改良過(guò)程中急需解決的問(wèn)題，這對(duì)于降低改良物質(zhì)的用量及成本，并將其商品化具有重要意義。

筆者選用6種環(huán)保、施用方便的有機(jī)廢棄物及工業(yè)廢渣作為土壤改良劑，通過(guò)小麥盆栽試驗(yàn)，研究了褐煤、沸石、牛糞、醋渣、石膏及木質(zhì)素有機(jī)物(二銨絕佳配，泉林三農(nóng))的組合對(duì)鹽堿土的改良作用及對(duì)土壤pH值、電導(dǎo)率和鹽分含量的影響，篩選出適宜鹽堿地改良的土壤改良劑及其配比，探索出一項(xiàng)改良治理鹽漬土的措施，同時(shí)為改良劑組合的商品化及應(yīng)用和推廣提供理論依據(jù)。

1材料和方法

1.1試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2010年4─6月在天津市農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所盆栽試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行。盆栽土壤取自天津市靜?？h蔡公莊鄉(xiāng)四黨口村小麥地表層（0～20 cm）土壤，土壤主要化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。試驗(yàn)作物為春小麥(遼春10號(hào))，4月8日播種，4月16日出苗，6月25日收獲。

試驗(yàn)共設(shè)7個(gè)處理，3次重復(fù)，見(jiàn)表2。盆栽使用直徑260 mm、高300 mm的花盆，土壤通過(guò)2 mm篩后裝盆，每盆裝土13 kg。土壤改良劑的施用量為3 000 kg·hm-2，按花盆表面積（0.053 m2）計(jì)算后一次性均勻地撒在土壤表層，然后將其與0～20 cm土壤充分混勻。同時(shí)每盆施入尿素1.3 kg、過(guò)磷酸鈣3.3 kg和氯化鉀0.7 kg作基肥。澆淡水后進(jìn)行播種，每盆播種42粒，覆土。小麥出苗后，根據(jù)土壤墑情進(jìn)行灌溉，T1～T6處理進(jìn)行淡水與咸水輪流灌溉，T7處理只進(jìn)行淡水灌溉。在每個(gè)盆下放置1個(gè)接水盆，防止灌溉水滲出。試驗(yàn)期間降雨量、灌溉水量及其主要化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表3。

1.2測(cè)定指標(biāo)和方法

測(cè)定樣品為基礎(chǔ)土樣及小麥?zhǔn)斋@后0～5 cm、5～20 cm和＞20 cm深度土樣。將過(guò)1 ｍｍ篩后的待測(cè)土樣按1∶5土水比與去CO2的蒸餾水混合，振蕩、過(guò)濾，濾液為待測(cè)液。以下項(xiàng)目的測(cè)定參照《土壤理化分析》[12]、《土壤農(nóng)化分析》[13]等的相關(guān)方法。

pH值：pH計(jì)(梅特勒S30K)測(cè)定； EC：電導(dǎo)率儀(梅特勒S30K)測(cè)定；全鹽：重量法； CO32-和HCO3-：雙指示劑中和滴定法； Cl-：AgNO3 滴定法； SO42-：EDTA間接絡(luò)合滴定法； Ca2+和Mg2+：EDTA滴定法； K+和Na+：差減法。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003和DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)、圖片處理分析。

2結(jié)果與分析

2.1 不同改良劑對(duì)土壤pH值和EC值的影響

pH是土壤重要的基本性質(zhì)，也是影響肥力的因素之一。它直接影響土壤養(yǎng)分的存在狀態(tài)、轉(zhuǎn)化和有效性。對(duì)于堿土而言，了解其pH值具有更大的意義[14]。不同的改良劑對(duì)土壤pH值的影響見(jiàn)圖1(a)。從圖中可以看出： T7處理3層土壤pH值均顯著(P<0.05，下同)高于其它處理，可見(jiàn)在不施改良劑的情況下灌溉淡水使各土層的pH值升高。在施用改良劑的5個(gè)處理中，0～5 cm土層土壤pH值范圍在7.60～7.96之間，平均值為7.77；5～20 cm土層土壤pH值范圍在7.61～7.88之間，平均值為7.80，各處理差異不顯著；＞20 cm土層土壤pH值范圍在7.68～7.90之間，平均值為7.76。各土層土壤pH值的平均值均低于基礎(chǔ)土壤的pH值(7.90)，但變化較小。由此可見(jiàn)，各改良劑在一定程度上均能降低土壤的pH值。

在一定的濃度范圍內(nèi)，溶液的含鹽量與電導(dǎo)率(EC)呈正相關(guān)，因此，土壤浸出液的電導(dǎo)率數(shù)值能反映土壤含鹽量的高低。圖1(b)為不同改良劑對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響。由圖可以看出，在小麥?zhǔn)斋@后不同處理不同土層土壤EC值發(fā)生了較大的變化，所有處理3個(gè)土層的EC值都高于種植前的EC值(263 μs·cm-1)。T7處理各土層EC值均顯著低于其它處理，可見(jiàn)咸水灌溉使土壤的EC值明顯上升。除T5外，其它處理3個(gè)土層的EC值均呈現(xiàn)5～20 cm<0~5 cm<20 cm以上的變化趨勢(shì)。0～5 cm和5～20 cm 2個(gè)土層的EC值在咸水灌溉的6個(gè)處理中的差異都未達(dá)到顯著水平，而在＞20 cm土層中，T3處理的EC值顯著高于處理T1和T6。

2.2不同改良劑對(duì)土壤全鹽的影響

由圖2可見(jiàn)，小麥?zhǔn)斋@后不同處理不同土層中全鹽含量都發(fā)生了變化，而且3個(gè)土層全鹽含量都高于基礎(chǔ)土樣的全鹽含量（0.106 %）。從不同土層看，除處理T4外，各處理5～20 cm土層全鹽的含量最低；0～5 cm較高，＞20 cm土層全鹽含量最高，這與土壤EC值的變化規(guī)律一樣，同時(shí)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。底層土壤的全鹽含量高，說(shuō)明試驗(yàn)中，有一部分鹽分隨灌溉和降雨淋洗到較深層的土壤中。另外，試驗(yàn)中每盆小麥下面都放置有小盆，因此滲漏出來(lái)的水并未流走，在土壤水分蒸發(fā)的時(shí)候還可從小盆里吸取一定的水，從而淋洗掉的部分鹽又進(jìn)入底層土壤。同時(shí)，試驗(yàn)也表現(xiàn)出表層土壤聚鹽的現(xiàn)象。從不同處理上看，T3處理＞20 cm土層土壤全鹽含量最高，達(dá)到了0.413 %，T7處理各土層全鹽含量都明顯低于其它處理，由此可見(jiàn)，灌溉咸水使土壤中鹽分含量顯著增加。

2.3不同改良劑對(duì)土壤陰離子的影響

施用改良劑能夠普遍降低土壤中的CO32-積累程度，降低程度幾乎達(dá)到了100%(見(jiàn)圖3)，而未施改良劑的T6和T7中，各土層均含有一定量的CO32-，尤其是T7處理的0～5 cm土層，CO32-含量達(dá)到了0.006 3%，占陰離子比例為10.01%（表3）。其原因是一方面改良劑中含有大量的酸性物質(zhì)，能將堿土中的CO32-和HCO3-分解，另一方面改良劑中大量的Ca2+與CO32-反應(yīng)生成CaCO3沉淀，從而使CO32-的量降低。

由表4可見(jiàn)，從HCO3-含量占陰離子總量的變化分析，除T7外，其它處理各土層中HCO3-離子所占比例均有較大的降幅，此外，與T6相比，T1、T3、T4和T5的5~20 cm與＞20 cm土層中的HCO3-比例也有一定的降低，可見(jiàn)，除T2處理的改良劑外，其它改良劑在咸水灌溉下對(duì)土壤中的HCO3-有降低作用，從而起到改良土壤堿性的效果。

試驗(yàn)過(guò)程大量增加了土體中Cl-的含量，其中＞20 cm土層增加最多。除T7處理中含量較少以外，其它6個(gè)處理的Cl-含量相差不大，由此可以推斷，土壤中Cl-的大量累積主要是灌溉的咸水帶入的。從表4還可以看出，與T6相比，施用改良劑對(duì)Cl-含量占陰離子總量比例的改變效果并不明顯，各處理間的差異也不大。

由圖3和表4還可看出，與Cl-的變化相似，灌溉微咸水和施用改良劑增加了土體中SO42-的含量，也加大了SO42-含量占陰離子總量比例。改良劑為土壤提供了充足的SO42-，隨著改良劑的施入，土壤中SO42-含量增加，HCO3-占陰離子的比例降低，因此隨著改良劑的加入，土壤中中性可溶性鹽增多，從而可以促進(jìn)土壤堿化度的降低[15-16]。

2.4不同改良劑對(duì)土壤陽(yáng)離子的影響

從表5中可以看出，Ca2+比例呈現(xiàn)出隨土層深度的增加而增大的變化規(guī)律，其中以T3處理最高，其次為T(mén)4和T2處理。施用改良劑和灌溉微咸水亦增加了土壤中Ca2+的含量(圖4)，只灌溉清水的T7處理與基礎(chǔ)土樣相比，Ca2+的變化不大。由于改良劑為土壤提供了充足的Ca2+，土壤中Ca2+占土壤陽(yáng)離子比例增加了，有利于將土壤膠體復(fù)合體中的Na+代換出來(lái)，因此有利于土粒由互相排斥到互相粘結(jié)及團(tuán)粒的形成，改善土壤結(jié)構(gòu)。Na+被代換下來(lái)后形成的Na2SO4可隨水移動(dòng)排除出土壤，使土壤堿性和鹽分降低[17-18]。

由表5可見(jiàn)，Mg2+比例在各土層間的變化不大，施用改良劑后有一定的提高，T3處理提高的程度最大，與基礎(chǔ)土樣相比3個(gè)土層分別上升了65%，85%，90%；而未施改良劑的T6處理則分別上升了72%，58%，27%。由此可見(jiàn)，改良劑的施入使中下層土壤中Mg2+的比例大幅升高，從而起到改善土壤離子組成的作用。

圖4顯示了施用改良劑和灌溉咸水對(duì)土壤K++Na+含量影響較大。雖然土壤K++Na+有上升的趨勢(shì)，但土壤K++Na+占陽(yáng)離子的比例在施加改良劑的情況下是下降的，T3和T4處理0~5 cm土層的鉀鈉百分含量與T6和T7處理比較分別下降了1.29%，0.58%，7.07%，6.41%，說(shuō)明土壤離子組成得到了改善。此外， K++Na+含量在5~20 cm土層中含量均低于＞20cm土層，因此可以認(rèn)為，本試驗(yàn)在灌溉微咸水條件下施用改良劑使K+、Na+部分淋洗出小麥根系主要分布的土層中，從而降低了K+、Na+對(duì)小麥的危害。

3結(jié)論與討論

（1）利用微咸水對(duì)盆栽小麥進(jìn)行灌溉，施用不同配方的改良劑對(duì)土壤pH值和EC值有較大的影響。各配方改良劑均能在一定程度上降低土壤pH值，但灌溉微咸水也提高了土壤浸出液的EC值。

（2） 灌溉微咸水使土壤中全鹽含量顯著增加，一方面是由于微咸水的含鹽量較高，另一方面是因?yàn)楸驹囼?yàn)中部分淋出土體的水又被土壤重新吸收。綜合考慮8個(gè)陰陽(yáng)離子在土體中的垂直變化規(guī)律、含量變化以及離子組成變化，可以得出T3處理(35%木質(zhì)素有機(jī)物+35%牛糞+30%石膏)對(duì)改良土壤堿性、改善土壤離子組成、降低有害離子的含量效果最佳，是本試驗(yàn)中最優(yōu)的改良劑配方；T4(35%醋渣+35%牛糞+30%石膏)處理效果次之。

（3） 本試驗(yàn)中選用的改良劑原料除醋渣外，均是商品性很強(qiáng)的材料，價(jià)格偏高，有的還不易獲得。因此，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，尋找廉價(jià)、易得的原材料，進(jìn)行配方試驗(yàn)將是進(jìn)一步研究的方向之一。

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收稿日期：2011-09-02；修訂日期：2011-10-25

基金項(xiàng)目：國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目 (2009BADA3B05)

作者簡(jiǎn)介：楊軍（1982-），男，云南紅河州人，碩士，主要從事鹽堿地改良與無(wú)土栽培研究。