呂 濤， 魏 特， 張立欣， 袁 勤， 葉麗娜， 劉 江

(1.億利資源集團(tuán)有限公司， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017418； 2.內(nèi)蒙古庫(kù)布其沙漠技術(shù)研究院， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017418)

土地沙化是土壤質(zhì)量退化的表現(xiàn)之一，其發(fā)生發(fā)展將導(dǎo)致土壤水熱條件變化、生物多樣性降低、生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步惡化。我國(guó)是全球土地沙化最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，在西北地區(qū)土地荒漠化是制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)建設(shè)的重要問(wèn)題之一。截至2014年，我國(guó)荒漠化土地面積2.61×106km2，沙化土地面積1.72×106km2，與2009年相比荒漠化土地面積與沙化土地面積均有所減少。在庫(kù)布齊沙漠中段區(qū)域土地沙化的發(fā)展勢(shì)頭也得到有效遏制，近10 a來(lái)沙化土地面積年均減少126 hm2，總體表現(xiàn)為“整體遏制、持續(xù)縮減”的態(tài)勢(shì)，區(qū)域沙漠化程度指數(shù)從2003年的0.568下降到2014年的0.504[1]。盡管如此，防沙治沙任務(wù)仍然艱巨，已初步治理的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)尚不穩(wěn)定，一些地區(qū)沙化土地仍在擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。此外，荒漠化治理市場(chǎng)機(jī)制不健全，公眾參與度也比較低。因此，加強(qiáng)沙化土地治理，改良沙化土壤，防止土地退化，仍是沙區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)治理與恢復(fù)中亟待解決的重要問(wèn)題。目前，庫(kù)布齊沙漠的治理已取得較好成績(jī)，植物固沙模式、工程治沙模式、分區(qū)治沙模式、治沙—生態(tài)—經(jīng)濟(jì)并行的多位一體綜合模式，都呈現(xiàn)出顯著效益，在國(guó)內(nèi)外具有良好的典型示范效應(yīng)。以往的研究在改良土壤多集中在荒漠土、鹽堿土壤、重金屬污染土壤、酸性土壤和強(qiáng)還原性土壤[2,10]，改良材料以化學(xué)改良劑居多，成本較高且對(duì)土壤有潛在的污染危害。對(duì)于沙漠區(qū)域立地條件較差的沙化土地，利用新型改良材料亞麻籽粕結(jié)合其他保水材料的相關(guān)研究應(yīng)用較少。本研究采用了以亞麻籽粕、農(nóng)林保水材料、腐殖酸、有機(jī)肥不同組合作為低成本改良材料的改良措施，通過(guò)研究施用不同改良劑對(duì)沙化土地的治沙改土功效及對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，為沙化土地治理工作及生態(tài)環(huán)境的修復(fù)提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于杭錦旗獨(dú)貴塔拉鎮(zhèn)陳紅灣(40°36′29″N，108°33′43″E)，地處鄂爾多斯高原西北部庫(kù)布齊沙漠西北緣億利集團(tuán)農(nóng)業(yè)示范基地，平均海拔在1 100 m。季節(jié)變化顯著，冬季寒冷干燥，夏季較為溫和，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候[11]。該區(qū)多年平均氣溫9.38 ℃，極端最高氣溫38.10 ℃，極端最低溫-30.50 ℃，年均日照時(shí)數(shù)3 087.4 h，≥10 ℃積溫年均值為3 196.40 ℃，無(wú)霜期135～150 d。多年平均降雨量為277 mm，雨熱同期，降水多集中在7—9月，占全年降雨量的69.77 %，年均蒸發(fā)量在2 000～2 700 mm[12]。年平均風(fēng)速在3～4 m/s，大風(fēng)日數(shù)27～77 d。研究區(qū)土壤類(lèi)型均為風(fēng)沙土，沙土平均含水量為0.64 %，平均容重達(dá)1.50 g/cm3。土壤顆粒組成主要為沙粒，其中黏粒含量1.30 %，粉粒含量3.30 %，沙粒含量95.40 %。剖面結(jié)構(gòu)不明顯，主要由淋溶層和母質(zhì)層構(gòu)成，風(fēng)蝕嚴(yán)重。土壤pH值達(dá)8.70，速效氮含量為16.33 mg/kg，速效磷含量為11.39 mg/kg，速效鉀含量為28.77 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量為0.91 g/kg。研究區(qū)植被主要由花棒(Hedysarumscoparium)、沙柳(Salixcheilophila)、檸條錦雞兒(Caraganakorshinskii)、沙蒿(Artemisiasalsoides)、沙米(Agriophyllumarenarium)、梭梭(Haloxylonammodendron)、楊柴(Hedysarummongolicum)、甘草(Glycyrrhizauralensis)等植物為主的沙生灌叢及多年生草本植物所組成。

1.2 試驗(yàn)材料

①有機(jī)肥。本研究所施有機(jī)肥是以家禽糞便為原料，進(jìn)行資源化開(kāi)發(fā)利用采用堆肥方式生產(chǎn)的有機(jī)肥。 ②沙漠抗旱保水保肥改良劑。亞麻籽粕、保水材料(聚丙烯酸鉀)、腐殖酸。 ③沙漠保水改良劑。保水材料(聚丙烯酸鉀)、腐殖酸。 ④植物纖維粘合劑。亞麻籽粕(亞麻籽榨油后的副產(chǎn)物)、腐殖酸。 ⑤試驗(yàn)植物。以沙米為試驗(yàn)植物種。沙米為藜科一年生草本，莖直立具有不明顯的條棱，葉無(wú)柄，披針形至條形，先端漸尖有小尖刺，是一種較為耐寒耐旱的沙生植物，主要生長(zhǎng)于干旱半干旱地區(qū)的流動(dòng)沙丘和半流動(dòng)沙丘，是干旱區(qū)治沙先鋒植物，也是當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)植物種。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)示范田區(qū)組劃分：將面積為4 669 m2試驗(yàn)示范田分為4個(gè)區(qū)組，對(duì)照組(CK)、保水保肥劑組(BSBFJ)、保水劑組(BSJ)和粘合劑組(NHJ)，每個(gè)區(qū)組設(shè)置3個(gè)重復(fù)，4個(gè)試驗(yàn)區(qū)組面積分別為667，1 334，1 334和1 334 m2，示范田四周種植保護(hù)行。

1.4 沙米種植方法

沙米的種植時(shí)間為2018年4月中旬。按照當(dāng)?shù)氐氖┓柿?xí)慣90 t/hm2在試驗(yàn)田內(nèi)施入有機(jī)肥作為底肥，各改良劑按照375 kg/hm2的標(biāo)準(zhǔn)施在對(duì)應(yīng)的區(qū)組內(nèi)，深翻25～30 cm，每個(gè)區(qū)組內(nèi)按照45 kg/hm2的種植密度進(jìn)行沙米的種植。

1.5 樣品的采集

①土壤樣品的采集。于2018年8月17日在各試驗(yàn)區(qū)組內(nèi)按照對(duì)角線(xiàn)布置五個(gè)采樣點(diǎn)，分別采集0—10 cm，10—20 cm，20—30 cm的土壤，每層土壤樣品分別取3個(gè)重復(fù)，將5個(gè)采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各土層的土樣進(jìn)行混合，利用四分法取混合土樣，一部分挑去細(xì)根過(guò)2 mm篩后放入4 ℃冰箱中保存，用于土壤微生物數(shù)量及酶活性的測(cè)定；一部分混合土樣風(fēng)干后過(guò)1 mm篩供室內(nèi)化驗(yàn)分析測(cè)定其化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)；利用環(huán)刀采集原狀土測(cè)定土壤物理指標(biāo)，環(huán)刀樣品的采集在各試驗(yàn)區(qū)組內(nèi)隨機(jī)選3個(gè)點(diǎn)挖土壤剖面，分別采集剖面內(nèi)0—10 cm，10—20 cm，20—30 cm的原狀土。 ②植物樣品的采集。在各試驗(yàn)區(qū)組內(nèi)選取有代表性的3個(gè)規(guī)格1 m×1 m的樣方，采集樣方內(nèi)所有沙米的地上和地下部分，裝入塑封袋中帶回室內(nèi)105 ℃殺青，65 ℃烘干恒重測(cè)定其干物質(zhì)量。

1.6 測(cè)定指標(biāo)與方法

土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定；土壤堿解氮采用擴(kuò)散法測(cè)定；速效磷采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀采用醋酸銨浸提—火焰光度計(jì)法測(cè)定；pH值采用5∶1水土比浸提，用pH-2F數(shù)字pH值計(jì)測(cè)定；分析方法均按照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》進(jìn)行[13]。土壤容重、孔隙度、田間持水量、入滲速率采用環(huán)刀法測(cè)定，土壤質(zhì)量含水量采用烘干法進(jìn)行測(cè)定。土壤微生物數(shù)量和酶活性外送到內(nèi)蒙古博測(cè)質(zhì)檢科技有限責(zé)任公司進(jìn)行檢測(cè)，其中細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌的測(cè)定依據(jù)《土壤微生物生物量測(cè)定方法及應(yīng)用》中的方法測(cè)定[14]；脲酶、蔗糖酶、磷酸酶的測(cè)定依據(jù)《土壤酶及其研究法》中方法測(cè)定[15]。

1.7 數(shù)據(jù)處理方法

采用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及作圖，利用SPSS 18.0軟件對(duì)施加不同改良劑的土壤養(yǎng)分、土壤物理性狀、沙米干物質(zhì)量等進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，利用新復(fù)極差檢驗(yàn)法(Duncan)進(jìn)行多重比較(p=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改良劑對(duì)沙化土壤物理性狀的影響

與裸沙地和CK相比較，施用不同改良劑對(duì)0—30 cm沙化土壤的各物理性狀有著不同程度的調(diào)節(jié)作用(表1)。BSJ和BSBFJ處理的土壤容重下降的較為明顯，與CK相比兩種改良劑的施用使土壤容重分別下降了5.00%和4.38%，二者分別與裸沙地組之間差異達(dá)到顯著性水平(p<0.05)；裸沙地、CK，BSJ，BSBFJ和NHJ各組土壤總孔隙度分別為35.56%，35.87%，38.18%，36.85%和36.51%，施用BSJ，BSBFJ，NHJ均使土壤總孔隙度有所增加，與CK相比3者分別使總孔隙度增加了2.31%，0.98%和0.64%，3種改良劑只有BSJ與CK之間差異達(dá)到顯著性水平(p<0.05)；裸沙地、CK，BSJ，BSBFJ和NHJ各組田間持水量分別為22.03%，22.22%，23.88%，23.62%和22.83%，與裸沙地和CK相比，施用3種改良劑不同程度的增加了田間持水量，相比CK，3種改良劑施用后田間持水量分別增加了1.66%，1.40%和0.61%，各處理間除了BSJ組和裸沙地之間差異顯著(p<0.05)，其余各處理之間無(wú)顯著差異(p>0.05)；裸沙地、CK，BSJ，BSBFJ和NHJ各組土壤入滲速率分別為10.53，9.07，7.54，7.56和8.31 mm/min，與CK相比3種改良劑明顯降低土壤入滲速率，降低的幅度分別為16.87%，16.65%和8.38 %，3種改良劑分別與裸沙地和CK之間差異性達(dá)到顯著性水平(p<0.05)。

表1 不同處理對(duì)土壤物理性狀影響

注：不同小寫(xiě)字母表示不同處理之間差異顯著(p=0.05)。下同。

為了進(jìn)一步了解各改良劑對(duì)0—30 cm土層范圍內(nèi)土壤物理性狀的影響，將0—30 cm范圍的土層劃分為0—10 cm，10—20 cm，20—30 cm，并對(duì)個(gè)各土層物理性狀變化進(jìn)行方差分析(表2)。根據(jù)表2的分析結(jié)果可知，相同處理下，裸沙地和CK各土層容重差異不顯著(p>0.05)，各土層的容重基本都在1.60 g/cm3。BSJ，BSBFJ，NHJ這3種處理下0—30 cm各土層容重存在差異性，3種改良劑處理在20—30 cm分別與其他兩層之間容重差異顯著(p<0.05)，且3者都表現(xiàn)出隨著土層的增加容重增大的趨勢(shì)，表明3種改良劑在調(diào)節(jié)土壤容重時(shí)主要作用在0—20 cm范圍；對(duì)比同一土層下不同處理之間差異可以發(fā)現(xiàn)，在0—10 cm和10—20 cm，3種改良劑均與裸沙地和CK之間差異顯著(p<0.05)，BSJ處理的土壤容重最小，達(dá)到1.47 g/cm3。在20—30 cm，各處理之間差異不顯著(p>0.05)，基本都維持在1.60 g/cm3。

表2 不同處理下各土層土壤物理性狀變化

注：不同小寫(xiě)字母表示相同土層下，不同處理之間差異顯著；不同大寫(xiě)字母表示同一處理下，不同土層之間差異顯著(p=0.05)。下同。

對(duì)土壤總孔隙度分析可知，裸沙地各土層之間無(wú)顯著差異(p>0.05)，CK組土壤總孔隙度表現(xiàn)為0—10 cm與10—20 cm之間差異顯著(p<0.05)。BSJ組土壤總孔隙度在20—30 cm最大，且與其他兩層之間差異顯著(p<0.05)。BSBFJ和NHJ組的土壤總孔隙度均在10—20 cm最大，且與其他兩層之間差異顯著(p<0.05)；在0—10 cm，CK，BSJ，BSBFJ和NHJ的土壤總孔隙度分別為35.53%，37.98%，36.04%和36.34%，各處理組相對(duì)CK不同程度的提高了土壤總孔隙度，其中BSJ組與CK之間差異顯著(p<0.05)。在10—20 cm，裸沙地與其他處理之間差異顯著(p<0.05)，其他處理之間差異不顯著(p>0.05)，3種改良劑中NHJ處理的土壤孔隙度最大達(dá)到38.15%。在20—30 cm，BSJ和BSBFJ處理的總孔隙度與CK之間差異顯著(p<0.05)，其中BSJ處理的土壤孔隙度最大達(dá)到38.59%，NHJ與CK差異不顯著(p>0.05)。

對(duì)比相同處理不同土層的田間持水量可以發(fā)現(xiàn)，裸沙地各土層之間無(wú)顯著差異(p>0.05)。CK，BSBFJ，NHJ各土層之間差異性表現(xiàn)出10—20 cm與其他兩層之間差異顯著(p<0.05)，BSJ各土層之間差異均達(dá)到顯著性水平(p<0.05)，并且CK，BSJ，BSBFJ，NHJ的田間持水量在0—30 cm范圍內(nèi)均表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)；在0—10 cm，裸沙地和CK與各處理之間差異顯著(p<0.05)，BSJ，BSBFJ，NHJ之間差異不顯著，BSJ處理的田間持水量最大為23.75%，BSBFJ和NHJ的田間持水量相差不大。在10—20 cm和20—30 cm表現(xiàn)出相同的規(guī)律，BSJ，BSBFJ與其他處理之間差異顯著(p<0.05)，在10—20 cm土層，BSJ和BSBFJ的田間持水量處于較高的水平，分別為25.28%和25.31%，20—30 cm土層范圍內(nèi)BSJ和BSBFJ的田間持水量分別為22.62%和22.84%。

通過(guò)分析土壤入滲速率可知，裸沙地和CK的土壤入滲速率處于較高的水平，且0—30 cm內(nèi)各土層之間無(wú)顯著差異(p>0.05)。BSJ中0—10 cm的土壤入滲速率與其他兩層之間差異顯著(p<0.05)，BSBFJ和NHJ在0—30 cm內(nèi)各土層之間差異不顯著(p>0.05)，BSJ和BSBFJ處理的土壤入滲速率處于相對(duì)較小的水平，基本都維持在8 mm/min以下；在0—10 cm各處理之間無(wú)顯著差異(p>0.05)，BSJ，BSBFJ，NHJ處理相比較CK有所下降，3者之間入滲速率相差不大。在10—20 cm范圍內(nèi)BSJ和BSBFJ分別與裸沙地和CK之間差異顯著(p<0.05)，NHJ與CK之間差異不顯著(p>0.05)。在20—30 cm，3種改良劑處理后的土壤入滲速率與CK之間無(wú)顯著差異(p>0.05)。

2.2 不同改良劑對(duì)沙化土壤pH值和養(yǎng)分的影響

表3為不同處理下沙化土壤化學(xué)指標(biāo)的變化情況。由表3可知，BSJ處理的土壤pH值與其他處理之間差異顯著(p<0.05)，對(duì)調(diào)節(jié)沙化土壤酸堿度效果相對(duì)明顯，其他各處理之間差異不顯著(p>0.05)；各處理之間土壤速效氮變化較大，裸沙地速效氮含量最低為14.51 mg/kg，BSJ處理的土壤速效氮含量最高為21.00 mg/kg，BSJ處理分別與裸沙地和NHJ處理的土壤速效氮差異顯著(p<0.05)；各處理之間速效磷變化較大，裸沙地速效磷含量最低為14.69 mg/kg，BSJ處理的土壤速效磷含量最高為24.85 mg/kg，BSJ處理與裸沙地、CK、BSBFJ的土壤速效磷之間差異顯著，3種改良劑中BSJ和NHJ處理的土壤速效磷含量較高，而B(niǎo)SBFJ處理的土壤速效磷相對(duì)較低與CK組相近；各處理之間速效鉀含量差異較大，各處理的速效鉀含量分別為28.89，69，74.24，103.36和99.64 mg/kg，BSBFJ和NHJ的施用對(duì)提高土壤速效鉀效果相對(duì)明顯，BSBFJ和NHJ與CK之間差異顯著(p<0.05)，BSJ與CK之間差異不顯著(p>0.05)；各處理之間有機(jī)質(zhì)含量相差不大，裸沙地有機(jī)質(zhì)含量最低為1.03 g/kg，BSBFJ處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量最高為2.91 g/kg，除了裸沙地組與BSBFJ組之間差異顯著(p<0.05)，其他各處理之間差異不顯著(p>0.05)。

表3 不同處理對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)影響

由于不同改良劑作用于沙化土壤上對(duì)養(yǎng)分的保留及肥料的累積效應(yīng)，導(dǎo)致各處理下土壤速效養(yǎng)分存在差異(表3)。結(jié)合全國(guó)第二次土壤普查分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表4)可以發(fā)現(xiàn)[16]，各個(gè)處理對(duì)調(diào)節(jié)土壤速效氮作用不太明顯，各處理的土壤速效氮均處于極缺的水平；未施用改良劑的土壤速效磷處于中等水平，3種改良劑中BSJ的施用對(duì)提高土壤速效磷相對(duì)較好，BSJ處理的土壤速效磷達(dá)到較豐富的水平；裸沙地的土壤速效鉀處于極缺的狀態(tài)，CK，BSJ，NHJ組土壤速效鉀處于較缺的水平，施用保水劑對(duì)土壤速效鉀調(diào)節(jié)作用不明顯，施用BSBFJ對(duì)調(diào)節(jié)土壤速效鉀的效果相對(duì)較好，土壤速效鉀含量處于中等水平；裸沙地和CK組的土壤有機(jī)質(zhì)含量均處于極缺的水平，通過(guò)添加3種改良劑后土壤有機(jī)質(zhì)含量變化較小，BSBFJ處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，各處理有機(jī)質(zhì)含量依然處于極缺的水平。

表4 全國(guó)第二次土壤普查分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.3 不同改良劑對(duì)沙米干物質(zhì)量和土壤微生物數(shù)量及酶活性的影響

通過(guò)分析不同處理下沙米的干物質(zhì)量(圖1)，可知CK，BSJ，NHJ，BSBFJ處理的沙米干物質(zhì)總量分別為72.10，526.74，199.35和595.68 g/m2，地上部分干重分別為65.97，497.94，187.12和553.46 g/m2，3種改良劑的施用顯著提高沙米的干物質(zhì)量。BSJ，NHJ，BSBFJ處理的沙米干物質(zhì)量均與CK之間差異顯著(p<0.05)，BSJ與BSBFJ處理的沙米干物質(zhì)量之間差異不顯著(p>0.05)。由此可以看出3種改良劑BSBFJ處理對(duì)提高沙米干物質(zhì)量效果最佳，其次是BSJ，最后為NHJ。

不同處理下土壤細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌的數(shù)量不同并且相差較大(表5)。土壤細(xì)菌含量的高低表現(xiàn)為：裸沙地

注：不同小寫(xiě)字母表示不同處理下沙米總干物質(zhì)之間差異顯著(p=0.05)

圖1 不同處理下沙米干物質(zhì)量

表5 不同處理土壤微生物數(shù)量及酶活性

裸沙地和CK組中的土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶酶活性相比3種改良劑處理的土壤酶活性相對(duì)較低。其中各處理土壤脲酶活性高低為：裸沙地

3 討 論

土壤的物理性質(zhì)是影響植物生長(zhǎng)的重要因素之一，土壤物理性質(zhì)的差異直接影響著其礦質(zhì)養(yǎng)分的供應(yīng)，進(jìn)而影響作物的生長(zhǎng)[17]。沙化土壤中施入不同的改良劑可以有效調(diào)節(jié)土壤的物理性狀，研究結(jié)果表明，BSJ和BSBFJ對(duì)降低沙化土壤容重和土壤入滲速率、提高土壤總孔隙度和田間持水量?jī)?yōu)于NHJ。分析原因主要是因?yàn)锽SJ和BSBFJ的成分中含有農(nóng)林保水劑材料聚丙烯酸鉀，這些保水材料吸水后膨脹，由顆粒狀變成多枝纖維狀填充原有的土壤孔隙[18]，使得土體膨脹從而降低了土壤容重，增加其土壤總孔隙度和田間持水量，當(dāng)保水材料溶于水后使水的粘滯度增加，水分在土壤中流動(dòng)摩擦力增大滲透速率就會(huì)下降。而NHJ則是通過(guò)其包含的亞麻籽膠具有較強(qiáng)的黏合力，促進(jìn)土壤中的微團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)的形成，增加沙化土壤中的小孔隙數(shù)量，來(lái)實(shí)現(xiàn)降低容重和滲透速率，提高孔隙度和田間持水量。類(lèi)似的員學(xué)峰[19]的研究也發(fā)現(xiàn)，土壤中施入PAM可以有效降低土壤容重，增加土壤的孔隙度。此外，PAM易于將周?chē)稚⒌耐亮：偷V質(zhì)物質(zhì)膠結(jié)在一起形成微團(tuán)聚體，增強(qiáng)土壤的保水性能。3種改良劑在0—30 cm范圍處理的土壤容重和田間持水量表現(xiàn)為在0—20 cm土壤容重顯著降低，田間持水量明顯增加，而20—30 cm土壤容重和田間持水量基本沒(méi)有改變。BSBFJ和NHJ對(duì)土壤總孔隙度的調(diào)節(jié)作用不強(qiáng)，而B(niǎo)SJ對(duì)0—30 cm各層土壤總孔隙度的調(diào)節(jié)作用相對(duì)明顯，在0—10 cm土壤總孔隙度增大的幅度最大。3種改良劑在0—30 cm范圍對(duì)土壤入滲速率降低的程度表現(xiàn)為：BSJ>BSBFJ>NHJ，并且隨著土層增加降低土壤入滲速率效果減弱。根據(jù)以上分析可知，3種改良劑在降低沙化土壤容重和入滲速率，提高土壤總孔隙度和田間持水量效果表現(xiàn)為：BSJ>BSBFJ>NHJ,并且隨著土層增加3者調(diào)節(jié)土壤物理性質(zhì)作用減弱，這可能受改良劑和沙米根系活動(dòng)共同作用影響。植物在適應(yīng)水分脅迫條件根系主要有兩種表現(xiàn)，一方面其根系表層化，趨向于淺層土壤區(qū)域，以充分利用降雨，從而占據(jù)更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；另一方面根系會(huì)向下延伸至深層土壤，以保證其獲取充足的水分。沙米的根系表現(xiàn)出深根性的特點(diǎn)，黃剛[20]等在科爾沁沙地的研究發(fā)現(xiàn)沙米的主根通?？梢陨烊胪翆舆_(dá)60 cm，其側(cè)根主要集中20—30 cm。植物的根系生長(zhǎng)旺盛時(shí)會(huì)對(duì)其周?chē)寥烙幸欢ǖ臄D壓作用，使其周?chē)寥雷兊镁o實(shí)。宋自影等[21]研究發(fā)現(xiàn)，植物的根系會(huì)對(duì)土壤產(chǎn)生不同大小的機(jī)械壓力，并隨土層呈現(xiàn)出一定變化。因此，在本研究中3種改良劑調(diào)節(jié)土壤物理性質(zhì)的作用會(huì)隨著土層增加而減弱。

3種改良劑的施用不同程度的降低了土壤中的pH值，BSJ對(duì)降低土壤pH值效果最好，分析原因是保水材料吸水膨脹，切斷土壤上下部的毛管孔隙，降低其土壤水分蒸發(fā)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低土壤pH值。3種改良劑對(duì)提高土壤速效氮和有機(jī)質(zhì)的效果不明顯，3者處理的土壤速效氮和有機(jī)質(zhì)含量依然處于極缺的水平。這主要是因?yàn)樯趁自诜N植過(guò)程中僅僅施入有機(jī)肥作為底肥，在生長(zhǎng)過(guò)程中未進(jìn)行追肥，沙化土地自身有機(jī)質(zhì)含量與速效氮含量處于極缺的水平。各處理的土壤速效磷和速效鉀含量相比CK均有所增加，其中BSJ和NHJ處理的土壤速效磷由中等水平提高至較豐富水平，BSBFJ處理的土壤速效鉀含量由較缺提高至中等水平。毛思帥[22]的研究也發(fā)現(xiàn)，沙地中種植燕麥時(shí)加入保水劑等材料，在收獲期土壤速效磷和速效鉀含量明顯提高。這主要是因?yàn)楦牧疾牧现械木郾┧徕浥c土壤中小顆粒結(jié)合形成團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，增加了對(duì)水分和養(yǎng)分的吸附能力，當(dāng)植物生長(zhǎng)需要時(shí)釋放出來(lái)[23]。而亞麻籽膠可以使沙子相互之間形成約束力，提高沙化土壤顆粒之間的粘合力，進(jìn)而改變沙化土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)沙化土壤內(nèi)團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)形成，增加土壤保肥效果。

4 結(jié) 論

(1) 3種改良劑對(duì)降低沙化土壤容重和入滲速率、提高土壤總孔隙度和田間持水量效果表現(xiàn)為：保水劑(BSJ)>保水保肥劑(BSBFJ)>粘合劑(NHJ),且隨著土層深度增加，3者調(diào)節(jié)土壤物理性質(zhì)的作用減弱。

(2) BSJ對(duì)降低土壤pH值、提高土壤速效氮、速效磷含量效果最好，BSBFJ對(duì)提高土壤速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量效果最明顯，NHJ對(duì)調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分作用不明顯。3種改良劑對(duì)提高沙米的總干物質(zhì)量程度表現(xiàn)為：BSBFJ>BSJ>NHJ。

(3)各改良劑可以有效地提高沙化土壤中微生物數(shù)量及酶活性，NHJ對(duì)提高土壤細(xì)菌、放線(xiàn)菌數(shù)量、脲酶活性效果最佳，BSBFJ對(duì)提高土壤真菌數(shù)量、蔗糖酶活性、磷酸酶活性最佳，BSJ在提高土壤細(xì)菌、脲酶活性、蔗糖酶活性和磷酸酶活性作用不明顯，對(duì)提高土壤放線(xiàn)菌和真菌數(shù)量的效果是介于BSBFJ和NHJ之間。

(4) 綜合考慮改良劑對(duì)調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)、微生物數(shù)量、酶活性及沙米干物質(zhì)量的作用，3種改良劑效果表現(xiàn)為：BSBFJ>BSJ>NHJ，建議在庫(kù)布齊地區(qū)沙化土地改良工作中應(yīng)優(yōu)先選擇BSBFJ。