高 珊，楊勁松?，姚榮江，曹逸凡，唐 沖

改良措施對(duì)蘇北鹽漬土鹽堿障礙和作物磷素吸收的調(diào)控*

高 珊1，2，3，楊勁松1?，姚榮江1，曹逸凡4，唐 沖1，2

（1. 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所），南京 210008；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3. 天津綠茵景觀生態(tài)建設(shè)股份有限公司，天津 300110；4. 揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225000）

以蘇北輕度鹽漬土（D）、中度鹽漬土（Z）為研究對(duì)象，展開大麥-玉米輪作田間微區(qū)試驗(yàn)，分析僅施氮肥（CK）、常規(guī)施肥（P）及常規(guī)施肥下添加生物質(zhì)炭（PC）、腐植酸（PH）和石膏（PG）處理對(duì)土壤鹽分含量、pH和鈉吸附比（SAR）以及作物磷素吸收利用的影響。結(jié)果表明：蘇北濱海鹽漬土壤鹽分呈明顯的季節(jié)性變化模式，各改良措施對(duì)0～20 cm土壤鹽堿的調(diào)控作用較20～40 cm明顯。石膏處理對(duì)土壤鹽堿障礙的消減作用顯著，DPG、ZPG處理下0～20 cm土壤脫鹽率分別為31.06%、40.60%，土壤pH分別降低0.67、0.51個(gè)單位。各改良措施均能降低0～20 cm土壤SAR，降低土壤Na+含量，改善土壤結(jié)構(gòu)。輕度鹽漬土上土壤SAR的降幅表現(xiàn)為：DPG>DPH>DPC，中度鹽漬土上表現(xiàn)為：ZPG>ZPC>ZPH。輕度鹽漬土上各改良措施均顯著促進(jìn)作物地上部吸磷，提高作物產(chǎn)量。DPC、DPH、DPG處理的積累磷肥利用率分別為對(duì)照的4.9倍、3.5倍、1.8倍。而中度鹽漬土上僅ZPC和ZPG處理的增產(chǎn)效果顯著，腐植酸在輕度鹽漬土上的調(diào)控效果優(yōu)于中度鹽漬土。

鹽漬土；鹽堿障礙；磷利用率；生物質(zhì)炭；腐植酸；石膏

蘇北濱海地區(qū)海岸線總長(zhǎng)954 km，灘涂資源豐富，圍墾歷史悠久，是我國(guó)重要的后備土地資源[1]。受成土過程和成土母質(zhì)的影響，蘇北濱海地區(qū)土壤鹽堿障礙嚴(yán)重。土壤中大量Na+和Cl–抑制作物根系生長(zhǎng)及對(duì)Ca2+、K+、N和P等養(yǎng)分的吸收，對(duì)作物產(chǎn)生直接的毒害作用[2]。此外，土壤電導(dǎo)率升高破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成土壤緊實(shí)膨脹、通氣透水性差，表層土壤易板結(jié)[3]。土壤高鹽度和高pH也會(huì)影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及活性，降低土壤微生物生物量碳[4]及堿性磷酸酶等多種酶活性[5]，嚴(yán)重制約土壤中磷素的形態(tài)轉(zhuǎn)化和有效性，降低磷肥利用率[6]。因此，土壤鹽堿障礙和磷素有效性低是目前蘇北濱海灘涂農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中存在的重要問題。

長(zhǎng)期以來，世界各國(guó)學(xué)者針對(duì)如何合理地改良、利用鹽漬土進(jìn)行了大量研究，土壤調(diào)控治理主要圍繞水利改良、物理改良、化學(xué)改良和生物改良這四個(gè)核心方面展開[7-8]。其中，化學(xué)改良操作簡(jiǎn)便、成本較低、改良效果穩(wěn)定，在鹽漬土的改良利用中具有廣闊的前景[9]。眾多研究結(jié)果[10-13]表明，生物質(zhì)炭、腐植酸和石膏在消減鹽堿障礙、提高土壤磷素有效性等方面有良好的效果。生物質(zhì)炭疏松多孔，陽(yáng)離子交換量大，富含有機(jī)碳，施入土壤中能有效調(diào)節(jié)土壤結(jié)構(gòu)[10]，促進(jìn)微生物的代謝和多種酶的活性[11]，進(jìn)而影響土壤中磷素的轉(zhuǎn)化過程；腐植酸分子含有多種官能團(tuán)，有較強(qiáng)的離子交換、吸附、絡(luò)合能力，可代換鹽漬土中過量的交換性Na+，改善土壤鹽堿指標(biāo)[12]；石膏類物質(zhì)的主要成分為CaSO4·2H2O，其改良機(jī)制為增加土壤中Ca2+對(duì)土壤膠體上Na+的替換，提高土壤陽(yáng)離子交換量和鹽基飽和度，減輕單鹽毒害，改善土壤鹽堿障礙[13]。

雖然目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于生物質(zhì)炭、腐植酸和石膏對(duì)鹽漬土改良及對(duì)磷素有效性影響的報(bào)道較多[14-16]，但是現(xiàn)有研究多側(cè)重于對(duì)土壤理化性質(zhì)的改善、作物產(chǎn)量以及土壤速效養(yǎng)分的測(cè)定。關(guān)于不同改良劑對(duì)于鹽堿障礙的消減和磷素有效性提升的內(nèi)在作用機(jī)制研究尚不充分。本研究以蘇北濱海輕度、中度鹽漬土為研究對(duì)象，采用田間微區(qū)試驗(yàn)的方法，研究不同改良調(diào)控措施對(duì)鹽漬農(nóng)田鹽堿障礙的消減以及作物磷素吸收利用的促進(jìn)作用，對(duì)于提高蘇北濱海鹽漬農(nóng)田磷素利用效率、加速鹽堿障礙消減及地力提升具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

表1 不同程度鹽堿障礙土壤基本性質(zhì)

①Light saline soil，②Moderate saline soil

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

本試驗(yàn)中大麥的品種為揚(yáng)啤5號(hào)，玉米的品種為蠡玉16號(hào)，均由上海黃海種業(yè)有限公司提供。生物質(zhì)炭由江蘇華豐農(nóng)業(yè)生物工程有限公司提供（原材料為秸稈稻殼，炭化溫度600℃，炭化時(shí)間20 S）；腐植酸由大連九成物產(chǎn)有限公司提供；石膏由上海宏暢新型建材有限公司提供。

田間微區(qū)試驗(yàn)開始于2017年11月，為大麥-玉米輪作兩季試驗(yàn)。試驗(yàn)以濱海輕度鹽漬土（D）和中度鹽漬土（Z）為研究對(duì)象，設(shè)對(duì)照處理（CK，僅施氮肥），并在此基礎(chǔ)上設(shè)施用磷肥的常規(guī)施肥（P）、常規(guī)施肥+生物質(zhì)炭（PC）、常規(guī)施肥+腐植酸（PH）、常規(guī)施肥+石膏（PG）處理。每個(gè)處理重復(fù)3次，共計(jì)30個(gè)微區(qū)。試驗(yàn)處理按照完全隨機(jī)的方式排列，微區(qū)面積為2.8 m×2.8 m=7.84 m2，微區(qū)周圍設(shè)有0.2 m寬的排水溝。

表2 微區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

大麥季的生育期為2017年11月18日—2018年6月8日，玉米的生育期為2018年6月26日—2018年10月13日。氮肥為尿素（N︰46.4%），施用量為485 kg·hm–2，每季均施。其中大麥季的基追比為6︰2︰2，玉米季的基追比為4︰3︰3，在大麥的返青期和抽穗期、玉米的拔節(jié)期和抽雄期分別追施尿素。磷肥為過磷酸鈣（P2O5：14%），施用量為1 071 kg·hm–2，在大麥季作基肥一次性施入，玉米季不再施用。考慮到供試土壤速效鉀含量較高，因此試驗(yàn)田不再施用鉀肥。生物質(zhì)炭的施用量為27 t·hm–2，腐植酸的施用量為600 kg·hm–2，石膏的施用量為3 t·hm–2，在播種前將各改良劑施入0～20 cm土壤并混勻。播種密度為大麥187.5 kg·hm–2，玉米15 kg·hm–2。其他管理措施與當(dāng)?shù)氐某Ｒ?guī)管理模式相同。

1.3 樣品采集與分析

在大麥和玉米不同生育期，每個(gè)微區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取三個(gè)點(diǎn)，用土鉆分別采集0～20 cm、20～40 cm土壤樣品并混勻，自然風(fēng)干后磨碎過篩，用于進(jìn)一步分析測(cè)定。大麥和玉米成熟期，收獲微區(qū)內(nèi)所有植株曬干測(cè)干重，計(jì)為產(chǎn)量。同時(shí)保留籽粒和秸稈，105℃殺青30 min，70℃下烘干至恒重，秸稈和籽粒粉碎過0.5 mm篩，分別測(cè)定全磷含量。

土壤電導(dǎo)率與pH測(cè)定采用1︰5土水比電導(dǎo)法和電極法；土壤離子組成測(cè)定：Ca2+、Mg2+采用EDTA絡(luò)合滴定法，Na+采用火焰光度法；秸稈、籽粒全磷含量采用H2SO4-H2O2消煮，鉬銻抗比色法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本研究的數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析均采用Microsoft Excel 2010軟件和IBM SPSS Statistics20.0軟件進(jìn)行，不同處理間的差異顯著性水平運(yùn)用鄧肯（Duncan）法進(jìn)行多重比較。采用Origin2016軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié) 果

2.1 不同改良措施對(duì)土壤鹽分及pH的調(diào)控作用

由圖1可知，作物生長(zhǎng)期內(nèi)土壤鹽分表現(xiàn)為春季（3—5月）土壤鹽分強(qiáng)烈表聚，夏季（6—8月）土壤快速淋洗脫鹽，秋季（9—11月）土壤緩慢積鹽，冬季（12—次年2月）土壤鹽分穩(wěn)定，呈春積鹽-夏淋鹽-秋返鹽-冬穩(wěn)鹽的季節(jié)性變化模式，其中0～20 cm土壤含鹽量的變化較20～40 cm土壤劇烈。這種土壤鹽分季節(jié)性變化是由土壤水鹽關(guān)系決定?；谶@種土壤鹽分季節(jié)性變化，生物質(zhì)炭（C）、腐植酸（H）和石膏（G）等改良措施對(duì)0～40 cm土壤鹽分含量具有一定的調(diào)控作用。作物收獲后，輕度鹽漬土對(duì)照處理（DCK）和單施磷肥（DP）處理0～20 cm土壤均呈積鹽狀態(tài)，積鹽率分別為16.26%、9.85%。而施用生物質(zhì)炭（DPC）、腐植酸（DPH）和石膏（DPG）處理下0～20 cm土壤呈脫鹽狀態(tài)，脫鹽率分別為17.93%、15.30%、31.06%，20～40 cm土壤呈積鹽狀態(tài)。中度鹽漬土上對(duì)照處理（ZCK）和單施磷肥（ZP）處理在作物收獲后0～20 cm、20～40 cm土壤均呈積鹽狀態(tài)。與對(duì)照相比，ZPC和ZPH處理0～20 cm、20～40 cm土壤均呈脫鹽狀態(tài)，ZPC處理的脫鹽率分別為33.33%、24.33%，ZPH處理的脫鹽率分別為40.60%、20.77%。ZPG處理下0～20 cm土壤呈脫鹽狀態(tài)，20～40 cm土壤呈弱積鹽狀態(tài)。這說明與對(duì)照相比，不同改良措施能有效降低土壤鹽分，且在中度鹽漬土上的效果優(yōu)于輕度鹽漬土。

圖1 輕度鹽漬土（a），b））和中度鹽漬土（c），d））各處理土壤含鹽量動(dòng)態(tài)變化

輕度、中度鹽漬土不同改良措施下播種前和收獲后0～40 cm土壤pH的變化情況如表3所示。輕度鹽漬土上，不同改良措施能顯著降低0～20 cm土壤pH，其中，DPG處理降低表層土壤pH的效果最好，較播種前降低了0.67個(gè)單位，DPC和DPH處理較播種前分別降低0.22、0.31個(gè)單位。各改良措施對(duì)20～40 cm土壤pH的影響較小，僅有DPG處理能顯著降低20～40 cm土壤pH，較播種前降低0.25個(gè)單位。DCK和DP處理下20～40 cm土壤pH較播種前呈上升趨勢(shì)。中度鹽漬土上，除腐植酸處理外，其余各處理均能不同程度降低0～20 cm土壤pH。其中ZPG處理能顯著降低0～20 cm、20～40 cm土壤pH，較播種前分別降低0.51、0.35個(gè)單位。其余各處理下20～40 cm土壤pH則呈上升趨勢(shì)。

表3 輕度和中度鹽漬土不同改良措施下0～40 cm土壤pH變化

注：不同字母表示同種土壤不同處理間在0.05水平差異顯著。下同。Note：Different letters indicate significant difference between treatments at 0.05 level. The same below.

2.2 不同改良措施對(duì)土壤鈉吸附比的調(diào)控作用

由于各改良劑主要施入土壤表層，因此主要研究改良措施對(duì)0～20 cm土壤鹽分離子含量的影響。土壤鈉吸附比（Sodium absorption ration，SAR）是鹽漬土改良與利用過程中反映土壤鹽堿程度的重要指標(biāo)。土壤的SAR越大，表明土壤鹽分陽(yáng)離子組成中Na+所占的比例越大，Ca2+和Mg2+所占比例越小，對(duì)作物的危害也越大[19]。不同改良措施下輕度、中度鹽漬土表層土壤SAR值的變化如表4所示。由表可知，輕度鹽漬土上，作物收獲后不同改良措施下土壤SAR較本底值均降低，降幅為2.17%～67.65%，其中DCK處理土壤SAR基本不變。三種改良調(diào)控措施中，DPG處理能顯著降低土壤SAR，降幅為67.65%。DPH處理和DPC處理次之。中度鹽漬土上，作物收獲后ZCK處理土壤SAR較本底值有所升高。施磷肥處理能有效降低土壤SAR，降幅為15.81%。在施磷肥的基礎(chǔ)上，三種改良調(diào)控措施均能顯著降低0～20 cm土壤SAR值，效果順序依次為ZPG>ZPC>ZPH。

2.3 不同改良措施對(duì)作物產(chǎn)量及磷素吸收的調(diào)控作用

改良措施對(duì)作物產(chǎn)量的調(diào)控作用見表5，輕度鹽漬土上，生物質(zhì)炭、腐植酸、石膏等與磷肥配施處理均能顯著提高大麥季和玉米季作物產(chǎn)量；在大麥季，生物質(zhì)炭（DPC）、腐植酸（DPH）和石膏（DPG）處理下大麥的產(chǎn)量較單施磷肥（DP）分別提高13.14%、20.26%、12.56%；在玉米季，各處理下玉米的產(chǎn)量較DP分別提高23.43%、21.11%、21.19%。中度鹽漬土上，生物質(zhì)炭、石膏與磷肥配施（ZPC、ZPG）處理均能提高作物產(chǎn)量，其中，ZPC處理下大麥季產(chǎn)量顯著提高，較ZP提高了24.16%；玉米季，ZPC和ZPG處理均顯著提高了玉米產(chǎn)量，較ZP提高了44.37%、31.57%。而腐植酸與磷肥配施（ZPH）處理下作物產(chǎn)量略低于對(duì)照處理，說明添加腐植酸處理對(duì)作物的增產(chǎn)效果在輕度鹽漬土上更好。

表4 不同改良措施下土壤鈉吸附比變化

表5 不同改良措施對(duì)作物產(chǎn)量、磷素吸收利用的作用

由表5可知，在輕度鹽漬土上，大麥季DPC、DPH處理能顯著促進(jìn)大麥地上部吸磷，而DPG處理的效果不顯著；玉米季，DPC、DPH和DPG處理均能顯著促進(jìn)玉米地上部吸磷，較DP處理分別提高60.58%、30.29%、12.20%。在中度鹽漬土上，ZPC、ZPG處理能顯著促進(jìn)大麥季和玉米季作物地上部吸磷；在大麥季，ZPC、ZPG處理下大麥地上部吸磷量較ZP分別提高了41.79%、22.29%；在玉米季，ZPC、ZPG處理下玉米地上部吸磷量較ZP分別提高了62.06%、34.16%，而ZPH處理對(duì)作物吸磷的促進(jìn)作用不顯著。經(jīng)過兩季輪作后，生物質(zhì)炭處理能顯著提高輕度和中度鹽漬土磷肥的累積利用率，分別為DP處理、ZP處理的4.9倍、4.4倍。石膏處理次之，其累積磷肥利用率分別為DP處理、ZP處理的1.8倍、2.8倍。腐植酸處理在輕度鹽漬土上的累積磷肥利用率為DP處理的3.5倍，對(duì)磷素吸收利用的提升作用優(yōu)于中度鹽漬土。

3 討 論

3.1 不同改良措施對(duì)土壤鹽堿障礙的消減作用

本研究中，添加石膏處理能顯著降低表層土壤含鹽量，降低土壤pH和SAR（圖1，表3和表4）。這是由于石膏中大量Ca2+代換土壤膠體上的交換性Na+，提高土壤顆粒的凝聚性，促進(jìn)表層土壤鹽分的淋洗[20]。張輝等[21]借助土柱淋洗試驗(yàn)研究了脫硫石膏對(duì)濱海鹽漬土的脫鹽效果，結(jié)果表明：添加石膏能改善土壤孔隙度，提高土壤平均導(dǎo)水系數(shù)，促進(jìn)土壤快速脫鹽。而本試驗(yàn)在田間自然淋洗條件下，石膏處理對(duì)于0～20 cm土壤的降鹽效果更好。石膏本身含有大量鹽分離子，在改良土壤理化性質(zhì)的同時(shí)也增加了土壤的鹽分壓力，在缺乏土壤淋洗的情況下對(duì)20～40 cm土壤的脫鹽和抑鹽效果有限[22]。鹽漬土脫鹽的過程易發(fā)生土壤堿化現(xiàn)象，因此鹽漬土的改良調(diào)控過程中對(duì)土壤pH的調(diào)控尤為重要[23]。添加石膏處理能顯著降低土壤pH，這主要是因?yàn)橥寥滥z體上的交換性Na+被Ca2+置換下來后，與土壤中的SO42–形成Na2SO4中性鹽，使土壤pH大大降低[24]。

生物質(zhì)炭材料本身呈堿性，在紅壤等酸性土壤的改良調(diào)控方面有較多應(yīng)用[25]。本試驗(yàn)中，濱海不同鹽堿障礙土壤上添加生物質(zhì)炭對(duì)土壤鹽分和pH亦有良好的調(diào)控效果（圖1和表3）。生物質(zhì)炭消減鹽堿障礙的原因有多方面。一方面，生物質(zhì)炭自身的結(jié)構(gòu)能增加土壤孔隙度，降低土壤容重，改善土壤物理性狀，促進(jìn)鹽分淋洗[26]。岳燕等[27]通過土柱模擬試驗(yàn)的研究表明，添加生物質(zhì)炭處理能顯著降低0～20 cm土層電導(dǎo)率，縮短鹽分淋洗時(shí)間，提高洗鹽效率。另一方面，生物質(zhì)炭中大量的Ca2+和Mg2+置換土壤膠體上的Na+，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成[28]。周文志等[29]在河北省濱海鹽堿土上的研究表明，適量添加生物質(zhì)炭能顯著降低土壤SAR，這也與本試驗(yàn)的研究結(jié)果一致。而本試驗(yàn)中生物質(zhì)炭對(duì)中度鹽漬土0～20 cm土壤pH的調(diào)控作用低于輕度鹽漬土，這可能由于在中度鹽堿障礙條件下，生物質(zhì)炭材料本身較高的pH帶來的影響超過了其通過調(diào)控土壤性質(zhì)而對(duì)土壤pH的降低作用。

腐植酸具有較強(qiáng)的離子交換、吸附能力，在改善土壤結(jié)構(gòu)、加快表層土壤鹽分的淋溶方面有良好的效果[30]。顧鑫等[31]的研究表明，隨著腐植酸添加量的增加，鹽堿土的電導(dǎo)率整體呈降低趨勢(shì)，能促進(jìn)土壤脫鹽，這與本研究結(jié)果（圖1）一致。腐植酸呈有機(jī)弱酸性，能有效調(diào)節(jié)土壤pH。Tahir等[32]的研究表明，腐植酸能有效緩沖土壤pH的變化，降低石灰性土壤pH。本試驗(yàn)中，腐植酸在輕度鹽漬土上的降堿效果優(yōu)于中度鹽漬土。王福友等[33]在黃河三角洲濱海鹽漬土上的研究表明，腐植酸處理能顯著降低土壤pH。但其供試土壤的pH在7.89～7.96之間。而蘇北濱海中度鹽堿土pH均為9以上，可能是由于土壤pH過高，腐植酸對(duì)中度鹽漬土的降堿效果有限。

3.2 不同改良措施對(duì)作物磷素吸收利用的調(diào)控機(jī)制

本試驗(yàn)的各改良措施均有促進(jìn)作物的增產(chǎn)和磷素吸收利用的作用，其中生物質(zhì)炭的效果最好（表5）。Haefele等[34]對(duì)比了不同肥力基礎(chǔ)的土壤上施加生物質(zhì)炭對(duì)作物產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)在較肥沃的土壤上生物質(zhì)炭對(duì)水稻的增產(chǎn)效果不明顯，甚至產(chǎn)量略有降低，而在土壤肥力較差的土壤上生物質(zhì)炭對(duì)水稻的增產(chǎn)效果能達(dá)到16%～35%。本試驗(yàn)中，蘇北濱海鹽漬農(nóng)田地力水平較低，在輕度和中度鹽漬條件下生物質(zhì)炭對(duì)作物均有顯著的增產(chǎn)效果（表5）。生物質(zhì)炭的這種增產(chǎn)作用是由于生物質(zhì)炭本身良好的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，不僅能明顯改善鹽漬土壤性質(zhì)，為作物生長(zhǎng)提供良好的土壤環(huán)境[35]，還能直接為作物提供有效磷等礦質(zhì)養(yǎng)分，提高土壤磷素有效性，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)[36]。斯林林[37]研究了生物質(zhì)炭配施化肥對(duì)稻田養(yǎng)分利用的影響，結(jié)果表明連續(xù)兩年生物質(zhì)炭與磷肥配施顯著提高了土壤有效磷，促進(jìn)了水稻對(duì)磷素的吸收和水稻內(nèi)部磷利用率，這也與本研究的結(jié)果一致。根際是作物吸磷的主要區(qū)域，改良措施可通過活化根際土壤生化環(huán)境，提高土壤多種酶活性，調(diào)節(jié)土壤磷素的轉(zhuǎn)化過程，從而促進(jìn)作物對(duì)磷的吸收利用[38]。生物質(zhì)炭處理下作物良好增產(chǎn)效果可能是通過影響土壤酶活性，提升土壤磷庫(kù)對(duì)作物磷的供給能力，促進(jìn)作物地上部吸磷[39]。

本試驗(yàn)中，腐植酸處理能顯著促進(jìn)輕度鹽漬土上作物對(duì)磷素的吸收，而在中度鹽漬土上的效果有限（表5），這也與作者前期的盆栽試驗(yàn)結(jié)果一致。腐植酸處理下作物增產(chǎn)和磷利用率增加可能有兩方面的原因，一方面是腐植酸對(duì)土壤磷素的活化作用，提高了鹽漬土中磷素的有效性；另一方面腐植酸作為一種營(yíng)養(yǎng)激發(fā)性物質(zhì)，施入土壤中可提升土壤磷酸酶、過氧化氫酶等酶活性，刺激作物根系的生長(zhǎng)及對(duì)磷素的吸收，促進(jìn)作物增產(chǎn)[40]。Alvarez等[41]研究表明，在pH7.5的條件下腐植酸可有效減緩有效磷向難溶性磷的轉(zhuǎn)化。本試驗(yàn)中可能由于土壤中度鹽堿障礙影響了腐植酸對(duì)土壤磷素的轉(zhuǎn)化，從而限制了作物對(duì)磷素的吸收利用。此外，本試驗(yàn)中輕度、中度鹽漬土上腐植酸采用了相同的施用量。腐植酸施用量不足也可能是限制了其在中度鹽漬土上促磷和增產(chǎn)效果的一方面因素。綜合兩季產(chǎn)量數(shù)據(jù)可以看出，玉米季各改良措施對(duì)作物的增產(chǎn)效果較大麥季明顯（表5），說明隨著輪作時(shí)間的增長(zhǎng)，各改良劑對(duì)鹽漬土的調(diào)控效果逐漸顯現(xiàn)。本文關(guān)于改良措施對(duì)蘇北鹽堿障礙和磷素吸收利用調(diào)控機(jī)制的討論以大麥-玉米兩季輪作試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)。由于試驗(yàn)周期較短，改良措施對(duì)作物磷素吸收、增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的效果有待更長(zhǎng)試驗(yàn)周期的探究。

4 結(jié) 論

蘇北濱海土壤含鹽量表現(xiàn)為春積鹽-夏淋鹽-秋返鹽-冬穩(wěn)鹽的季節(jié)性變化規(guī)律。生物質(zhì)炭、腐植酸、石膏等改良措施能有效促進(jìn)鹽漬土降鹽脫堿，改善土壤結(jié)構(gòu)。其中，石膏處理顯著降低0～20 cm土壤鹽分和pH，顯著降低土壤鈉吸附比。輕度鹽漬土上，各改良措施均能顯著促進(jìn)作物地上部吸磷，提高大麥季和玉米季的作物產(chǎn)量。中度鹽漬土上，生物質(zhì)炭和石膏處理的增產(chǎn)效果顯著。經(jīng)過兩季輪作后，輕度鹽漬土上生物質(zhì)炭、腐植酸、石膏處理均能提高累積磷肥利用率，分別為對(duì)照的4.9倍、3.5倍和1.8倍，中度鹽漬土上生物質(zhì)炭和石膏處理下累積磷肥利用率為對(duì)照的4.4倍、2.8倍。腐植酸在輕度鹽漬土上的調(diào)控效果優(yōu)于中度鹽漬土。

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Effects of Soil Amelioration Measures Mitigating Soil Salinity and Improving Crop P Uptake in Coastal Area of North Jiangsu

GAO Shan1, 2, 3, YANG Jingsong1?, YAO Rongjiang1, CAO Yifan4, TANG Chong1, 2

(1. State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China；2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China；3. Tianjin LVYIN Landscape and Ecology Construction Co., Ltd, Tianjin 300110, China；4. College of Environmental Sciences and Engineering, University of Yangzhou, Yangzhou, Jiangsu 225000, China)

In the coastal areas of North Jiangsu exist enormous tracts of mudflat, which are important land reserves for exploitation in China. However, the existence of high soil salinity in the mudflat, once turned into farmland, not only reduces soil phosphorus availability, but also seriously restrains productivity of the farmland and phosphorus utilization efficiency. Biochar, humic acid and gypsum are considered to have good effects in ameliorating and utilizing the soil. Therefore, the objective of this study is to investigate effects of the use of these soil amendments on soil salinity-alkalinity and crop uptake and utilization of phosphorous in the soil.For that end, a field microplot experiment was carried out in the fields of light saline soil (D) and moderate saline soil (Z), and an indoor pot experiment using the soils from the two fields. The experiments were designed to have five treatments for each of the two soils and three replicates for each treatment. The five treatments included (1) application of N only(CK)；(2) conventional fertilizer(P)；(3) conventional fertilizer + biochar(PC)；(4) conventional fertilizer + humic acid(PH)；(5)conventional fertilizer + gypsum (PG). The experiment initiated in 2017 under a crop rotation system of Barley-maize. Soil samples were collected from the 0～20 cm and 20～40 cm soil layers of each treatment once at each crop growing stage for analysis of effects of the amendments on soil salt content, soil pH and soil sodium adsorption ratio(SAR)and phosphorus absorption.Results show that soil salt content in the coastal area of Jiangsu varied with the season markedly, that is, salt accumulating in spring, salt leaching in summer, soil uprising in autumn and salt stabilizing in winter. The soil salt controlling effects of the management measures were more significant in the 0～20 cm soil layer than in the 20～40 cm soil layer, especially Treatment PG. Treatment PG reduced the salt content in the 0～20 cm soil layer by 31.06% and 40.60% and soil pH by 0.67 and 0.51 in the soils light and moderate in soil salinity, respectively. Compared with CK, all the amendment treatments were lower in SAR and Na+content in the 0～20 cm soil layer, which indicates obvious improvement in soil structure. In terms of decrease in SAR, treatments displayed an order of PG > PH > PC with the soil light in salinity and an order of PG > PC > PH with the soil moderate in salinity. All the amendment treatments promoted P uptake and yield of barley and maize in the soil light in salinity, while only Treatments PC and PG did in the soil moderate in salinity. After two rounds of rotation, in the soil light in salinity, Treatments PC, PH and PG were found to have increased the cumulative phosphate utilization rate by 4.9 times, 3.5 times and 1.8 times that of CK, respectively, while in the soil moderate in salinity only Treatment PC and PG showed similar effects.The saline soil in the coastal area of North Jiangsu varied with the season in soil salt content. The amendment of biochar, humic acid or gypsum can effectively promote removal of soil salt and alkali, thus improving the soil structure. Among all the amendments tested, gypsum is the best in decreasing soil salt content, pH and sodium adsorption ratio. All the amendments significantly promote crop P uptake, and hence increase cumulative phosphorus utilization rate and crop yield in the soil light in salinity. Humic acid shows a better effect in the soil light in salinity than in the soil moderate in salinity.

Saline soil；Salinization obstruction；Phosphorus utilization；Biochar；Humic acid；Gypsum

S156.4

A

10.11766/trxb201908210284

高珊，楊勁松，姚榮江，曹逸凡，唐沖. 改良措施對(duì)蘇北鹽漬土鹽堿障礙和作物磷素吸收的調(diào)控[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2020，57（5）：1219–1229.

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* 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD0200303）、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)-山東聯(lián)合基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目（U1806215）和中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目（KFZD-SW-112-03-02）Supported by the National Key Research and Development Program of China（No. 2016YFD0200303），the Key Support Program of National Natural Science Foundation of China-Shandong United Foundation（No. U1806215）and the Key Deployment Program of the Chinese Academy of Sciences（No. KFZD-SW-112-03-02）

，E-mail：jsyang@issas.ac.cn

高 珊（1994—），女，山東蓬萊人，碩士研究生，鹽漬土改良與養(yǎng)分高效利用。E-mail：gaoshan@issas.ac.cn

2019–08–21；

2019–12–13；

優(yōu)先數(shù)字出版日期（www.cnki.net）：2020–01–15

（責(zé)任編輯：陳榮府）