王慶蒙，景宇鵬，李躍進(jìn)，3*，趙 舉，張雅貞，李秀萍，李煥春，劉宇杰，白勇興

（1．內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011；2．內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；3．內(nèi)蒙古自治區(qū)土壤質(zhì)量與養(yǎng)分資源重點(diǎn)實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011；4．杭錦后旗農(nóng)牧業(yè)技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古 陜壩 015400）

鹽堿土作為后備土地資源，為保證1.2 億hm2耕地“紅線”，其改良治理戰(zhàn)略意義重大［1］。河套灌區(qū)地處內(nèi)陸，是內(nèi)蒙古鹽漬化土壤主要分布區(qū)之一，也是我國西北最主要的農(nóng)區(qū)與生態(tài)脆弱區(qū)。近年來，耕地鹽漬化和次生鹽漬化面積逐年增加［2］，目前內(nèi)蒙古河套灌區(qū)鹽漬化耕地面積39.4 萬hm2，占耕地面積的68.65%，且以中重度鹽漬化為主。長期以來，河套灌區(qū)的生存和發(fā)展完全依靠黃河水，尤其是以水洗鹽在鹽堿地的改良和利用中發(fā)揮的重要作用，但隨黃河水用水緊張，灌區(qū)引黃量大幅壓縮，以水洗鹽、引灌淤地帶來較大困難，對鹽堿化土壤的改良利用十分不利。同時灌區(qū)鹽堿土仍面臨土壤理化性質(zhì)差、地表鹽分含量高、耕層土壤肥力持續(xù)下降等問題，嚴(yán)重影響農(nóng)作物的正常生長，已成為阻礙當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的主要因素之一［3］。因此，在新形勢下如何處理好土壤培肥與脫鹽改造之間的關(guān)系，是保證作物穩(wěn)定生產(chǎn)和改良鹽堿地的重要措施，也是實現(xiàn)鹽堿地農(nóng)業(yè)高效利用的關(guān)鍵。

目前，有關(guān)鹽堿地耕層培肥改良和不同管理措施對鹽堿地鹽分運(yùn)移方面前人已做了大量的研究工作，如陳恩鳳等［4-5］曾提出水治是基礎(chǔ)，培肥是根本的觀點(diǎn)改良鹽漬土；郜翻身等［6］研究認(rèn)為施用有機(jī)肥能降低土壤pH 值，使土壤化學(xué)性質(zhì)向良性方向發(fā)展；黃強(qiáng)等［7］研究了施用有機(jī)肥對新疆鹽堿土不同深度土壤溶液鹽分含量變化動態(tài)，認(rèn)為土壤中施用有機(jī)肥后，可降低土壤鹽分的活性；宿慶瑞等［8］研究認(rèn)為施用有機(jī)肥既可促進(jìn)脫鹽又能抑制返鹽；劉春卿等［9］研究了管理調(diào)控措施對土壤鹽分遷移和分布特征的影響，認(rèn)為施用化學(xué)肥料能夠促進(jìn)作物生長，減少地面蒸發(fā)，有利于抑制鹽害的作用；張曉賀等［10］研究了施肥對甘肅引黃灌區(qū)新墾鹽堿荒地鹽分運(yùn)移的影響，認(rèn)為增施有機(jī)肥對于提高土壤脫鹽效果、抑制土壤返鹽具有重要作用；周連仁等［11］研究了松嫩平原鹽堿旱地土壤培肥措施，認(rèn)為有機(jī)肥與專用配方肥可提高土壤肥力，但目前有關(guān)于合理的有機(jī)肥、秸稈還田、化肥配合施用對鹽堿化土壤培肥與脫鹽方面的研究鮮有報道。

本試驗于2016 年在內(nèi)蒙古巴彥淖市杭錦后旗頭道橋鎮(zhèn)聯(lián)增村布設(shè)不同培肥措施對鹽堿土改良效果的長期定位試驗，探究不同培肥措施對河套鹽堿地土壤改良效果，以期篩選出灌區(qū)鹽堿地土壤培肥與脫鹽較為合理的方式，加強(qiáng)優(yōu)化施肥/培肥技術(shù)對鹽堿地土壤的改良效果，為灌區(qū)鹽堿地土壤改良、耕層培育集成技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗地位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市杭錦后旗頭道橋鎮(zhèn)聯(lián)增村（40°26′～41°13′N，106°34′～107°34′E），當(dāng)?shù)啬昃鶜鉁?7.9℃，年均降水量 136.5 mm，蒸發(fā)量2 096.4 mm，無霜期152 d 左右，年日照時數(shù)3 220 h 以上，積溫3 520℃以上，日照率達(dá)73%，土壤以蘇打硫酸鹽鹽化潮土為主。2016 年供試驗土壤（0 ～40 cm）基本理化性狀為有機(jī)質(zhì)（11.34±2.24）g·kg-1、堿解氮（31.60±2.46）mg·kg-1、有效磷（12.22±0.58）mg·kg-1、速效鉀（174.00±3.46）mg·kg-1、土 壤 全 鹽 含 量5.95 g·kg-1、pH 值 為8.60±0.41。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，共設(shè)置 8 個處理:對照（CK）、T1 化 肥、T2 有 機(jī) 肥、T3 秸 稈 還 田、T4 有機(jī)肥+化肥（有機(jī)肥N 與化肥N 各占1/2）、T5 秸稈還田+有機(jī)肥（秸稈N 與有機(jī)肥N 各占1/2）、T6 秸稈還田+化肥（秸稈N 與化肥N 各占1/2）、T7 秸稈還田+有機(jī)肥+化肥（秸稈N、有機(jī)肥N 和化肥N 各占1/3），每個處理3 次重復(fù)，共24 個小區(qū)，每個小區(qū)面積4 m×7.5 m=30 m2，試驗區(qū)面積0.097 hm2，各處理保持氮、磷素水平一致。肥料施用量除 CK 處理外，其他處理是在等氮、磷（N 270 kg·hm-2，P2O5120 kg·hm-2）的條件下，根據(jù)相應(yīng)有機(jī)物料所含氮、磷量乘以其施用量，得到所施用有機(jī)物料的總氮、磷含量。試驗所用氮肥為尿素（N 46%），磷肥為磷酸二銨（P2O546%、N 18%），有機(jī)肥為當(dāng)?shù)刈匀桓斓呐＜S（全氮量1.2%、全磷量0.5%）、秸稈為當(dāng)?shù)氐挠衩捉斩挘ㄈ?.8%、全磷量0.35%）。牛糞、玉米秸稈于前一年秋收整地施入，氮、磷肥均作為基肥隨覆膜一次性施入，供試向日葵品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N SH361，采用大小壟覆膜種植，大行 80 cm，小 行 40 cm，株 距 45 cm，留 苗 36 000 株·hm-2。田間管理按當(dāng)?shù)亓?xí)慣擇優(yōu)選用，肥料種類及施肥量見表 1。試驗于每年6 月初播種，9 月20 日左右收獲。

表1 試驗設(shè)計及肥料種類施用量 （kg·hm-2）

1.3 樣品采集與分析

2018 年6 ～10 月每月中旬采集一次土壤樣品，每小區(qū)隨機(jī)采集 3 點(diǎn)，用土鉆按0 ～10、10 ～20、20 ～40、40 ～60、60 ～80、80 ～100 cm 分 層取樣，將采集的土壤樣品在室內(nèi)風(fēng)干、粉碎過 2 和0.15 mm 篩后保存。土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測定，全氮采用半微量凱氏定氮法測定，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測定，有效磷采用碳酸氫鈉浸提鉬銻抗比色法測定，土壤 pH 值（土水比1∶5）采用電位法測定，土壤全鹽量采用八大離子加和法計算［12］。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2010、Sigmaplot 12.5 作圖，采用SPSS 18.0 進(jìn)行統(tǒng)計分析，其中土壤各指標(biāo)顯著性采用單因素方差分析，各指標(biāo)間的關(guān)系采用pearson 相關(guān)性進(jìn)行分析。

公式中:T為土壤脫鹽率（%）；A表示播種期鹽分（g·kg-1）；B表示收獲期鹽分（g·kg-1）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同培肥措施對土壤鹽堿指標(biāo)的影響

2.1.1 土壤pH 值動態(tài)變化

由圖1 所示，不同培肥處理0 ～10 cm 土壤pH 值隨時間推移總體呈先降低后升高的變化趨勢，由播期（6 月）的8.57 ～8.65 變化到收獲期（10月）的8.45 ～8.61；不同培肥處理10 ～20 cm 土壤pH 值隨時間推移緩慢上升，由播期（6 月）的8.69 ～8.82 上升到收獲期（10 月）的8.70 ～8.89；20 ～40 cm 由播期（6 月）的8.90 ～9.02 上升到收獲期（10 月）的8.91 ～9.04；除對照（CK）和施用化肥處理土壤pH 值有所上升外，其他處理均呈降低的變化趨勢，但差異不顯著（P＞0.05）。整體來看，不同培肥處理均可以調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，尤其增施有機(jī)肥、秸稈+有機(jī)肥以及有機(jī)肥+秸稈+化肥三者配施對耕層土壤pH 值降幅較大，分別較對照下降了0.19、0.16、0.12 個單位，但與對照差異不顯著（P＞0.05）；不同培肥方式土壤pH 值表現(xiàn)為對照（CK）最大，有機(jī)肥處理最低；耕層0 ～20 cm 土壤pH 大小順序為:對照（CK）＞化肥＞秸稈+化肥＞有機(jī)肥+化肥＞秸稈＞秸稈+有機(jī)肥+化肥＞有機(jī)肥＞秸稈+有機(jī)肥。

圖1 不同土層深度土壤pH 值動態(tài)變化

2.1.2 土壤全鹽動態(tài)變化

從圖2 可以看出，隨時間的推移土壤剖面鹽分變化趨勢各不相同，但同一時期不同培肥措施剖面鹽分變化趨勢基本一致。不同培肥措施0 ～20 cm土壤全鹽隨時間推移基本表現(xiàn)為逐漸降低的變化趨勢，20 ～60 cm 土壤全鹽隨時間推移逐漸升高，而60 ～100 cm 土壤全鹽隨時間推移基本無明顯變化。表層0 ～20 cm 土壤全鹽的變化趨勢呈先降低后增大，這是由于6 月氣溫升高，土壤鹽分表聚明顯（0 ～10 cm 土壤全鹽達(dá)5.37 ～6.00 g·kg-1，10 ～20 cm 土壤全鹽達(dá)5.23 ～5.60 g·kg-1）；7、8 月份隨降水不斷增多，地表覆蓋度增大，鹽分逐漸降低，到了9 月表層土壤鹽分最低（4.35 ～5.10 g·kg-1）；之后進(jìn)入10 月降水稀少，同時地上植物收獲，地表裸露，土壤開始返鹽，使得表層0 ～10 cm 土壤全鹽迅速升高，土壤全鹽達(dá)4.50 ～5.56 g·kg-1。整體來看，秸稈還田、秸稈還田+有機(jī)肥、秸稈還田+有機(jī)肥+化肥配施促進(jìn)表層鹽分淋洗、抑制反鹽的效果明顯優(yōu)于其他處理，而化肥處理增加了土壤鹽分含量。耕層0 ～20 cm 全鹽大小順序依次為:化肥＞對照（CK）＞秸稈+化肥＞有機(jī)肥+化肥＞有機(jī)肥＞秸稈＞秸稈+有機(jī)肥+化肥＞秸稈+有機(jī)肥。

2.2 不同培肥措施對土壤脫鹽率的影響

從圖3 可以看出，不同培肥措施0 ～20 cm 土層土壤脫鹽率均大于零，表現(xiàn)出明顯的脫鹽過程，且單施有機(jī)肥、秸稈及有機(jī)肥、秸稈、有機(jī)肥混合施用土壤脫鹽效率均大于對照和化肥處理，說明施用有機(jī)肥和秸稈能不同程度地降低土壤鹽分含量；20 ～60 cm 土壤脫鹽率基本上小于零，表現(xiàn)出明顯的鹽分聚集效應(yīng)；60 ～100 cm 土層土壤脫鹽率基本上大于零，但脫鹽率均小于0～20 cm 土層土壤脫鹽

率。整體來看，不同培肥措施0 ～100 cm 土層土壤總脫鹽率均大于零，其中秸稈+有機(jī)肥、秸稈+有機(jī)肥+化肥處理脫鹽率較大，均在20%以上，而化肥處理脫鹽率最小，僅為1.20%，其大小順序依次為:秸稈+有機(jī)肥＞秸稈+有機(jī)肥+化肥＞有機(jī)肥＞有機(jī)肥+化肥＞秸稈＞秸稈+化肥＞化肥＞對照（CK）。

圖2 不同培肥處理土壤含鹽量

圖3 不同培肥處理土壤脫鹽率

2.3 不同培肥措施對土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分特征的影響

從表2 可以看出，不同培肥措施均不同程度地增加耕層0 ～20 cm 土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量，其中有機(jī)肥、有機(jī)肥與化肥配施處理對土壤有機(jī)質(zhì)的影響差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），分別較對照（CK）提高14.66%、13.36%，較化肥處理提高13.28%、10.71%；而有機(jī)肥、有機(jī)肥+化肥、秸稈+有機(jī)肥+化肥配施處理對土壤全氮的影響差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），分別較對照（CK）提高13.26%、17.35%、15.31%，較化肥處理提高7.77%、11.65%、9.71%。不同培肥措施土壤有機(jī)質(zhì)大小順序為:有機(jī)肥＞有機(jī)肥+化肥＞秸稈+化肥＞秸稈+有機(jī)肥+化肥＞秸稈+有機(jī)肥＞秸稈＞化肥＞對照（CK）；土壤全氮大小順序為:有機(jī)肥+化肥＞秸稈+有機(jī)肥+化肥＞有機(jī)肥＞秸稈+有機(jī)肥＞秸稈+化肥＞化肥＞秸稈＞對照（CK）。同時不同培肥措施均能提高耕層土壤堿解氮和有效磷的含量，與對照（CK）相比不同培肥措施土壤堿解氮含量差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），分別較對照提高29.43%～93.14%，其中有機(jī)肥與化肥配施最為顯著；除秸稈處理外，其他培肥措施土壤有效磷含量與對照（CK）差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），分別提高17.45% ～161.84%，其中有機(jī)肥與化肥措施最為顯著。不同培肥措施土壤堿解氮大小順序為:有機(jī)肥+化肥＞有機(jī)肥+秸稈+化肥＞有機(jī)肥+秸稈＞有機(jī)肥＞秸稈+化肥＞化肥＞秸稈＞對照（CK）；土壤有效磷大小順序為:有機(jī)肥+秸稈+化肥＞有機(jī)肥+化肥＞有機(jī)肥＞有機(jī)肥+秸稈＞化肥＞秸稈+化肥＞秸稈＞對照（CK）。

表2 不同培肥處理土壤養(yǎng)分變化

2.4 土壤化學(xué)性質(zhì)間的相關(guān)性分析

通過對耕層土壤化學(xué)指標(biāo)間相關(guān)性（表3）分析可以看出，土壤有機(jī)質(zhì)與土壤全氮、堿解氮、有效磷呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，而與全鹽、pH 值呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；而土壤全氮除與pH 值相關(guān)不顯著外，與其他指標(biāo)均達(dá)極顯著水平。土壤全鹽與全氮、堿解氮養(yǎng)分指標(biāo)均呈極顯著負(fù)相關(guān)，與有效磷呈顯著負(fù)相關(guān)，pH 值與有機(jī)質(zhì)呈顯著負(fù)相關(guān)，與全鹽呈顯著正相關(guān)。

表3 土壤化學(xué)性質(zhì)間的相關(guān)性分析

2.5 不同培肥處理對向日葵產(chǎn)量的影響

從不同培肥處理向日葵產(chǎn)量（圖4）可以看出，除秸稈還田處理外，其他各培肥處理相對于CK 都有明顯增產(chǎn)作用，增產(chǎn)效果:有機(jī)肥+秸稈+化肥＞有機(jī)肥+化肥＞秸稈+化肥＞有機(jī)肥+秸稈＞有機(jī)肥＞化肥＞對照（CK），說明在有機(jī)肥和秸稈替代部分化肥情況下，能夠增加向日葵的產(chǎn)量，其中有機(jī)肥、秸稈還田和化肥3 者配施對向日葵產(chǎn)量影響最顯著，增產(chǎn)44.41%，其次是有機(jī)肥與化肥配施，增產(chǎn)41.88%。

圖4 不同培肥處理向日葵產(chǎn)量

3 討論與結(jié)論

河套灌區(qū)鹽堿化土壤的共性特征是土壤肥力低、鹽堿程度高。因此，提高土壤肥力、降低土壤鹽堿、增加作物產(chǎn)量是鹽堿區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要工作。國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為增施有機(jī)物，可改善耕層土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，加快鹽分淋洗，抑制土壤返鹽，有利于土壤脫鹽［7，13-17］。

本研究中，單施有機(jī)肥、秸稈還田或者有機(jī)肥、秸稈還田、化肥3 者配施均降低了土壤 pH 值和全鹽量，其中有機(jī)肥+秸稈還田的配施表現(xiàn)較好，脫鹽率達(dá)20%左右，其次為單施有機(jī)肥，而施用無機(jī)化肥處理提高了土壤pH 值和全鹽含量，這可能是由于施用有機(jī)肥和秸稈還田能不同程度地增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，有機(jī)質(zhì)中的大分子羧基中和土壤中的堿性物質(zhì)，增加了土壤膠體吸附鹽基離子的能力，與土壤中的各種陽離子結(jié)合生成腐植酸鹽，從而降低鹽分離子含量；且與有機(jī)肥在分解過程中產(chǎn)生有機(jī)酸和秸稈還田土壤中有機(jī)酸的增加有密切關(guān)系，增強(qiáng)土壤對pH 值緩沖能力，降低了土壤pH 值；同時施用有機(jī)肥或秸稈后土壤孔隙度增加，入滲速率提高，脫鹽效果增強(qiáng)，有利于耕層土壤全鹽含量的降低，而施用無機(jī)肥增大土壤電導(dǎo)率，造成鹽分表聚，這與黃強(qiáng)等［7］、王根林［18］、劉杏認(rèn)等［19］、徐國偉等［20］、安東等［21］、韓曉增等［22］、李國輝等［23］、陳淑君［24］、劉春卿等［9］的研究結(jié)果相一致。但由于試驗條件的限制，本試驗旨在研究不同培肥措施下對培肥地力和脫鹽效果的影響，而有關(guān)有機(jī)肥、化肥、秸稈還田的具體施用量與土壤鹽分變化的相關(guān)性，有待于進(jìn)一步研究。

土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效養(yǎng)分作為土壤質(zhì)量評價的重要指標(biāo)，大量研究表明，長期增施有機(jī)肥、秸稈還田有利于有機(jī)質(zhì)的積累，提高了土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量。本研究表明，不同培肥措施均顯著地提高了耕層土壤堿解氮、有效磷的含量，而對有機(jī)質(zhì)和全氮的影響程度各異，其中有機(jī)肥、有機(jī)肥與化肥配合施用對耕層土壤有機(jī)質(zhì)和全氮的影響差異顯著，這與李文祥［25］、李娟等［26］、國立財［27］、張玉平等［28］、張曉賀［29］、霍琳等［30］的研究結(jié)果一致。而秸稈還田對土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷含量的影響差異不顯著，這可能是作物秸稈中養(yǎng)分釋放需要經(jīng)過長時間的腐熟，且作物秸稈C/N 較大，僅秸稈還田容易造成土壤氮素不足。同時從研究結(jié)果來看，有機(jī)肥與化肥配施比秸稈還田與化肥配施短期內(nèi)更有利于培肥土壤，這可能是由于化肥施入土壤后通過改變C/N、土壤pH值、微生物及酶活性等影響有機(jī)肥中氮礦化速率和礦化量，進(jìn)而提高土壤養(yǎng)分含量，而秸稈還田配施化肥雖可以降低土壤中的C/N，但秸稈的分解和秸稈的埋深、秸稈種類、土壤水分溫度等因素也密切相關(guān)。

長期減量施肥作為防控農(nóng)業(yè)面源污染的重要手段，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量有機(jī)肥、秸稈替代化肥減施增效、有機(jī)肥修復(fù)改良受污染土壤的研究［31-35］。本試驗結(jié)果表明，單施化肥、有機(jī)肥雖能提高向日葵產(chǎn)量，但差異不顯著；這是由于向日葵在生長過程中不同時期對養(yǎng)分的吸收利用不同，一般均表現(xiàn)為前期對肥料的需求量小，后期需肥量大；且本試驗施肥種植方式為播種前一次性施加，前期生長旺盛，后期脫肥，嚴(yán)重影響向日葵產(chǎn)量；有機(jī)肥的施用既可以協(xié)調(diào)植物生長所需的水、肥、氣、熱，又可改善土壤理化和生物學(xué)性狀，但在提供植物所需的營養(yǎng)成分方面相對較緩慢。與對照相比，秸稈還田處理向日葵產(chǎn)量有所下降，一方面由于每年秸稈還田量過大，影響播種，降低作物的出苗率；另一方面也可能是由于作物秸稈C/N 較大，在微生物分解過程中需要消耗大量的氮，導(dǎo)致土壤供氮不足，進(jìn)而影響作物早期正常生長，使農(nóng)作物

產(chǎn)量下降。與各單施處理不同，有機(jī)肥或化肥與秸稈還田配合施用均能顯著提高向日葵產(chǎn)量。其中有機(jī)肥+化肥+秸稈還田3 者配施向日葵增產(chǎn)最大，其次為有機(jī)肥與化肥配施，這可能由于有機(jī)肥和秸稈在為農(nóng)作物提供營養(yǎng)元素的同時改善了土壤植物生長所需的水、肥、氣、熱，而化肥正好能夠彌補(bǔ)了有機(jī)肥和秸稈肥效慢、養(yǎng)分含量低的劣勢。因此，無論單施有機(jī)肥還是化肥、秸稈還田都能達(dá)到提高土壤肥力的目的，但對向日葵的產(chǎn)量影響差異不顯著；而秸稈還田需與有機(jī)肥或化肥配合施用，否則在短期內(nèi)無法達(dá)到培肥土壤，提高作物產(chǎn)量的目的。