于 菲，趙 碩，趙 影，汪 勇，范益愷，孟慶峰

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030)

近年來(lái)，土壤鹽漬化在全球化環(huán)境中已經(jīng)成為了很?chē)?yán)重的問(wèn)題，這一問(wèn)題主要由自然因素和人類(lèi)活動(dòng)引起，并且已經(jīng)成為主要的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)之一[1-2]。全世界約有鹽漬土面積 9.55×108hm2，共占據(jù)約100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，每年以1.00×105～1.5×105hm2的速度增加[3-4]。我國(guó)東北地區(qū)鹽漬土面積約3.84×106hm2，是我國(guó)土地鹽漬化最嚴(yán)重的地區(qū)之一[5-6]。隨著時(shí)間的不斷推移，可耕地面積日漸減少、土地資源不斷匱乏,它已成為了非常重要的后備資源。鹽漬化問(wèn)題不僅危害耕地質(zhì)量，而且嚴(yán)重影響國(guó)家糧食安全和區(qū)域生態(tài)環(huán)境。因此，鹽堿地治理已成為生態(tài)環(huán)境保護(hù)的當(dāng)務(wù)之急[7]。我們應(yīng)釆取合理開(kāi)發(fā)和改良利用并存的措施，大幅度提高鹽堿地區(qū)農(nóng)業(yè)的綜合生產(chǎn)效率，增加鹽堿區(qū)的有效耕地面積，這將對(duì)保障我國(guó)1.43×108hm2耕地面積以及提高糧食產(chǎn)量和糧食安全具有重大戰(zhàn)略意義。

鹽堿土水-肥-鹽方面的研究大約從20世紀(jì)70年代開(kāi)始。研究得出以施肥來(lái)改良鹽漬土的基本觀點(diǎn)[8-9]；建議利用有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分在時(shí)間、空間、形態(tài)上影響土壤的鹽基交換量，改善土壤的水、肥、氣、熱并促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，從而能夠調(diào)節(jié)和影響鹽堿土壤中離子的固定、遷移和淋溶，達(dá)到了調(diào)控鹽分的作用[10]。研究表明，在土壤中施用有機(jī)肥可以達(dá)到一定的增產(chǎn)效果[11-12]，可提高土壤速效養(yǎng)分，促進(jìn)土壤團(tuán)聚體形成，改善土壤結(jié)構(gòu)[13]，改善土壤鹽類(lèi)離子組成[14-15]，降低土壤pH值[16]，提高土壤生產(chǎn)力。同時(shí)，施用有機(jī)肥可以改善土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤容重，增加土壤孔隙度，影響土壤鹽分運(yùn)移，利于排鹽[17-19]。

松嫩平原位于東北地區(qū)中部，是我國(guó)重要的糧食產(chǎn)區(qū)，在我國(guó)糧食生產(chǎn)安全中發(fā)揮著重要作用。然而，它也是世界三大蘇打鹽堿土集中分布區(qū)之一，面積約為3.73×106hm2，是我國(guó)鹽堿化最嚴(yán)重、對(duì)農(nóng)業(yè)影響最大的地區(qū)之一[20]，同時(shí)鹽堿土作為后備土地資源對(duì)我國(guó)耕地?cái)?shù)量的動(dòng)態(tài)平衡具有重要意義。目前，已開(kāi)展的鹽堿土改良工作只具有短期效果，缺乏持續(xù)性的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)。通過(guò)長(zhǎng)期定位試驗(yàn)所獲取的研究數(shù)據(jù)更為穩(wěn)定、可靠，并能正確地反映鹽堿土的改良效果及其變化趨勢(shì)。因此，本研究以松嫩平原西部草甸堿土為研究材料，通過(guò)長(zhǎng)期施用有機(jī)肥的方式進(jìn)行鹽堿土改良，闡明長(zhǎng)期施用有機(jī)肥對(duì)土壤養(yǎng)分、物理性狀和鹽堿性質(zhì)的影響，并利用結(jié)構(gòu)方程模型(SEM)分析玉米產(chǎn)量提升的機(jī)制。本研究結(jié)果為其他區(qū)域的鹽堿土改良工作亦可提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)定位于黑龍江省大慶市肇州縣永樂(lè)鎮(zhèn)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)鹽堿土長(zhǎng)期定位試驗(yàn)站(125.06°E，45.40°N，海拔135 m)，地處松嫩平原中部，位于黑龍江鹽漬土的主要分布區(qū)。試驗(yàn)區(qū)地處黑龍江省第一積溫帶，氣候類(lèi)型為中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均活動(dòng)積溫2 800 ℃，年均降水量436 mm，年均蒸發(fā)量1 800 mm，屬半干旱地區(qū)。試驗(yàn)區(qū)四季分明,春季多風(fēng)少雨；夏季炎熱多雨；秋季涼爽，易出現(xiàn)早霜；冬季寒冷干燥。土壤類(lèi)型為草甸堿土，質(zhì)地為粘土(26%砂粒，22%粉粒，52%粘粒)。未開(kāi)墾前試驗(yàn)區(qū)為鹽堿荒地，堿斑零星分布，堿斑面積約占40%左右，開(kāi)墾前土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 開(kāi)墾前土壤基本理化性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究根據(jù)施用腐熟牛糞的年限，在堿斑土上共設(shè)置4個(gè)處理，分別是施用有機(jī)肥13 a(13A)，施用有機(jī)肥19 a(19A)，施用有機(jī)肥24 a(24A)，以不施用有機(jī)肥的處理作為對(duì)照(CK)。供試作物為玉米，施肥方式為每年四月下旬以壟作結(jié)合方式只施入干質(zhì)量為10 000 kg·hm-2的腐熟牛糞，不施用化肥。在玉米拔節(jié)期全部處理追施尿素375 kg·hm-2。玉米生育期內(nèi)無(wú)灌溉。腐熟牛糞的性質(zhì)為：有機(jī)質(zhì)含量590.69 g·kg-1，氮含量13.28 g·kg-1，磷含量12.02 g·kg-1，鉀含量15.35 g·kg-1，pH值8.42，鈣含量9.77 g·kg-1，鎂含量4.58 g·kg-1。

1.3 樣品采集

2019年10月中旬采集0～20 cm和20～40 cm土壤樣品，每小區(qū)隨機(jī)選取3個(gè)點(diǎn)。土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)剔除外侵入物后進(jìn)行自然風(fēng)干，風(fēng)干后將土壤樣品磨碎并過(guò)篩，先全部通過(guò)1 mm篩；然后，將土壤樣品均勻取出一部分過(guò)0.25 mm篩。過(guò)篩后用于土壤化學(xué)性質(zhì)的測(cè)定；在采集土壤農(nóng)化樣品的同時(shí)，利用環(huán)刀采集相同原狀土壤，用于測(cè)定土壤的物理性質(zhì)。

1.4 研究方法

土壤pH值與電導(dǎo)率(EC)按照5∶1水土比，采用pH計(jì)和電導(dǎo)率儀測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定；土壤全氮采用濃硫酸消煮，凱氏定氮儀蒸餾法測(cè)定；土壤堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；土壤速效鉀采用醋酸銨浸提，火焰光度法測(cè)定；土壤速效磷采用碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗顯色法測(cè)定；土壤交換性鈉離子采用1 mol·L-1醋酸銨浸提，火焰光度法測(cè)定；土壤陽(yáng)離子交換量(CEC)采用乙酸鈉一火焰光度法測(cè)定。依據(jù)公式(1)計(jì)算土壤堿化度(ESP)。

(1)

式中，ESP為土壤堿化度(%)；交換性Na+為交換性鈉離子(cmol·kg-1)；CEC為土壤陽(yáng)離子交換量(mol·kg-1)。

用環(huán)刀收集未攪動(dòng)的土壤樣品，測(cè)定田間持水量；采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重；采用比重瓶法測(cè)定土壤顆粒密度，并根據(jù)公式(2)計(jì)算土壤孔隙度。

(2)

式中，ft為土壤孔隙度(%)；ρb為容重(g·cm-3)；ρd為土壤顆粒密度(g·cm-3)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel處理后，采用SPSS軟件進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)比較處理間差異，用Duncan’s法檢驗(yàn)差異顯著性(P<0.05)。采用AMOS 21.0的結(jié)構(gòu)方程模型(SEM)探討土壤理化因子主要驅(qū)動(dòng)因素的影響路徑及程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用有機(jī)肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響

由圖1可知，與CK相比，施用有機(jī)肥后，土壤0～20 cm和20～40 cm土層有機(jī)質(zhì)含量均明顯增加。同時(shí)除處理24A外，其余處理隨土層深度增加土壤有機(jī)質(zhì)含量均減小，即在0～20 cm土層中土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到最大。在0～20 cm土層中，處理19A的有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到最高，較不施肥的處理有機(jī)質(zhì)含量提高了近3.5倍。在20～40 cm土層中，處理19A的有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到最高，較不施肥的處理有機(jī)質(zhì)含量提高了約5.3倍。方差分析結(jié)果表明，在0～20 cm土層中，各處理與CK相比差異顯著(P<0.05)，施用有機(jī)肥的各處理間差異不顯著；在20～40 cm土層中，各處理與CK相比均差異顯著(P<0.05)；處理19A、處理24A與處理13A相比差異顯著(P<0.05)。

注: 不同小寫(xiě)字母表示同一土層處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

2.2 施用有機(jī)肥對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

不同施肥年限各處理下0～20 cm和20～40 cm土層中全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量隨時(shí)間的變化規(guī)律見(jiàn)表2。與CK相比，施用有機(jī)肥后的0～20 cm土層中全氮、堿解氮、速效鉀的含量均顯著增加。在0～20 cm的土層中，與CK相比，處理24A的全氮、堿解氮、速效鉀含量都提高了2倍左右，速效磷含量較不施肥處理下的速效磷含量提高了81.07%。在20～40 cm的土層中，土壤全氮、堿解氮含量都顯著提升。隨著有機(jī)肥施用年限的增加，土壤全氮、速效磷、速效鉀在處理24A時(shí)達(dá)到最高含量。方差分析結(jié)果表明，在0～20 cm土層中，各處理土壤全氮含量與CK相比差異顯著(P<0.05)；處理24A的土壤堿解氮與CK相比差異顯著(P<0.05)；處理13A、24A的土壤速效磷與CK相比差異顯著(P<0.05)；處理24A的土壤速效鉀與CK相比差異顯著(P<0.05)，而處理13A、19A差異不顯著。在20～40 cm土層中，各處理的土壤全氮與CK相比均差異顯著(P<0.05)；處理24A的土壤堿解氮與CK相比差異不顯著，其他處理均差異顯著(P<0.05)；處理24A的土壤速效磷與CK相比差異顯著(P<0.05)；處理13A、24A的土壤速效鉀與CK相比差異顯著(P<0.05)，而處理19A差異不顯著。

表2 不同處理的土壤養(yǎng)分含量

2.3 施用有機(jī)肥對(duì)土壤鹽堿性質(zhì)的影響

不同施肥年限處理下0～20、20～40 cm土層的pH值、EC、ESP隨時(shí)間的變化規(guī)律見(jiàn)表3。0～20cm土層中，土壤pH值隨施肥年限的增加逐漸降低，各處理的pH值比CK降低了20.00%～24.45%；各處理的EC、ESP與CK相比均顯著降低，降幅為42.86%～77.78%。在20～40 cm土層中，各處理的EC、ESP與CK相比均顯著降低。方差分析結(jié)果表明，在0～20 cm土層中，與CK相比，各處理pH值均差異顯著(P<0.05)。EC與ESP具有相似趨勢(shì)，各處理與CK相比均差異顯著(P<0.05)。在20～40 cm土層中，各處理pH值、EC、ESP與CK的差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)。

表3 不同處理的土壤鹽堿性質(zhì)

2.4 施用有機(jī)肥對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響

不同施肥年限處理下0～20 cm和20～40 cm土層的土壤容重、密度、孔隙度隨時(shí)間的變化規(guī)律見(jiàn)表4。與CK相比，長(zhǎng)期施用有機(jī)肥后土壤孔隙度呈上升趨勢(shì)；容重、密度呈下降趨勢(shì)。2019年試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，在0～20 cm土層中，處理24A的容重為1.08 g·cm-3，較不施肥處理容重(1.64 g·cm-3)降低了34.15%；土壤密度較CK降低了5.91%；孔隙度較CK升高了54.56%。方差分析結(jié)果表明，在0～20 cm土層，與CK相比，各處理容重、密度、孔隙度均差異顯著(P<0.05)；在20～40 cm土層，各處理的容重與CK相比均差異顯著(P<0.05)；處理19A、24A的土壤密度較CK差異顯著，處理13A與CK間差異不顯著(P<0.05)；施用有機(jī)肥后，各處理孔隙度雖呈上升趨勢(shì)，但均與CK差異不顯著。

表4 不同處理的土壤物理性質(zhì)

由圖2可知，與CK相比，隨著施用有機(jī)肥年限的增長(zhǎng)，土壤田間持水量呈上升趨勢(shì)。施用有機(jī)肥后，0～20 cm土層的田間持水量高于20～40 cm土層。在0～20 cm土層中，各處理的田間持水量與CK(18.22%)相比提高至36.55%～42.35%之間，處理24A的田間持水量達(dá)到最高值42.35%；在20～40 cm土層中，各處理的田間持水量與CK相比提升范圍在23.74%～38.54%之間。方差分析結(jié)果表明，在0～20 cm和20～40 cm土層中，各處理的田間持水量與CK相比均差異顯著(P<0.05)。

圖2 不同處理的土壤田間持水量

2.5 施用有機(jī)肥對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

由長(zhǎng)期定位試驗(yàn)的玉米測(cè)產(chǎn)結(jié)果(圖3)可以得知，施肥年限的不同對(duì)玉米增產(chǎn)效果的影響有差異，產(chǎn)量呈現(xiàn)了一定的規(guī)律性，即處理24A>19A>13A>CK。方差分析結(jié)果表明，處理13A、19A、24A與CK差異均顯著(P<0.05)。2019年試驗(yàn)結(jié)束時(shí)處理24A的玉米產(chǎn)量達(dá)到了13 780 kg·hm-2，較玉米產(chǎn)量為8 690 kg·hm-2的處理CK相比提高了58.57%，表明隨著有機(jī)肥施用年限的增加產(chǎn)量會(huì)顯著提高。

圖3 2019年不同處理的玉米產(chǎn)量

2.6 土壤肥力的結(jié)構(gòu)方程模型

為了明確長(zhǎng)期施用有機(jī)肥后土壤肥力對(duì)玉米產(chǎn)量的影響，通過(guò)構(gòu)建SEM來(lái)分析0～20 cm土層(耕作層)的土壤有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分、鹽堿指標(biāo)、物理性質(zhì)對(duì)玉米產(chǎn)量的綜合響應(yīng)，見(jiàn)圖4。SEM 擬合結(jié)果為：P=0.94，擬合優(yōu)度指數(shù)(GFI)=0.89，均方根誤差(RMSEA)=0.00，說(shuō)明模型適配良好。模型解釋了玉米產(chǎn)量改變的影響因素并不是唯一。結(jié)果表明，通過(guò)施用有機(jī)肥調(diào)控土壤有機(jī)質(zhì)，從而影響土壤容重、田間持水量以及土壤全氮來(lái)提高玉米產(chǎn)量，其中，有機(jī)質(zhì)對(duì)田間持水量和土壤全氮的影響體現(xiàn)為正效應(yīng),其路徑系數(shù)分別為0.98和0.97；對(duì)容重體現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，其路徑系數(shù)為-0.74。田間持水量與土壤pH值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(路徑系數(shù)為-0.69)從而影響玉米產(chǎn)量，土壤pH值與土壤有機(jī)質(zhì)也呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(路徑系數(shù)為-0.24)，并在比較小的程度上受到土壤堿化度和容重的影響。土壤全氮和速效鉀含量對(duì)玉米產(chǎn)量也產(chǎn)生了直接的影響，其路徑系數(shù)分別為0.36和0.34。綜上，土壤有機(jī)質(zhì)可通過(guò)改善土壤結(jié)構(gòu)和土壤全氮供應(yīng)達(dá)到增產(chǎn)效果。并且在此模型中，容重的降低、田間持水量的提高成為對(duì)玉米產(chǎn)量影響最大的、對(duì)多因素綜合影響的重要因素。

注：每個(gè)箭頭的粗細(xì)和箭頭上的數(shù)值分別代表路徑系數(shù)及其大小，實(shí)線代表正相關(guān)，虛線代表負(fù)相關(guān)。

2.7 土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性分析

對(duì)土壤理化性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)與容重、土壤密度、pH值、電導(dǎo)率、堿化度呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與土壤田間持水量、孔隙度、全氮呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。土壤堿解氮與土壤有機(jī)質(zhì)呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。土壤速效磷、速效鉀與有機(jī)質(zhì)未達(dá)顯著相關(guān)水平。土壤田間持水量與土壤pH值、電導(dǎo)率、堿化度呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。土壤容重與土壤pH值、電導(dǎo)率、堿化度呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與全氮、堿解氮呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。

3 討 論

通過(guò)有機(jī)培肥長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，施用有機(jī)肥后，土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分顯著提高，原因是有機(jī)肥中富含植物生長(zhǎng)所必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素，如氮、磷、鉀和豐富的有機(jī)質(zhì)，還含有數(shù)量豐富的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分，如氨基酸、核酸、糖、維生素等，施入土壤后有利于有機(jī)質(zhì)的積累，使土壤養(yǎng)分得到不同程度的改善[21]，活化土壤內(nèi)部的潛在養(yǎng)分和增強(qiáng)土壤微生物活性，增加作物的生物量[22]，并有效增加土壤中可利用的有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀含量，從而改善作物的生長(zhǎng)環(huán)境。也可能是因?yàn)橛袡C(jī)肥活化土壤中潛在養(yǎng)分后, 促進(jìn)了土壤原有有機(jī)質(zhì)的礦化分解。在本研究中，施用有機(jī)肥后，與不施肥的處理相比，0～20 cm土層的土壤有機(jī)質(zhì)與速效氮、速效鉀和堿解氮含量均有提高，這與韓曉增[23]、李娟[24]等的研究結(jié)論基本一致，只是增加的幅度不同，可能是受研究區(qū)的氣候條件、土壤類(lèi)型、施肥時(shí)間等因素影響所致。然而，有機(jī)肥中的有機(jī)質(zhì)與微生物對(duì)土壤磷的轉(zhuǎn)化比較遲鈍[25], 故施用有機(jī)肥后土壤有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量增幅較大, 土壤速效磷含量增幅較小。處理24A的土壤有機(jī)質(zhì)含量與其他更短時(shí)間施用有機(jī)肥的處理相比盡管有下降趨勢(shì)，但差異不顯著，且與CK處理相比仍達(dá)到顯著差異水平(P<0.05)。這可能是由于長(zhǎng)期施肥后膠結(jié)物質(zhì)增多，土壤的結(jié)構(gòu)得到改善，環(huán)境條件變得適宜的情況下，微生物活動(dòng)旺盛，則分解作用進(jìn)行較快，有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生了礦化作用[26]，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)的礦化量大于有機(jī)質(zhì)的累積量，有機(jī)碳庫(kù)呈虧缺狀態(tài)。從表5可知，有機(jī)質(zhì)與全氮之間呈極顯著正相關(guān)(r=0.95**)，與堿解氮呈顯著正相關(guān)(r=0.44*)。因此，土壤全氮、堿解氮含量的變化趨勢(shì)與有機(jī)質(zhì)含量變化趨勢(shì)基本一致。其他養(yǎng)分也與有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，出現(xiàn)波動(dòng)但是略有偏差。

表5 鹽堿土各指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)

本研究表明，有機(jī)肥除了能夠增加土壤養(yǎng)分的積累，還能夠改善各土層土壤容重、密度,對(duì)于土壤板結(jié)的減輕程度具有較好的改良效應(yīng)。有機(jī)肥料的孔隙結(jié)構(gòu)和土壤的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)降低了土壤容重，并且土壤有機(jī)質(zhì)的增加也會(huì)促進(jìn)微團(tuán)聚體的形成，進(jìn)而降低土壤容重，尤其對(duì)于0～20 cm土壤的影響較為顯著。土壤容重降低的同時(shí)，土壤的緊實(shí)度和透氣性也會(huì)得到改善,土壤的孔隙度增加，增強(qiáng)土壤的保水性能[27]，從而提高土壤的蓄水能力，降低土壤水分的蒸發(fā)速率[28]。從表5可以看出，孔隙度與田間持水量之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，孔隙度與田間持水量的提高,能夠進(jìn)一步促進(jìn)根系的下扎和對(duì)深層土壤水分及養(yǎng)分的利用，調(diào)控作物應(yīng)對(duì)水分和養(yǎng)分欠缺的能力[29-30]。因此，施用有機(jī)肥對(duì)改善土壤物理性質(zhì)具有重要意義。

從鹽堿土各指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)(表5)可以看出，土壤EC與容重之間呈極顯著正相關(guān)(r=0.94**)。由此可以得出，施用有機(jī)肥通過(guò)影響土壤的物理性質(zhì)進(jìn)而影響鹽分的表聚性。與不施肥處理相比，增施有機(jī)肥一方面可以改善土壤通透性，提高土壤的毛管孔隙度，利于表層土壤鹽分向土體下層淋洗，促進(jìn)土壤排鹽并抑制返鹽，從而電導(dǎo)率降低。這與王世斌[31]、李國(guó)輝[32]等的研究結(jié)果一致。另一方面有機(jī)肥中的Ca2+將土壤膠體中的Na+置換出來(lái)，被吸附到土壤溶液中，改變了鹽堿土中鹽分離子的組成，從而降低了堿化度，起到改良鹽堿土的效果[33]。由表3可知，處理24A的0～20 cm鹽分含量與20～40 cm土層鹽分差異不顯著。可能是因?yàn)榈叵滤粶\，礦化度高，鹽分在毛管作用下向上遷移[17]，并且是在秋季收獲后取樣，沒(méi)有地表覆蓋，蒸發(fā)強(qiáng)度大，鹽分向表層移動(dòng)。土壤pH值經(jīng)過(guò)有機(jī)肥的處理均低于對(duì)照，降低的原因可能是有機(jī)肥降解過(guò)程中形成的有機(jī)酸可以降低土壤中的堿性物質(zhì)，增強(qiáng)土壤對(duì)pH的緩沖能力，降低土壤pH值。然而，處理24A的土壤ESP略高于處理19A，這與較高的土壤鹽分有關(guān)，從表5可知，土壤ESP與EC呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.96**)。有機(jī)質(zhì)均能不同程度地影響土壤pH值、鹽分含量、堿化度。在本研究中，隨著施用有機(jī)肥年限的增加，與CK相比，有機(jī)質(zhì)含量增加，鹽堿性質(zhì)顯著降低。

本研究對(duì)草甸堿土的理化指標(biāo)建立SEM，較好地證明了施用有機(jī)肥后土壤中理化性質(zhì)對(duì)玉米產(chǎn)量的影響及作用，從模型中驗(yàn)證了土壤物理性質(zhì)和鹽堿性質(zhì)是影響玉米產(chǎn)量的主要原因。其中，土壤物理性質(zhì)的改善是促使玉米產(chǎn)量提升的關(guān)鍵因素。長(zhǎng)期施用有機(jī)肥后，鹽堿土壤的田間持水量提高，持水性能增強(qiáng)，容重下降。物理結(jié)構(gòu)的改善促進(jìn)土壤排鹽，減輕了鹽分對(duì)作物的脅迫作用，有效減緩了土壤的板結(jié)與返鹽，在一定程度上，使水、肥、鹽、氣形成一種動(dòng)態(tài)平衡。吳春濤、張瑜[34-35]等研究結(jié)果表明，施用有機(jī)肥能有效改善土壤理化性狀，減少土壤水分蒸發(fā), 降低鹽分的積累，達(dá)到提高作物產(chǎn)量的效果。鹽堿性質(zhì)是無(wú)法消除的，在此前提下，改善土壤物理性質(zhì)作為改良鹽堿土的一個(gè)重要方向，是滿足作物生長(zhǎng)所需的必備條件。本研究結(jié)果表明，施用有機(jī)肥后土壤的物理性狀變化顯著，土壤環(huán)境更加適合作物生存，玉米產(chǎn)量得到提升。在今后的研究改良過(guò)程中，我們需繼續(xù)長(zhǎng)期定位實(shí)行上述處理，以驗(yàn)證長(zhǎng)期施用有機(jī)肥對(duì)鹽堿土的改良效應(yīng)。

4 結(jié) 論

長(zhǎng)期施用有機(jī)肥后，0～20、20～40 cm土層的有機(jī)質(zhì)在土壤中不斷積累，釋放養(yǎng)分供給作物吸收利用，全氮、速效養(yǎng)分含量顯著提高；土壤pH值、電導(dǎo)率(EC)、堿化度(ESP)顯著降低；土壤容重、顆粒密度顯著降低，土壤田間持水量、飽和含水量顯著提高，土壤物理結(jié)構(gòu)得到明顯改善。隨有機(jī)肥施用年限的增加，玉米產(chǎn)量顯著提高。有機(jī)肥處理在連續(xù)施用有機(jī)肥24 a后玉米產(chǎn)量達(dá)到最高水平。并通過(guò)結(jié)構(gòu)方程模型分析得出，長(zhǎng)期施肥后通過(guò)提升土壤有機(jī)質(zhì)，降低了容重、提高了田間持水量，進(jìn)而影響土壤的pH值，改善了土壤的微環(huán)境，達(dá)到增產(chǎn)效果。其中容重的降低、田間持水量的提高在改良鹽堿土中發(fā)揮主要作用，對(duì)玉米產(chǎn)量的提高和穩(wěn)定具有重要影響。