沿黄地区盐碱地种植水稻土壤理化性质的比较

董起广， 何振嘉， 高红贝， 雷 娜， 樊建琼

(1. 陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司， 陕西 西安 710075； 2. 陕西地建渭北土地工程有限责任公司， 陕西 西安 712000)

沿黄地区盐碱地种植水稻土壤理化性质的比较

董起广1， 何振嘉2， 高红贝1， 雷 娜1， 樊建琼2

(1. 陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司， 陕西 西安 710075； 2. 陕西地建渭北土地工程有限责任公司， 陕西 西安 712000)

土壤盐碱化是一个世界性的问题，中国盐渍土面积为3.47×105km2(不包括滨海滩涂)[1]。陕西省沿黄地区分布有大面积盐碱地，该地区土地利用率极低。盐碱地治理通常采用水利工程、化学改良和生物改良等措施[2-4]，植物改良技术因具有费用少、见效快以及在改善大面积盐碱土的同时能获得经济效益等优点而受到广泛关注。已有的在盐碱地区种植水稻(OryzasativaLinn.)的研究集中在不同改良剂对盐碱地的改良效果及对水稻产量的影响，盐分胁迫对水稻生长的影响以及作物收获还田后对盐碱地的改良等方面[5-7]。Hussain等[8]研究了水稻在盐碱地的耐盐机制；罗新正等[9]认为，连续多年采用种稻模式进行单纯性洗排盐碱可明显降低松嫩平原盐碱地表层土壤的含盐量。有关沿黄地区盐碱地利用的研究多以池塘养殖为主，而采用水稻种植对其进行改良的研究却鲜有报道[10-11]。

本文针对陕西沿黄地区盐碱地的实际情况，通过前期简单的工程手段后，以种植水稻为主要措施，研究水稻不同生育期土壤理化性质的动态变化，以期为该地区盐碱地的改良和利用提供理论依据。

1 研究区概况和研究方法

1.1 研究区概况

研究区位于陕西省大荔县东部黄河西岸滩地内，地理坐标为东经110°10′32″～110°12′55″、北纬34°54′03″～34°55′54″，属黄河漫滩和一级阶地，地面标高335～340 m，区内地势基本平坦，由北向南略微倾斜，土壤质地为粉壤土，土质松软。研究区外部西侧为黄土台塬，研究区易接受黄土台塬地下水的侧向径流补给和汛期黄河侧渗补给，地下水位较浅，该地区排泄以垂直蒸发为主，地下水矿化度增高，地表积盐形成盐渍土[12]。

1.2 研究方法

于2015年5月末种植水稻，水稻种植前进行土地平整和1次灌水洗盐。根据研究区地势变化和面积大小，划分成6个田块，每个田块面积为20 m×20 m，其中5个田块种植水稻作为重复，每平方米种植水稻23蔸，剩余的1个田块作为对照，未种植水稻且不采取任何耕作措施。

每个田块随机选取3个采样点，采样深度为0～15 cm，分别于水稻的分蘖期、长穗期和结实期取样。所采土样经风干后，依次过孔径2和0.149 mm筛，备用。按质量比1∶5配置水土混合液，经离心后得到清液，然后分别采用pH计和电导率仪测定土壤的pH值和电导率；土壤中粘粒和砂粒含量采用Mastersizer 2000激光粒度分析仪(英国马尔文仪器有限公司)测定[13]；有机质含量采用NY/T 1121.6—2006中的重铬酸钾法测定；全氮含量采用CleverChem200全自动化学间断分析仪(德国Dechem-Tech.GmbH公司)测定；有效磷含量采用碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法[14]测定。

1.3 数据分析

利用EXCEL 2007软件进行数据分析和计算。

2 结果和分析

沿黄地区盐碱地种植水稻田块和对照田块(未种植水稻)的土壤理化指标见表1。

2.1 土壤pH值和电导率的变化

由表1可以看出：随着水稻种植时间的延长，种植水稻田块和对照田块的土壤pH值均呈先升高后降低的趋势。在水稻的分蘖期、长穗期和结实期，种植水稻田块的土壤pH值分别为7.78、8.42和8.18，空间变异系数分别为1.84%、1.84%和2.72%，空间变异性较小。其中，结实期种植水稻田块的土壤pH值较对照田块下降了0.37。水稻在pH值大于9.6时存活率才开始下降[15]，本研究区土壤pH值满足水稻的生长需求。

水稻结实期种植水稻田块的土壤电导率较分蘖期略有降低，由1.52 dS·m-1下降到1.29 dS·m-1，而对照田块土壤电导率由1.54 dS·m-1上升至1.65 dS·m-1。结实期种植水稻田块土壤电导率较对照田块下降了0.36 dS·m-1。3个时期种植水稻田块土壤电导率的空间变异系数分别为44.15%、33.39%和46.85%，空间变异性较大。由此可见，水稻可通过离子吸收在一定程度上降低土壤中盐分含量。

2.2 土壤机械组成的动态变化

由表1还可以看出：随着水稻种植时间的延长，种植水稻田块和对照田块土壤中粘粒含量均呈先降低后升高的趋势。在水稻的分蘖期、长穗期和结实期，种植水稻田块土壤中粘粒含量分别为0.52%、0.46%和0.49%，空间变异系数分别为41.59%、21.50%和31.12%，空间变异性较大；而对照田块土壤中粘粒含量分别为0.59%、0.48%和0.51%，种植水稻田块土壤中粘粒含量略有降低。

在水稻的分蘖期、长穗期和结实期，种植水稻田块土壤中砂粒含量分别为27.29%、29.61%和31.62%，空间变异系数分别为24.67%、10.71%和13.47%；而对照田块土壤中砂粒含量分别为25.65%、28.27%和29.81%，种植水稻田块土壤中砂粒含量略高于对照田块。

2.3 土壤中有机质、全氮和有效磷含量的变化

由表1还可以看出：随着水稻种植时间的延长，种植水稻田块土壤中有机质、全氮和有效磷含量均呈逐渐升高的趋势，且总体上略高于对照田块。在水稻的分蘖期、长穗期和结实期，种植水稻田块土壤中有机质含量分别为5.72、6.77和7.16 g·kg-1，对照田块土壤中有机质含量分别为5.78、5.81和5.85 g·kg-1，其中，结实期种植水稻田块土壤中有机质含量较对照田块升高了1.31 g·kg-1；种植水稻田块土壤中全氮含量分别为1.44、1.50和1.53 g·kg-1，对照田块土壤中全氮含量分别为1.41、1.48和1.46 g·kg-1，含量差异较小；种植水稻田块土壤中有效磷含量分别为9.67、10.00和11.82 mg·kg-1，对照田块土壤中有效磷含量分别为9.56、9.62和9.61 mg·kg-1，其中，结实期种植水稻田块土壤中有效磷含量较对照田块升高了2.21 mg·kg-1。

水稻生育期GrowthperiodofOryzasativa土壤pH值pHvalueofsoil土壤电导率/dS·m-1Electricalconductivityofsoil土壤中粘粒含量/%Claycontentinsoil土壤中砂粒含量/%SandcontentinsoilTCKTCKTCKTCK分蘖期Tilleringstage7 78±0 14(1 84%)7 761 52±0 67(44 15%)1 540 52±0 26(41 59%)0 5927 29±6 24(24 67%)25 65长穗期Headingstage8 42±0 16(1 84%)8 581 58±0 55(33 39%)1 620 46±0 09(21 50%)0 4829 61±3 17(10 71%)28 27结实期Fillingstage8 18±0 22(2 72%)8 551 29±0 61(46 85%)1 650 49±0 12(31 12%)0 5131 62±4 26(13 47%)29 81水稻生育期GrowthperiodofOryzasativa土壤中有机质含量/g·kg-1Organicmattercontentinsoil土壤中全氮含量/g·kg-1Totalnitrogencontentinsoil土壤中有效磷含量/mg·kg-1AvailablephosphoruscontentinsoilTCKTCKTCK分蘖期Tilleringstage5 72±1 72(30 16%)5 78 1 44±0 30(20 55%)1 41 9 67±1 84(19 06%)9 56长穗期Headingstage6 77±2 57(33 11%)5 811 50±0 20(13 25%)1 4810 00±2 19(21 91%)9 62结实期Fillingstage7 16±0 99(12 14%)5 851 53±0 23(14 93%)1 4611 82±1 89(31 85%)9 61

1)T： 种植水稻田块Field planted withOryzasativaLinn.； CK： 对照田块(未种植水稻)The control field (unplanted withO.sativa). 括号中数据为空间变异系数Datums in the brackets are spatial variation coefficient.

3个时期种植水稻田块土壤中有机质含量的空间变异系数分别为30.16%、33.11%和12.14%，结实期其空间变异性明显降低；土壤中全氮含量的空间变异系数分别为20.55%、13.25%和14.93%，其空间变异性相对较小；土壤中有效磷含量的空间变异系数分别为19.06%、21.91%和31.85%，结实期其空间变异性增大。

3 讨论和结论

在盐碱地内种植耐盐植物进行土壤改良，主要利用植物生长促进土壤积累有机质，改善土壤结构，降低地下水位，减少土壤中水分的蒸发，从而加速盐分淋洗、延缓或防止积盐返盐[1]。本研究在沿黄地区盐碱地种植水稻，结实期种植水稻田块土壤的pH值较对照田块(未种植水稻)降低了0.37，电导率降低了0.36 dS·m-1。这主要是由于水稻在生长过程中吸收土壤中的盐碱类离子，并将盐分积累至地上部分，且植物根系与盐碱土的相互作用可以维持土壤结构，改善土壤团聚性，促进土壤剖面的水运动，从而在一定程度上防止返盐的发生[16]。

土壤机械组成是反映土壤物理特性的一个综合指标。种植耐盐植物能降低土壤中粘粒含量，增加土壤孔隙度，促进土壤剖面的水运动[17]12。但在本研究中，土壤的机械组成并没有发生明显改变，一是由于该地区粘粒含量本身较低，难以再进一步降低；二是由于种植时间较短，基本不会使土壤机械组成发生质的改变。

土壤中有机质含量不仅与作物产量和土壤肥力密切相关[18]，还与耐盐植物的种植年限呈正相关[17]26。结实期种植水稻田块土壤中有机质含量较对照田块增加了1.31 g·kg-1，说明稻田生态系统改善了土壤的理化性状，提高了土壤微生物量碳，有助于土壤有机质的积累[19-20]。结实期种植水稻田块土壤中有效磷含量较对照田块增加了2.21 mg·kg-1，推测一是由于种植水稻能有效地控制稻田中氮、磷的流失[21]，二是由于种植水稻促使土壤中磷酸盐矿物的溶解和被固定磷的释放[17]37。

综上所述，在沿黄地区盐碱地种植水稻可以改善土壤质量。但本研究中，土壤中粘粒、砂粒以及全氮含量等指标变化较小，建议继续加长监测时间，并增加土壤水稳定性团聚体、微生物量碳和八大离子含量等指标的检测，以获得更加可靠的结论。

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(责任编辑： 张明霞)

Comparison on soil physicochemical properties of saline and alkaline land planted withOryzasativain the area along the Yellow River

DONG Qiguang1， HE Zhenjia2， GAO Hongbei1， LEI Na1， FAN Jianqiong2

(1. Institute of Land Engineering and Technology， Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group， Co.， Ltd.， Xi’an 710075， China； 2. Weibei Land Engineering Co.， Ltd. of Shannxi Land Construction Group， Xi’an 712000， China)，J.PlantResour. &Environ.， 2017， 26(2)： 110-112

The changes of soil physicochemical properties of saline and alkaline land planted withOryzasativaLinn. in the area along the Yellow River in Dali County of Shaanxi Province were investigated. The results show that during the process of plantingO.sativa， compared with the control field (unplanted withO.sativa)， pH value and electrical conductivity of soil in field planted withO.sativaat filling stage decrease by 0.37 and 0.36 dS·m-1， respectively， and contents of organic matter and available phosphorus in soil increase by 1.31 g·kg-1and 2.21 mg·kg-1， respectively， while contents of clay， grit and total nitrogen in soil change a little. The above results show that plantingO.sativain saline and alkaline land in the area along the Yellow River can improve the quality of soil and land utilization. In order to obtain more reliable results， plantingO.sativafor long time and extending continuous monitoring time are recommended in future.

盐碱地； 土壤质量； 沿黄地区； 水稻

saline and alkaline land； soil quality； the area along the Yellow River；OryzasativaLinn.

2016-07-25

陕西省重点科技创新团队计划项目(2016KCT-23)

董起广(1988—)，男，河北邢台人，硕士，助理工程师，主要从事水文水资源和土地工程方面的研究。

S156.4+5

A

1674-7895(2017)02-0110-03

10.3969/j.issn.1674-7895.2017.02.15