春灌结合秸秆隔层促进土壤脱盐增加微生物多样性

卢 闯，逄焕成，张宏媛，张建丽，张 浩，李玉义



春灌结合秸秆隔层促进土壤脱盐增加微生物多样性

卢 闯1，逄焕成1，张宏媛1，张建丽2，张 浩2，李玉义1※

（1. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081；2. 北京理工大学生命学院，北京 100081）

为探讨春灌结合秸秆隔层对土壤水盐分布及微生物区系的影响，该文采用田间微区试验方法，以当地常规春灌水平（2 250 m3/hm2）为对照（CK），设置秸秆隔层深埋条件下常规春灌灌水量的100%、90%、80%、70%（W100、W90、W80、W70）4个梯度共5个处理，研究河套灌区不同春灌灌水量下秸秆隔层对中度盐碱地水盐分布、微生物区系及食葵产量的影响。结果表明：秸秆隔层处理20～40 cm土层含水率随春灌量的增加而增加，W100处理春灌后根系分布层（0～40 cm）含水率较CK、W90、W80、W70显著提高6.5%、3.6%、5.8%、8.9%（<0.05）；W100和W90处理春灌后均具有较好的脱盐效果，盐分淋洗深度达50～60 cm，其0～40 cm盐分较CK显著降低18.9%和13.9%（<0.05），春灌前后土壤脱盐率也分别较CK提高34.9%、30.1%（<0.05），但W100与W90处理间春灌后土壤盐分、脱盐率均无显著差异，W80处理与CK之间也没有达到显著差异水平（<0.05）。收获后，CK处理0～40 cm含水率显著高于其他4个处理，W100和W90处理0～40 cm含盐量显著低于CK 27.6%和16.3%（<0.05），但2个处理间含盐量无显著差异，W80处理与CK差异也不显著，而W70盐分含量显著最高。与CK、W80和W70相比，W100和W90处理均显著增加了收获期土壤细菌、放线菌、真菌可培养微生物数量，并增加了可培养优势菌群种类，而W90处理相比W100处理更有利于土壤真菌生长。W100处理食葵产量显著高于其他4个处理（<0.05），分别较CK、W90、W80和W70增产5.3%、6.8%、11.4%和13.6%，W90与CK两处理间产量无显著差异，但其水分生产率显著高于CK，而W100与CK处理间水分生产率差异不显著。综上来看，单纯从高产角度，当前春灌量水平结合秸秆隔层（W100）处理食葵增产效果最显著值得推荐，而从土壤脱盐、作物稳产及水分生产率提高等综合效应考虑，在当前春灌基础上减少10%灌水量结合秸秆隔层（W90）是可推荐的措施。

灌溉；秸秆；脱盐；中度盐碱地；土壤微生物区系

0 引 言

内蒙古河套灌区地处干旱区，是中国大型自流灌区之一。灌区当前面临2个主要问题：灌溉引起的土地盐碱化，以及引黄配给减少造成的水资源短缺。由于该地区的主要作物均采用大水漫灌，过量灌溉造成地下水位上升，土壤次生盐碱化大面积发生，全灌区盐碱耕地目前约39.4万hm2，占总耕地面积68.65%[1]。近年来，河套灌区引黄水量持续减少，2010年引水指标为35.68亿m3，较1994年减少5.32亿m3，且在进一步缩减。在水资源紧缺和土壤盐渍化的双重压力下，制定农田控盐和节水灌溉相结合的节水控盐灌溉制度，是当地节约用水和防治土壤盐渍化的当务之急。

本课题组在河套灌区通过多年研究发现在地表下35～40 cm处埋设作物秸秆隔层结合地表地膜覆盖（简称“上膜下秸”）具有明显的根系分布层控盐效果，极大改善了作物生长状况[2-4]。“上膜下秸”技术已获国家发明专利授权[5]，同时课题组还发明了针对该技术的配套耕作机具[6]。目前该技术措施在当地得到了广泛认可，对于进一步改良盐碱地具有重要意义。但有关盐碱地“上膜下秸”技术的节水效应尚不清楚。与常规措施相比，一方面由于地表覆盖地膜，抑制了土壤水分蒸发和表层土壤返盐[7]；另一方面，秸秆隔层改变了水盐时空分布[8]，提高了表层土壤蓄水能力，减少深层土壤水分的蒸散量[9-10]，同时提高水浸洗盐效率[11]，对于抑制土壤盐分上移具有明显作用[12-13]。从理论上来讲，“上膜下秸”组合技术可能会减少淋盐灌溉量。然而，该假设尚缺乏基于相关试验研究的验证。在河套灌区，相对秋浇，春灌受作物种植影响供水紧张，主要起到保墒、降低耕层盐分促进作物出苗的效果，因此，本试验以无秸秆隔层处理为对照，重点探讨河套灌区不同春灌灌溉量下秸秆隔层处理对土壤水盐分布和微生物区系变化的影响，从促进土壤脱盐、土壤微生物区系、作物产量以及灌溉水生产率等多方面较为系统地研究分析了不同调控措施的应用效应，以明确秸秆隔层的春灌节水潜力，研究结果将为该区域制定科学有效的盐碱地春灌节水控盐灌溉制度提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验于2015年6月至9月在内蒙古五原县河套灌区义长灌域管理局试验站进行，处于北纬41°04′，东经108°00′，海拔1 022 m，属于中温带半干旱大陆性气候，年均日照时数3 230 h，无霜期130 d，蒸降比较高。2015年试验区全年总降水量为124.3 mm，食葵生育期内总降水量为64.2 mm，约占全年降水量的51.7%，其中苗期、蕾期、花期和成熟期降水量分别为21.2、5.2、35.6和2.2 mm。

试验区地下水埋深为1.10～1.70 m，土壤按盐土分类为氯化物-硫酸盐土，质地为粉砂壤土，0～100 cm土壤平均容重为1.45～1.50 g/cm3。0～40 cm土壤平均含盐量为2.93 g/kg，pH值8.51，有机质9.21 g/kg，全氮0.51 g/kg，碱解氮31.87 mg/kg，全磷0.61 g/kg，速效磷2.58 mg/kg，全钾19.4 g/kg，速效钾 113.93 mg/kg。

1.2 试验设计

试验安排在田间微区进行，微区于2015年5月建成，每个微区面积2 m×2 m=4 m2，微区之间用塑料布阻隔（埋至1 m）以防止微区间侧渗。在埋设秸秆前取样测定各微区60～100 cm土层含盐量相对一致，因此不再调盐，用铁锹将微区0～20 cm和20～40 cm土壤分层取出，然后把长约5 cm的玉米秸秆（叶、秆混合）均匀铺设在地表下40 cm处，铺设厚度5 cm，秸秆用量12 t/hm2，秸秆埋设完毕后将土壤按原层次回填压实。为保证试验条件的一致性，将0～20 cm 土层含盐量通过人工方法调至4 g/kg，即春灌前在每个微区取8个表层土样，混合后测定其含盐量作为基础值，根据基础值和目标值差值将盐结皮均匀撒在地表并用耙子挡平，调盐过后试验地代表中度盐碱土。试验布置完毕后进行春灌，灌溉水源为黄河水（矿化度0.58 g/L），灌水量用水表控制。

试验共设5个春灌量处理，分别为：对照CK（无秸秆隔层，当地常规灌水量2 250 m3/hm2），W100（埋设秸秆隔层，100 %当地常规灌水量，即2 250 m3/hm2），W90（埋设秸秆隔层，灌水量2 025 m3/hm2），W80（埋设秸秆隔层，灌水量1 800 m3/hm2），W70（埋设秸秆隔层，灌水量1 575 m3/hm2），每个处理设3次重复。

2015年6月26日灌水，7月1日人工开沟施底肥，施肥量为尿素260 kg/hm2，磷酸二铵290 kg/hm2，硫酸钾150 kg/hm2，施肥后立即覆盖地膜进行人工点播，播种后穴口用细砂覆盖，行距60 cm，株距20 cm，试供作物为向日葵，品种LD1335，种植密度4.90×104株/hm2，9月23日收获，生育期内不再进行灌溉和施肥，其他田间管理措施与当地农户一致。

1.3 取样方法与数据测定

在春灌前（6月25日）、春灌后（7月1日）以及作物收获后（9月24日）用土钻在每条地膜两行食葵中间位置取土进行土壤水分、盐分测定，取土层次为0～5、5～10、10～20、20～30、30～40、40～60、60～80、80～100 cm，带回实验室用烘干法测定土壤质量含水率；土样烘干后磨碎，过2 mm筛，以1:5的土水比提取土壤溶液上清液，用电导率仪（DDS-307）测定土壤电导率(s/cm)，根据经验公式计算出土壤盐分含量：土壤盐分含量（g/kg）=电导率×0.064×5×10/1 000。

对灌水前后土壤脱盐率进行分析比较不同处理的脱盐效果，脱盐率计算公式为

式中为脱盐率，1为灌前土壤含盐量，g/kg；2为灌后土壤含盐量，g/kg；当>0时表示土壤脱盐，当<0时表示土壤积盐，当=0时表示盐分平衡。

同时计算单位水量脱盐量比较不同处理的脱盐效果，计算公式为

式中表示每1 000 m3灌溉水的土壤脱盐量，g/kg·1 000 m3；为灌水量，m3。

收获后测产，同时计算灌溉水生产率，计算公式为

式中WPi为灌溉水生产率，kg/m3；为作物产量，kg/hm2；为单位面积灌水量，m3/hm2。

1.4 微生物区系分析

在食葵收获后（9月24日）用PVC管取土，取土深度0～30 cm，将采集的土样装入牛皮纸袋后立即保存于4 ℃冷藏箱并带回实验室。采用平板培养方法对可培养微生物进行区系分析，先将混匀土样加入灭过菌的蒸馏水中配置成10-1、10-2、10-3、10-4、10-5浓度的土壤悬液，每个悬液加入20粒玻璃珠并震荡20 min使土壤悬液充分混匀，然后将土壤悬液分别涂布于牛肉膏蛋白胨、高氏Ⅰ号、马丁氏培养基中对细菌、放线菌、真菌进行筛选培养，先在28 ℃条件下培养3 d后，统计各平板上菌落数，以每个平板上数目为30～300为标准选择合适的稀释倍数。根据所得到的最佳稀释倍数，每种培养基做3个重复，统计各平板上菌落数。

挑取平板中的所有菌落进行分离纯化，将纯化好的菌株进行小量DNA提取，以此为模板，细菌和放线菌利用通用引物27f和1492r进行16S rDNA扩增，测序获其16S rDNA全长序列（1 500 bp）。然后将此序列在EzTaxon数据库和NCBI的Blast中进行比对，确定其最相似种和其所在的属，出现频率高的菌株为优势菌群。

1.5 数据处理

数据在Office Excel 2007中进行基本处理，并用spss13.0进行方差分析和相关性分析。

2 结果分析

2.1 秸秆隔层对春灌前后土壤水盐分布的影响

2.1.1 土壤水分

在土壤中埋设玉米秸秆隔层后土体构型会发生变化，土壤质地的不均匀性会改变水分的运动方式，影响灌溉水的入渗过程，进而影响入渗后土壤的蓄水状况。春灌后，不同处理0～100 cm各层次土壤含水率有所差异（图1），0～20 cm表层土壤较疏松，保水能力差，各处理土壤含水率均较低，其中除W70处理灌水量最小，含水率较低，其他处理无较大差异；在20～40 cm土层，秸秆隔层处理土壤含水率有随灌水量的增加而增加的趋势，CK由于无秸秆隔层的蓄水作用，其土壤含水率显著低于W100。向日葵根系多分布在0～40 cm土层，作物耗水也以0～40 cm土层水分为主，秸秆隔层可起到“贮水层”作用提高隔层上部土壤储水量，不同处理春灌后0～40 cm土壤平均含水率排序为W100>W90>W80>CK> W70（图2），W100处理土壤含水率显著高于其他处理（<0.05），较CK、W90、W80、W70分别提高6.5%、3.6%、5.8%、8.9%，W90和W80处理土壤平均含水率均高于CK但不显著，说明在当前春灌水平及减少一定春灌量后，秸秆隔层能保蓄较多水分在上部土层中，这种保水效应可为作物前期生长提供充足水分，促进作物生长发育。在40～100 cm土层，不同灌溉量下秸秆隔层对土壤含水率的影响较小，处理间无显著差异（>0.05）。

注：CK，W100，W90，W80 和 W70 分别表示无隔层常规灌溉量（2 250 m3·hm-2）、埋隔层100%常规春灌量、埋隔层90%常规春灌量、埋隔层80%常规春灌量、埋隔层70%常规春灌量，下同。

2.1.2 土壤盐分

土壤水分运动与盐分运动有着极其密切的关系，土壤水分运动既是盐分运动的驱动力，又是盐分迁移的重要载体。根据前述分析，秸秆隔层改变了灌溉水再分布，提高了根系分布层含水率，这势必也会对盐分分布产生影响。

注：不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著，下同。

本研究中，各处理春灌后1 m土体剖面盐分分布不同（图3），CK处理0～40 cm土层灌后含盐量小于灌前，脱盐主要发生在0～40 cm土层，0～40 cm和60～100 cm土层盐分分别占剖面盐分总量的36.4%、40.7%，根系分布层盐分主要被淋洗至60～100 cm土层；W100处理0～50 cm土层灌后土壤含盐量小于灌前，0～60 cm含盐量均小于CK，0～40 cm和60～100 cm土层盐分分别占剖面盐分总量的32.6%、48.0%，说明W100盐分淋洗更加充分且淋盐深度较CK深；W90处理各层次土壤含盐量均高于W100处理，0～40 cm和60～100 cm土层盐分分别占剖面盐分总量的31.5%、46.8%，脱盐层较W100略浅，但淋盐效果优于CK。W80处理土壤盐分分布和CK接近，但0～20 cm土层低于CK，60～100 cm盐分随深度变化不大。W70处理只有0～20 cm土层含盐量低于灌前，20～40 cm土层盐分分布最多，0～40 cm土层盐分占比43.1%，40 cm以下土层含盐量逐渐减小，60～100 cm土层盐分占比只有37.0%，这是因为W70处理灌水量小，压盐效果差，隔层以上盐分未被充分淋洗所致。

图3 各处理春灌后0~100 cm土体剖面土壤含盐量分布情况

所有处理0～40 cm根系分布层平均含盐量排序为W100

图4 各处理春灌后0～40 cm土壤含盐量

2.1.3 土壤脱盐量

不同处理春灌前后脱盐效果不同（表1）。表层0～10 cm和0～20 cm土层脱盐率数值大小排序为W100> W90>W80>CK>W70。但在0～10 cm土层，仅W100处理脱盐率显著高于CK；在0～20 cm土层，W100、W90处理间脱盐率无显著差异，但显著高于CK，分别较其高19.1%、12.6%，W80处理脱盐率略高于CK但不显著，W70处理脱盐率显著低于其他各处理，表明秸秆隔层处理在春灌灌水量达到常规灌水量的80%以上时表层土壤脱盐率优于无隔层对照处理。

表1 各处理春灌后土壤脱盐率

注：不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著，下同。

Note: Different lowercase letters in same column means significant difference among treatments at 0.05 level. The same as below.

0～40 cm和0～100 cm土层脱盐率排序为W100> W90>CK>W80>W70，秸秆隔层处理脱盐率均随灌水量的增加而增大。在0～40 cm根系分布层，W100和W90土壤脱盐率无差异，但显著较CK高34.9%、30.1%，W80处理略低于CK，降低4.5%，W70脱盐率显著较低。从整个1 m土体来看，CK处理脱盐率为1.7%，接近盐分平衡，W100处理淋盐深度深，1 m土体脱盐率显著优于其他各处理；W90处理脱盐率为4.7%，略高于CK但不显著；W80和W70处理脱盐率为负值，总体呈积盐状态，这是因为本身灌溉水源中带有部分盐分进入土壤，而过小的灌溉量不足以将盐分淋洗至1 m土体外。

对单位水量脱盐量进行分析可知，W100处理在0～10、0～20、0～40和0～100 cm土层的值均高于CK，分别提高11.3%，20.8%，37.9%，438.6%。W90和W80处理灌水量小于CK，但0～40 cm土层值高于CK；在1 m土体，W90处理的值高于CK，但W80处理低于CK；W70处理除0～10 cm土层外，各层值均低于W80处理。说明秸秆隔层可提高单位水量脱盐量，尤其利于根系分布层土壤脱盐，提高了灌水利用率，但灌溉量过小其脱盐效果差。

2.2 秸秆隔层对食葵收获后土壤水盐分布的影响

收获后的土壤水盐含量与分布可反映整个生育期内的水盐运移情况。食葵收获后0～40 cm土层平均含水率排序为CK>W70>W80>W100>W90（图5），CK处理含水率显著高于各秸秆隔层处理，分别较W100、W90、W80和W70处理高17.5%、23.6%、14.6%和6.4%，W70处理含水率也显著高于W100、W90、W80隔层处理（<0.05），而W90处理含水率显著低于W100和W80处理。在40～50 cm土层CK处理也较其他4个隔层处理高，但50 cm以下又低于其他处理（图6a）。收获后0～40 cm根系分布层土壤平均含盐量排序为W100

图5 各处理食葵收获后0～40 cm土壤含水率和含盐量

a. 土壤含水率

a. Soil water content

b. 土壤含盐量

2.3 不同春灌灌水量下秸秆隔层对土壤微生物区系的影响

2.3.1 土壤微生物数量

收获后土壤细菌数量不同处理排序为W100>W90> CK>W80>W70（表2），各处理间差异均达到显著水平（<0.05），W100和W90处理分别比CK高29.6%和14.8%；W80和W70处理分别比CK低24.7%和53.5%，说明不同灌溉量下秸秆隔层对土壤细菌数目有显著影响。放线菌数量各处理排序为W100>W90>W80>CK> W70，W100和W90处理显著高于W70处理（<0.05），分别提高27.4%和26.3%，但其他处理间无显著差异。真菌数目不同于细菌和放线菌，各处理排序为W90>W100> W70>CK>W80，W100处理真菌数目较W90处理显著降低了29.4%，W100处理显著高于W70、CK和W80处理（<0.05），分别提高84.1%、117.4%和140.0%，而W70、W80和CK处理间无显著差异。

2.3.2 优势菌群

由表3可知，CK处理土壤中优势菌群种类最少，除土壤中广泛分布的（芽孢杆菌属）和（假单胞菌属）外，只有（短杆菌属）。各秸秆隔层处理土壤优势菌群种类均多于CK，而且种类随灌溉量的增加而增加，W100处理优势菌群种类最多，共有6种，W90处理有5种，W80和W70处理相对较少，各有4种。各处理存在不同的优势菌，W100处理有（两面神菌属）、W90处理有（剑菌属），W80处理有（假芽孢杆菌属），W70处理有微杆菌属）和（根瘤菌属）。

表2 各处理收获后土壤细菌、放线菌和真菌数量

表3 不同处理对收获后土壤可培养优势菌群的影响

2.4 不同春灌灌水量下秸秆隔层对食葵产量的影响

不同处理食葵籽粒产量排序为W100>CK>W90> W80>W70（表4），其中，W100处理食葵产量显著高于其他4个处理（<0.05），分别较CK、W90、W80和W70增产5.3%、6.8%、11.4%和13.6%，说明在常规春灌量下秸秆隔层增产效果更显著；W90处理略低于CK，但两者无显著差异；而W80和W70处理籽粒产量显著低于CK处理（<0.05）。从灌溉水分生产率（WPi）来看，不同处理间排序为W70>W80>W90>W100>CK，W100处理WPi与CK没有显著差异，W90、W80、W70处理显著高于CK（<0.05），而W90处理与W100处理之间WPi差异没有达到显著水平。

表4 各处理食葵产量和灌溉水分生产率

3 讨 论

3.1 不同春灌量下秸秆隔层对土壤水盐的影响

植物耐盐性在幼苗期最差，盐碱地作物出苗率低，保苗困难[14]。提高灌溉脱盐率，降低苗期土壤含盐量，尤其是0～40 cm根系分布层盐分含量是盐碱地农业生产的重要环节[15]。本试验中，CK处理为河套灌区春季常规措施，在无隔层条件下，水分在均质土壤中运动较快，未达到盐分扩散平衡就开始淋洗[15]，脱盐效果较差，脱盐深度在40 cm，而和CK相同春灌量的W100处理在秸秆隔层的作用下水分入渗速率降低，水分在隔层上部土壤中的蓄积时间延长，促进了土壤中更多的可溶性盐分离子的交换、吸附和解析，重力水完全下渗后根系分布层土壤盐分降低[16-18]，脱盐效果明显较好，脱盐深度接近60 cm（图3），根系分布层土壤含水率也显著较高（图2）；W90处理在减小10 %春灌量下也具有明显的脱盐效果，脱盐深度位于隔层以下50 cm，综合来看，W100和W90处理的春季灌溉量均能发挥秸秆隔层的脱盐作用，促进根系分布层土壤淋盐。本研究还发现，W80处理虽然减少了20%灌水量，但秸秆隔层将较多的水分滞留在根系分布层，补偿了20%的水分差，因此W80处理灌后含盐量、含水率和脱盐率和CK均无显著差异；但当灌溉量继续减小至70%后，隔层上部水量小，盐分溶解量小，脱盐效果变差，表层盐分淋洗至20～40 cm土层即无法继续下行。

在作物生长后期，土壤水盐以上行为主，隔层的存在可打断毛管，抑制水盐向上移动，减少盐分的表聚[19]，进而降低盐分对作物生长带来的不利影响[20]。本试验表明W100和W90处理0～40 cm含盐量显著低于CK（图5），但由于这2个处理食葵长势较好，蒸腾作用强，另外秸秆层阻断了毛管水的上升，0～40 cm含水率也显著低于CK（图5）。W80和W70处理前期灌溉脱盐效果弱，因作物受盐分胁迫影响长势较弱，从土壤吸收水分少，收获期根系分布层含水率较高，其含盐量也显著高于W90和W100处理。

3.2 不同春灌量下秸秆隔层对土壤微生物的影响

土壤微生物数量和群落结构被认为是表征土壤质量变化最敏感的指标[21-23]，有研究表明，土壤盐碱度影响土壤微生物数量和群落结构[24]，排水可以有效脱盐，但灌水过多或过少均不利于微生物的繁殖[25]。在本试验条件下，CK处理细菌、放线菌、真菌数目低于W100和W90处理，这是因为CK处理灌溉脱盐率较低，后期盐分表聚严重，抑制了微生物的繁殖。而秸秆隔层处理W100和W90处理脱盐效果好，更多盐分被淋洗至深层，后期返盐较少，盐碱胁迫小，促进作物根系生长，增加根系分泌物，改善根际环境[26]，另一方面，秸秆隔层的存在为微生物生长提供碳源及氮磷等营养元素[27]，从而进一步促进了微生物的繁殖。另外，本研究发现W100处理真菌数目显著低于W90处理，这可能因为真菌较不能耐受低氧水平，W100处理灌量过高造成土壤溶氧量降低，抑制了真菌繁殖。而W80和W70处理灌溉量小，盐分滞留在1 m土体中未被充分淋洗，因此细菌数目显著低于CK，但放线菌和真菌数目和CK不显著。本研究还发现，与CK处理相比，秸秆隔层处理优势菌群种类数较多，这与前期研究结果类似[28]。其中以W100和W90处理种类最多，这些有益微生物的分布说明秸秆隔层优化了土壤中的微生物群落结构。例如，W100和W90处理中均有（节杆菌属）和（类芽胞杆菌属）；W90、W80、W70处理中都含有（链霉菌属）。这些种类丰富的优势菌群降解土壤有机物后所得的营养物质更为多样，也会分泌更多的有利于植株生长的活性成分[29-32]，增加土壤肥力。

3.3 不同春灌量下秸秆隔层对食葵产量及水分生产率的影响

低盐碱胁迫及充足的水分是作物高产的基础，本研究结果表明，W100处理由于食葵生长期间根系分布层始终保持较低的含盐量，尽管其后期含水率低于CK但并没有影响作物生长，因此其产量显著高于同样灌溉量的CK（<0.05），从单纯增产角度，表明当前春灌量水平结合秸秆隔层是最有利于的；W90处理在减少10%春灌量下同样具有很好地根系分布层脱盐效果，盐分含量保持较低的水平，但后期含水率低于CK和W100处理，可能影响了作物生长，因此其产量显著低于W100处理，但与当地常规CK处理相比没有显著差异，而且其水分生产率高于CK和W100，从控盐、节水和稳产角度，W90这个处理在当前基础上减少10%灌水量结合秸秆隔层是可供选择的处理，这对于提高内蒙古河套灌区大面积的中度盐渍化耕地灌溉水生产率、缓解地区水资源短缺压力也具有重要意义。而W80和W70处理由于控盐效果差，籽粒产量显著低于CK处理（<0.05），表明这2个处理已影响作物产量，尽管其水分生产率较高，不值得推荐。本研究所采取的春灌模式为一次性大水量灌溉，对于少量多灌模式下秸秆隔层的节水增产效应如何还有待进一步研究和完善。

4 结 论

与当地常规春灌水平相比，有秸秆隔层及常规灌水量（W100）和有秸秆隔层及90%常规灌水量（W90）处理均可提高灌溉脱盐率，加深盐分淋洗深度，提高根系分布层含水率，为作物前期生长提供高水低盐的有利环境，同时抑制后期地表返盐，显著增加土壤细菌、真菌等可培养微生物数量和优势菌群。单纯从高产角度，W90处理与当地常规措施相比没有显著差异，而W100处理食葵增产效果最显著值得推荐，而从土壤脱盐、作物稳产及水分生产率提高等方面综合效应考虑，在当前春灌基础上减少10%灌水量结合秸秆隔层（W90）是可供选择的方案。

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Spring irrigation combined with straw interlayer promoting soil desalination and increasing microflora diversity

Lu Chuang1, Pang Huancheng1, Zhang Hongyuan1, Zhang Jianli2, Zhang Hao2, Li Yuyi1※

(1.100081,; 2.,,100081,)

Buried straw layer plus plastic mulching has been recommended as a good practice for ameliorating soil salinity and increasing crop yield, but its influence on the soil water and salt distribution and the change of microflora in the case of different quota of spring irrigation has not yet been determined. In this paper, a micro-plot field experiment was conducted to study the effects of straw interlayer with plastic mulch under different amount of spring irrigation on the soil water and salt distribution, soil microflora and sunflower yield on a moderate saline soil in the Hetao Irrigation District, Inner Mongolia of China. Five treatments were designed: irrigation amount of 2 250 m3/hm2with no straw interlayer (CK), irrigation amount reached 100% (W100), 90% (W90), 80% (W80) and 70% (W70) of CK with straw interlayer. The results showed that the water content in the 20-40 cm soil layer under the treatments with straw interlayer increased with the increase of spring irrigation amount, and W100 treatment significantly enhanced water storage capacity in the 0-40 cm soil layer by 6.5%, 3.6%, 5.8% and 8.9% compared with CK, W90, W80 and W70 after spring irrigation (<0.05), respectively. Both W100 and W90 treatments had good desalting effect after irrigation and the salt could be leached down to 50-60 cm deep, also the salt content in the 0-40 cm soil layer was decreased by 18.9% and 13.9% compared with CK (<0.05), respectively. Accordingly the desalination rate in the 0-40 cm soil layer under W100 and W90 were 34.9 % and 30.1 % higher than CK (<0.05), respectively, but there was no significant (>0.05) difference in soil salinity and desalting rate between W100 and W90 treatment, and also no significant (>0.05) difference was found between W80 and CK. At harvest, the water content in the 0-40 cm layer under CK was significantly higher than that of other four treatments (<0.05), while the salt content in the 0-40 cm layers under W100 and W90 was lower 27.6% and 16.3% compared with CK (<0.05), respectively. However, there was no significant difference (>0.05) in salt content between W100 and W90 treatments; also the difference between W80 treatment and CK was not significant (>0.05), while the soil salt content of W70 was significantly higher than other treatments. Compared to CK, W80 and W70, both W100 and W90 treatments significantly increased the quantity of bacteria, antinomies and fungus (<0.05), also the species of dominant microflora was increased. We also found that W90 treatment was more favorable to the growth of soil fungi than W100. After harvest, the yield of sunflower treated with W100 was significantly higher than that of the other four treatments (<0.05), and increased by 5.3%, 6.8%, 11.4% and 13.6% compared with CK, W90, W80 and W70, respectively. There was no significant difference between W90 treatment and CK (>0.05), but its water productivity was significantly higher than that of CK (<0.05). In summary, only from the angle of high yield, the current level of spring irrigation with straw interlayer (W100) was recommended since the most obvious increasing effect of sunflower yield. Considering the soil desalination, stable crop yield and increasing water productivity, the straw interlayer combined with the 10% reduction of local spring irrigation amount (W90) was also a locally recommended measure.

irrigation; straw; desalination; moderate saline land; soil microflora

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.18.012

S-3

A

1002-6819(2017)-18-0087-08

2017-03-23

2017-09-08

国家自然科学基金（31471455）；公益性行业（农业）科研专项经费（201303130）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（1610132016051）

卢 闯，主要从事盐碱地改良利用研究。Email：lupeichuang@163.com

李玉义，博士，副研究员，主要从事土壤耕作与盐碱地改良利用研究。Email：liyuyi@caas.cn.