不同覆盖对盐碱土水分动态及玉米产量的研究

李伟伟 ，王永亮 ，郭军玲 ，郭彩霞 ，杨治平

（1.山西大学生物工程学院，山西 太原 030006；2.山西省农业科学院农业环境与资源研究所，山西 太原 030031；3.土壤环境与养分资源山西省重点实验室，山西太原030031）

不同覆盖对盐碱土水分动态及玉米产量的研究

李伟伟1，2，3，王永亮2，3，郭军玲2，3，郭彩霞2，3，杨治平2，3

（1.山西大学生物工程学院，山西 太原 030006；2.山西省农业科学院农业环境与资源研究所，山西 太原 030031；3.土壤环境与养分资源山西省重点实验室，山西太原030031）

为了合理利用盐碱土这种土地资源，采用平作不覆膜（M1）、平作常规覆膜（M2）、起垄全覆膜垄沟种植（M3）、起垄覆膜膜侧种植（M4）、裸地5种不同处理对盐碱土壤pH值、电导率（EC）、土壤含水量和玉米产量的影响进行了研究。结果表明，玉米生育期内，处理M4降低土壤pH值效果最好，最大降低幅度为15.8%；土壤EC值呈先上升后下降的趋势，最终土壤EC值较播前增加；玉米的产量由高到低依次为M4＞M3＞M2＞M1，处理M4水分利用效率最高，为8.88%。通过试验发现，利用起垄覆膜膜侧种植玉米，能有效降低土壤pH值、改善土壤理化性质、增加玉米产量，可为当地玉米种植选择合适的耕作覆盖方式提供依据。

覆盖；盐碱土；水分利用；产量

盐碱土作为一种重要的土地资源，有着巨大的开发潜力。山西省盐碱地集中分布在大同、忻定、晋中、运城四大盆地，面积达到32万hm2，占全省盐碱地总面积的93%。其中，大同盆地面积最大，主要以苏打盐化土为主，土壤结构性差、肥力低[1]。

国内外学者关于地面覆盖对盐碱地的利用研究有一定的成果，结果发现，地膜覆盖是干旱半干旱地区防治土壤次生盐渍化、提高土壤水分利用效率的重要措施。地膜覆盖能有效减少棵间蒸发，起到蓄水保墒的作用，影响土壤盐分分布[2-6]。采用地膜覆盖方式在苏打盐化土上种植作物，可改善土壤结构，降低土壤的酸碱度（pH）[7]。垄作覆膜能有效提高水分利用率，玉米产量也大幅度提高[8]。因此，地面覆盖对盐碱地的利用具有重要意义。但上述研究只是就地膜覆盖对盐碱地的改良效果，并未比较平作与垄作、覆膜与未覆膜对盐碱地的改良效果及作物生长情况。

本研究为在盐碱地上筛选合适的耕作覆盖方式以及提高玉米产量，针对盐碱土壤高pH值、高土壤含盐量以及作物生长受阻等问题，提出利用不同覆盖方式在苏打盐化土上种植玉米，旨在通过不同覆盖方式对盐碱土壤pH值、EC值的影响以及各处理玉米生长的情况，找出合理的耕作覆盖方式。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

试验地位于大同盆地中部山西省农业科学院农业环境与资源研究所盐碱地改良试验示范基地。该地气候类型为北温带大陆性季风气候，四季分明，夏季高温多雨、冬季寒冷干燥，雨季多集中在7—9月，年均降水量为400 mm左右，年均温为7.3℃[9]。无霜期约150 d，年均日照时数为2 800 h。

试验土壤为中度苏打盐化土，质地为沙壤土。其中，供试土壤的化学性质列于表1。

表1 供试土壤的化学性质

1.2 试验材料

供试玉米品种为潞玉39号，肥料为山西省农业科学院农业环境与资源研究所所研制的盐碱地玉米专用肥（N-P-K为30-12-6）。

1.3 试验设计

试验设5个处理，分别是：M1.平作不覆膜；M2.平作常规覆膜；M3.起垄全覆膜垄沟种植；M4.起垄覆膜膜侧种植；裸地。试验小区面积为72 m2，株距为24.7 cm，行距为50 cm，每个处理重复4次，完全随机区组排列。2016年5月播种，种植密度为8.1万株/hm2。各处理间田间管理措施一致，10月收获。苗期降水量18.8 mm；拔节期降水量31.4 mm；吐丝期降水量90.4 mm；收获期降水量41.6 mm。2016年6月29日每小区浇水3.5 m3，8月8日每小区浇水6 m3。

植物样为每个小区采集3株。定点采集0～10，10～20，20～40，40～60，60～80，80～100 cm 的土样，经阴干，过2 mm筛，备用。

1.4 测定项目及方法

土壤pH值采用酸度计测定（水土比为2.5∶1）；EC值采用电导率仪测定（水土比为5∶1[10]）；土壤含水量＝（鲜土样质量（g）－干土样质量（g））/干土样质量（g）×100%。收获时称量植株穗质量、籽粒质量，并计算玉米产量。

1.5 数据统计

试验数据采用Minitab软件进行统计分析，采用Microsoft Excel 2007软件进行制图及数据整理。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖方式对土壤pH值的影响

土壤pH值是表示土壤酸碱化程度的重要指标[11]。从图1可以看出，除裸地外，不同处理玉米生育期内土壤pH值都有降低的趋势，但降低幅度有所差异，其中，处理M4的降低幅度最大，为15.8%。

0～10 cm的土层中，玉米生育时期土壤pH值在7.5～10.0范围；从播前到苗期，各处理土壤的pH值呈降低的趋势，但苗期之后土壤的pH值缓慢增加；收获期，土壤的pH值均比播种前降低，其中处理M4降低幅度最大，为7.34%。10～20 cm的土层中，苗期处理M1，M2，M4较M3土壤pH值降低幅度大，其中，M4处理的降低幅度最大，为15.8%；拔节期处理M3土壤pH值最高，而处理M4的土壤pH值最低，为8.08；吐丝期处理M3土壤pH值降低幅度最大，为5.6%；收获期土壤pH值有所增加，处理M3，M4比处理M1，M2土壤pH值平均增加0.25，处理 M1与处理 M2，M3，M4相比，土壤 pH 值平均增加0.19。20～40 cm土层中，苗期处理M1，M2，M3，M4和裸地土壤pH值降低；但处理M4较M3降低幅度大，为14.9%；处理M2较M1降低幅度为14.0%；吐丝期处理M1开始增加，处理M3、裸地土壤pH值降低；与吐丝期相比，收获期处理M1，M3土壤pH值增加，处理M2，M4土壤pH值降低，其中，处理M2最低，为8.59。处理M3，M4土壤pH值分别比M2增加1.30，0.18，处理M3土壤pH值比M1增加0.78，处理M4土壤pH值比M1降低0.33。

2.2 不同覆盖方式对土壤EC值的影响

土壤浸出液的电导率EC是反映土壤盐含量的主要指标[12]。从图2可以看出，在玉米生育期各处理土壤EC值呈先上升后下降的趋势，最终土壤EC值较播前增加。

0～10 cm土层，玉米生育期处理M1，M2，M3，M4土壤含盐量显著高于裸地。各处理平均含盐量相比，M4最高，为1 824.69 μS/cm；裸地最低，为454.32 μS/cm。10～20 cm土层，玉米生育期处理M2，M3，M4土壤含盐量高于M1，处理M2平均含盐量最高，为1 633.58 μS/cm。20～40 cm土层，玉米生育期处理M2，M3土壤含盐量高于M4；处理M2平均含盐量最高，为980.74 μS/cm。40～100 cm土层，玉米生育期处理M1，M2，M3，M4平均含盐量高于裸地；耕层土壤含盐量，收获后各处理呈返盐状态。总之，0～100 cm剖面中，处理M1，M2，M3，M4平均含盐量高于裸地。在地表及耕层，覆盖处理下洗盐效果相比，M4最好，M3次之。覆盖处理下，玉米收获后各处理表层及耕层土壤含盐量都较播前有所增加。

2.3 不同覆盖方式土壤含水量的变化情况

土壤含水量是反映作物对水分利用效率的主要指标，对农业生产有很重要的指导意义[13]。从图3可以看出，玉米生长主要利用0～80 cm土壤水分，且0～40 cm土层土壤水分受降水影响出现差异，其中，处理M4水分利用效率最高，为8.88%。能够有效地吸收土壤水分来促进作物生长发育。

0～10 cm土层，苗期处理M1土壤含水量最低，为10.82%；收获期各处理土壤含水量都增加，其中，处理M3最高，为15.34%。10～20 cm土层，收获期处理M1，M2，M3土壤含水量较上层都降低，其中，处理M2土壤含水量最低，为6.62%；但处理M4增加。20～40 cm土层，吐丝期各处理土壤含水量都增加，其中，处理M3最高，为16.98%；处理M4土壤含水量最低，为7.42%。总之，0～40 cm土层，处理M1，M2苗期、拔节期土壤水分多于吐丝期和收获期，处理M3，M4收获期土壤水分高于其他处理，且M4小于M3。

2.4 不同覆盖方式对玉米产量的影响

作物产量是农业可持续发展的重要指标，增产效应则是衡量调控措施优劣的主要指标[14]。从图4可以看出，不同覆盖方式对玉米的产量有较大的影响。这表明不同覆盖方式能为玉米的生长提供较适宜的土壤环境，保证了玉米的生长和产量的提高[15]。其中，不同覆盖方式下玉米产量都有差异，但是M3与M4差异最显著。不同覆盖方式玉米产量由高到低为：M4＞M3＞M2＞M1，以 M4 玉米增产最高，M4，M3，M2分别比 M1增产 68.97%，48.78%，37.56%。因此，M4对玉米产量的提高最有效。

3 结论

苏打盐化土的高pH值会导致作物生长发育受阻，所以，采用不同覆盖方式在苏打盐化土上种植玉米的首要任务就是降低土壤pH值[16]。本研究结果表明，采用不同的覆盖方式种植玉米都能降低土壤pH值，其中，处理M4降低土壤pH值效果最好，降低幅度为15.8%。土壤EC值呈先上升后下降的趋势，最终土壤EC值较播前增加，其中，处理M4的差异明显。处理M4土壤含水量受降水影响最大，能够有效地吸收土壤水分来促进作物生长发育。不同覆盖方式能提高作物的产量。通过本试验发现，使用不同覆盖方式处理，作物的产量都显著增加，且覆盖方式不同增产效果不同，其中，处理M4增产效果最好，其次依次是M3，M2，M1。

苏打盐化土中的钠离子含量很高，是土壤碱性的主要原因。这些钠离子被吸附在土壤胶体表面，由于其碱化度大，具有很强的分散性，散布在土壤颗粒之间的细缝中，逐渐形成致密、不透水的板结土层[17]。采用不同的覆盖方式能够有效缓解这一现象，达到改良苏打盐化土的目的[18]。但是哪种覆盖方式对盐分离子变化的影响最大，还需要进一步研究。

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Effects of Different Coverage on Soil Moisture and Maize Yield in Saline Soil

LI Weiwei1，2，3，WANGYongliang2，3，GUOJunling2，3，GUOCaixia2，3，YANGZhiping2，3
（1.College ofBiological Engineering，Shanxi University，Taiyuan 030006，China；2.Institute ofAgricultural Environment&Resources，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；3.KeyLaboratoryofSoil Environment and Nutrient Resources in Shanxi Province，Taiyuan 030031，China）

To rationally utilize the land resources,the effects of five different treatments （the M1 is represent the not coated convention planting,M2 is the coated convention planting,the M3 is the whole laminated furrow planting,the M4 is ridging membrane side planting,naked land）on the pH,conductivity （EC）,soil moisture content and maize yield were studied.The results showed that it was the best effective toreduce the soil pH ofM4,it reduced 15.8%.Soil ECshowed a trend ofdecline after risingfirst,eventuallysoil EC increased than before planted.The yield ofmaize fromhigh tolowin turn was M4＞M3＞M2＞M1,and the 8.88%ofM4 water efficiency was the highest.Through the test,the use of ridging coated membrane corn can effectively reduce the soil pH,improve soil physical and chemical properties,increase yield of maize.In a word,the experiment can provide a scientific basis for selecting reasonable tillage coverage methods for the local maize planting.

cover;saline soil;water use;yield

S513

A

1002-2481（2017）11-1801-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.11.17

2017-06-12

国家国际科技合作专项（2015DFA90990）

李伟伟（1992-），男，山西临县人，在读硕士，研究方向：盐渍土改良。杨治平为通信作者。