淋洗条件下不同改良剂对浙江东部滨海盐碱土的改良效果

项子宸，修海峰，马琨，杨梢娜，钟斌，马嘉伟，阮泽斌，金文豪，曹韩，李雅倩，金皋琪，骆文轩，柳丹*

（1.浙江农林大学，亚热带森林培育国家重点实验室，杭州311300；2.浙江农林大学环境与资源学院，浙江省土壤污染生物修复重点实验室，杭州311300；3.岱山县北部开发建设管理处，浙江 岱山316200；4.浙江浙农创投科技有限公司，杭州311300；5.舟山市农林科学研究院，浙江 舟山316000）

盐碱土是在世界范围内广泛分布的障碍性土壤，限制了农业和畜牧业的发展。据估计，全球盐碱土面积约为9.54 亿hm2，占陆地面积的10%，同时，其年均增长率达100 万～150 万hm2[1]。我国盐碱土面积约有3.5×107hm2[2]，主要分为滨海盐碱土和内陆苏打盐碱土。其中，沿海地区广泛分布着各类滨海盐碱土，总面积达500 万hm2[3]。随着人口的不断增长和工业化及城镇化进程的加快，我国正面临着耕地面积逐渐减少的压力，而浙江东部滨海盐碱土作为潜在的土地后备资源，具有巨大的开发潜力[4]。然而，滨海土壤的盐碱化，使土壤机械结构遭到破坏，导致土壤理化性质和肥力下降，从而抑制土壤中植物和微生物的正常生长发育，破坏土壤生态圈的良性运作[5]。因此，制定符合浙江东部滨海盐碱土特征的改良措施是解决这一问题的关键。

现阶段，对盐碱土壤改良主要采用物理、化学和生物措施等[6]。其中：物理改良措施以暗管排盐为代表，虽然拥有无污染、使用寿命长、排盐效果显著的优点，但是工程量大，投资成本较高[7]。生物改良措施主要通过种植水稻、玉米、田菁等耐盐植物来控制和吸收土壤中的盐分[8]，但缺点是治理周期较长。而化学改良措施如施用土壤化学改良剂对增大土壤孔隙度和脱盐保肥都起到重要作用，是如今既经济又高效的改良措施[2]。程镜润等[9]采用脱硫石膏改良滨海盐碱土，发现石膏中的钙离子能置换出盐碱土壤中的大量钠离子，高于1%质量比的施用量显著降低了土壤电导率、含盐量和离子浓度；孔祥清等[10]研究发现，生物炭由于其疏松多孔的比表面积和含有的大量有机碳，可以改善松嫩平原盐碱土壤的肥力和提高大豆的产量；宁晓光等[11]通过试验证明过磷酸钙能有效降低滨海盐碱土盐分，提供作物生长必需的磷素营养；郝禹[12]研究发现，煤渣能降低盐碱土容重，提高土壤渗透性，使盐碱土pH 和水溶性盐含量均有一定程度的下降；王文杰等[13]采用聚马来酸酐作为降盐改良剂改良盐碱土，结果表明其能有效提高盐碱土壤酸度，降低土壤含盐量。可见，综合比较上述5 种不同物理化学特性改良剂（脱硫石膏、生物炭、过磷酸钙、煤渣、聚马来酸酐）对盐碱土的改良效果具有重要研究意义。目前，已有学者通过田间试验研究了不同改良剂对江苏、山东、甘肃地区盐碱土的降盐及培肥改良效果[14-16]，但就其对浙江东部滨海盐碱土的改良效果研究仍然鲜有报道。

本研究采用上述5种常见的且具有不同理化特性的改良剂对浙江东部滨海重度盐碱地进行改良，通过室内土柱淋洗试验，分析改良后的土壤盐碱指标、养分指标变化以及不同盐基离子的淋洗规律，从而探究不同改良剂的施用对该区域土壤盐化特征和土壤质量的影响，以期为选取适合该区域的土壤改良方案提供合理化建议。

1 材料与方法

1.1 研究区概况及试验材料

研究区位于浙江省舟山市岱山县岱西镇火箭盐场区域（29°32′—31°04′N，121°30′—123°25′E），地处中国东南沿海地区，属亚热带季风性气候区，年均气温16 ℃，年均降雨量1 222.6 mm且主要集中在6—8 月，同时，土壤水分蒸发量最大的月份集中在夏秋季。本区域内的土壤由多年海洋颗粒物沉积而成，土壤类型是典型的滨海重度盐渍化黏土，地下水矿化度高，土质差。由于试验样地靠近海域，淡水资源紧缺，且农业灌溉用水含有大量盐分，因此，容易造成土壤盐渍化。

5 种改良剂材料分别为农用脱硫石膏（浙江农资集团提供，主要成分硫酸钙＞86.7%，含钠、钾、镁等其他硫酸盐），过磷酸钙（湖北吉顺磷化有限公司生产，水溶性磷≥70%，有效五氧化二磷≥12%），煤渣（购自四川崇州军强商贸有限公司，主要成分为二氧化硅，含少量氧化铁和氧化钙），生物炭（由浙江农林大学通过竹子炭化制作而成，即竹炭），聚马来酸酐[山东优索化工科技有限公司生产，主要成分(C4H4O4)n占48%]。

试验选择人为干扰较少的地势平坦区域，采集该区域内对角线上5个采样点（0～10 cm土层）的混合土样，自然风干，过2 mm筛后备用。

供试土壤理化性质与离子组成见表1，改良剂性质见表2。

1.2 试验设计

试验于2018年7月1日—9月12日在浙江省土壤污染生物修复重点实验室进行。土样经风干并过2 mm 筛后，装入高度300 mm、直径110 mm 的聚氯乙烯（PVC）土柱中，每个土柱装土2 kg（容重1.3 g/cm3），装柱之前分别将不同处理改良剂与土壤混合均匀，然后逐层装土，按每5 cm 逐次填装直至装好。参考舟山年均降雨量，人工模拟降雨，每7 d用纯水淋溶至122 mm，持续10次，共70 d后基本达到1 年的年均降雨量（1 222.6 mm），按随机区组排列，进行室内土壤淋溶试验。不同改良剂处理见表3：在参考舟山市历年农田盐碱土改良剂用量的基础上，设置低、中、高梯度，即分别添加1%、1.5%、2%的脱硫石膏、过磷酸钙、生物炭、煤渣和聚马来酸酐，共15个处理，每个处理3个重复，以不添加改良剂的土壤为对照，共计46个试验土柱。

表1 供试土壤理化性质与离子组成Table 1 Physico-chemical properties and ion compositions of tested soil

表2 改良剂性质Table 2 Properties of ameliorants

表3 不同改良剂处理Table 3 Different ameliorant treatment

1.3 样品采集与测定方法

按每7 d一次的频率于试验初期（2018年7月1日）至末期（2018 年9 月12 日）收集10 cm 深的土壤淋出液；土壤样品于淋洗末期进行采集，在每个处理的3 个重复中，每个重复随机选取土柱内3 个点采集0～10 cm土层土壤。

土壤样品经自然风干、碾碎后分别过2 mm 和200 目筛，保存，备用。土壤pH 使用ST2100 型pH计测定，土水质量比为1∶2.5；土壤电导率（electric conductivity, EC）用DDS-307 型电导率仪测定，土水质量比为1∶5；土壤全盐含量采用重量法测定，土水质量比为1∶5；Ca2＋、Mg2＋采用原子吸收分光光度法测定；Na＋、K＋采用火焰光度法测定。土壤养分碱解氮采用碱解扩散法测定，速效钾采用醋酸铵-火焰光度计法测定，有效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗显色法测定，有机质采用重铬酸钾容量法测定[17]。

钠吸附比（sodium adsorption ratio,SAR）的计算公式为

式中：c(Na＋)、c(Ca2＋)、c(Mg2＋)分别表示每升土壤溶液中Na＋、Ca2＋、Mg2＋的量，mmol/L。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2007 和SPSS 21.0 进行统计分析，其中，多重比较采用邓肯最小显著差数法，P＜0.05表示差异有统计学意义；采用SigmaPlot 12.5进行图表制作。

2 结果与分析

2.1 不同改良剂处理对土壤盐碱指标的影响

由表4 可见：添加不同改良剂处理的盐碱土壤pH 较CK 均有所下降，5 种改良剂的影响大小总体表现为M＞J＞T＞L＞G。煤渣（M1、M2、M3）处理整体上对土壤pH 的降低效果最佳，其中M1处理的土壤pH最低（7.43），并且分别与M2、M3存在显著性差异，比CK显著降低了0.85个pH单位。聚马来酸酐（J1、J2、J3）处理改良土壤pH的效果次之，J2分别与J1、J3存在显著性差异，J1与J3不存在显著性差异；脱硫石膏（G1、G2、G3）、过磷酸钙（L1、L2、L3）、生物炭（T1、T2、T3）处理的土壤pH，除了L2和T3仍≥8.00，分别为8.00、8.03，其余pH均处于7.67～8.00之间。在生物炭处理中，T2的pH最小（7.86），T1、T2、T3间不存在显著性差异；在过磷酸钙处理中，L1的pH最小（7.67），且L1分别与L2、L3存在显著性差异；在脱硫石膏处理中，G2的pH最小（7.75），G1、G3分别与G2存在显著性差异。

同时，不同改良剂处理的盐碱土电导率（EC）较CK均有显著性下降，5种改良剂对盐碱土电导率改良作用的大小总体表现为T＞L＞M＞G＞J。以生物炭（T2、T3）和煤渣（M1）处理的效果最明显，分别下降了93.75%、84.72%、80.90%，M3的处理效果最不明显，但是也达到了16.67%（表4）。

土壤含盐量与电导率存在正相关性，各个改良剂处理的盐碱土电导率较CK 均有所下降，说明改良剂的添加起到了较好的去盐效果。5种改良剂对盐碱土去盐作用大小总体表现为T＞M＞L＞J＞G。其中除了G1、M3、J2，其余处理均与CK 存在显著性差异，T2、T3处理的去盐效果最佳，较CK分别显著下降了55.44%、44.04%，M3的处理效果最不明显，较CK仅下降了2.07%（表4）。

钠吸附比（SAR）是评价土壤盐碱化程度的一个重要指标，通常，SAR的值越大，表现出对土壤的盐碱化危害也越大[18]。通过方差分析可以看出，各个处理对盐碱地改良的效果较对照均存在显著性（G3除外），但是不同处理的显著性大小有差异。总体上，5 种改良剂对盐碱地改良作用大小依次为L＞M＞T＞J＞G。其中：在过磷酸钙处理中，L2最小（2.30 mmol1/2/L1/2），L3分别与L1、L2存在显著性差异，L1与L2不存在显著性差异；在煤渣处理中，M3最小（2.27 mmol1/2/L1/2），M1、M2、M3之间存在显著性差异；在生物炭处理中，T3最小（2.91 mmol1/2/L1/2），T1、T2、T3三者之间均存在显著性差异；在聚马来酸酐处理中，J3最小（2.30 mmol1/2/L1/2），J1、J2、J3之间存在显著性差异；在脱硫石膏处理中，G1最小（5.18 mmol1/2/L1/2），G1、G2、G3之间存在显著性差异（表4）。

表4 不同改良剂处理对土壤pH、电导率、含盐量和钠吸附比的影响Table 4 Effects of different ameliorant treatments on soil pH, electric conductivity (EC), salinity and sodium adsorption ratio(SAR)

2.2 不同改良剂处理对盐碱土有效养分的影响

由表5可知，原土经过纯水淋洗后，土壤盐分含量降低的同时，土壤养分含量也受到一定的影响。

淋洗后CK处理的速效钾含量较原土大幅度降低，其他处理的速效钾含量也随着淋洗液和改良剂的作用大幅下降，其中除生物炭和L1处理外，其他改良剂处理的速效钾含量均低于CK处理。生物炭处理（T1、T2、T3）的速效钾含量较CK 分别显著提高了8.43%、14.34%、15.91%，表现为T3＞T2＞T1。

每个处理的土壤碱解氮含量较原土均有所提高，并表现出随着改良剂施用量增加而增加的趋势，且G1、G2、G3、L2、L3、T1、T2、T3、M2、J2、J3处理的土壤碱解氮含量均显著高于CK 处理。其中T3、J2、J3处理提高土壤碱解氮的效果最佳，较CK 分别显著提高了66.67%、87.96%、108.33%。

对于土壤有效磷含量，除了M1处理与CK 不存在显著性差异外，其他处理的土壤有效磷含量均较CK有显著提高，总体表现为L＞J＞T＞M＞G，其中过磷酸钙处理对土壤中有效磷增加的效果最佳，表现为L3＞L2＞L1。

土壤有机质是衡量土壤质量的重要指标，对土壤的保水、保肥、缓冲能力等都有重要的影响[15]。与CK相比，除了M2、J1，其他处理使土壤有机质含量均显著提高，增长率在17.90%以上，总体表现为T＞J＞G＞L＞M，其中T2、T3处理表现最佳，分别较CK显著提高了74.84%、97.29%。

表5 不同改良剂处理对盐碱土有效养分的影响Table 5 Effects of different ameliorant treatments on available nutrients of saline-alkali soil

2.3 不同改良剂处理下盐基离子的淋洗规律

2.3.1 盐碱土淋出液中Na＋含量变化

在前3 次淋洗时，各个处理的淋出液中Na＋质量浓度呈升高的趋势并达到峰值，不同处理的淋出液中Na＋质量浓度的上升斜率和达到峰值的时间点均不同，G1、G3、L1、L2、L3、T1、T2、M1、M2、J2处理的淋出液中Na＋质量浓度在第2次淋洗时达到峰值，G2、T3、M3、J1、J3处理的淋出液中Na＋质量浓度在第3 次淋洗时达到峰值（图1）。在3次淋洗之后，各个处理的淋出液中Na＋质量浓度急剧下降，最后逐渐趋于平稳。而CK 处理的淋出液中Na＋质量浓度在整个淋洗过程中呈平缓降低的变化趋势，表明添加改良剂后进行淋洗对土壤中Na＋的置换效果显著。淋洗过程中，T2处理的淋出液中Na＋质量浓度峰值最高，为6 840 mg/L，其次是M1处理，为5 896 mg/L。

图1 不同改良剂处理下盐碱土淋出液中Na＋质量浓度变化Fig.1 Variation of Na＋concentration in saline-alkali soil leachate treated by different ameliorants

不同改良剂处理的淋出液中Na＋积累量曲线呈快速增长-缓慢增长-平稳的变化趋势，CK处理最终淋洗出的Na＋总量为2 976.97 mg，而J1、M1、T23个处理远远超过CK 处理，分别为CK 处理的2.6 倍、2.3倍、2.2倍，其中J1处理的Na＋排出总量最大（图2）。试验表明，T2处理在Na＋排出效率上表现最佳，J1处理在Na＋排出总量效果上表现最好。由此可见，添加1.5%生物炭（T2）、1%煤渣（M1）、1%聚马来酸酐（J1）处理对滨海盐碱土的Na＋排出效果优于其他处理。

2.3.2 盐碱土淋出液中K＋含量变化

淋出液中K＋质量浓度除了G1处理在第2 次淋洗时达到峰值，其他各处理在第3 次淋洗之前均呈上升的趋势，基本在第3次淋洗时达到峰值，随后又急剧下降，并在第9 次淋洗之后逐渐趋于平稳（图3）。与其他处理相比，M1处理的淋出液中K＋质量浓度峰值最高，在第3次淋洗时达到1 807 mg/L，其次是L1、L2处理，峰值分别为1 606 和1 602 mg/L。表明1%煤渣（M1）、1%过磷酸钙（L1）、1.5%过磷酸钙（L2）在排出K＋的效率上优于其他处理。

在整个淋洗过程中，CK 处理的K＋积累量呈缓慢增长的趋势，最终淋洗出的K＋总量为710.57 mg。与淋出液中K＋质量浓度变化趋势相同，M1、L1、L2处理的淋出液中K＋积累量也显著高于其他处理，分别是CK 处理的2.64 倍、2.66 倍、2.64 倍（图4）。但是淋洗结束时，淋出液中Na＋积累量则高于K＋积累量2～4 倍，这表明添加改良剂后，土壤中Ca2＋与K＋的置换反应能力比Ca2＋与Na＋的置换反应能力弱，因此土壤中活化的Ca2＋会优先将Na＋置换出来，并随淋洗排出土壤。综上所述，添加1%煤渣（M1）、1%过磷酸钙（L1）、1.5%过磷酸钙（L2）对滨海盐碱土淋洗排出K＋的效果优于其他处理。

2.3.3 盐碱土淋出液中Ca2＋含量变化

在整个淋洗过程中，各处理的淋出液中Ca2＋质量浓度变化整体上呈增长-降低-平稳的趋势（图5），但不同处理的淋出液中Ca2＋质量浓度达到峰值的时间点存在差异，L2、L3、T1、J2处理的淋出液中Ca2＋质量浓度在第2次淋洗时达到峰值，G2、G3、L1、T2、M1、M3、J1、J3处理在第3次淋洗时达到峰值，G1、T3、M2处理则在第4 次淋洗时达到峰值。其中：L1处理的淋出液中Ca2＋质量浓度峰值最高，达到946.9 mg/L，其次是L2和J3，分别为888.7和871.4 mg/L。

图2 不同改良剂处理下盐碱土淋出液中Na＋积累量Fig.2 Accumulation amount of Na＋in saline-alkali soil leachate treated by different ameliorants

图3 不同改良剂处理下盐碱土淋出液中K＋质量浓度变化Fig.3 Variation of K＋concentration in saline-alkali soil leachate treated by different ameliorants

图4 不同改良剂处理下盐碱土淋出液中K＋积累量Fig.4 Accumulation amount of K＋in saline-alkali soil leachate treated by different ameliorants

图5 不同改良剂处理下盐碱土淋出液中Ca2＋质量浓度变化Fig.5 Variation of Ca2＋concentration in saline-alkali soil leachate treated by different ameliorants

各个处理的淋出液中Ca2＋积累量与CK处理有显著性差异。CK处理最终的淋出液中K＋积累量为693.97 mg，J3、L1、L2处理的淋出液中Ca2＋积累量相较其他处理更高，分别达到1 815.15、1 601.38、1 782.46 mg，依次是CK处理的2.62倍、2.31倍、2.57倍（图6）。上述结果表明，添加1%过磷酸钙（L1）、1.5%过磷酸钙（L2）、2%聚马来酸酐（J3）对滨海盐碱土脱Ca2＋的效果优于其他处理。

图6 不同改良剂处理下盐碱土淋出液中Ca2＋积累量Fig.6 Accumulation amount of Ca2＋in saline-alkali soil leachate treated by different ameliorants

2.3.4 盐碱土淋出液中Mg2＋含量变化

在淋洗过程中，各改良剂处理下盐碱土淋出液中Mg2＋质量浓度均呈增长-下降的变化趋势，并且各淋出液中Mg2＋质量浓度分别在第2至第4次达到峰值，其中L2处理的淋出液中Mg2＋质量浓度峰值最高，为540.5 mg/L，其次是M3处理，为501.8 mg/L（图7）。但是各个处理的淋出液中Mg2＋质量浓度整体上较其他阳离子质量浓度偏低，表明添加各个改良剂后，土壤中Mg2＋的置换能力低于Na＋、Ca2＋和K＋。

从图8可以看出，T3、J3、L2处理的淋出液中Mg2＋积累量较其他处理更高，分别为1 048.9、1 007.7、992.2 mg，是CK处理的2.69倍、2.59倍、2.55倍。同时，该3个处理的淋洗液中Mg2＋积累量在淋洗第10次时仍有上升的趋势。试验结果表明，L2处理在排出Mg2＋的效率上表现最佳，T3、J3处理在排出Mg2＋总量上表现最佳。综上所述，添加1.5%过磷酸钙（L2）、2%生物炭（T3）、2%聚马来酸酐（J3）在滨海盐碱土排出Mg2＋的效果上优于其他处理。

2.4 不同改良剂处理对土壤改良效果的综合评价

2.4.1 不同改良剂处理下主成分分析提取

利用SPSS 21.0 统计软件对盐碱地改良的负向变量指标（pH、电导率、含盐量、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、K＋、SAR）进行倒数转化的正向化处理，再将所有指标进行主成分分析提取，结果如表6 所示。对主成分提取中初始特征值的方差分析表明，特征值大于1的主成分有4个，淋洗结束时4个主成分包含的信息指标累计方差贡献率为81.666%。根据初始因子特征值，4 个主成分分别占总变异的40.245%、27.276%、19.633%、12.846%。荷载方差表明，4个主成分的方差贡献率分别为32.865%、22.279%、16.031%、10.492%。根据成分矩阵得知，电导率、含盐量、K＋、速效钾、有机质是第1主成分上的主要指标，在土壤改良效果中起到主要作用，其中电导率、含盐量、K＋含量直接反映了各处理的去盐能力；第2主成分中，占较大荷载的指标分别是有效磷、SAR、Mg2＋、Ca2＋；第3主成分中具有较高荷载的指标为碱解氮、pH；第4主成分的主要指标是Na＋。

图7 不同改良剂处理下盐碱土淋出液中Mg2＋质量浓度变化Fig.7 Variation of Mg2＋concentration in saline-alkali soil leachate treated by different ameliorants

图8 不同改良剂处理下盐碱土淋出液中Mg2＋积累量Fig.8 Accumulation amount of Mg2＋in saline-alkali soil leachate treated by different ameliorants

表6 各指标主成分分析Table 6 Principal component analysis of each index

2.4.2 不同改良剂处理下改良效果的综合评分

根据各主成分的得分系数矩阵，得到计算各主成分得分标准的解析表达式，分别为：

其中，ai表示第i个主成分的方差贡献率，Fi表示第i个主成分的得分（i=1,2,3,…,n）。

将12 个归一化处理后的土壤指标数据分别代入上述公式，得到各主成分的得分。根据各个主成分的方差贡献率，利用评价函数求得各处理的综合得分。由表7 可见：第1 主成分中T2、T3处理得分较高，其中最高得分的是T2处理，说明T2、T3处理对电导率、含盐量、K＋、速效钾、有机质的改良作用较明显；第2 主成分中J3处理得分最高，其次是L2处理，说明这2 个处理对改良土壤中有效磷、SAR、Mg2＋、Ca2＋的作用效果最大；第3 主成分中J2处理得分最高，说明该处理对土壤碱解氮、pH影响较大；第4主成分中J1、J2处理的得分较高，说明这2 个处理对减少土壤Na＋含量效果显著。从整体得分上来看，1.5%聚马来酸酐（J2）、1.5%生物炭（T2）、2%生物炭（T3）处理的改良效果最好。

3 讨论

土壤pH、电导率和含盐量是土壤重要的化学性质，是衡量土壤酸碱度的基本指标，对土壤其他养分的形成与转化，以及对植物的生长发育都有重要作用。本研究发现，分别用1%煤渣和2%聚马来酸酐对滨海盐碱土进行淋洗，土壤pH 下降的效果均表现最佳，与前人的研究结果相似[13,19]。这与煤渣、聚马来酸酐的组成成分有关：煤渣含有腐殖酸以及含氧活性官能团，能将分解、释放出的有机酸与土壤中的、发生中和反应，也可以利用官能团的吸附螯合作用降低土壤pH[20]；聚马来酸酐自身水解产生马来酸，可与土壤中的碱性成分中和，从而降低土壤pH。本研究表明，通过适中用量的生物炭（1.5%）处理后，土壤电导率和含盐量较对照分别下降了93.75%、55.44%，与前人的研究结果[21-22]相似。有关学者研究表明，低于5%的生物炭施用量能有效削弱土壤蒸发强度，改善土壤离子组成，减少表层土壤的返盐作用[23]。滨海盐碱土的盐碱化过程是土壤固相和液相间阳离子相互交换的过程，其中土壤Na＋、Mg2＋、Ca2＋的交换反应最为明显，阳离子含量及比例大小对土壤的物理性状会产生不同程度的负面效果[24]。而施用2%煤渣的土壤SAR值最小，可能一方面是由于煤渣的大颗粒和大孔隙度物理性状能将土壤中的Na＋吸附于其表面，另一方面是由于煤渣在水中电离出的钙镁等离子能置换出土壤中大量的Na＋[25]。

表7 各处理综合得分Table 7 Comprehensive score for each treatment

速效钾、碱解氮、有效磷、有机质含量都是衡量土壤肥力的重要指标。较其他改良剂处理，施加生物炭能有效提高土壤碱解氮、速效钾、有机质的含量，这主要是由于生物炭表面的氧化及羧基官能团提供了大量阳离子结合位点，从而提高了土壤阳离子交换量，使得土壤吸持钾素和铵根离子的能力增强，并通过形成土壤团聚体来提高铵态氮和速效钾的含量，同时，其本身含有的钾元素也提高了土壤中速效钾的含量[26-28]。有研究表明，生物炭自身具有高度稳定的化学和生物稳定性，可以降低土壤有机质的矿化程度，提高土壤有机质的稳定性[29]，这与本文的研究结果相符，即施加1.5%和2%生物炭的土壤有机质含量高于其他相同施加量的改良剂。1.5%和2%聚马来酸酐显著提高了土壤中氮素的有效性，这可能是其构建的酸性环境提高了土壤对铵根离子的吸附能力，增强了土壤氮素的转化[30]。施加1.5%和2%过磷酸钙则通过降低原土pH、提供五氧化二磷等外源磷素来促进土壤微生物的活动，增加土壤中磷元素的有效性转化，从而进一步提高土壤中的有效磷含量[31]。

土壤中各盐基阳离子的淋洗变化规律反映了不同改良剂对滨海盐碱土脱盐改良效率的优劣。本试验研究发现，随着淋洗次数的增加，各个改良剂对土壤中K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋的淋洗效果相较于对照均有显著提高，表现为淋洗出的阳离子总积累量逐渐增加，这与前人的相关研究[32-33]一致。而随着淋洗时间的推移，土壤淋出液中各个阳离子质量浓度呈上升-下降-稳定的变化趋势，这是由于淋洗初期，土壤内各盐基阳离子含量高且土壤孔隙度大，因此，土壤中的盐离子容易被大量淋洗出去，脱盐效果明显；淋洗后期，由于土壤中的可交换性盐离子含量减少，以及土壤孔隙度变小，使得盐离子主要随着水力弥散作用排出土壤，因此淋洗速率减缓[34]。不同施用量的改良剂对不同盐离子的淋洗效果存在差异，施用1.5%生物炭、1%聚马来酸酐对土壤Na＋淋洗效果最佳，2%生物炭和2%聚马来酸酐对土壤Mg2＋淋洗效果最佳，这可能是因为生物炭巨大的比表面积能吸附土壤中过量的Na＋、Mg2＋，从而能快速提高土壤的阳离子交换量[35]，而随着生物炭用量的增加，生物炭的滞水性降低了水分的渗滤速率，从而降低了Na＋的淋洗效率[36]。聚马来酸酐则是通过降低土壤pH来活化土壤中的Ca2＋、Mg2＋，进而置换出土壤胶体上多余的Na＋，同时淋洗出一部分的Mg2＋[19]。1%和1.5%过磷酸钙、2%聚马来酸酐的施用对土壤Ca2＋的淋洗效果最佳，这可能是由于过磷酸钙自身水解产生了大量Ca2＋，导致淋洗液中Ca2＋含量增加，而聚马来酸酐使土壤处于酸性条件下，通过与土壤中碳酸钙发生反应，增加了土壤中游离态Ca2＋含量[19]。廉晓娟等[37]研究不同配比改良剂对滨海盐碱土盐分含量降低程度的结果表明，施用“褐煤40%＋醋渣20%＋磷石膏40%”对土壤K＋的淋洗效果较好。本试验中，K＋淋洗效果与其相似，可能是由于1%煤渣处理能降低土壤中的黏粒含量，并增加土壤孔隙度，从而对K＋有更好的吸附效果。

4 结论

1）5 种改良剂均能降低土壤各项盐碱指标，其中：1%煤渣和2%聚马来酸酐显著降低了土壤pH；1.5%和2%生物炭对土壤电导率（EC）和含盐量的改良效果最显著，电导率较对照分别下降了93.75%、84.72%，含盐量较对照分别减少了55.44%、44.04%；2%煤渣、2%聚马来酸酐、1.5%过磷酸钙对降低土壤钠吸附比（SAR）的效果最显著。

2）综合考虑淋洗后的土壤各项理化指标，能够较好地改良土壤化学性质并提高土壤肥力的改良剂处理是2%过磷酸钙、2%生物炭、2%聚马来酸酐。

3）不同改良剂对盐基阳离子的淋洗效率存在差异，1%和1.5%过磷酸钙分别显著降低了土壤中的K＋、Ca2＋和Mg2＋含量，1%煤渣对土壤中Na＋、K＋淋洗效果最佳，1.5%和2%生物炭分别显著降低了土壤中的Na＋和Mg2＋含量，1%和2%聚马来酸酐分别显著降低了土壤中的Na＋和Ca2＋、Mg2＋含量。

通过主成分分析对盐碱土改良效果进行综合评价可知，1.5%聚马来酸酐、1.5%和2%生物炭均可以作为浙江东部滨海盐碱土较优的脱盐改土及土壤培肥的改良方案。