不同改良剂对保护地次生盐渍化土壤改良效果的研究

李 彬，李跃飞，陶加乐，王维锦，祁石刚，高学双

（1宿迁市宿豫区农业技术推广中心，江苏宿迁 223800；2宿迁市土地整理中心，江苏宿迁 223800；3宿迁市农业技术综合服务中心，江苏宿迁 223800）

0 引言

保护地土壤次生盐渍化是设施栽培中面临的一个技术难题，是由于保护地土壤环境封闭、盲目过量施肥、不合理灌溉等因素导致，从而改变土壤性质、影响土壤微生物活性、抑制作物生长发育、降低作物产量和品质的现象[1]。如若不采取有效措施防治，次生盐渍化土壤的分布不仅影响着生态环境的平衡发展，而且还将制约经济的快速发展，因此次生盐渍化土壤改良迫在眉睫。目前土壤次生盐渍化的改良方法有很多[2-5]，例如水分调控措施、生物改良措施、表面覆盖物措施等，这些方法各自具有不同的改良效果，但也存在不足。例如，利用灌水排盐法可以淋洗出土壤表层大部分盐，但这种措施会造成地表水和地下水的污染，在高温、日照条件下，盐分又会随水分的蒸发而聚集土表，难以有效根治土壤次生盐渍化问题，且不符合现代农业可持续发展要求[6-8]。

宿迁市宿豫区是江苏省重要蔬菜产区之一。2018年以来，因各级政府高度重视农业安全高效生产，以设施栽培为特征的高效农业发展迅速，保护地蔬菜种植的产量和面积均出现较大增长，一跃成为该区加快发展壮大乡村产业、拓宽农民增收渠道的重要路径之一。但有研究表明，宿豫区部分保护地地块已出现次生盐渍化现象，土壤硝酸根、硫酸根、钙离子平均分别占总盐量的34.6%、22.7%、19.9%，是导致土壤次生盐渍化的重要因素，严重制约当地蔬菜产业发展[9]。进入21世纪后，施用土壤改良剂是一种新兴的、区别于传统的土壤改良方法，具体是在障碍土壤中加入用于改善土壤理化性状、提高土壤生产力的物料[10]。土壤改良剂品种繁多，施用效果也因成分、作用机理、土壤类型等因素的不同而相差较大[11-13]。因此，探索适宜本地保护地次生盐渍化土壤改良的新方法已成为宿豫区农业工作者们的重要工作之一。基于此，本研究通过比较不同改良剂对保护地次生盐渍化土壤肥力指标的影响，以期为探索建立适宜当地的次生盐渍化土壤改良模式提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年5—10月在江苏省宿迁市宿豫区陆集镇一保护地进行，地属暖温带季风气候，年平均气温15.8℃，年平均日照总时数2314.8 h，年平均降水量937.6 mm，年平均蒸发量1529 mm，远远大于年平均降水量。试验前采集土壤混合样品作为基础土壤样品，供试土壤基本理化性状见表1。

表1 供试土壤基本理化性状

1.2 供试材料

供试土壤改良剂均为市售，其中商品有机肥购自江苏沃绿宝生物科技股份有限公司，土壤调理剂购自江苏地力有机肥料科技有限公司，米糠购自宿城区蔬果乐农资经营部。

1.3 试验设计

本试验共设4个处理（表2），3次重复，随机区组排列。各小区面积4 m×5 m=20 m2。所有改良剂均匀地撒在土壤表层并向下翻耕，与土壤充分混匀。

表2 不同处理的土壤改良剂种类及用量

1.4 测定项目及方法

于试验结束后，以“S”型取样法采集各小区0～20 cm混合土样，用于土壤理化性质测定，测定项目包括pH、有机质、碱解氮、硝态氮、有效磷、速效钾、电导率、水溶性盐总量、水溶性钙离子、水溶性镁离子、硫酸根离子等，测定方法参照相关国家标准或行业标准。

1.5 统计分析方法

采用Microsoft Excel 2003软件对数据进行处理和绘图，采用SPSS 20.0统计分析软件进行数据差异显著性检验（LSD法）。

2 结果与分析

2.1 不同改良剂对土壤养分的影响

从表3可以看出，各处理与对照相比，土壤有机质、速效钾含量均有不同程度的增加。其中，处理1、处理3较对照显著增加土壤有机质、速效钾含量，处理1的增幅分别为41.6%、121.6%，处理3的增幅分别为41.4%、48.6%。此外，各处理还可降低硝态氮含量，降幅在11.0%～71.8%之间，其中，米糠对硝态氮含量降低作用最强。对有效磷而言，各处理表现不一，其中处理1显著增加有效磷含量，增幅达68.3%，而处理2、处理3的有效磷含量呈降低趋势。碱解氮含量在各处理间无显著差异。

表3 不同改良剂对土壤养分的影响

2.2 不同改良剂对电导率的影响

土壤电导率是反映土壤盐分状况的重要指标之一。从图1可以看出，各处理均可一定程度降低土壤电导率，降幅在9.23%～43.3%之间。其中，处理3电导率为29.5 mS/m，与对照52.0 mS/m相比，降低22.5 mS/m，改良效果最为显著。同时，处理3的电导率还较处理2显著降低37.5%。

图1 不同改良剂对土壤电导率的影响

2.3 不同改良剂对土壤pH的影响

土壤pH的变化是衡量土壤酸碱性最常用的指标之一。但由图2可知，各改良剂的施用对土壤pH无明显影响。

图2 不同改良剂对土壤pH的影响

2.4 不同改良剂对土壤盐分含量的影响

从表4可以看出，同对照相比，处理1、3均明显降低土壤水溶性盐总量、水溶性钙离子、水溶性镁离子含量。其中处理3降低效果最为明显，水溶性盐总量、水溶性钙离子、水溶性镁离子、硫酸根离子含量分别较对照显著降低23.5%、28.9%、34.6%、23.2%，土壤次生盐渍化问题得到一定改善。

表4 不同改良剂对土壤盐分含量的影响

3 讨论与结论

土壤有机质、有效磷、速效钾等养分元素是评价土壤肥力的重要指标，也影响着土壤结构、保水保肥性、通气性等指标[14]。保护地土壤因盲目施肥尤其是超量施用氮肥，导致土壤结构破坏、养分失衡、次生盐渍化等问题非常突出[15-17]。本试验结果表明，施用有机肥处理较对照显著增加土壤有机质、有效磷、速效钾，增幅分别为41.6%、68.3%、121.6%，对次生盐渍化土壤有一定培肥改土效果，这与很多前人的研究结果一致。王帅等[18]研究结果表明，当在盐碱土中施入7484.1 kg/hm2有机肥时，土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾显著提高1.47、2.97、3.24、1.62倍。究其原因，有机肥本身含有丰富的作物所需氮、磷、钾及各种营养元素和有机质，且营养元素释放缓慢，肥效长，养分不易流失。有机肥在土壤中被腐解后，可为土壤微生物的生命活动提供能量和养料，促进土壤微生物的繁殖，而微生物中的解钾菌又可以促进难溶的钾、磷等养分元素转化为可溶性养分，增加土壤中速效养分含量，此外，有机肥中丰富的有机质也可减少无机磷的固定，并促进无机磷的溶解。

本试验结果还表明，米糠可有效降低次生盐渍化土壤硝态氮、电导率、水溶性盐总量、水溶性钙离子、水溶性镁离子、硫酸根离子含量，生态控盐效果十分显著。张绪美等[19]在研究不同施肥方式对设施土壤次生盐渍化的影响时也发现，施用米糠基质肥后，土壤硝态氮含量显著下降26.68%。广义上来讲，米糠是一种碳调节剂，在土壤中加入米糠，也就是增加了土壤微生物可利用的碳源，由于微生物在合成自身生命体时需要利用土壤中的碳、氮元素，因此碳源增加，促进了微生物对土壤中大量存在的硝态氮进行生物固持与转化，从而降低了土壤中硝态氮的含量，间接减少了硝酸根对地表水和地下水体的污染[20-21]。同时，根据孙凯文、盛海君等[7,22]的研究结果可知，在次生盐渍化土壤中添加碳调节剂，可以降低土壤中可溶性盐含量，这与本试验结果一致。大量研究表明，土壤水溶性盐总量与电导率之间有较强的相关性[23-25]，因此施入米糠后的土壤电导率随水溶性盐总量的降低而降低。此外，米糠还大幅增加土壤速效钾含量，这主要是因为米糠的含钾量高所致。

施用土壤调理剂对土壤理化性状产生了一定影响，虽然效果不明显，但有增加土壤有机质、碱解氮和速效钾含量、降低土壤电导率的趋势，这与沈建生等[26]的研究结果类似。这可能是由于土壤调理剂的施用，改善了作物营养及根际环境，促进了土壤微生物繁衍，活化了土壤酶活性，从而促进了土壤养分元素的转化，提高了肥效，但土壤调理剂发挥的作用机理还需进一步研究。

本试验研究发现，有机肥、米糠的施用对保护地次生盐渍化土壤有一定的改良效果，可以降低土壤水溶性盐含量，提高土壤养分含量。但本试验仅局限为对土壤理化性状研究，不同改良方式对次生盐渍化土壤上作物生长发育的影响，还需要进一步的试验研究。