褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对盐碱土改良和向日葵产量的影响

吕轲彦 ，陈志君 ，李 越 ，胡 敏 ，熊云武 ，黄冠华

（1. 农业水资源高效利用全国重点实验室，北京 100083；2. 中国农业大学中国-以色列国际农业研究培训中心，北京 100083；3. 中国农业大学中国农业水问题研究中心，北京 100083）

0 引 言

中国西北干旱灌区降水量小、蒸发量大，不合理灌排管理措施导致了较严重的土壤次生盐碱化问题。据统计，位于中国西北的河套灌区约有45%的农田存在不同程度的土壤盐碱化现象[1]，严重制约了该灌区农业的可持续发展[2]。因此，开展干旱灌区农田土壤盐碱化治理，对于改善农田土壤结构，提升灌区的农业生产力，保障国家粮食安全具有重要的现实意义。

盐碱土壤中普遍含有大量的Na+、CO32-和HCO3-等盐基离子，吸附在胶体表面的Na+会使土壤胶体高度分散、降低土壤团聚体稳定性、破坏土壤结构，同时土壤中大量的CO32-和HCO3-会使土壤呈碱性[3]。通过施用含钙物质可以增加土壤中钙离子的含量，钙离子可以与土壤中过量的钠离子发生交换作用，促进胶体絮凝，形成团聚体，改善盐碱土壤结构[4]。脱硫石膏是燃煤电厂的脱硫副产物，其主要成分为CaSO4·2H2O，产量大但利用率低，将脱硫石膏用于改良盐碱土壤，不仅价格低廉，也避免了脱硫石膏随意堆放造成的环境污染问题[5]。施用脱硫石膏一方面可以降低盐碱土壤的pH 值和碱化度，缓解作物受盐碱胁迫的影响[6]，另一方面也可为作物生长提供必要的营养元素（如P、K、Ca 和S 等），促进作物生长发育[7]。研究表明[8]，脱硫石膏通过促进碱化土壤胶体絮凝，减少土壤团聚体分散，改善土壤结构，增加土壤保墒能力。但是过量施用脱硫石膏也可能会对土壤健康造成负面影响，如土壤总盐量的增加[9]。虽然脱硫石膏可改善盐碱土壤盐碱性质，改良土壤结构，但盐碱土有机质含量低、土壤肥力差仍是影响土壤团聚体稳定性和作物生长的重要因素。研究表明[10-11]，将脱硫石膏与秸秆、生物炭等有机物料联合施用可有效改良盐碱土壤，但在干旱地区秸秆腐化时间长、有机质含量低，且本身也不含相关微生物，因此，这种联合施用方式对盐碱土壤的改良效果短时间内并不明显。

由于褐煤有机肥具有富含腐殖酸、有机质含量高等特点，将其用于盐碱土壤改良逐渐得到了人们的关注[12]。LI 等[13]基于室内培养试验研究了褐煤有机肥和生物炭对土壤理化性状的影响，发现褐煤有机肥提高了土壤有机质和速效养分的含量。COLLINS 等[14]研究表明褐煤有机肥的稳定性较好，可以作为土壤改良剂，其施用可有效提高土壤有机质含量，改善土壤理化性质。将脱硫石膏与褐煤有机肥联合施用或可为盐碱土改良提供一条有效途径。然而，在中国旱区关于褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用改良盐碱土壤的研究仍不多见，其对盐碱土的改良效果有待进一步验证。同时将脱硫石膏与褐煤有机肥联合施用时，脱硫石膏的最佳施用量也需得到进一步的确定。因此，本研究以内蒙古河套灌区向日葵盐碱农田为对象，开展了为期2 a 的田间试验，探讨褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对盐碱农田土壤结构、盐分组成、向日葵产量及其水肥利用效率的影响，进而提出适用于河套灌区的向日葵盐碱农田土壤改良模式，以期为盐碱农田土壤改良提供科学依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

田间试验于2021 和2022 年的6—10 月在内蒙古自治区巴彦淖尔市中国农业大学河套灌区研究院（东经107°39′，北纬 41°09′，平均海拔1 042 m）开展。研究区属半干旱温带大陆性气候，昼夜温差大，光热资源丰富[15]，年均降水120～180 mm，年均潜在蒸发2 200～2 400 mm，年平均气温为6.8 °C。 2021 和2022 年向日葵生育期内逐日降水量和平均气温如图1 所示。灌区地下水埋深浅，作物生育期内地下水埋深一般为1.2～2.7 m[16]。试验开始前，0～20 cm 土层土壤pH 值为10.03，电导率为1 845 μS/cm，碱化度为31.2%，可溶性盐基离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、CO32-＋HCO3-的含量分别为0.14、5.7、0.45、0.42、2.57、1.4 和0.57 cmol/kg，属氯化物硫酸盐盐碱土。依据美国土壤质地三角分类法，试验区0～60 cm 土层为粉壤土，＞60～80 cm 土层为砂壤土。土壤基本理化性质见表1。

表1 试验田土壤主要理化性质Table 1 Main physic-chemical properties of soils of the test plots

图1 2021—2022 年向日葵生育期内逐日降水量和平均气温Fig.1 Daily precipitation and mean air temperature during the sunflower growing period in 2021-2022

1.2 试验设计

试验共设置了6 个处理，包括对照处理（CK）、只施用2 t/hm2褐煤有机肥处理（LBF），以及4 个褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用的处理，即在施用2 t/hm2褐煤有机肥基础之上分别再施用5（LBF+F5）、10（LBF+F10）、15（LBF+F15）、20（LBF+F20）t/hm2脱硫石膏，每个处理3 次重复，采用随机区组排列，共18 个小区，每个小区面积为64 m2（8 m×8 m），总占地面积0.15 hm2。

每个处理的氮、磷和钾施用量均为135、180 和75 kg/hm2（按N、P、K 元素折纯计），氮肥分基肥和追肥2 次施用，基施50%，其余50%氮肥在向日葵现蕾期追施，磷肥、钾肥均全部于播种前施入向日葵农田。当化肥和褐煤有机肥联合施用时，在保证总施氮量一致的前提下，褐煤有机肥提供20%的氮，化肥提供80%的氮，进而确定褐煤有机肥施用量为2 t/hm2。在向日葵播种前将褐煤有机肥和脱硫石膏均匀撒施在土壤表面，随后使用旋耕机将改良材料与20 cm 土层土壤混合均匀。所有处理灌溉制度和田间管理措施均与当地常规方式保持一致，向日葵全生育期内灌水一次，灌溉方式为地面灌溉，灌溉定额100 mm，分别于2021 年7 月27 日和2022 年7 月24 日灌水灌溉。

试验所用的褐煤有机肥由元泰丰（包头）生物科技有限公司提供，该褐煤有机肥以低质煤为原材料，经过一系列生物化学反应生产而来，是一种无机械杂质，黑色无味的固体粉末[12]。试验前多点取样，采用重铬酸钾容量法测定褐煤有机肥有机质和总腐殖酸含量，结果表明褐煤有机肥中有机质的质量分数（以烘干基计）为91.6%，腐殖酸质量分数（以烘干基计）为6.5%。试验采用的脱硫石膏来自巴彦淖尔市临河热电厂，是湿法脱硫过程中的副产物，呈灰色粉末状。试验用脱硫石膏pH 值为7.57，其主要成分为CaSO4·2H2O，质量分数为89.83%。2021 和2022 年向日葵品种均为“361”系列，播种日期分别为2021 年6 月20 日和2022 年6 月15 日，收获日期分别为2021 年10 月1 日和2022 年9 月25 日。向日葵采用宽窄行种植模式，宽行间距100 cm，窄行间距40 cm，使用100 cm 宽黑色PVC 塑料地膜覆盖，向日葵株距60 cm，种植密度22 500 株/hm2。

1.3 测试指标及数据统计分析

1.3.1 土壤理化性质的测定

向日葵于2021 年9 月25 日和2022 年9 月13 日成熟，在向日葵成熟期使用土钻分别取0～20、＞20～40 cm 土层土壤样品，土样自然风干后，去除根系、塑料薄膜等杂物后研磨过2 mm 筛，取10 g 土壤样品与50 mL去离子水充分振荡，静置取上清液，分别使用pH 计（FE28, FiveEasy Plus, 上海）和电导率仪（DDSJ-308A,上海）测定土壤pH 值和电导率，并根据XU 等[17]的经验公式计算土壤含盐量。

式中S为土壤含盐量，g/kg；DEC为土水比为1:5 时土壤溶液的电导率，dS/m。

按1:5土水比用去离子水浸提可溶性Na+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、CO32-+HCO3-，并使用离子滴定法测定其含量（T7, Mettler Toledo, Switzerland）。分别使用乙酸铵-氢氧化铵-火焰光度计法和乙酸钠-火焰光度计法测定土壤交换性钠离子含量和阳离子交换量[18]。然后根据王瑞萍等[19]的方法计算土壤碱化度（exchangesodium percentage, ESP）。土壤有机质含量参考采用重铬酸钾外加热法测定[18]。

试验结束后，使用环刀法[20]测定0～20 和＞20～40 cm 土层土壤容重。在2 a 试验结束后（2022 年9 月23 日）测定土壤团聚体水稳定性和机械稳定性。分别采用干、湿筛法测定干、湿筛团聚体粒径质量分布，分别获得9 个干筛和7 个湿筛团聚体的粒径分布，并据此分别计算土壤团聚体的平均重量直径（TMWD，mm）、几何平均直径（TGMD，mm）和团聚体破坏率（TPAD，%）由式（2）～式（4）计算[21]。

式中xi和wi分别为第i个筛子的孔径和该孔径中的土壤颗粒的质量比；md和mw分别为干筛和湿筛中大于0.25 mm土壤颗粒的质量比。

1.3.2 向日葵产量测定及水肥利用效率计算

向日葵成熟后，在每个小区选择具有代表性的15 株向日葵[22]，测量花盘质量、百粒质量及籽粒质量，并换算成单位面积的产量。

向日葵实际耗水量采用土壤水量平衡公式[23]计算：

式中ET为向日葵生育期内实际耗水量, mm；Pe为向日葵生育期降水量，mm；I为生育期灌溉量，mm；ΔS为向日葵生育期内0～100 cm 土层土壤储水量的变化量,mm；μ为给水度（μ=0.033），Hs和He分别为向日葵生育期开始和结束时的地下水位，m；R为地表径流，mm；生育期未观察到地表径流，因此可视为0。

向日葵的水分利用效率和氮肥偏生产力分别由式（6）和式（7）计算[24]：

式中Y为向日葵产量，kg/hm2；ηWUE为水分利用效率，kg/m3；ηPFP为氮肥偏生产力，kg/kg；F为氮肥施用量，kg/hm2。

1.3.3 数据统计分析

在数据分析中，采用Microsoft Excel 2018 进行数据处理，同时采用IBM SPSS 22.0 软件进行单因素方差分析（analysis of variance，ANOVA），并以最小显著性差异（least significant difference， LSD）进行多重比较（α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对土壤结构的影响

如图2 所示，在所有处理中，对照处理（CK）与单施褐煤有机肥处理（LBF）二者土壤容重显著大于其他处理（P＜0.05）。连续2 a 试验发现，褐煤有机肥+脱硫石膏处理（LBF+F5、LBF+F10、LBF+F15、LBF+F20）较CK 处理均显著降低了0～40 cm 土层土壤容重，降幅为5.91%～11.06%，但不同脱硫石膏施用量处理之间差异不显著（P＞0.05）。

土壤团聚体粒径质量分布和稳定性指标如表2 和表3 所示，除LBF+F5 处理外，褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用2 a 后均增加了粒径＞0.25 mm 的大团聚体（R0.25）的比例。与CK 处理相比，褐煤有机肥+脱硫石膏处理力稳性团聚体的R0.25值增加了约62%。LBF+F10、LBF+F15 和LBF+F20 处理较CK 处理使土壤团聚体TMWD分别显著提高102.02%、127.78%和91.95%。对于水稳性团聚体，LBF+F15 处理的TMWD最大，与CK 处理相比提高了100%。对于力稳性团聚体，LBF+F10 处理的TMWD和TGMD均为最大值，与CK 处理相比分别提高了174%和573%。同时，各改良处理的TPAD值与CK处理相比差异均不显著。上述结果说明LBF+F10 和LBF+F15 处理对土壤结构的改良效果较好。

表2 2022 年土壤水稳性团聚体分布Table 2 Aggregate size percentage of treatments using wet sieving method in 2022

表3 2022 年土壤力稳性团聚体分布Table 3 Aggregate size percentage of treatments using dry sieving method in 2022

2.2 褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对土壤盐碱性质和有机质的影响

从图3 可以看出，LBF 处理对土壤含盐量没有显著影响，但土壤含盐量与脱硫石膏施用量密切相关。当脱硫石膏施用量大于15 t/hm2时会显著增加表层土壤含盐量，与CK 处理相比，LBF+F20 处理使0～20 cm 土层含盐量显著增加了约67%。

图3 2021 和2022 年各处理土壤0～40 cm 土层pH 值、碱化度和含盐量Fig.3 Soil pH value, exchange sodium percentage (ESP) and salt content (SC) of 0-40 cm soil layer under different treatments in 2021 and 2022

表4 为不同处理下0～40 cm 土层土壤可溶性盐离子的含量。2022年，LBF 处理较CK处理使土壤可溶性Na+的含量显著降低了23.33%，但对其他可溶性盐离子没有显著影响。2022 年所有褐煤有机肥+脱硫石膏处理均显著降低了土壤可溶性Na+的含量。当褐煤有机肥与5、10 t/hm2脱硫石膏联合施用时，土壤CO32-+HCO3-含量降低不显著，而LBF+F15 和LBF+F20 处理相较CK 处理使土壤CO32-+HCO3-含量分别显著降低了47.91%和48.29%。类似地，脱硫石膏的溶解增加了土壤中Ca2+、Mg2+和SO42-含量，与CK 处理相比，LBF+F15使可溶性Ca2+、Mg2+和SO42-含量分别显著增加了464.65%、413.99%和77.85%，LBF+F20 处理使可溶性Ca2+、Mg2+和SO42-含量分别显著增加了450.71%、391.90%和123.41%。这说明施用脱硫石膏改变了盐碱土可溶性盐离子的组成，且施用量越大，对土壤盐分组成的影响越大。

表4 2021 和2022 年不同处理0～40 cm 土层土壤可溶性盐离子含量Table 4 The content of soluble ions in 0—40 cm soil layer for different treatments in 2021 and 2022cmol·kg-1

土壤盐分组成的改变对土壤pH 值和ESP 产生了一定的影响。从图3a 可以看出，LBF 处理对土壤pH 值没有显著影响，但褐煤有机肥+脱硫石膏施用处理均显著降低0～20 cm 土层土壤pH 值，且土壤pH 值随脱硫石膏施用量的增加而降低。与CK 处理相比，LBF+F5，LBF+F10，LBF+F15 和LBF+F20 处理其0～20 cm 土层土壤pH 值平均降低了0.29～0.88。此外，0～20 cm 土层pH 值降幅大于＞20～40 cm 土层土壤，这说明褐煤有机肥+脱硫石膏施用处理对0～20 cm 土层土壤的改良效果更显著。从图3b 可以看出，与CK 处理相比，除2022 年LBF 处理外，所有改良处理均显著降低了土壤的ESP，且褐煤有机肥＋脱硫石膏处理对土壤ESP 的降低效果更明显。与CK 处理相比，2021 年试验表明LBF 处理0～20 cm 土层土壤ESP 降低了21.06%，2a 试验表明褐煤有机肥+脱硫石膏处理该土层土壤ESP 平均降低了18.34%～43.42%。这些结果表明，尽管脱硫石膏可以降低盐碱土壤的pH 值和ESP，但是过量施用会增加土壤含盐量，不利于向日葵的生长，在各处理中，LBF+F10 处理在控制土壤含盐量的同时对土壤pH 值和ESP的降低效果较好，因此，就所研究的土壤而言LBF+F10 处理是降低土壤pH 值和ESP 并控制土壤总盐分的较优选择。

施用褐煤有机肥和脱硫石膏还显著提高了土壤有机质含量。从图4 可以看出，在所有处理中LBF 处理土壤有机质含量最大，与CK 处理相比，在2021 和2022 年使0～20 cm 土层土壤有机质含量分别显著（P＜0.05）增加了39.89%和131.65%。褐煤有机肥+脱硫石膏处理其0～20 cm 土层土壤有机质含量为7.89～10.13 g/kg。

图4 2021 和2022 年各处理土壤有机质含量Fig.4 Soil organic matter content (SOM) under different treatments in 2021and 2022

2.3 褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对向日葵产量及水肥利用效率的影响

由表5 可知，在2021 年，所有改良处理较CK 处理均显著提高了向日葵产量（P＜0.05）。与CK 处理相比，LBF、LBF+F5、LBF+F10、LBF+F15 和LBF+F20 处理的产量分别增加了17.65%、66.47%、67.01%、49.71%和18.93%。但在2022 年，只有LBF+F10 和LBF+F15处理与CK 处理相比显著提高了向日葵产量。连续2 a 试验均表明，LBF+F10 处理下向日葵产量和百粒质量最大，较CK 处理分别增加了44.45%和18.63%。结果说明，当施用褐煤有机肥+脱硫石膏改良盐碱土壤时，存在脱硫石膏最优施用量，施用量较低会导致改良效果不足，施用量过高则会抑制作物生长发育。类似地，改良处理提高了向日葵水分利用效率和氮肥偏生产力，且LBF+F10处理向日葵的ηWUE和ηPFP最大，较CK 处理分别增加了44.62%和80.46%。这说明，褐煤有机肥和适量脱硫石膏联合施用措施可以促进盐碱农田向日葵的生长发育，提高其水肥利用效率。

表5 各处理向日葵产量、水分利用效率和氮肥偏生产力Table 5 Sunflower yield(Y), water use efficiency(ηWUE) and partial-factor productivity of N(ηPFP) of sunflower for different treatments

表6 所示为向日葵产量与土壤理化性质之间的相关性，可以看出向日葵产量与土壤容重和ESP 呈显著负相关（P＜0.05）。这表明褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用通过改良盐碱土壤理化性质进而促进作物产量的提高。

表6 向日葵产量及土壤理化性质的相关性Table 6 Correlation between sunflower yield and soil physiological properties

为明确本研究区域中脱硫石膏的最优施用量，分别拟合了脱硫石膏施用量与向日葵产量、水分利用效率和氮肥偏生产力之间的关系（图5）。可以看出，脱硫石膏施用量与向日葵产量、水分利用效率和氮肥偏生产力呈抛物线关系，随脱硫石膏施用量的增加，向日葵产量、水分利用效率和氮肥偏生产力呈先增加后减小的趋势，当脱硫石膏施用量为9.2、8.5 和9.5 t/hm2时，向日葵产量、水分利用效率和氮肥偏生产力分别达到最高点。综合考虑向日葵产量和水肥利用效率，脱硫石膏的最优施用量约为10 t/hm2。

图5 向日葵产量、水分利用效率和氮肥偏生产力与脱硫石膏施用量之间的关系Fig.5 Relationships between sunflower yield, water use efficiency, and partial-factor productivity of N and application rate of flus gas desulfurization gypsum（FDR）

3 讨 论

3.1 褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用改善盐碱土壤理化性质

褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用显著改善了盐碱土壤理化性质。一方面，脱硫石膏施用可改变土壤盐分组成，降低土壤pH 值和ESP，进而改善土壤结构。脱硫石膏溶解后释放了较多的Ca2+和SO42-，由于Ca2+具有较强的离子交换能力，可以与吸附在土壤胶体表面的交换性Na+发生交换作用，从而降低了交换性Na+占阳离子交换量的比例，降低土壤ESP[25]。同时，Ca2+可以与土壤中的CO32-和HCO3-形成碳酸盐沉淀，减小了土壤中CO32-和HCO3-的含量，进而降低了土壤pH 值，该结论与ZHAO 等[26]研究结果相似。此外，由于土壤可交换性Na+含量的降低，也降低了土壤颗粒的分散作用，促进无机胶体絮凝为团聚体，进而增加土壤水稳性团聚体TMWD和TGMD，降低土壤容重[27]。

另一方面，施用褐煤有机肥可以有效增加土壤中有机质的含量，进而改善土壤团粒结构。本研究发现施用褐煤有机肥处理使0～20 cm 土层土壤有机质含量提高了39.89%～131.65%，有机质是土壤团聚体形成的重要胶结剂，较高的有机质含量对土壤大团聚体的形成可发挥重要的作用[28]。方丽婷等[29-30]的研究也表明施用褐煤有机肥对改善土壤团粒结构和提升土壤质量具有显著的促进作用。

由于脱硫石膏中含有Hg、Cd、Pb、As 和Cr 等重金属，因此应用脱硫石膏改善盐碱土壤是否会危害土壤和农产品安全存在一定的争议[31]。ZHAO 等[32]使用脱硫石膏后，连续4 a 土壤和农作物中重金属含量没有增加。王静等[33]研究也发现施用脱硫石膏后并未增加稻米重金属含量。然而王立志等[34]研究发现施用脱硫石膏略微增加了紫花苜蓿茎和叶片中重金属的含量，但仍远低于相关标准。可见在利用脱硫石膏改善盐碱土壤过程中，应加强对土壤和农产品重金属含量的监测。本研究仅探究了褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用的盐碱土壤理化性质短期效益的影响，褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用对土壤和向日葵籽粒重金属含量的影响还需要通过开展更大区域的长期定位试验来进行进一步的探究。

3.2 褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用提高向日葵产量和水肥利用效率

土壤盐碱化严重限制了作物生长和产量的提高，本研究发现褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用通过改变盐分组成，增加了有机质含量，改善了土壤理化性质，进而提高了作物产量和水肥利用效率。一方面，本研究发现土壤ESP 和容重与产量呈现显著的负相关关系。表明褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用可通过降低土壤中盐碱对向日葵生长的抑制作用，进而提高向日葵产量和水肥利用效率。此外，施用脱硫石膏降低了土壤中Na+、CO32-和HCO3-含量，缓解了作物根系受到的离子毒害作用，增加了作物生长必须的钙、镁、硫等营养元素[35]。这些离子组成改变也促进了向日葵生长[36]。WANG 等[6,37]的研究也得到了类似的结果。另一方面，在本研究中土壤有机质含量和团聚体稳定性与产量呈现正相关关系。这是因为施用褐煤有机肥显著增加了土壤有机质含量，增强了土壤团聚体稳定性，提高了土壤对水分和养分的固持能力。土壤团聚体稳定性改善还可以增加根区土壤有效氧含量，缓解根系碱胁迫，最终促进根系呼吸和生长发育并提高作物产量及其对水分、养分的吸收利用[38]。

作物产量与水肥利用效率与脱硫石膏施用量密切相关，本研究发现脱硫石膏施用量与作物产量、水分利用效率和氮肥偏生产力呈抛物线关系，作物产量、水分利用效率和氮肥偏生产力随脱硫石膏施用量的增加先增加后减小，当脱硫石膏施用量约为10 t/hm2时均达到最大（图5）。这可能是因为脱硫石膏施用量较小对盐碱土壤的改良效果较小，而脱硫石膏施用量过高会显著增加土壤含盐量，导致产量和水肥利用效率的降低[39]，这与ZHANG 等[27]的研究结论一致。因此，综合考虑对盐碱土壤理化性质、向日葵产量和水肥利用效率的影响。基于上述研究，建议河套灌区及类似地区向日葵生长的盐碱农田宜采用2 t/hm2褐煤有机肥与10 t/hm2脱硫石膏联合施用的盐碱改良措施。

4 结 论

本研究于2021 和2022 年开展了为期2 a 的田间试验，探讨了褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对河套灌区盐碱农田土壤理化性质和向日葵产量及水肥利用效率的影响，得出了以下结论：

1）褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用显著降低0～40 cm土层土壤容重，提高土壤团聚体的稳定性。

2）褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用可以显著降低0～20 cm 土层土壤pH 值和碱化度，改变土壤盐分组成，体现在增加土壤中Ca2+、Mg2+和SO42-的浓度，降低土壤中Na+和CO32-+HCO3-的浓度；但过量施用脱硫石膏会增加土壤含盐量。总体而言，褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用改善了盐碱土壤理化性质，进而促进了向日葵产量和水肥利用效率的提高。

3）综合考虑盐碱土壤改良效果，作物产量及水肥利用效率，建议在河套灌区及其条件类似地区向日葵生长的盐碱农田中宜采用2 t/hm2褐煤有机肥与10 t/hm2脱硫石膏联合施用的改良模式。