粉垄措施对银北盐碱地土壤pH、全盐及碱化度的影响.pdf

宁夏农林科技，Ningxia Journal of Agri.and Fores.Sci.&Tech.2023，64（05）：44-47，60基金项目：宁夏回族自治区重点研发项目“粉垄耕作提升耕地质量研究与示范”（2019BBF02006-5）、国家级大学生创新创业项目（G2020107490010）、宁夏回族自治区自然基金项目“滴灌条件下不同轮作模式对土壤硝态氮积累及氮肥后效响应机理研究”（2022AAC3451）。作者简介：何进勤（1982），男，宁夏西吉人，硕士研究生，副研究员，主要从事土壤肥料与植物营养研究。收稿日期：2022-02-16粉垄措施对银北盐碱地土壤 pH、全盐及碱化度的影响何进勤1，李和明2，柳 旭1，曾凡佩3，罗 昀1，金建新11.宁夏农林科学院农业资源与环境研究所，宁夏 银川7500022.西吉县红耀乡人民政府农业综合服务中心，宁夏 西吉7562013.宁夏大学，宁夏 银川750021摘要：针对宁夏银北盐碱地改良面临的技术瓶颈，利用现代粉垄耕作技术，以传统耕作为对照，开展了不同粉垄深度（40 cm、45 cm、50 cm）对盐碱地土壤 pH 值、全盐含量及碱化度的影响研究。结果表明，与传统耕作措施相比，玉米生长期不同粉垄深度土壤全盐含量降低 13.0%51.1%，其中：粉垄深度 45 cm 表层（020 cm）土壤pH 值、全盐含量、交换性 Na+分别降低 0.9%、51.1%和 16.7%。与传统耕作措施相比，玉米收获期粉垄深度 40 cm处理土壤 pH 值降低 0.090.4；粉垄深度 50 cm 处理表层（020 cm）土壤 pH 值增加了 0.21，20100 cm 剖面土壤 pH 值降低了 0.080.62。粉垄深度 40 cm、50 cm 处理均显著降低了 040 cm 土层土壤全盐含量和交换性 Na+含量，降幅分别为 7.0%25.0%和 16.7%55.6%；增加了 4080 cm 土层交换性 Na+含量。同时，粉垄措施也显著降低了 060 cm 剖面土壤碱化度，降幅在 17.7%34.5%，其中：粉垄深度 40 cm 较对照未粉垄表层020 cm 土壤耕层碱化度降低 20.8%，2040 cm 和 4060 cm 剖面土壤碱化度也分别降低了 19.3%和 34.5%。关键词：粉垄；盐碱地；土壤；pH 值；全盐含量；碱化度中图分类号：S147.2文献标识码：A文章编号：1002-204X（2023）05-0044-04doi:10.3969/j.issn.1002-204x.2023.05.009Effects of Powder Ridge Measures on pH,Total Salt and Alkalizationof Soil in Northern Yinchuan Saline-Alkali LandHe Jinqin1,Li Heming2,Liu Xu1,Zeng Fanpei3,Luo Yun1,Jin Jianxin1(1.Institute of Agricultural Resources and Environment,Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences,Yinchuan,Ningxia 750002;2.Agricultural Comprehensive Service Center,Hongyao Township PeoplesGovernment,Xiji County,Xiji,Ningxia 756201;3.Ningxia University,Yinchuan,Ningxia 750021)Abstract In view of the technical bottleneck faced by the improvement of Yinbei saline-alkali land in Ningxia,modern powder ridge cultivation technology was used to compare the effects of different powder ridge depths(40 cm,45 cm,50 cm)on soil pH,total salt content and alkalization.The results showed that compared withtraditional cultivation measures,the total salt content of the soil at different powder ridge depths during thecorngrowthperioddecreased by 13.0%to51.1%.Amongthem,thesoilpH,totalsaltcontent,andexchangeable Na+content of the surface soil(0 to 20 cm)of the 45 cm powder ridge depth decreased by 0.9%,51.1%and16.7%respectively.Duringthecornharvestingperiod,comparedwithtraditionalcultivationmeasures,the soil pH of the 40 cm powder ridge depth treatment decreased by 0.09 to 0.4;the soil pH of thesurface soil(0 to 20 cm)increased by 0.21 in the 50 cm powder ridge depth treatment and decreased by 0.08to 0.62 in the soil profile layers of 20 to 100 cm.The powder ridge depths of 40 cm and 50 cm significantlyreduced the total salt content and exchangeable Na+content of the soil layer of 0 to 40 cm,with reductions of 农业资源与环境 4464 卷 05 期7.0%to 25.0%and 16.7%to 55.6%respectively,while increasing the exchangeable Na+content of the soillayer of 40 to 80 cm.At the same time,the powder ridge measures also significantly reduced the alkalizationdegree of the soil profile of 0 to 60 cm,with a reduction of 17.7%to 34.5%.Among them,the alkalizationdegree of the surface soil layer of 0 to 20 cm in the 40 cm powder ridge depth treatment decreased by 20.8%,and the alkalization degree of the soil profile layers of 20 to 40 cm and 40 to 60 cm also decreased by 19.3%and 34.5%,respectively.Key words Powder ridge;Saline-alkali land;Soil;pH value;Total salt content;Alkalization degree盐碱化土壤治理和次生盐渍化土壤改良是当前耕地土壤攻克的主要世界性难题，也是生态环境治理的主攻方向1。盐碱地土壤中盐的因素严重制约了作物正常生长发育，不利于农业资源的有效利用和农业生产效率提升，寻求有效的防治方法和改良措施对盐碱地的合理利用、缓解耕地资源紧缺具有十分重要的意义2。宁夏共有各类盐碱地面积达 17.55 万 hm2，其中：银北地区盐碱地面积达 10.21 万 hm2，占宁夏盐碱地总面积的 58.18%，占银北地区耕地总面积的 50%以上。土壤盐碱化已成为影响宁夏农业生产的重要问题之一3。盐碱地改良目前主要采用化学措施、水利措施、生物措施及农业措施等方法。多数研究者通过生物炭、脱硫石膏、竖井抽排水法、活性微生物菌肥等多项技术进行改良试验，取得了丰硕的技术成果4-7。但是盐碱地改良不只局限于改良技术。在 70 年代末，王守纯等8提出在盐渍土区建立“淡化肥沃层”，即在不要求减少土体盐贮量的前提下，通过提高土壤肥力，对土壤盐分进行时、空、形的调控，在农作物主要根系活动层，建立良好的肥、水、盐生态环境，实现农作物持续高产稳产。陈恩凤等9也曾提出“治水是基础，培肥是根本”的观点，通过培肥改土，加厚熟土层等农业措施来增加土壤有机质含量。近年来，由广西农科院研发提出的粉垄技术作为一种新型的耕作方式，采用专用的粉垄机械，垂直螺旋型钻头入土 3060 cm，可实现传统耕作所需的翻犁、耙碎等多道作业一次性完成。研究报道显示，粉垄技术具有深耕深松不乱土层、土壤均匀细碎、增加孔隙度、降低土壤容重、有利于雨水下渗、作物根系深扎、提高肥料利用率等特性。同时对小麦、玉米、水稻、甘蔗等作物有较好的增产效果。目前，粉垄技术在增加作物产量、改善作物品质等方面有较多研究，而关于盐碱地改良方面的研究较少10-16。因此，本研究在宁夏银北地区平罗县开展了粉垄技术对盐碱地土壤 pH 值、全盐含量及碱化度的影响研究，明确粉垄技术在区域盐碱地降碱排盐的响应特性，旨在为宁夏盐碱地改良提供技术参考。1材料与方法1.1试验地概况试验地位于平罗县头闸镇永惠村，试验前茬作物为玉米，种植前土壤表层 020 cm 土壤 pH 值为8.90，全盐含量为 2.18 g/kg，速效钾含量为 145 mg/kg，碱解氮含量为 2.8 mg/kg，速效磷含量为 2.47 mg/kg，有机质含量为 11.53 g/kg。1.2试验设计试验采用大区对比设计，共设 3 个处理，分别为粉垄深度 40 cm、45 cm 和 50 cm，同时设常规耕作（耕作深度 25 cm）为对照。大区面积为 60 m10 m。种植作物为玉米。1.3样本采集与测定在玉米生育期采集 060 cm 剖面土壤样品，收获期采集 0100 cm 土壤样品，每 20 cm 深度为 1 个采样单元，分别测定土壤 pH 值、全盐含量、交换性Na+含量、碱化度等指标。测定方法参照鲁如坤17的土壤农业化学分析方法 一书。1.4数据统计与分析文中涉及作物生育期土壤 pH 值、全盐含量等数据均为玉米生长期 3 次测定数据的平均值。采用Excel 2007 和 DPS 18.10 进行数据统计与分析。2结果与分析2.1不同粉垄深度对土壤 pH 值的影响从图 1、图 2 可以看出，不同粉垄深度对土壤 pH值影响较大。首先从玉米生长期来看（图 1），在 060 cm 土壤剖面，无论是粉垄处理还是对照（未粉垄）均随着剖面深度的增加，土壤 pH 值呈逐渐增加的趋势。从不同处理看，在表层 020 cm 土壤，粉垄深度45 cm 处理土壤 pH 值（土壤 pH 值为 8.72）较对照（土壤 pH 值为 8.80）降低了 0.9%，但粉垄深度 50 cm 较对照土壤 pH 值升高了 2.2%。在整个剖面（060 cm），粉垄深度 45 cm 土壤 pH 值均显著低于其他处理；粉何进勤，等粉垄措施对银北盐碱地土壤 pH、全盐及碱化度的影响4564 卷 05 期何进勤，等粉垄措施对银北盐碱地土壤 pH、全盐及碱化度的影响图 1 玉米生长期不同处理土壤 pH 值变化图 2 玉米收获期不同处理土壤 pH 值变化图 3玉米生长期土壤全盐含量变化图 4玉米收获期土壤全盐含量变化垄深度 50 cm，在 040 cm 土层 pH 值较对照有所升高；粉垄深度 40 cm 和对照在整个 060 cm 土壤剖面变化不大。从玉米收获期来看（图 2），在土壤剖面0100 cm 深度，粉垄深度 40 cm 较对照土壤 pH 值降低 0.090.40；粉垄深度 50 cm 处理较对照表层020 cm 土壤 pH 值增加了 0.21；20100 cm 剖面层次土壤 pH 值降低了 0.080.62。粉垄 40 cm 和 50 cm处理间土壤 pH 在 20100 cm 土壤剖面深度差异较小，这可能与平罗试验基地地下水位高，粉垄深度达到50 cm 后打破了上层土壤和地下水之间的通道有关。2.2不同粉垄深度对土壤全盐含量的影响由图 3 可以看出，玉米生长期随着土壤剖面深度（060 cm）的增加，不同处理土壤全盐含量均呈逐渐增加趋势，不同粉垄深度土壤全盐含量均较对照（未粉垄）有不同程度的降低，降幅在 13.0%51.1%。在表层 020 cm 随粉垄深度的增加，土壤全盐含量呈先降低再增加的趋势；在 20 cm 以下土层，随着粉垄深度的加深，土壤全盐含量呈逐渐降低趋，其中：粉垄深度 45 cm 处理表层土壤全盐含量最低，为 0.8 g/kg，较对照粉垄处理（1.94 g/kg）降低了 51.1%。玉米收获后，从图 4 可以看出，在 0100 cm 土壤剖面，粉垄深度 40 cm 处理和粉垄深度 50 cm 处理均明显降低了040 cm 土层土壤全盐含量，降幅在 7.0%25.0%，且随着粉垄深度的增加，土壤全盐含量降低；粉垄 40cm 处理在 4060 cm 土层全盐含量最低。由此可见，粉垄技术对盐碱地表层土壤洗盐效果很明显，这对作物苗期增产意义重大。2.3不同粉垄深度对土壤交换性 Na+含量的影响由图 5 可知，在玉米生长期，与对照相比粉垄措施处理均不同程度降低了 060 cm 剖面土壤交换性Na+含量。其中：粉垄深度 45 cm 处理在 060 cm 土层交换性 Na+含量最低，粉垄深度 50 cm 处理和对照差异较小，粉垄深度 40 cm 处理增加了 4060 cm 土层土壤交换性 Na+含量。由图 6 可以看出，在玉米收-1-14664 卷 05 期何进勤，等粉垄措施对银北盐碱地土壤 pH、全盐及碱化度的影响（下转第 60 页）图 5玉米生长期土壤交换性 Na+含量变化图 6玉米收获期土壤交换性 Na+含量变化表 1不同粉垄深度060 cm 剖面土壤碱化度单位：%处理020 cm2040 cm4060 cm未粉垄（CK）8.690.49Aa27.170.54Aa39.240.79Aa粉垄 40 cm6.880.22Cc17.781.22Cc31.671.05Cc粉垄 50 cm7.040.58Bb22.100.92Bb32.281.03Bb注：表中同列数据肩标大写字母不同，表示差异极显著（P0.01）；同列数据肩标小写字母不同，表示差异显著（P0.05）。获期，与对照相比，粉垄措施明显降低了 040 cm 交换性 Na+含量，降幅在 16.7%55.6%，增加了 4080cm 土层交换性 Na+含量。粉垄深度 50 cm 处理在 040 cm 交换性 Na+含量最低，平均为 0.37 mg/kg，较对照（0.72 mg/kg）降低了 48.6%。2040 cm 对照处理土壤交换性 Na+含量（1.17 mg/kg）有明显的富集区。2.4不同粉垄深度对土壤碱化度的影响由表 1 可以看出，玉米收获期不同粉垄深度对盐碱地土壤剖面碱化度变化影响较大。从盐碱地表层（020 cm）土壤碱化度来看，与对照相比，粉垄深度均明显降低了 060 cm 剖面土壤碱化度，降幅在17.7%34.5%。其中：粉垄深度为 40cm 效果最为明显，与对照相比，其碱化度在 020 cm 耕层降低了 1.81%，降幅达 20.8%，达显著差异水平；2040 cm 和 4060cm 剖面碱化度也分别降低了 19.3%和 34.5%。3结论玉米生长期不同粉垄深度土壤全盐含量均较对照（未粉垄）有不同程度的降低，降幅在 13.0%51.1%。其中：粉垄深度 45 cm 处理 020 cm 表层土壤 pH 值降低了 0.9%，全盐含量降低了 51.1%，交换性 Na+含量降低了 16.7%。玉米收获期与对照（未粉垄）相比，粉垄深度 40cm 土壤 pH 值降低 0.090.4，粉垄深度 50 cm 处理表层 020 cm 土壤 pH 值增加了 0.21，20100 cm剖面土壤 pH 值降低了 0.080.62。粉垄深度 40 cm处理和粉垄深度 50 cm 处理均显著降低了 040 cm土层土壤全盐和交换性 Na+含量，降幅分别为 7.0%25.0%和 16.7%55.6%，同时增加了 4080 cm 土层交换性 Na+含量。另外，粉垄措施显著降低了 060 cm 剖面土壤碱化度，降幅在 17.7%34.5%，其中：粉垄深度 40 cm 较对照（未粉垄）表层 020 cm 土壤碱化度耕层降低 20.8%，2040 cm 和 4060 cm 剖面碱化度也分别降低了 19.3%和 34.5%。参考文献：1 王胡军，李纯，钟香梅，等.盐碱地改良技术研究进展J.农业工程，2014，4（S1）：44-472 张建锋，张旭东，周金星，等.世界盐碱地资源及其改良利用的基本措施J.水土保持研究，2005，12（6）：28-30，1073 雷晓萍，刘晓峰.宁夏银北地区盐碱地综合改良治理对策J.中国工程咨询，2016（8）：53-55.4 赵宇侠，周正，祝春水.生物黑炭的施加对连云港滨海盐碱土的改良作用J.淮海工学院学报（自然科学版），2013，22（4）：51-54.5 沈婧丽，王彬，许兴.脱硫石膏改良盐碱地研究进展J.农业科学研究，2016，37（1）：65-696 闫少锋，吴玉柏，俞双恩，等.江苏沿海地区竖井排盐试验研究J.节水灌溉，2014（8）：42-447 宋家清，郑秀社，张庆国，等.活性微生物菌肥对滨海盐碱土改良的影响J.北方园艺，2010（18）：53-55.8 王守纯，穆从如.豫北灌区盐碱土的特征和棉麦保苗技术J.中国农业科学，1964（4）：7-13.479 陈恩凤，王汝镛，王春裕.有机质改良盐碱土的作用J.土壤通报，1984（5）：193-196.10 聂胜委，张玉亭，汤丰收，等.粉垄耕作后效对夏玉米生长及产量的影响J.山西农业科学，2015，43（7）：837-839，87311 韦本辉，甘秀芹，陈保善，等.粉垄整地与传统整地方式种植玉米和花生效果比较J.安徽农业科学，2011，39（6）：3216-321912 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