樊麗琴，李 磊，吳 霞，王 旭

（寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，寧夏 銀川 750002）

有機(jī)肥替代部分化肥是深入推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的手段之一［1］，有機(jī)物料與無(wú)機(jī)肥配施也是作物增產(chǎn)、土地生產(chǎn)力提高的主要途徑［2-6］，有關(guān)有機(jī)肥和秸稈還田提高土壤養(yǎng)分含量方面的研究較多，溫延臣等［7］在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院禹城試驗(yàn)基地長(zhǎng)達(dá)26年的不同施肥定位試驗(yàn)表明,單施有機(jī)肥以及有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施與單施化肥相比能有效增加土壤養(yǎng)分含量；徐明崗等［8］研究我國(guó)41個(gè)長(zhǎng)期定位施肥試驗(yàn)土壤有機(jī)質(zhì)變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期無(wú)機(jī)肥配施有機(jī)肥及秸稈還田，土壤有機(jī)質(zhì)呈顯著上升趨勢(shì)；孫本華等［9］研究表明，氮磷鉀化肥配合秸稈還田和適量有機(jī)無(wú)機(jī)配施是實(shí)現(xiàn)土可持續(xù)利用的施肥模式；張邦喜等［10］研究表明，有機(jī)物料的輸入可以提高黃壤旱地土壤碳氮貯量。

秸稈還田還可改善土壤水鹽狀況［11-13］；李磊等［14］在寧夏銀北鹽堿地上的研究表明，秸稈還田2年后，耕層土壤物理性質(zhì)改善，土壤鹽分含量降低；馮國(guó)藝等［15］研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田可顯著降低濱海鹽堿地棉田0～40 cm土壤全鹽含量；范富等［16］利用玉米秸稈造夾層處理內(nèi)蒙古通遼市蘇打鹽堿土2年后，土壤全鹽含量顯著下降。施用有機(jī)肥也可降低耕層土壤鹽分含量，提升土地生產(chǎn)力［17-18］，唐繼偉等［19］通過(guò)長(zhǎng)期定位試驗(yàn)研究認(rèn)為，鹽化潮土的養(yǎng)分投入應(yīng)控制化肥用量，依靠有機(jī)肥投入，維持土壤pH值和土壤EC值的穩(wěn)定。在寧夏銀北灌區(qū)，有關(guān)不同量化肥、秸稈、生物有機(jī)肥施用對(duì)土壤鹽堿特性和作物生長(zhǎng)情況影響的研究尚未見報(bào)道。本研究的目的是探究銀北灌區(qū)鹽堿地不同培肥措施下的土壤鹽堿特性和作物生長(zhǎng)情況，為寧夏鹽堿地合理施肥提供科學(xué)依據(jù)，為此，筆者在銀北灌區(qū)典型鹽堿地通過(guò)3年定位試驗(yàn)，開展了不同量化肥、秸稈、生物有機(jī)肥施用后對(duì)土壤鹽堿指標(biāo)、玉米生長(zhǎng)及產(chǎn)量指標(biāo)的影響研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017～2019年在寧夏石嘴山市平羅縣黃渠橋鎮(zhèn)通潤(rùn)村開展，試驗(yàn)區(qū)地處西北內(nèi)陸，屬溫帶干旱荒漠氣候，4～10月太陽(yáng)輻射量為4225.9 kJ/m2，6月最強(qiáng)，為716 kJ/m2；年平均日照時(shí)數(shù)3201.8 h，6月最多；近10年來(lái)該區(qū)域降水量為117.1～243.4 mm，年均降水量為184.3 mm，主要集中在7～9月；蒸發(fā)量為1708.7 mm［20］。2017、2018和2019年降水量分別為202.5、289.3和150 mm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以春玉米為供試材料，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1，每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積50 m2（5 m×10 m），玉米株距為18 cm，行距為60 cm。試驗(yàn)材料養(yǎng)分含量及試驗(yàn)區(qū)土壤鹽分組成見表2。2017年秸稈還田小區(qū)在春玉米播種前按計(jì)劃還田量的1/2進(jìn)行處理，2018和2019年秸稈還田處理按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的還田量在上一年玉米收獲后進(jìn)行；生物有機(jī)肥（有效活性菌含量≥0.2億/g）和氮磷鉀化肥處理均在春玉米播種前按試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行。2017年春玉米播前土壤有機(jī)質(zhì)均值為16.0 g/kg，堿解氮含量為54.5 mg/kg，有效磷含量為10.9 mg/kg，根據(jù)土壤鹽分組成可看出，試區(qū)土壤鹽分類型為氯化物-硫酸鹽型鹽漬土。在玉米拔節(jié)期和抽雄期各灌黃河水1次，灌水量1350 m3/hm2。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

表2 試驗(yàn)材料養(yǎng)分含量和試驗(yàn)區(qū)土壤鹽分組成

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

2017、2018、2019年連續(xù)3年在春玉米播種前、抽雄期和收獲期每小區(qū)采集0～20和20～40 cm土層的土樣，測(cè)定土壤鹽分含量和土壤pH值，土壤鹽分含量用DDS-307A型電導(dǎo)率儀測(cè)定，土水比為1∶5［21］；土壤pH值用梅特勒實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)測(cè)定，土水比為1∶2.5［21］。在玉米收獲前每小區(qū)隨機(jī)選擇20株玉米測(cè)定玉米株高、莖粗等生長(zhǎng)指標(biāo)，同時(shí)測(cè)定玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)土壤鹽分含量的影響

由圖1（a）可看出，與2017年玉米播前基礎(chǔ)土樣相比，在0～20 cm土層，2019年土壤鹽分含量除T4增加了8.66%外，其他各處理均有不同程度的下降，且下降幅度多高于2018年，T1下降幅度最大，達(dá)41.00%，T11、T7和T12次之，下降幅度為26.89%～27.28%。土壤脫鹽率效果表現(xiàn)為：施用生物有機(jī)肥T2>T3>T4，施用秸稈T7>T6>T5，施用化肥T8>T9>T10，配施處理T11>T12，說(shuō)明高量有機(jī)肥和高量化肥有增加耕層土壤鹽分含量的趨勢(shì)。在20～40 cm土層，與2017年相比，2019年土壤鹽分含量同樣在各處理間表現(xiàn)不一，有增有減，T3和T9脫鹽率最大，分別降低了24.22%和20.18%，而T10鹽分增加了19.90%，說(shuō)明高量化肥有增加土壤鹽分含量的趨勢(shì)，見圖1（b）。

玉米抽雄期，在0～20 cm土層，與2017年相比，2019年土壤鹽分含量表現(xiàn)為T2和T4下降幅度最大，分別下降了25.71%和24.81%，T10增加幅度最大，鹽分含量增加了97.22%，見圖1（c）。在20～40 cm土層，與2017年相比，2019年土壤鹽分含量表現(xiàn)不一，T2和T4分別降低了33.82%和25.05%，而T9和T10分 別 增 加 了58.43%和41.88%，見圖1（d）。

玉米收獲后，在0～20 cm土層，與2017年相比，2019年土壤鹽分含量表現(xiàn)為各處理均有顯著的下降，但下降幅度小于2018年，T5下降了53.91%，土壤脫鹽率表現(xiàn)為：施用生物有機(jī)肥T2>T3>T4，施用秸稈T5>T6>T7，施用化肥T9>T10>T8，配 施處理T12>T11，見圖1（e）。在20～40 cm土層，與2017年相比，2019年土壤鹽分含量同樣表現(xiàn)為各處理均有顯著的下降，但下降幅度多小于2018年，T4下降了41.96%，見圖1（f）。

綜上所述，試驗(yàn)區(qū)土壤經(jīng)過(guò)3年不同措施處理后，玉米播前耕層土壤鹽分含量表現(xiàn)為T1下降幅度最大，T11、T7和T12次之，下降幅度為26.89%～27.28%，而高量有機(jī)肥和高量化肥有增加耕層土壤鹽分含量的趨勢(shì)；玉米抽雄期耕層土壤鹽分含量表現(xiàn)為T2和T4下降幅度最大，分別下降了25.71%和24.81%；玉米收獲后耕層土壤鹽分含量表現(xiàn)為T5下降幅度最大；與施用有機(jī)肥和化肥相比，秸稈還田措施更有助于降低玉米播前和玉米生長(zhǎng)后期耕層土壤鹽分含量。從有機(jī)物料的表現(xiàn)來(lái)看，在玉米生長(zhǎng)前期施用低量有機(jī)肥、高量秸稈還田措施表現(xiàn)出較好效果，但在玉米生長(zhǎng)后期，低量有機(jī)肥、低量秸稈還田措施降低土壤鹽分含量的效果更好。

2.2 不同處理對(duì)土壤pH值的影響

與2017年玉米播前基礎(chǔ)土樣相比，在0～20 cm土層，2019年玉米播前土壤pH值也有不同程度的增加，T1增加幅度最大，增加了0.71個(gè)單位，T5增加幅度最小，增加了0.21個(gè)單位，土壤pH值增加量表現(xiàn)為：施用生物有機(jī)肥T3>T4>T2，施用秸稈T6=T7>T5，施用化肥T8>T10>T9，配施處理T12>T11，見圖2（a）。在20～40 cm土層，2019年土壤pH值同樣表現(xiàn)為不同程度的增加，T1和T2增加幅度最大，T6、T11和T7增加幅度最小，見圖2（b）。

玉米抽雄期，在0～20 cm土層，與2017年相比，2019年各處理土壤pH值也有不同程度的增加，表現(xiàn)為T1和T2增加幅度最大，分別增加了0.93和0.94個(gè)單位，T5和T6增加幅度最小，分別增加了0.44和0.48個(gè)單位，見圖2（c）。在20～40 cm土層，與2017年相比，2019年土壤pH值表現(xiàn)為不同程度的增加，T1和T2增加幅度最大，T6、T11和T7增加幅度最小，見圖2（d）。

玉米收獲后，在0～20 cm土層，與2017年相比，2019年土壤pH值有不同程度的增加，表現(xiàn)為T12、T1和T5增加幅度最大，增加了0.47～0.51個(gè)單位，T8和T10增加幅度最小，分別增加了0.21和0.23個(gè)單位，土壤pH值增加量表現(xiàn)為：施用生物有機(jī)肥T3>T2>T4，施用秸稈T5>T6>T7，施用化肥T9>T10>T8，配施處理T12>T11，見圖2（e）。在20～40 cm土層，與2017年相比，2019年土壤pH值表現(xiàn)為除T11略有下降外，其他各處理均有不同程度的增加，但增加幅度小于2018年，見圖2（f）。

綜上所述，經(jīng)過(guò)3年不同措施處理后，除高量有機(jī)肥處理鹽分較2017年略有增加外，其他處理耕層土壤均發(fā)生脫鹽堿化現(xiàn)象。從有機(jī)物料的表現(xiàn)來(lái)看，在玉米生長(zhǎng)前期，pH值增加量表現(xiàn)為T3>T4>T2、T6=T7>T5；在玉米生長(zhǎng)后期，pH值增加量表現(xiàn)為T3>T2>T4、T5>T6>T7。與土壤基礎(chǔ)值相比，3年后不同處理耕層土壤pH值均有不同程度的增加，玉米播前表現(xiàn)為T5增加幅度最小，抽雄期表現(xiàn)為T5和T6增加幅度最小，收獲后表現(xiàn)為T8和T10增加幅度最小，初步說(shuō)明秸稈還田在降低玉米生長(zhǎng)前期耕層土壤pH值方面較其他措施更顯著，而施化肥措施則在玉米生長(zhǎng)后期顯現(xiàn)出降低耕層土壤pH值的作用。

2.3 不同處理對(duì)玉米生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

試驗(yàn)區(qū)在2017年之前為農(nóng)戶進(jìn)行田間管理，農(nóng)戶習(xí)慣過(guò)量施用化肥，受化肥后效影響，2017年各處理玉米生長(zhǎng)及產(chǎn)量指標(biāo)之間的差異明顯小于2018和2019年，2018年玉米生長(zhǎng)及產(chǎn)量指標(biāo)受高降雨量影響較大，2019年則受紅蜘蛛危害較大。

由圖3（a）可看出，各年份玉米株高均表現(xiàn)為T1最低。2017年表現(xiàn)為T11最高，較T1提高了18.49%，各處理之間株高差異整體上小于2018和2019年，主要受2017年前的試驗(yàn)區(qū)農(nóng)戶習(xí)慣施肥水平較高、肥料后效在某種程度上掩蓋了處理之間株高的差異所致；2018年表現(xiàn)為T9、T10和T12株高最高，較T1分別提高了62.90%、64.06%和65.03%，T11次之，說(shuō)明施用中、高量化肥依然表現(xiàn)出促進(jìn)玉米生長(zhǎng)的效果，而單施有機(jī)肥和單施秸稈處理玉米株高顯著低于單施化肥處理；與2018年相比，2019年除T7玉米株高有顯著增加外，其他各處理玉米株高均有顯著的降低，主要受2019年試驗(yàn)區(qū)周邊玉米蟲害泛濫的影響。2019年T12和T10玉米株高最高，較T1分別提高了69.14%和68.99%，T11和T7次之，玉米株高表現(xiàn)為：施用生物有機(jī)肥T4=T3>T2，施用秸稈T7>T6>T5，施用化肥T10>T9>T8，配施處理T12與T11相當(dāng)。

由圖3（b）可看出，2017年玉米莖粗表現(xiàn)為T6和T11最大，分別較T1增加2.02和1.83 mm，T8和T1最小，其他各處理之間差異不大；2018年各處理玉米莖粗表現(xiàn)為T10和T11最大，分別較T1增加10.31和10.13 mm，T12次之，較T1增加9.92 mm，T4和T7玉米莖粗分別較T1增加7.35和7.51 mm，T9玉米莖粗較T1增加6.56 mm，T2和T1最低；2019年T7和T12玉米莖粗最大，較T1分別增加10.85和11.22 mm，T11次之，較T1增加9.59 mm，T9、10與T11差異不大，玉米莖粗表現(xiàn)為：施用生物有機(jī)肥T4>T3>T2，施用秸稈T7>T6>T5，施用化肥T9>T10>T8，配施處理T12>T11。

綜上所述，經(jīng)過(guò)3年不同措施處理后，高量秸稈還田在提高玉米株高和增加玉米莖粗方面優(yōu)于施用生物有機(jī)肥和中低量化肥，玉米株高和莖粗隨有機(jī)肥和秸稈用量的增加而提高。

2.4 不同處理對(duì)玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由圖4（a）可看出，3年內(nèi)玉米穗長(zhǎng)均表現(xiàn)為T9～T12最大，T1和T2最小，2017年T9～T12較T1分別增加4.86、4.79、5.08、4.89 cm，2018年T9～T12較T1分 別 增 加6.52、6.28、6.19、6.03 cm，2019年T9～T12較T1分別增加9.82、10.43、9.80、10.27 cm，2018年玉米穗長(zhǎng)表現(xiàn)為單施有機(jī)肥與單施秸稈處理差異不大，2019年單施秸稈較單施有機(jī)肥處理在增加玉米穗長(zhǎng)方面明顯，但二者均顯著低于單施化肥處理。

由圖4（b）可看出，3年內(nèi)玉米穗粗均表現(xiàn)為T11最大，T10和T12次之，T1和T2最?。?018年單施有機(jī)肥與單施秸稈處理下的玉米穗粗差異不大，2019年單施秸稈在增加玉米穗粗方面效果更明顯，但二者均顯著低于單施化肥處理。

由圖4（c）可看出，2018年各處理穗粒重差異明顯，可能受2018年降雨量較大的影響。2017～2019年均表現(xiàn)為T11最大，T10和T12次之，2017、2018和2019年T11穗粒重分別較T1增加51.61%、247.83%和294.82%。2018年玉米穗粒重表現(xiàn)為單施秸稈小于單施有機(jī)肥處理，2019年則反之，二者均低于單施化肥處理。

由圖4（d）可看出，2019年各處理玉米百粒重表現(xiàn)為T12和T11最大，分別較T1增加7.51和7.18 g。在增加玉米百粒重方面，2017和2018年單施有機(jī)肥<單施秸稈<單施化肥處理，2019年單施秸稈處理在增加玉米百粒重方面與單施化肥處理效果相當(dāng)。

由圖4（e）可看出，2019年中、高量施用化肥措施玉米產(chǎn)量均低于2018年，而秸稈還田措施和施用高量生物有機(jī)肥則高于2018年。2019年試驗(yàn)區(qū)玉米受紅蜘蛛危害嚴(yán)重，秸稈還田措施受蟲害影響小于施用化肥。3年間玉米產(chǎn)量均表現(xiàn)為T11最大，其中2019年T11、T10和T12較T1分別提高了273.80%、254.54%和253.36%。方差分析表明，T10、T11、T12之間玉米產(chǎn)量差異不顯著，T9與T10、T12之間差異不顯著，與T11差異顯著，說(shuō)明與單施化肥措施相比，連續(xù)3年化肥配施生物有機(jī)肥在提高玉米產(chǎn)量方面已表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，而配施秸稈在提高玉米產(chǎn)量方面尚未發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，但已表現(xiàn)出增產(chǎn)趨勢(shì)。玉米產(chǎn)量表現(xiàn)為：施用生物有機(jī)肥T4>T3>T2，施用秸稈T6>T7=T5，施用化肥T10>T9>T8，配施處理T11>T12。在增加玉米產(chǎn)量方面，單施有機(jī)肥<單施秸稈<單施化肥，2018年單施有機(jī)肥或單施秸稈處理玉米產(chǎn)量均顯著低于單施化肥處理。

綜上所述，在增加玉米穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒重方面，單施化肥措施均優(yōu)于單施秸稈或單施生物有機(jī)肥措施；在增加玉米百粒重方面，單施秸稈與單施化肥處理效果相當(dāng)；在增加玉米產(chǎn)量方面，培肥第3年各處理玉米產(chǎn)量表現(xiàn)為：施用生物有機(jī)肥T4>T3>T2，施用秸稈T6>T7=T5，施用化肥T10>T9>T8，配施處理T11>T12，玉米產(chǎn)量隨生物有機(jī)肥和化肥施用量的增加而提高，單施秸稈在提高玉米產(chǎn)量方面優(yōu)于單施生物有機(jī)肥，而中量秸稈還田在提高玉米產(chǎn)量方面優(yōu)于高量和低量秸稈還田。與化肥措施相比，試驗(yàn)區(qū)連續(xù)3年化肥配施生物有機(jī)肥在提高玉米產(chǎn)量方面已表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，而配施秸稈在提高玉米產(chǎn)量方面尚未發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，但已表現(xiàn)出增產(chǎn)趨勢(shì)。

3 討論與結(jié)論

從耕層土壤鹽分含量來(lái)看，經(jīng)過(guò)3年不同措施處理后，玉米播前土壤鹽分含量表現(xiàn)為對(duì)照下降幅度最大，與其他措施相比，高量有機(jī)肥和高量化肥有增加耕層土壤鹽分含量的趨勢(shì)；從有機(jī)物料的表現(xiàn)來(lái)看，在玉米生長(zhǎng)前期施用低量有機(jī)肥、高量秸稈還田措施表現(xiàn)出較好效果，但在玉米生長(zhǎng)后期，低量有機(jī)肥、低量秸稈還田措施降低土壤鹽分效果更好，低量有機(jī)肥降低土壤鹽分效果好于高量有機(jī)肥，可能與本試驗(yàn)所用生物有機(jī)肥主要成分為雞糞，且雞糞中鹽分較高，施用高量有機(jī)肥帶給土體較多鹽分有關(guān)［22］。

從耕層土壤pH值來(lái)看，經(jīng)過(guò)3年不同培肥措施處理后，各處理土壤均發(fā)生脫鹽堿化現(xiàn)象，播前土壤pH值表現(xiàn)為對(duì)照增加幅度最大，脫鹽堿化現(xiàn)象明顯，與該處理下玉米植株生長(zhǎng)量少、地表覆蓋度小于施肥處理，進(jìn)而受2018年強(qiáng)降雨（2018年平羅縣降雨量301.9 mm）對(duì)耕層土壤鹽分的淋洗作用更大有關(guān)。秸稈還田在降低玉米生長(zhǎng)前期耕層土壤pH值方面較其他措施更顯著，而施化肥措施則在玉米生長(zhǎng)后期顯現(xiàn)出降低耕層土壤pH值的作用。

從玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量指標(biāo)來(lái)看，經(jīng)過(guò)3年不同培肥措施處理后，高量秸稈還田在提高玉米株高和增加玉米莖粗方面優(yōu)于施用生物有機(jī)肥和中低量化肥，玉米株高、莖粗隨著有機(jī)肥和秸稈用量的增加而提高，可能與上一年（2018年）在玉米生長(zhǎng)期試驗(yàn)區(qū)降雨量較多，秸稈腐熟效果較好，秸稈還田對(duì)土壤物理性質(zhì)的改善有關(guān)；在增加玉米穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒重方面，單施化肥措施均優(yōu)于單施秸稈或單施生物有機(jī)肥措施；在增加玉米百粒重方面，秸稈還田與單施化肥處理效果相當(dāng)；在增加玉米產(chǎn)量方面，培肥第3年各處理玉米產(chǎn)量表現(xiàn)為：施用生物有機(jī)肥T4>T3>T2，施用秸稈T6>T7=T5，施用化肥T10>T9>T8，配施處理T11>T12，玉米產(chǎn)量隨生物有機(jī)肥和化肥施用量的增加而提高，單施秸稈在提高玉米產(chǎn)量方面優(yōu)于單施生物有機(jī)肥，而中量秸稈還田在提高玉米產(chǎn)量方面優(yōu)于高量和低量秸稈還田；與化肥措施相比，化肥配施生物有機(jī)肥在第3年已表現(xiàn)出增產(chǎn)效果，而配施秸稈尚未表現(xiàn)出顯著增產(chǎn)效果。單施秸稈、單施生物有機(jī)肥與配施處理效果表現(xiàn)并不一致，可能是由于單施秸稈和單施有機(jī)肥處理下土壤氮素供給不足，而本研究中的秸稈腐熟效果較好，較單施有機(jī)肥帶給土壤更多的氮素營(yíng)養(yǎng)，故單施秸稈玉米產(chǎn)量效應(yīng)優(yōu)于單施有機(jī)肥處理；而化肥配施下土壤氮素供給充分，施用有機(jī)肥較秸稈還田給土壤提供了更多的磷鉀營(yíng)養(yǎng)和活性有機(jī)碳［23］，故化肥配施有機(jī)肥的產(chǎn)量效應(yīng)更為顯著。此外，由于大分子有機(jī)養(yǎng)分必須經(jīng)礦化、分解作用轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)態(tài)或小分子后才能被植物吸收利用，因而有機(jī)肥肥效相對(duì)緩慢，有機(jī)肥施入早期作物的增產(chǎn)效果常常不如等量養(yǎng)分化肥［24-26］，但英國(guó)洛桑長(zhǎng)期定位試驗(yàn)表明，隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)，施用有機(jī)肥或者有機(jī)肥配施少量氮肥的處理土壤有機(jī)碳含量明顯高于化肥處理，可以獲得與化肥處理相同甚至更高的作物產(chǎn)量［27］。