外源物料添加對(duì)西遼河平原蘇打鹽堿化耕地土壤改良效果研究

聶朝陽，楊帆，王志春，郭亮亮，張璐，安豐華，張釋心

(1.中國(guó)科學(xué)院 東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林 長(zhǎng)春 130102； 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049； 3.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林 長(zhǎng)春 130118)

0 引 言

土壤鹽堿化是世界性的環(huán)境惡化問題，是導(dǎo)致土壤退化的主要因素之一[1]。目前全世界約有鹽堿化土壤9.6×108hm2，其中干旱半干旱地區(qū)分布面積最為廣泛。我國(guó)鹽堿化土壤面積約占全世界的10%，主要分布在西北、華北、東北及沿海地區(qū)[2]。西遼河平原東接松遼平原，位于半干旱氣候區(qū)，是我國(guó)典型的農(nóng)牧交錯(cuò)地帶，現(xiàn)有耕地134.74萬hm2，其中鹽堿化耕地占耕地總面積的50.6%[3]。該區(qū)域耕地土壤以蘇打鹽堿化土壤為主，土壤結(jié)構(gòu)惡劣，鹽堿障礙嚴(yán)重，極大限制了農(nóng)作物生長(zhǎng)和區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

目前對(duì)鹽堿化土壤的改良主要依靠化學(xué)改良、物理改良、生物改良和水利工程措施[4-5]。其中，化學(xué)改良因其改良效果穩(wěn)定，在鹽堿化土壤改良利用中具有廣闊的前景。前人的研究發(fā)現(xiàn)向土壤中添加外源物料能夠改善土壤的理化性質(zhì)，提高作物產(chǎn)量。腐熟牛糞能夠降低土壤容重和緊實(shí)度，提高土壤養(yǎng)分含量和作物產(chǎn)量[6]。腐殖酸類物質(zhì)能夠有效降低土壤電導(dǎo)率和鈉吸附比，改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤速效養(yǎng)分含量，促進(jìn)作物生長(zhǎng)[7-8]。微生物菌肥對(duì)土壤有一定的修復(fù)作用，能夠降低輕、中度濱海鹽漬土的土壤鹽分，改善棉花生長(zhǎng)的土壤環(huán)境[9-10]。在蘇打鹽堿化土壤中，施用脫硫石膏能夠降低土壤pH、堿化度和鈉吸附比，改善土壤鹽堿障礙[11-12]。同時(shí)，外源物料配合施用可提高改土效果，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。向鹽堿土中施用由脫硫石膏、腐殖酸和保水劑為材料的復(fù)合調(diào)理劑能夠有效降低土壤硬度，降低土壤pH，提高土壤養(yǎng)分[13]。施用以磷石膏、有機(jī)肥、腐殖酸和玉米秸稈為原料的復(fù)合改良物料能夠有效降低土壤鹽堿指標(biāo)，增加土壤肥力和黃蜀葵產(chǎn)量[14]。脫硫石膏與腐殖酸配施顯著改善了鹽堿地土壤理化性質(zhì)，降低了土壤鹽堿脅迫，促進(jìn)植物生長(zhǎng)[15]。

前人對(duì)鹽堿化土壤改良研究多以濱海鹽漬土和鹽堿化草甸或草原土壤為研究對(duì)象，而對(duì)經(jīng)過人為耕作的蘇打鹽堿化耕地土壤的改良研究尚不充分，且前人較多關(guān)注在相同鹽堿程度下不同改良物料對(duì)蘇打鹽堿化土壤的改良效果，而對(duì)不同鹽堿程度土壤改良效果研究較少。不同鹽堿程度土壤對(duì)作物生長(zhǎng)的主要障礙因子有所差異，同種物料對(duì)不同鹽堿程度土壤改良并不具有普適性，因此對(duì)不同鹽堿程度土壤需因地制宜地選擇改良物料。本研究以西遼河平原輕、中和重度蘇打鹽堿化耕地土壤為研究對(duì)象，采用田間控制微區(qū)試驗(yàn)方法，研究外源物料添加對(duì)不同鹽堿程度土壤障礙消減以及作物生長(zhǎng)的影響，明確各改良措施在不同鹽堿程度土壤改良上的應(yīng)用效果，為該地區(qū)蘇打鹽堿化耕地土壤改良提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)于2021年在內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市科爾沁左翼中旗花吐古拉鄉(xiāng)三家子村鹽堿化耕地改良試點(diǎn)示范區(qū)(43°49′18″N,122°09′24″E)進(jìn)行，該試驗(yàn)區(qū)位于西遼河平原東部，為典型內(nèi)陸蘇打鹽堿化耕地土壤，氣候?yàn)橹袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，四季分明，氣溫日較差和年較差均較大，全年最高氣溫35.8 ℃，最低氣溫-25.1 ℃，年均溫7 ℃，無霜期202天。年降水量在342 mm～392 mm，降水量隨季節(jié)波動(dòng)較大。供試土壤為該試驗(yàn)區(qū)的蘇打鹽堿化耕地的耕層(0～40 cm)土壤。供試土壤養(yǎng)分含量為：輕度蘇打鹽堿化耕地土壤：有機(jī)質(zhì)1.93 g·kg-1，全氮1.19 g·kg-1，有效磷35.5 mg·kg-1，速效鉀133.8 mg·kg-1；中度蘇打鹽堿化耕地土壤：有機(jī)質(zhì)21.9 g·kg-1，全氮1.32 g·kg-1，有效磷32.6 mg·kg-1，速效鉀157.1 mg·kg-1；重度蘇打鹽堿化耕地土壤：有機(jī)質(zhì)18.3 g·kg-1，全氮1.11 g·kg-1，有效磷14.23 mg·kg-1，速效鉀135.9 mg·kg-1。其他基本土壤性質(zhì)見表1。

表1 不同鹽堿程度土壤基本性質(zhì)

1.2 供試材料

本試驗(yàn)中玉米品種為迪卡159。試驗(yàn)采用5種改良物料：腐熟牛糞；微生物菌肥(吉林省隆源化肥有限公司)；脫硫石膏，呈白色粉末狀，主要成分為CaSO4·2H2O，化學(xué)成分為SO3(52.56%)，CaO(35.25%)；腐殖酸(黑龍江豐亨生物科技有限公司)，主要成分為腐殖酸(≥75%)、可溶物質(zhì)(≥95%)；復(fù)合調(diào)理劑(黑龍江豐亨生物科技有限公司)，主要成分為腐殖物質(zhì)，復(fù)合鈣原，微量元素等，有機(jī)質(zhì)(≥50%)，活化腐殖酸(≥30%)，N+P2O5+K2O(≥5%)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用田間控制微區(qū)試驗(yàn)，設(shè)置輕度、中度和重度三種不同鹽堿程度土壤，每種鹽堿程度土壤各設(shè)置4個(gè)處理，共設(shè)置12個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，具體外源物料及用量參照表2。

表2 微區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

各微區(qū)之間使用120 cm×120 cm×50 cm聚乙烯框(無底)間隔，減少各處理之間的相互影響。聚乙烯框放置深度為40 cm，上部露出地面約10 cm。供試土壤過篩去除碎石和較大土塊，按照設(shè)計(jì)容重1.40 g·cm-3將806 kg土樣分0～20 cm和20～40 cm兩層裝入聚乙烯框中，所裝土壤容重均一，接近田間耕層容重。20～40 cm土層無物料和腐熟牛糞添加。將外源物料與土樣混合均勻后裝入0～20 cm，并均勻壓至距聚乙烯框頂部10 cm處。各處理均施用腐熟牛糞30 m3·hm-2和復(fù)合肥(有機(jī)質(zhì)≥20%，N-P2O5-K2O=10-5-5)450 kg·hm-2，一次性施入后期無追肥，對(duì)照底肥施用量與改良處理相同。

玉米人工點(diǎn)播，壟上種植，行距60 cm，株距20 cm，種植密度83 334株·hm-2。灌溉方式采用淺埋滴灌，因不涉及灌溉影響，故灌水次數(shù)和灌水量與當(dāng)?shù)毓喔戎贫认嗤?。其他田間管理措施與當(dāng)?shù)匾恢隆?/p>

1.4 樣品采集與測(cè)試指標(biāo)

土壤堿化度計(jì)算公式如下：

(1)

土壤鈉吸附比(SAR)和總堿度的計(jì)算公式如下：

(2)

(3)

在(2)和(3)式中離子濃度單位為mmolc·L-1；SAR單位為(mmolc·L-1)1/2；總堿度單位mmolc·L-1。

2021年秋季玉米收獲后使用TYD-2土壤硬度儀進(jìn)行土壤硬度測(cè)定，測(cè)定的土層深度為0～40 cm，每5 cm進(jìn)行土壤硬度記錄；每個(gè)微區(qū)按照0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm和30～40 cm分層采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重(Bulk density，BD)、總孔隙度(Total porosity，TP)，通過計(jì)算獲得土壤三相比。土壤三相比結(jié)構(gòu)距離(Soil three-phase structure distance，STPSD)和廣義土壤結(jié)構(gòu)指數(shù)(Generalized soil structure index，GSSI)為評(píng)價(jià)土壤結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)，STPSD越接近0，GSSI越接近100表示土壤結(jié)構(gòu)越接近理想狀態(tài)[17-18]。

STPSD和GSSI的計(jì)算公式如下：

STPSD =[(Xg-50)2+(Xg-50)(Xg-25)+(Xy-25)2]0.5

(4)

GSSI=[(Xg-25)XYXq]0.4769

(5)

(4)和(5)式中Xg為固相體積比；Xy為液相體積比；Xq為氣相體積比，單位均為%。

1.4.2 作物產(chǎn)量的測(cè)定。在玉米成熟后，將各微區(qū)中玉米全部收獲，自然風(fēng)干后脫粒測(cè)定粒重，以14%標(biāo)準(zhǔn)含水率折算微區(qū)產(chǎn)量，再由微區(qū)產(chǎn)量折算單位面積產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)由Microsoft Excel 2016進(jìn)行初步整理，統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行，采用單因素方差分析(one-way ANOVA)、鄧肯(Duncan)法進(jìn)行多重比較(P<0.05)。采用Origin 2021軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源物料添加對(duì)蘇打鹽堿化耕地土壤容重和總孔隙度的影響

土壤容重反映土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，是土壤質(zhì)量的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。在不同鹽堿程度土壤中，與對(duì)照相比，外源物料添加降低了不同土層深度的土壤容重。在輕度蘇打鹽堿化耕地土壤中，10～20 cm土層，JF處理的土壤容重顯著低于CK1(P<0.05)，較CK1降低5.5%；20～30 cm土層，F(xiàn)A處理的土壤容重顯著降低(P<0.05)，較CK1下降7.4%；30～40 cm土層，各改良處理的土壤容重均顯著低于CK1(P<0.05)。在中度蘇打鹽堿化耕地土壤中，F(xiàn)2處理在不同土層深度的土壤容重均低于CK2及其他改良處理，其中0～10 cm土層顯著低于CK2(P<0.05)，較CK2下降5.2%。在重度蘇打鹽堿化耕地土壤中，與CK3相比，僅FF1和FF2處理在0～10 cm土層土壤容重下降顯著，分別下降5.3%和11.9%(P<0.05)。土壤總孔隙度的變化規(guī)律與土壤容重相反(表3)。在輕度和中度蘇打鹽堿化耕地土壤中，各改良處理的土壤總孔隙度與對(duì)照均無顯著差異。在重度蘇打鹽堿化耕地土壤中，F(xiàn)F2處理的土壤總孔隙度在0～10 cm土層較CK3顯著提高了15.7%(P<0.05)，10～40 cm土層各處理與CK3之間無顯著差異。

表3 外源物料添加對(duì)土壤容重和總孔隙度的影響

2.2 外源物料添加對(duì)蘇打鹽堿化耕地土壤硬度的影響

圖1為外源物料添加對(duì)不同鹽堿程度蘇打鹽堿化耕地土壤硬度的影響。由圖1所示，在輕度蘇打鹽堿化耕地土壤中，不同處理比較，0～30 cm土層FA處理的土壤硬度最小(P<0.05)，其他處理無顯著差異。在中度蘇打鹽堿化耕地土壤中，F(xiàn)2處理的土壤硬度在不同土層深度均低于CK2和其他改良處理。在重度蘇打鹽堿化耕地土壤中，不同處理比較，0～30 cm土層FF2處理的土壤硬度最小(P<0.05)，其他處理無顯著差異；30～40 cm土層，F(xiàn)F2處理的土壤硬度顯著增加，F(xiàn)F1處理的土壤硬度小于CK3和其他改良處理。

圖1 外源物料添加對(duì)土壤硬度的影響

2.3 外源物料添加對(duì)蘇打鹽堿化耕地土壤三相比的影響

外源物料添加對(duì)蘇打鹽堿化耕地土壤三相比影響較大，大致表現(xiàn)為外源物料添加降低了不同鹽堿程度土壤固相比，液相比例升高(圖2)。在輕度蘇打鹽堿化耕地土壤中，與CK1相比，JF處理的土壤固相比在0～40 cm土層降低，土壤液相比提高。土壤三相比結(jié)構(gòu)距離(STPSD)和廣義土壤結(jié)構(gòu)指數(shù)(GSSI)表現(xiàn)為JF處理的STPSD小于CK1及其他改良處理，GSSI大于CK1及其他改良處理，JF處理的土壤結(jié)構(gòu)最接近理想狀態(tài)(表4)。在中度蘇打鹽堿化耕地土壤中，0～40 cm土層F2處理的土壤固相比較CK2均不同程度下降，且下降幅度大于其他改良處理，土壤液相比較CK2不同程度提高，STPSD和GSSI表現(xiàn)為在0～20 cm土層，F(xiàn)2處理的STPSD最小，GSSI最大，土壤結(jié)構(gòu)最接近理想狀態(tài)；在20～30 cm土層，F(xiàn)2處理STPSD小于CK2，其他處理均大于CK2，土壤結(jié)構(gòu)最接近理想狀態(tài)。在重度蘇打鹽堿化耕地土壤中，F(xiàn)F2處理改善了0～30 cm土層的土壤結(jié)構(gòu)，具體表現(xiàn)為在0～30 cm 土層，土壤固相比較CK3及其他改良處理下降，土壤液相比不同程度提高，STPSD低于CK3和其他改良處理，GSSI較CK3和其他改良處理明顯提高。

表4 外源物料添加對(duì)土壤三相比的影響

圖2 外源物料添加對(duì)土壤三相比的影響

2.4 外源物料添加對(duì)蘇打鹽堿化耕地土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

圖3(A)為不同外源物料添加對(duì)土壤pH的影響，在輕度蘇打鹽堿化耕地土壤中，各改良處理的土壤pH與CK1無顯著差異。在中度蘇打鹽堿化耕地土壤中，F(xiàn)1和F2處理的各土層土壤pH均顯著低于CK2(P<0.05)，其中F2處理的土壤pH下降幅度最大，在0～10 cm、10～20 cm和20～40 cm較CK2分別降低0.73、0.66和0.45個(gè)單位，其次為F1處理，在0～10 cm、10～20 cm和20～40 cm分別降低0.65、0.51和0.28個(gè)單位。在重度蘇打鹽堿化耕地土壤中，僅FF2處理的0～20 cm土層土壤pH顯著低于CK3(P<0.05)，較CK3平均降低0.29個(gè)單位。

由圖3(B)可知，外源物料添加對(duì)輕度蘇打鹽堿化耕地土壤堿化度無顯著影響，但對(duì)中度和重度蘇打鹽堿化耕地土壤堿化度影響顯著。在中度蘇打鹽堿化耕地土壤中，與CK2相比，F(xiàn)1和F2處理顯著降低了0～20 cm土層土壤堿化度(P<0.05)，平均降低49.8%和42.2%；在20～40 cm土層，與SG處理相比，F(xiàn)1和F2處理的土壤堿化度顯著降低(P<0.05)，但與CK2無顯著差異。在重度蘇打鹽堿化耕地土壤中，與CK3相比，F(xiàn)F1和FF2處理顯著降低了0～10 cm土壤堿化度(P<0.05)，其中FF2處理下降幅度最大，為27.6%，其次為FF1處理；10～40 cm土層，各改良處理與CK3均無顯著差異。

圖3(C)為外源物料添加對(duì)蘇打鹽堿化耕地土壤鈉吸附比(SAR)的影響，由圖可知，在輕度蘇打鹽堿化耕地土壤中，各改良處理與CK1無顯著差異。在中度蘇打鹽堿化耕地土壤中，F(xiàn)1和F2處理的各土層深度土壤SAR較CK2顯著降低(P<0.05)，在0～40 cm土層，F(xiàn)1處理的土壤SAR較CK2平均下降21%，F(xiàn)2處理平均下降19.8%，SG處理僅在10～20 cm土層顯著降低(P<0.05)。在重度蘇打鹽堿化耕地土壤中，F(xiàn)F1和FF2處理的土壤SAR在0～40 cm土層中均低于CK3，其中FF2處理的土壤SAR降低顯著(P<0.05)，較CK3平均降低20.7%，SF處理的土壤SAR在各土層深度與CK3均無顯著差異。

由圖3(D)可知，外源物料添加對(duì)輕度蘇打鹽堿化耕地土壤總堿度無顯著影響，但對(duì)中度和重度蘇打鹽堿化耕地土壤總堿度影響顯著。在中度蘇打鹽堿化耕地土壤中，與CK2相比，F(xiàn)1和F2處理顯著降低了各土層深度的土壤總堿度(P<0.05)，其中F2降低幅度最大，在0～10 cm、10～20 cm和20～40 cm較CK2分別顯著降低43.6%、39.5%和27.3%(P<0.05)。在重度蘇打鹽堿化耕地土壤中，F(xiàn)F2處理的各土層深度土壤總堿度較CK3均顯著降低(P<0.05)，平均降低30.8%，降低幅度大于其他改良處理。

注：不同小寫字母表示相同鹽堿程度下同一土層不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)。

2.5 外源物料添加對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

在不同鹽堿程度土壤中，外源物料添加均不同程度提高了玉米產(chǎn)量(圖4)。在輕度蘇打鹽堿化耕地土壤中，NF處理的玉米產(chǎn)量較CK1顯著提高11.1%(P<0.05)，F(xiàn)A和JF處理與CK1和NF均無顯著差異。在中度蘇打鹽堿化耕地土壤中，與CK2相比，F(xiàn)1和F2處理的玉米產(chǎn)量分別顯著提高13.4%和11.8%(P<0.05)，SG處理的玉米產(chǎn)量較CK2無顯著差異。在重度蘇打鹽堿化耕地土壤中，F(xiàn)F2處理的玉米產(chǎn)量最高，較CK3顯著提高29.8%(P<0.05),其他處理之間無顯著差異。

注：不同字母表示在相同土壤類型中不同處理間在0.05水平差異顯著。Note：Different letters indicate significant differences at 0.05 level between treatments in the same soil type.

相關(guān)性分析表明，在不同鹽堿程度土壤中，玉米產(chǎn)量與土壤鹽堿指標(biāo)均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖5)，在輕度蘇打鹽堿化耕地土壤中，玉米產(chǎn)量與土壤pH、總堿度和SAR的相關(guān)系數(shù)分別為-0.69、-0.62和-0.48。在中、重度蘇打鹽堿化耕地土壤中，玉米產(chǎn)量與土壤pH、總堿度、SAR和ESP顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，R值均小于-0.7。在輕、重度蘇打鹽堿化耕地土壤中，玉米產(chǎn)量與土壤容重、總孔隙度呈顯著相關(guān)性，其中與土壤容重呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.79和-0.98，與土壤總孔隙度呈顯著正相關(guān)關(guān)系。中度蘇打鹽堿化耕地土壤中玉米產(chǎn)量與土壤容重、總孔隙度無顯著相關(guān)性。

注：BD代表容重；TP代表總孔隙度；TA代表總堿度；SAR代表土壤鈉吸附比；ESP代表土壤堿化度；Y代表玉米產(chǎn)量。

3 討 論

3.1 外源物料添加對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響

本研究表明不同外源物料添加對(duì)土壤結(jié)構(gòu)均有改善作用，其中微生物菌肥對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的改善作用優(yōu)于腐熟牛糞和腐殖酸，表現(xiàn)為添加微生物菌肥降低了耕層土壤容重和硬度，增加土壤孔隙度，優(yōu)化了土壤三相比。微生物菌劑多孔及較大比表面積具有較高的吸附性能，促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成，提高土壤含水量，優(yōu)化土壤三相比[19]。韋建玉等[20]研究發(fā)現(xiàn)，施用不同類型微生物菌劑均降低了土壤容重，提高了土壤總孔隙度，改善了土壤結(jié)構(gòu)，這與本研究結(jié)果一致。而且，復(fù)合調(diào)理劑單施以及與腐殖酸配施均降低土壤容重、硬度和固相比，提高了土壤總孔隙度和液相比，改善效果優(yōu)于脫硫石膏單施以及與腐殖酸配施。腐殖酸作為一種形成土壤有機(jī)無機(jī)復(fù)合體的有機(jī)膠體物質(zhì)和有機(jī)大分子物質(zhì)[21]，能在一定程度上促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，加強(qiáng)土壤通透性，增加土壤總孔隙度，使土壤的保水保肥能力得到改善[22]。Nan等[23]研究表明，向鹽堿土中施加褐煤腐植酸明顯促進(jìn)了土壤中團(tuán)聚體的凝聚，改善土壤結(jié)構(gòu)，這與本研究結(jié)果相似。

3.2 外源物料添加對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

前人的研究表明微生物菌肥、腐熟牛糞和腐殖酸能夠調(diào)節(jié)土壤pH，降低土壤鹽堿障礙[24-25]。本研究發(fā)現(xiàn)，3種外源物料對(duì)輕度蘇打鹽堿化耕地土壤pH、鈉吸附比、堿化度和總堿度影響并不顯著，一方面可能是因?yàn)楣┰囃寥罏檩p度蘇打鹽堿化耕地土壤，鹽堿較低；另一方面可能與試驗(yàn)周期較短有關(guān)。復(fù)合調(diào)理劑單施以及與腐殖酸配施，有效降低中度和重度蘇打鹽堿化耕地土壤pH、堿化度、SAR和總堿度，改良效果優(yōu)于脫硫石膏單施以及與腐殖酸配施。復(fù)合調(diào)理劑以腐殖物質(zhì)和復(fù)合鈣源為主要成分，在Ca2+置換土壤膠體吸附的Na+的同時(shí)發(fā)揮腐殖酸官能團(tuán)作用，配施腐殖酸能夠提升Ca2+對(duì)Na+的置換能力，強(qiáng)化復(fù)合調(diào)理劑的改土效果。已有研究表明，脫硫石膏單施及與腐殖酸配施能夠改善土壤理化性質(zhì)，緩解土壤鹽堿障礙[9,26-28]，但本研究發(fā)現(xiàn)脫硫石膏施用對(duì)降低土壤鹽堿障礙的作用并不顯著，這可能與淺埋滴灌的灌溉方式有關(guān)，淺埋滴灌灌溉水量較少，而Ca2+與Na+的置換反應(yīng)需要土壤水的參與，脫硫石膏在土壤中的溶解周期為3～4 年[29]，因此灌溉對(duì)脫硫石膏改良效果具有顯著的影響。

3.3 外源物料添加對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

作物產(chǎn)量是衡量土壤改良和培肥效果最直接的標(biāo)準(zhǔn)[30]。本研究表明在蘇打鹽堿化耕地土壤中施用外源物料能夠有效提高玉米產(chǎn)量，且土壤理化性質(zhì)是影響作物產(chǎn)量的重要因素[31]。一方面蘇打鹽堿化耕地土壤物理性質(zhì)較差，板結(jié)嚴(yán)重，不利于植物根系的生長(zhǎng)；另一方面土壤較高的pH和堿化度抑制了作物根系對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收，降低土壤肥力[32]。而外源物料添加降低了耕層土壤容重，增加了土壤總孔隙度，促進(jìn)作物根系向下生長(zhǎng)，提高作物對(duì)根際土壤養(yǎng)分的利用，改善土壤離子化學(xué)環(huán)境，降低土壤對(duì)作物的鹽堿脅迫，促進(jìn)了作物養(yǎng)分吸收，提高作物產(chǎn)量[33]。高惠敏等[34]研究發(fā)現(xiàn)，向鹽堿土中單施腐殖酸、農(nóng)家肥以及配施脫硫石膏和腐殖酸后土壤容重下降，土壤物理結(jié)構(gòu)得到改善，土壤鹽堿指標(biāo)均不同程度降低，向日葵產(chǎn)量明顯提高，這與本研究結(jié)果相似。各改良處理對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在中度蘇打鹽堿化耕地土壤中，施用復(fù)合調(diào)理劑處理的玉米產(chǎn)量顯著高于脫硫石膏，在重度蘇打鹽堿化耕地土壤中，復(fù)合調(diào)理劑配施腐殖酸處理的玉米產(chǎn)量要高于脫硫石膏配施腐殖酸，這是因?yàn)閺?fù)合調(diào)理劑對(duì)土壤理化性質(zhì)的改善效果優(yōu)于脫硫石膏，同時(shí)復(fù)合改良劑中的腐殖質(zhì)成分能夠與金屬離子產(chǎn)生絡(luò)合作用，降低土壤中養(yǎng)分離子的流失，提高土壤養(yǎng)分有效性，從而提高玉米產(chǎn)量[35]。

4 結(jié) 論

(1)在輕度蘇打鹽堿化耕地土壤中施用腐殖酸6 000 kg·hm-2玉米產(chǎn)量顯著提高，耕層土壤容重平均降低4.3%，土壤結(jié)構(gòu)得到改善。

(2)在中度蘇打鹽堿化耕地土壤中施用復(fù)合調(diào)理劑22 500 kg·hm-2降低了耕層土壤容重，土壤硬度低于其他改良處理，土壤結(jié)構(gòu)得到明顯改善，耕層土壤pH、堿化度和鈉吸附比顯著降低，玉米產(chǎn)量顯著提高。

(3)在重度蘇打鹽堿化耕地土壤中施用復(fù)合調(diào)理劑22 500 kg·hm-2并配施腐殖酸6 000 kg·hm-2，0～10 cm土層的土壤容重顯著降低，土壤孔隙度顯著提高，0～30 cm土層的土壤硬度顯著降低，耕層土壤pH平均下降0.29個(gè)單位，土壤堿化度、總堿度和鈉吸附比顯著降低，玉米增產(chǎn)29.8%。