杜文娟
(西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院,云南昆明 650051)
土壤鹽堿化是阻礙我國(guó)農(nóng)林業(yè)發(fā)展和環(huán)境治理的主要因素之一[1]。寧夏平原是我國(guó)鹽堿土地分布最廣泛、鹽堿化程度最嚴(yán)重的地區(qū)之一,位于該地區(qū)的石嘴山市平羅縣是遭受鹽堿地危害的主要區(qū)域,其地處寧夏引黃灌區(qū)下游,地下水位高,61%的耕地是鹽漬化土壤[2]。近年來(lái),平羅縣通過(guò)客土改良、優(yōu)化整地、增施有機(jī)肥或改良劑等方法,使鹽堿地土壤性狀得到了一定程度的改善,但仍未達(dá)到充分滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求[3]。因此,開展鹽堿地土壤改良的研究工作,對(duì)于助力平羅縣打贏鹽堿地改良攻堅(jiān)戰(zhàn)有重要意義。
試驗(yàn)地位于寧夏石嘴山市平羅縣林場(chǎng)農(nóng)牧場(chǎng)四隊(duì)太沙工業(yè)園區(qū)內(nèi),地理位置為北緯38°55′12″、東經(jīng)106°26′24″,海拔1358 m,試驗(yàn)地土壤為強(qiáng)堿性中度鹽化土壤,pH值>8.5,含鹽量2‰~4‰。
磷石膏,寧夏魯西化工化肥有限公司生產(chǎn);糠醛渣,寶豐鎮(zhèn)糠醛渣廠生產(chǎn);一年生植株旱柳(SalixmatsudanaKoidz.)。
設(shè)置6 個(gè)處理,分別為:1.CK(添加原土壤);2.LSG(磷石膏);3.KQZ(糠醛渣);4.m(LSG)∶m(KQZ)=1∶1;5.m(LSG)∶m(KQZ)=1∶2;6.(LSG)∶m(KQZ)=2∶1。每個(gè)處理重復(fù)3 次,每個(gè)小區(qū)均種植30 株旱柳,每個(gè)處理組添加3 kg·m-2添加劑,旱柳進(jìn)行常規(guī)管理,施入添加劑30 d 后開始測(cè)量旱柳地徑,每隔7 d 測(cè)定1 次,連續(xù)測(cè)定10 次,記錄旱柳地徑增長(zhǎng)情況。同時(shí)分別采集所有樣地的土壤,測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。
1)pH值。采用電位法進(jìn)行測(cè)定。
2)土壤可溶性鹽含量。參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土壤檢測(cè) 第16 部分:土壤水溶性鹽總量的測(cè)定》(NY/T 1121.16—2006)進(jìn)行測(cè)定。
3)土壤養(yǎng)分及重金屬含量。有效氮采用堿解擴(kuò)散法進(jìn)行測(cè)定;有效磷采用鉬銻抗比色法進(jìn)行測(cè)定;速效鉀采用火焰光度法進(jìn)行測(cè)定;土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法進(jìn)行測(cè)定;鉛、鎘和鉻采用硝酸-雙氧水-氫氟酸多酸消解,利用ICP-AES法進(jìn)行測(cè)定。
4)旱柳地徑。將游標(biāo)卡尺卡在苗木的出土面位置卡緊以后準(zhǔn)確讀出數(shù)字,并記錄。
利用Excel、SPSS 22.0、Origin Pro 2023等統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、顯著性分析、數(shù)據(jù)可視化等處理。
不同處理組的土壤pH 值測(cè)定結(jié)果如表1 所示。CK 組pH 值最高,為9.36。添加土壤添加劑處理組的pH值均低于8.5,并和CK組有顯著差異。處理6的pH值最低,為7.80;處理3 與處理4、處理6 這兩個(gè)處理組差異顯著,而與處理2 和處理5 處理組無(wú)顯著差異??扇苄喳}含量測(cè)定結(jié)果顯示,CK 組土壤可溶性鹽含量為3.34‰,添加土壤添加劑后其可溶性鹽含量均明顯下降,但各處理組之間的含量差異不顯著,由高到低依次為處理6>處理2>處理4=處理5>處理3。
表1 不同處理的土壤pH值和可溶性鹽含量
綜上,鹽堿地土壤添加磷石膏和糠醛渣后,其酸堿度和可溶性鹽含量均顯著降低,說(shuō)明磷石膏和糠醛渣可有效改善鹽堿地的鹽漬化程度。但不同添加劑和不同配比產(chǎn)生的影響不同,以磷石膏和糠醛渣2∶1的配比對(duì)pH值的影響最大。
不同處理組土壤有效氮、有效磷、有效鉀和有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定結(jié)果如表2 所示。1)相較于CK 組,其他5 個(gè)處理組的有效氮含量均有所升高。其中,處理2、4、5 和6 這4 個(gè)處理組的有效氮含量與CK 組的差異不顯著;處理3 的有效氮含量顯著提高,為47.23 mg·kg-1。2)相較于CK 組,其他5 個(gè)處理組的有效磷含量均顯著升高,以處理2 的效果最優(yōu),其有效磷含量達(dá)24.56 mg·kg-1。3)相較于CK組,其他5個(gè)處理組的有效鉀含量均有所增加。其中,除處理2 與CK 無(wú)顯著差異外,其他處理組與CK 相比均顯著提高,以處理5 的有效鉀含量最高,為240.33 mg·kg-1。4)相較于CK 組,其他各處理組的有機(jī)質(zhì)含量均顯著升高,其中處理3 有機(jī)質(zhì)含量最高,為23.76 g·kg-1,并顯著高于其他處理組。
表2 不同處理的土壤養(yǎng)分含量
綜上,添加磷石膏、糠醛渣、不同配比的磷石膏和糠醛渣,鹽堿地的養(yǎng)分均顯著增加。但不同處理組對(duì)不同養(yǎng)分指標(biāo)的影響不同,單施糠醛渣對(duì)提高有效氮和有機(jī)質(zhì)的含量效果最好,單施磷石膏對(duì)提高有效磷的含量效果最好,磷石膏、糠醛渣1∶2配比對(duì)于提高有效鉀的含量效果最好。
為保證施用添加劑后不會(huì)對(duì)土壤的安全性造成影響,選擇目前平羅縣主要面臨的3 種重金屬污染(鉛、鎘和鉻),對(duì)施用添加劑后的土壤進(jìn)行含量測(cè)定(見表3)。鉛含量從高到低依次為CK、KQZ處理組、LSG 處理組,LSG 處理組含量最低,為15.92 mg·kg-1。同時(shí),LSG 處理組的鎘含量顯著低于CK 組和KQZ 處理組。不同處理組在鉻含量上無(wú)顯著差異。綜上,添加磷石膏和糠醛渣不會(huì)增加鹽堿地土壤中的鉛、鎘和鉻含量,甚至磷石膏還降低了土壤中的鉛和鎘含量。
表3 不同添加劑處理土壤的重金屬含量 單位:mg·kg-1
施入不同土壤添加劑后,旱柳的地徑變化如圖1所示。隨著時(shí)間的增長(zhǎng),不同處理組中旱柳的地徑均呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì);不同處理組對(duì)于旱柳地徑的影響有所不同,其中處理4、處理5 旱柳地徑增長(zhǎng)量最大,分別增長(zhǎng)7.63、7.55 mm,其他處理組之間的地徑差異較小。綜上,鹽堿地土壤添加添加劑后能促進(jìn)旱柳生長(zhǎng),以磷石膏、糠醛渣按1∶1 重量配比和磷石膏、糠醛渣按1∶2 重量配比的促進(jìn)作用最為明顯。
圖1 施用土壤添加劑對(duì)旱柳地徑的影響
磷石膏是目前許多化肥企業(yè)生產(chǎn)硫酸銨時(shí)的副產(chǎn)品。已有報(bào)道顯示,磷石膏可用于鹽堿地改良,釋放土壤中被固定的各種養(yǎng)分,促進(jìn)植物和農(nóng)作物生長(zhǎng)[4]??啡┰鳛橐环N生物質(zhì)類廢棄物,含有大量的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素,具有良好的再利用價(jià)值,對(duì)鹽堿地土壤也有較好的改良作用[5]。
試驗(yàn)結(jié)果顯示,添加磷石膏、糠醛渣、不同配比的磷石膏和糠醛渣,均可有效降低平羅縣鹽堿地的酸堿度和可溶性鹽含量,并將強(qiáng)堿性中度鹽化土壤改良為弱堿性輕度鹽化土壤。施加2 種添加劑均可有效提高土壤的養(yǎng)分,單施糠醛渣在提高有效氮和有機(jī)質(zhì)含量上效果最為顯著,單施磷石膏在提高有效磷的含量上效果最為顯著。磷石膏和糠醛渣按1∶2配比最有利于提高有效鉀的含量。重金屬檢測(cè)結(jié)果顯示,磷石膏和糠醛渣不會(huì)造成土壤的污染。添加磷石膏和糠醛渣都對(duì)旱柳生長(zhǎng)產(chǎn)生了積極影響,其中磷石膏和糠醛渣按1∶1 配比與磷石膏和糠醛渣按1∶2 配比起到的促進(jìn)作用最為明顯,單施或其他配比的促進(jìn)效果則差別不明顯。綜上,施加磷石膏和糠醛渣可有效緩解土壤鹽漬化的程度,提高土壤養(yǎng)分,促進(jìn)旱柳的生長(zhǎng)。