董起廣， 何振嘉， 高紅貝， 雷 娜， 樊建瓊

(1. 陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責任公司， 陜西 西安 710075； 2. 陜西地建渭北土地工程有限責任公司， 陜西 西安 712000)

沿黃地區(qū)鹽堿地種植水稻土壤理化性質(zhì)的比較

董起廣1， 何振嘉2， 高紅貝1， 雷 娜1， 樊建瓊2

(1. 陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責任公司， 陜西 西安 710075； 2. 陜西地建渭北土地工程有限責任公司， 陜西 西安 712000)

土壤鹽堿化是一個世界性的問題，中國鹽漬土面積為3.47×105km2(不包括濱海灘涂)[1]。陜西省沿黃地區(qū)分布有大面積鹽堿地，該地區(qū)土地利用率極低。鹽堿地治理通常采用水利工程、化學改良和生物改良等措施[2-4]，植物改良技術(shù)因具有費用少、見效快以及在改善大面積鹽堿土的同時能獲得經(jīng)濟效益等優(yōu)點而受到廣泛關(guān)注。已有的在鹽堿地區(qū)種植水稻(OryzasativaLinn.)的研究集中在不同改良劑對鹽堿地的改良效果及對水稻產(chǎn)量的影響，鹽分脅迫對水稻生長的影響以及作物收獲還田后對鹽堿地的改良等方面[5-7]。Hussain等[8]研究了水稻在鹽堿地的耐鹽機制；羅新正等[9]認為，連續(xù)多年采用種稻模式進行單純性洗排鹽堿可明顯降低松嫩平原鹽堿地表層土壤的含鹽量。有關(guān)沿黃地區(qū)鹽堿地利用的研究多以池塘養(yǎng)殖為主，而采用水稻種植對其進行改良的研究卻鮮有報道[10-11]。

本文針對陜西沿黃地區(qū)鹽堿地的實際情況，通過前期簡單的工程手段后，以種植水稻為主要措施，研究水稻不同生育期土壤理化性質(zhì)的動態(tài)變化，以期為該地區(qū)鹽堿地的改良和利用提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于陜西省大荔縣東部黃河西岸灘地內(nèi)，地理坐標為東經(jīng)110°10′32″～110°12′55″、北緯34°54′03″～34°55′54″，屬黃河漫灘和一級階地，地面標高335～340 m，區(qū)內(nèi)地勢基本平坦，由北向南略微傾斜，土壤質(zhì)地為粉壤土，土質(zhì)松軟。研究區(qū)外部西側(cè)為黃土臺塬，研究區(qū)易接受黃土臺塬地下水的側(cè)向徑流補給和汛期黃河側(cè)滲補給，地下水位較淺，該地區(qū)排泄以垂直蒸發(fā)為主，地下水礦化度增高，地表積鹽形成鹽漬土[12]。

1.2 研究方法

于2015年5月末種植水稻，水稻種植前進行土地平整和1次灌水洗鹽。根據(jù)研究區(qū)地勢變化和面積大小，劃分成6個田塊，每個田塊面積為20 m×20 m，其中5個田塊種植水稻作為重復，每平方米種植水稻23蔸，剩余的1個田塊作為對照，未種植水稻且不采取任何耕作措施。

每個田塊隨機選取3個采樣點，采樣深度為0～15 cm，分別于水稻的分蘗期、長穗期和結(jié)實期取樣。所采土樣經(jīng)風干后，依次過孔徑2和0.149 mm篩，備用。按質(zhì)量比1∶5配置水土混合液，經(jīng)離心后得到清液，然后分別采用pH計和電導率儀測定土壤的pH值和電導率；土壤中粘粒和砂粒含量采用Mastersizer 2000激光粒度分析儀(英國馬爾文儀器有限公司)測定[13]；有機質(zhì)含量采用NY/T 1121.6—2006中的重鉻酸鉀法測定；全氮含量采用CleverChem200全自動化學間斷分析儀(德國Dechem-Tech.GmbH公司)測定；有效磷含量采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法[14]測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用EXCEL 2007軟件進行數(shù)據(jù)分析和計算。

2 結(jié)果和分析

沿黃地區(qū)鹽堿地種植水稻田塊和對照田塊(未種植水稻)的土壤理化指標見表1。

2.1 土壤pH值和電導率的變化

由表1可以看出：隨著水稻種植時間的延長，種植水稻田塊和對照田塊的土壤pH值均呈先升高后降低的趨勢。在水稻的分蘗期、長穗期和結(jié)實期，種植水稻田塊的土壤pH值分別為7.78、8.42和8.18，空間變異系數(shù)分別為1.84%、1.84%和2.72%，空間變異性較小。其中，結(jié)實期種植水稻田塊的土壤pH值較對照田塊下降了0.37。水稻在pH值大于9.6時存活率才開始下降[15]，本研究區(qū)土壤pH值滿足水稻的生長需求。

水稻結(jié)實期種植水稻田塊的土壤電導率較分蘗期略有降低，由1.52 dS·m-1下降到1.29 dS·m-1，而對照田塊土壤電導率由1.54 dS·m-1上升至1.65 dS·m-1。結(jié)實期種植水稻田塊土壤電導率較對照田塊下降了0.36 dS·m-1。3個時期種植水稻田塊土壤電導率的空間變異系數(shù)分別為44.15%、33.39%和46.85%，空間變異性較大。由此可見，水稻可通過離子吸收在一定程度上降低土壤中鹽分含量。

2.2 土壤機械組成的動態(tài)變化

由表1還可以看出：隨著水稻種植時間的延長，種植水稻田塊和對照田塊土壤中粘粒含量均呈先降低后升高的趨勢。在水稻的分蘗期、長穗期和結(jié)實期，種植水稻田塊土壤中粘粒含量分別為0.52%、0.46%和0.49%，空間變異系數(shù)分別為41.59%、21.50%和31.12%，空間變異性較大；而對照田塊土壤中粘粒含量分別為0.59%、0.48%和0.51%，種植水稻田塊土壤中粘粒含量略有降低。

在水稻的分蘗期、長穗期和結(jié)實期，種植水稻田塊土壤中砂粒含量分別為27.29%、29.61%和31.62%，空間變異系數(shù)分別為24.67%、10.71%和13.47%；而對照田塊土壤中砂粒含量分別為25.65%、28.27%和29.81%，種植水稻田塊土壤中砂粒含量略高于對照田塊。

2.3 土壤中有機質(zhì)、全氮和有效磷含量的變化

由表1還可以看出：隨著水稻種植時間的延長，種植水稻田塊土壤中有機質(zhì)、全氮和有效磷含量均呈逐漸升高的趨勢，且總體上略高于對照田塊。在水稻的分蘗期、長穗期和結(jié)實期，種植水稻田塊土壤中有機質(zhì)含量分別為5.72、6.77和7.16 g·kg-1，對照田塊土壤中有機質(zhì)含量分別為5.78、5.81和5.85 g·kg-1，其中，結(jié)實期種植水稻田塊土壤中有機質(zhì)含量較對照田塊升高了1.31 g·kg-1；種植水稻田塊土壤中全氮含量分別為1.44、1.50和1.53 g·kg-1，對照田塊土壤中全氮含量分別為1.41、1.48和1.46 g·kg-1，含量差異較?。环N植水稻田塊土壤中有效磷含量分別為9.67、10.00和11.82 mg·kg-1，對照田塊土壤中有效磷含量分別為9.56、9.62和9.61 mg·kg-1，其中，結(jié)實期種植水稻田塊土壤中有效磷含量較對照田塊升高了2.21 mg·kg-1。

水稻生育期GrowthperiodofOryzasativa土壤pH值pHvalueofsoil土壤電導率/dS·m-1Electricalconductivityofsoil土壤中粘粒含量/%Claycontentinsoil土壤中砂粒含量/%SandcontentinsoilTCKTCKTCKTCK分蘗期Tilleringstage7 78±0 14(1 84%)7 761 52±0 67(44 15%)1 540 52±0 26(41 59%)0 5927 29±6 24(24 67%)25 65長穗期Headingstage8 42±0 16(1 84%)8 581 58±0 55(33 39%)1 620 46±0 09(21 50%)0 4829 61±3 17(10 71%)28 27結(jié)實期Fillingstage8 18±0 22(2 72%)8 551 29±0 61(46 85%)1 650 49±0 12(31 12%)0 5131 62±4 26(13 47%)29 81水稻生育期GrowthperiodofOryzasativa土壤中有機質(zhì)含量/g·kg-1Organicmattercontentinsoil土壤中全氮含量/g·kg-1Totalnitrogencontentinsoil土壤中有效磷含量/mg·kg-1AvailablephosphoruscontentinsoilTCKTCKTCK分蘗期Tilleringstage5 72±1 72(30 16%)5 78 1 44±0 30(20 55%)1 41 9 67±1 84(19 06%)9 56長穗期Headingstage6 77±2 57(33 11%)5 811 50±0 20(13 25%)1 4810 00±2 19(21 91%)9 62結(jié)實期Fillingstage7 16±0 99(12 14%)5 851 53±0 23(14 93%)1 4611 82±1 89(31 85%)9 61

1)T： 種植水稻田塊Field planted withOryzasativaLinn.； CK： 對照田塊(未種植水稻)The control field (unplanted withO.sativa). 括號中數(shù)據(jù)為空間變異系數(shù)Datums in the brackets are spatial variation coefficient.

3個時期種植水稻田塊土壤中有機質(zhì)含量的空間變異系數(shù)分別為30.16%、33.11%和12.14%，結(jié)實期其空間變異性明顯降低；土壤中全氮含量的空間變異系數(shù)分別為20.55%、13.25%和14.93%，其空間變異性相對較小；土壤中有效磷含量的空間變異系數(shù)分別為19.06%、21.91%和31.85%，結(jié)實期其空間變異性增大。

3 討論和結(jié)論

在鹽堿地內(nèi)種植耐鹽植物進行土壤改良，主要利用植物生長促進土壤積累有機質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)，降低地下水位，減少土壤中水分的蒸發(fā)，從而加速鹽分淋洗、延緩或防止積鹽返鹽[1]。本研究在沿黃地區(qū)鹽堿地種植水稻，結(jié)實期種植水稻田塊土壤的pH值較對照田塊(未種植水稻)降低了0.37，電導率降低了0.36 dS·m-1。這主要是由于水稻在生長過程中吸收土壤中的鹽堿類離子，并將鹽分積累至地上部分，且植物根系與鹽堿土的相互作用可以維持土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤團聚性，促進土壤剖面的水運動，從而在一定程度上防止返鹽的發(fā)生[16]。

土壤機械組成是反映土壤物理特性的一個綜合指標。種植耐鹽植物能降低土壤中粘粒含量，增加土壤孔隙度，促進土壤剖面的水運動[17]12。但在本研究中，土壤的機械組成并沒有發(fā)生明顯改變，一是由于該地區(qū)粘粒含量本身較低，難以再進一步降低；二是由于種植時間較短，基本不會使土壤機械組成發(fā)生質(zhì)的改變。

土壤中有機質(zhì)含量不僅與作物產(chǎn)量和土壤肥力密切相關(guān)[18]，還與耐鹽植物的種植年限呈正相關(guān)[17]26。結(jié)實期種植水稻田塊土壤中有機質(zhì)含量較對照田塊增加了1.31 g·kg-1，說明稻田生態(tài)系統(tǒng)改善了土壤的理化性狀，提高了土壤微生物量碳，有助于土壤有機質(zhì)的積累[19-20]。結(jié)實期種植水稻田塊土壤中有效磷含量較對照田塊增加了2.21 mg·kg-1，推測一是由于種植水稻能有效地控制稻田中氮、磷的流失[21]，二是由于種植水稻促使土壤中磷酸鹽礦物的溶解和被固定磷的釋放[17]37。

綜上所述，在沿黃地區(qū)鹽堿地種植水稻可以改善土壤質(zhì)量。但本研究中，土壤中粘粒、砂粒以及全氮含量等指標變化較小，建議繼續(xù)加長監(jiān)測時間，并增加土壤水穩(wěn)定性團聚體、微生物量碳和八大離子含量等指標的檢測，以獲得更加可靠的結(jié)論。

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(責任編輯： 張明霞)

Comparison on soil physicochemical properties of saline and alkaline land planted withOryzasativain the area along the Yellow River

DONG Qiguang1， HE Zhenjia2， GAO Hongbei1， LEI Na1， FAN Jianqiong2

(1. Institute of Land Engineering and Technology， Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group， Co.， Ltd.， Xi’an 710075， China； 2. Weibei Land Engineering Co.， Ltd. of Shannxi Land Construction Group， Xi’an 712000， China)，J.PlantResour. &Environ.， 2017， 26(2)： 110-112

The changes of soil physicochemical properties of saline and alkaline land planted withOryzasativaLinn. in the area along the Yellow River in Dali County of Shaanxi Province were investigated. The results show that during the process of plantingO.sativa， compared with the control field (unplanted withO.sativa)， pH value and electrical conductivity of soil in field planted withO.sativaat filling stage decrease by 0.37 and 0.36 dS·m-1， respectively， and contents of organic matter and available phosphorus in soil increase by 1.31 g·kg-1and 2.21 mg·kg-1， respectively， while contents of clay， grit and total nitrogen in soil change a little. The above results show that plantingO.sativain saline and alkaline land in the area along the Yellow River can improve the quality of soil and land utilization. In order to obtain more reliable results， plantingO.sativafor long time and extending continuous monitoring time are recommended in future.

鹽堿地； 土壤質(zhì)量； 沿黃地區(qū)； 水稻

saline and alkaline land； soil quality； the area along the Yellow River；OryzasativaLinn.

2016-07-25

陜西省重點科技創(chuàng)新團隊計劃項目(2016KCT-23)

董起廣(1988—)，男，河北邢臺人，碩士，助理工程師，主要從事水文水資源和土地工程方面的研究。

S156.4+5

A

1674-7895(2017)02-0110-03

10.3969/j.issn.1674-7895.2017.02.15