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(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.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130118; 3.中國(guó)科學(xué)院 大安堿地生態(tài)試驗(yàn)站,吉林 大安 131317)

0 引 言

土壤鹽堿化是當(dāng)今世界面臨的重要環(huán)境問(wèn)題之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年因鹽堿化而喪失的耕地超過(guò)150萬(wàn)hm2[1]，耕地面積和質(zhì)量的不斷下降以及人口數(shù)量的日益增加是人類未來(lái)發(fā)展面臨的雙重壓力。鹽堿地是重要的潛在農(nóng)業(yè)資源，改良和利用鹽堿地已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要方向之一[2]。人們?cè)陂L(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出許多有針對(duì)性的鹽堿土改良方法[3-4]，其中墾殖種稻對(duì)蘇打鹽堿土改良利用最具典型性和代表性[5-6]。

蘇打鹽堿土廣泛分布于我國(guó)東北松嫩平原西部地區(qū)，該地區(qū)土壤鈉離子含量高、堿性強(qiáng)、質(zhì)地黏重、氮及磷等養(yǎng)分貧瘠。20世紀(jì)80年代初，人們?cè)趬ㄖ撤N稻過(guò)程中就提出了“以水為綱，以肥為中心”的綜合治理措施[5,7]。隨著近年來(lái)蘇打鹽堿地墾殖種稻面積的不斷擴(kuò)大，人們過(guò)度依賴水肥，單純依靠以水洗鹽，以肥增產(chǎn)的觀念普遍，常常造成了水肥資源的浪費(fèi)。有研究發(fā)現(xiàn)蘇打鹽堿地種稻僅靠灌排水洗鹽效果是非常有限的，一個(gè)生長(zhǎng)季結(jié)束鹽分不但沒(méi)有減少，反而略有增加[8]。同時(shí)，過(guò)量施用化肥，特別是在高pH土壤上氮肥施用導(dǎo)致氨揮發(fā)損失嚴(yán)重[9]，區(qū)域環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)加大。研究表明，隨著蘇打鹽堿地墾殖種稻年限的增加，耕層土壤鹽分不斷降低，無(wú)機(jī)氮含量不斷增加[8]，部分土壤酶活性增強(qiáng)[10]。在鹽堿脅迫環(huán)境下，土壤無(wú)機(jī)磷有效性降低[11]，影響磷在土壤中的運(yùn)移[12]，由此而導(dǎo)致的植物生理性缺磷[13]的現(xiàn)象也一直為人們所關(guān)注。

針對(duì)蘇打鹽堿土磷素養(yǎng)分有效性低，弄清墾殖種稻過(guò)程中土壤磷素含量的變化，合理施用磷肥至關(guān)重要。本研究對(duì)中重度蘇打鹽堿地墾殖種稻不同年限后的土壤主要鹽堿特性和磷素養(yǎng)分含量變化進(jìn)行了調(diào)查研究，旨在探明土壤磷素含量隨種稻時(shí)間的變化規(guī)律及其與主要鹽堿特性之間的相互關(guān)系，為蘇打鹽堿地農(nóng)業(yè)開發(fā)和水稻科學(xué)施肥提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于吉林省大安市中國(guó)科學(xué)院大安堿地生態(tài)試驗(yàn)站(45°35′58″～45°36′28″N， 123°50′27″～123°51′31″E)，站區(qū)平均海拔150 m左右，氣候?qū)儆诎霛駶?rùn)-半干旱溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫4.3 ℃，≥10 ℃的有效積溫為2 900 ℃，年日照時(shí)數(shù)3 000 h，無(wú)霜期137 d。該地點(diǎn)屬于松嫩平原西部蘇打鹽堿土的典型分布區(qū)，土壤類型多為草甸土、鹽土、堿土以及鹽化或堿化土，通常土壤pH值在8.5以上，屬中度或重度鹽堿土。從2003年開始，部分草甸陸續(xù)被開墾種植水稻，目前試驗(yàn)站內(nèi)擁有多塊不同墾殖年限的蘇打鹽堿地稻田。墾殖種稻前表層(0～20 cm)土壤pH為9.5～10.0，鹽分電導(dǎo)率(EC)為0.39～0.7 mS·cm-1，有機(jī)質(zhì)含量6～8.3 g·kg-1，全氮含量0.36～0.8 g·kg-1[8]，全磷含量0.13～0.25 g·kg-1。墾殖種稻后統(tǒng)一施肥管理，每年施氮量為N 180～200 kg·hm-2，施磷量為P2O575～90 kg·hm-2，施鉀量為K2O 75～90 kg·hm-2。種植水稻品種先后為耐鹽堿水稻品種長(zhǎng)白9號(hào)(2010年前)和東稻4號(hào)(2010年后)，長(zhǎng)白9號(hào)為吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院1994年培育審定的中早熟水稻品種，生育期130 d左右，抗稻瘟病和抗紋枯病能力均較強(qiáng)，耐肥不倒伏，適宜吉林省中西部的白城、松原等中早熟區(qū)栽種，在鹽堿地和小井稻區(qū)尤為適宜。東稻4號(hào)是中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所2010年培育審定的耐鹽堿水稻新品種，生育期131 d左右，屬中早熟常規(guī)粳稻品種，中抗苗瘟、葉瘟和穗瘟中感紋枯病，適于吉林省中早熟稻作區(qū)種植。

1.2 樣品采集方法

本研究選取了于2011年、2009年、2006年和2003年開墾的不同鹽堿土稻田，依次命名為A地塊、B地塊、C地塊和D地塊。從土壤鹽分含量上，A和B地塊土壤特征接近，C和D地塊土壤特征接近。本研究土壤樣品主要為2011年11月初和2017年11月初在上述4塊不同開墾年限稻田上采集，在同一開墾鹽堿土稻田上先后分別得到墾殖1 a和7 a(A)、3 a和9 a(B)、6 a和12 a(C)以及9 a和15 a(D)的土壤樣品。樣品采集深度為0～100 cm，分為0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm和80～100 cm 5層采集，每層隨機(jī)采集相同開墾年限的3點(diǎn)土樣作為3次重復(fù)。所有采集的土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室放于陰涼處自然風(fēng)干，研磨后過(guò)20目篩，留用待測(cè)。

1.3 測(cè)試方法

土壤樣品鹽分含量和磷素含量的測(cè)定參照土壤農(nóng)化分析手冊(cè)進(jìn)行[14]。

(1)土壤pH的測(cè)定采用pH-25酸度計(jì)應(yīng)用電位法測(cè)定，稱取5.0 g風(fēng)干土樣于50 mL的燒杯中，土水比為1∶5，用玻璃棒劇烈攪動(dòng)15 min，靜置30 min后測(cè)定。

(2)土壤電導(dǎo)率的測(cè)定采用電導(dǎo)法測(cè)定，稱取過(guò)1 mm篩風(fēng)干土20.0 g，置于250 mL干燥三角瓶中，加入蒸餾水100 mL，振蕩5 min，過(guò)濾至干燥三角瓶中，得到澄清濾液。吸取土壤浸出液30 mL，放在50 mL小燒壞中，用電導(dǎo)儀測(cè)定。

(3)土壤鈉吸附比的測(cè)定：采用醋酸銨浸提滴定法測(cè)定交換性鈉離子含量及鈣離子和鎂離子含量，土壤鈉吸附比按下列公式得到：

(4)土壤全磷含量的測(cè)定：采用氫氧化鈉熔融—鉬銻抗比色法測(cè)定。

(5)土壤有效磷含量的測(cè)定：采用鉬銻抗比色法測(cè)定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

土壤樣品測(cè)定數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行整理和作圖，使用SPSS 22.0對(duì)不同處理內(nèi)及處理間的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方差分析(ANVOA)，采用不同大小寫字母分別表示方差顯著性(P<0.05)。采用逐步回歸分析方法找出影響磷素含量的主要鹽堿指標(biāo)，分別以pH、EC和SAR為自變量，以全磷和速效磷為因變量進(jìn)行逐步回歸分析，并根據(jù)分析結(jié)果建立關(guān)系模型，利用相關(guān)分析對(duì)主要鹽堿指標(biāo)與磷素變化的相關(guān)性作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同墾殖年限對(duì)土壤鹽堿的影響

2.1.1 土壤pH變化。4塊不同時(shí)間墾殖的蘇打鹽堿地稻田土壤pH具有大體相同的變化趨勢(shì)，隨著種植水稻年限的增加，0～40 cm土層的pH呈下降趨勢(shì)，40～100 cm土層的pH呈不變或略有增加趨勢(shì)(圖1)。對(duì)于同一地塊，開墾種植水稻7 a較墾殖1 a的0～40 cm土層土壤pH平均下降了0.2個(gè)單位以上(圖1A)，墾殖9 a較墾殖3 a的0～40 cm土壤pH平均也下降了0.2個(gè)單位(圖1B)，但二者之間無(wú)顯著差異；而墾殖12 a較墾殖6 a，墾殖15 a較墾殖9 a的0～20 cm土壤pH平均下降了0.4個(gè)單位(圖1C和圖1D)，二者的pH變化達(dá)到顯著水平(P<0.05)，20 cm以下土壤pH變化均不顯著。說(shuō)明墾殖種稻降低了0～40 cm蘇打鹽堿土土層的pH，不同墾殖年限導(dǎo)致土壤pH下降的程度不同。

2.1.2 土壤電導(dǎo)率EC變化。不同墾殖年限的鹽堿地稻田土壤鹽分電導(dǎo)率的變化與土壤pH變化趨勢(shì)大體相近，4個(gè)地塊均表現(xiàn)出隨著開墾種植年限的增加，0～40 cm土層EC下降，40 cm以下土層的EC變化不顯著(圖2)。其中，墾殖7 a較墾殖1 a的A地塊，墾殖9 a較墾殖3 a的B地塊和墾殖12 a較墾殖6 a的C地塊0～20 cm土層的鹽分EC下降均達(dá)到了顯著水平(P<0.05)，尤其是墾殖12 a較墾殖6 a的C地塊20～40 cm土層的鹽分下降也達(dá)到了顯著水平(P<0.05，圖2C)。結(jié)果也表明，蘇打鹽堿地墾殖年限在6～12 a間，土壤表層0～40 cm的鹽分下降最快，而隨著墾殖時(shí)間的增加，表層鹽分雖然仍有小幅降低，但EC降低的結(jié)果不再顯著(圖2D)。同時(shí)，不同時(shí)間開墾的地塊，無(wú)論種植年限如何增加，60～100 cm土層的鹽分EC均未出現(xiàn)下降，甚至?xí)霈F(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)(圖2C和圖2D)，說(shuō)明蘇打鹽堿地開墾種稻，具有降低土壤表層(0～40 cm)鹽分的作用，但鹽分主要以下移為主，在60～100 cm土層可能出現(xiàn)鹽分累積現(xiàn)象。

注：*表示處理間在0.05水平上差異顯著。下同。 Note:* means significant differences between treatments at 0.05 level.The same is as below.圖1 不同墾殖年限的蘇打鹽堿地稻田土壤pH的變化Fig.1 Changes of soil pH in saline-sodic paddy field with different cultivation years

2.1.3 土壤鈉吸附比SAR變化。蘇打鹽堿土的鈉吸附比(Sodium adsorption ration，SAR)，通常用來(lái)表示土壤中鈣鎂離子存在對(duì)交換性鈉離子堿化作用的中和作用，可以用于指導(dǎo)土壤的灌溉，對(duì)于衡量蘇打鹽堿地稻田土壤特征的變化具有實(shí)用價(jià)值。4塊不同年份開墾的稻田，隨著墾殖年限的增加，鈉吸附比具有相近的變化趨勢(shì)，即0～20 cm土層的SAR明顯下降，除C地塊外，A、B和D 3塊地0～20 cm土層的SAR下降均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，而20 cm以下土層的SAR變化規(guī)律不明顯(圖3)。其中，墾殖7 a較墾殖1 a的0～20 cm的SAR下降達(dá)到了37.9%，而20 cm以下土層的SAR則略有升高，但二者間僅在40～60 cm土層達(dá)到顯著水平，其它土層差異不顯著(圖3A)；墾殖9 a較墾殖3 a相比，40～60 cm土層的SAR也呈顯著增加趨勢(shì)，其它土層的SAR沒(méi)有顯著差異(圖3B)；墾殖12 a較墾殖6 a相比，在60～80 cm土層的SAR呈顯著升高，其它土層的變化不顯著(圖3C)；而墾殖15 a較墾殖9 a相比，0～40 cm土層SAR都呈顯著下降(P<0.05)(圖3D)。上述結(jié)果表明，蘇打鹽堿地墾殖種稻后，土壤不同深度的鈉吸附比SAR呈不同變化規(guī)律，總體上表現(xiàn)為，墾殖初期0～20 cm表層SAR下降，鈉離子有向40～60 cm土層聚集累積的趨勢(shì)；隨著墾殖種稻年限的增加，20～40 cm土層SAR也出現(xiàn)了下降，鈉離子繼續(xù)向更深土層(60～80 cm)移動(dòng)。

圖2 不同墾殖年限的蘇打鹽堿地稻田土壤鹽分電導(dǎo)率EC的變化Fig.2 Changes of soil EC in saline-sodic paddy field with different cultivation years

2.2 不同墾殖年限對(duì)土壤磷素含量的影響

2.2.1 土壤速效磷含量變化。不同開墾年限的蘇打鹽堿地稻田，土壤速效磷素含量變化基本呈現(xiàn)出隨著土層深度增加而顯著降低的共同規(guī)律(表1)，不同墾殖年限的稻田都是表層(0～20 cm)的土壤速效磷含量最高，20 ～ 40 cm土層次之，隨著深度增加依次下降。對(duì)于同一地塊2個(gè)不同墾殖年限而言，基本表現(xiàn)為表層0～20 cm土壤速效磷含量隨墾殖年限增加而升高的規(guī)律，而深層土壤速效磷含量隨墾殖年限增加變化不大。其中，A地塊(墾殖1 a和7 a)和B地塊(墾殖3 a和9 a)表層0～20 cm土壤速效磷含量雖然呈增加趨勢(shì)，但2個(gè)墾殖年限的差異并不顯著；C地塊(墾殖6 a和12 a)和D地塊(墾殖9 a和15 a)表層0～20 cm土壤速效磷含量都呈顯著增加，墾殖年限增加6 a，C和D地塊表層(0～20 cm)土壤速效磷含量分別增加了77.1%和155.6%，特別是D地塊20～60 cm土壤速效磷含量的增加也達(dá)到了顯著性水平(P<0.05)。上述結(jié)果表明，蘇打鹽堿地稻田土壤速效磷含量隨墾殖年限增加呈現(xiàn)緩慢增加的趨勢(shì)。

2.2.2 土壤全磷含量變化。蘇打鹽堿地稻田土壤全磷含量變化與速效磷含量變化具有相似的規(guī)律(表1)，對(duì)于同一地塊同一墾殖年限的土壤，全磷含量隨土層深度增加呈顯著降低趨勢(shì)(P<0.05)。不同地塊間全磷含量的差異較大，A、C和D 3地塊表層(0～20 cm)土壤全磷含量在2個(gè)不同墾殖年限間均呈顯著增加(P<0.05)，增加幅度分別達(dá)到了75.4%、40.1%和33.1%，A地塊墾殖7 a較墾殖1 a相比，0～60 cm土壤全磷含量均顯著增加，C地塊墾殖12 a較墾殖6 a僅0～20 cm全磷含量增加達(dá)到顯著水平，D地塊墾殖15 a較墾殖9 a相比，0～40 cm土壤全磷含量增加達(dá)到顯著水平(P<0.05)。與上述3地塊不同，不同墾殖年限B地塊全磷含量無(wú)變化，這可能與B地塊在墾殖3 a時(shí)的全磷含量較高有關(guān)。蘇打鹽堿地稻田土壤全磷含量隨墾殖年限的緩慢變化，可能與土壤鹽分的變化有一定關(guān)系。

圖3 不同墾殖年限的蘇打鹽堿地稻田土壤鈉吸附比SAR的變化Fig.3 Changes of soil SAR in saline-sodic paddy field with different cultivation years

表1 蘇打鹽堿地稻田不同開墾年限土壤磷含量的變化Table 1 Changes of phosphorus contents in saline-sodic paddy field with different cultivation years

注：小寫字母表示同一開墾年限內(nèi)不同土層間土壤磷含量的差異顯著性(P<0.05)；大寫字母表示同一地塊同一土層深度2個(gè)開墾年限間磷含量的差異顯著性(P<0.05)；未標(biāo)記字母表示2個(gè)開墾年限間沒(méi)有顯著性差異(P>0.05)。

Note: Lower-case letters indicate significant differences in phosphorus content between different soil layers within the same reclamation period (P<0.05); upper-case letters indicate significant differences in phosphorus content between two reclamation years at the same soil depth of the same plot (P<0.05); unlabeled letters indicate no significant differences between the two reclamation years (P>0.05).

2.3 鹽堿土稻田土壤磷素含量與鹽堿變化的關(guān)系

通過(guò)逐步回歸分析和相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)蘇打鹽堿土全磷含量與土壤pH關(guān)系最為密切(R2=0.649，P<0.001)，而土壤EC和SAR與全磷含量間無(wú)線性關(guān)系。全磷含量與土壤pH之間為一元線性關(guān)系，其回歸方程為y=-0.129x+1.432 5(圖4)，說(shuō)明土壤pH是全磷含量提升的主要限制因子，若增加土壤全磷含量水平，必須不斷降低土壤pH。

土壤速效磷含量則與電導(dǎo)率EC關(guān)系密切(R2=0.5126，P<0.001)，土壤pH和SAR與速效磷含量間無(wú)線性關(guān)系。土壤速效磷與鹽分電導(dǎo)率之間也為一元線性關(guān)系，其回歸方程為y=-34.524x+35.444(圖4)。因此，若要提高蘇打鹽堿地稻田土壤速效磷含量，增加磷素的有效性，就必須不斷通過(guò)淋洗鹽分來(lái)降低土壤電導(dǎo)率。

圖4 蘇打鹽堿土磷含量與鹽分和pH的關(guān)系Fig.4 The relationship between phosphorus contents and salinity and pH in saline-sodic paddy field

3 討 論

3.1 墾殖種稻具有降低蘇打鹽堿土鹽分和pH，提升磷素養(yǎng)分的重要作用

蘇打鹽堿地墾殖種稻是在20世紀(jì)前蘇聯(lián)“豎井排鹽”理論和我國(guó)科研人員的機(jī)井排灌措施基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的[15]，利用水分水平和垂直運(yùn)動(dòng)降低耕層土壤鹽堿含量。由于松嫩平原西部地勢(shì)低平，土質(zhì)黏重，洗鹽的速度較為緩慢，在水稻生長(zhǎng)期單純依靠灌溉無(wú)法有效洗脫鈉鹽離子[8]，但土壤表層鹽分隨著墾殖年限的增加呈現(xiàn)了下降的趨勢(shì)[8,10,16]。本研究也顯示墾殖種稻年限越長(zhǎng)，稻田表層0～20 cm土壤pH和EC下降越顯著。土壤表層減少的這部分鹽堿究竟到哪里去了？這是個(gè)值得深入思考的問(wèn)題。本研究分析了0～100 cm不同土層鹽堿的變化情況，發(fā)現(xiàn)除0～40 cm土層pH和EC略有下降，60～100 cm土層二者則呈不變或增加趨勢(shì)，特別是墾殖種稻12 a和15 a的地塊，土壤EC增加明顯。有研究也指出，蘇打鹽堿地開墾種稻后，鹽分運(yùn)動(dòng)以垂直向下移動(dòng)為主，并且在下層土壤有聚集的趨勢(shì)[8]。造成鹽分聚集的主要原因，一是該區(qū)域種稻未形成水平方向排水，許多農(nóng)民墾殖種稻后只灌不排或多灌少排，沒(méi)有真正發(fā)揮以水洗鹽的作用；二是蘇打鹽堿土中大量交換性鈉離子吸附于土壤膠體表面，在沒(méi)有外力解析作用下，很難被水分洗脫，同時(shí)低平地勢(shì)造成排水緩慢，水平洗鹽效果并不理想。

墾殖種稻降低了蘇打鹽堿土表層鹽堿含量，這符合“淡化表層”構(gòu)建的觀點(diǎn)[17]。由于水稻是淺根系作物，在蘇打鹽堿地上創(chuàng)造一個(gè)30 cm左右的厚淡化土層就基本可以滿足水稻生長(zhǎng)，但要想獲得較高的稻谷產(chǎn)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。要想改善蘇打鹽堿土惡劣的物理環(huán)境，快速有效降低鹽堿含量，采用必要的土壤改良措施加速土壤的脫鹽降堿是非常必要的[18-20]。長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)鹽堿土的研究多關(guān)注于水鹽運(yùn)動(dòng)規(guī)律或各種改良措施的應(yīng)用，對(duì)于區(qū)域大尺度下鹽堿是否減少，各種改良措施應(yīng)用后糧食增產(chǎn)潛力以及鹽堿障礙與地力培育的關(guān)系不夠重視，常常造成鹽堿地墾殖種稻投入大，產(chǎn)出小，效益差，進(jìn)展慢等尷尬局面。鹽堿地墾殖種稻若要獲得高產(chǎn)，僅有“淡化表層”是不夠的，需要在此基礎(chǔ)上快速建立起肥沃耕層。因此，解析土壤鹽堿指標(biāo)與土壤主要養(yǎng)分之間的關(guān)系是十分必要。

磷素是水稻生長(zhǎng)必需的大量元素之一，土壤磷素水平對(duì)水稻的產(chǎn)量形成也起著關(guān)鍵作用。施磷對(duì)鹽堿脅迫下水稻莖、根及分蘗能力增加有促進(jìn)作用[21]，能增加水稻單位面積穗數(shù)、結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量[22-23]。蘇打鹽堿土磷素含量普遍較低，本研究發(fā)現(xiàn)，蘇打鹽堿地稻田墾殖耕種多年后土壤全磷含量仍在0.1～0.4 g·kg-1之間，屬于磷素嚴(yán)重缺乏狀態(tài)。由于種稻過(guò)程中磷肥的持續(xù)施用，表層0～40 cm土壤速效磷含量基本都在10 mg·kg-1以上，顯著彌補(bǔ)了天然磷素的不足。這與肥沃耕層的構(gòu)建尚不匹配，由于土壤嚴(yán)重缺乏全磷，水稻生長(zhǎng)所需的速效磷只能依靠施用磷肥，雖然土壤速效磷得到提高，但土壤保肥能力弱，磷肥損失大，效率低。只有提高鹽堿土全磷含量，才能為作物生長(zhǎng)提供穩(wěn)定的有效磷補(bǔ)充，而不是過(guò)分依賴磷肥投入。另外，土壤全磷含量提高才能真正起到培育肥沃地力的作用。因此，蘇打鹽堿土墾殖種稻過(guò)程中應(yīng)采取增施有機(jī)肥或秸稈還田等措施，逐步提升土壤有機(jī)質(zhì)含量，進(jìn)而提高磷素養(yǎng)分。另外，采用一些含磷礦物(如磷石膏)進(jìn)行蘇打鹽堿土改良，在鈣離子置換鈉離子有效降低土壤pH和鈉離子含量的同時(shí)，對(duì)磷素養(yǎng)分提升也具有很好的促進(jìn)作用。

3.2 土壤pH和EC是限制蘇打鹽堿土磷素含量的重要因子

蘇打鹽堿土由于鹽分組成特殊，以Na2CO3和NaHCO3鹽為主，性質(zhì)有別于我國(guó)內(nèi)陸或?yàn)I海地區(qū)鹽堿土，突出特征是堿性強(qiáng)，養(yǎng)分水平低[24]。引發(fā)堿性強(qiáng)的主要原因是碳酸鹽本身是強(qiáng)堿弱酸鹽，其水解導(dǎo)致了土壤水溶液呈堿性。但土壤主要養(yǎng)分含量低，究竟是土壤本身該養(yǎng)分背景值低還是由于鹽堿的存在所引發(fā)的含量低，這方面一直沒(méi)有明確的答案。有研究認(rèn)為是土壤鹽堿的存在降低了磷素的有效性[25]，土壤中大量Na+、Cl-和CO32-與有效磷競(jìng)爭(zhēng)，易形成難溶的磷酸鈣鹽，導(dǎo)致土壤中有效磷含量減少[26-27]。然而，土壤全磷含量普遍較低，究竟與土壤鹽分含量高還是堿性強(qiáng)有關(guān)，一直未得到明確的答案。關(guān)于磷素有效性與土壤pH的關(guān)系，國(guó)際上普遍認(rèn)為，土壤pH達(dá)到8.5時(shí)磷素有效性最低，隨著土壤pH繼續(xù)升高，磷素有效性則恢復(fù)正常。本研究中所有土壤pH都在9.0以上，土壤pH對(duì)磷素有效性的影響可以忽略不計(jì)，通過(guò)逐步回歸分析，排除了pH對(duì)速效磷含量的影響，也證實(shí)了這一點(diǎn)。

本研究發(fā)現(xiàn)土壤pH是全磷含量提升的主要限制因子，土壤鹽分EC是速效磷含量提升的主要限制因子。相關(guān)分析也表明，pH與全磷，EC與速效磷之間的相關(guān)性達(dá)到顯著水平(P<0.001)。這一研究發(fā)現(xiàn)也能充分解釋為什么鹽堿化耕地雖經(jīng)耕作多年，但全磷含量仍較低，因?yàn)橄啾韧寥烂擕}，堿度的降低更加困難。眾所周知，土壤全磷含量的變化主要受土壤母質(zhì)、成土作用和耕作施肥的影響，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院衡陽(yáng)紅壤實(shí)驗(yàn)站報(bào)道了長(zhǎng)期施肥導(dǎo)致土壤全磷含量的增加[28]，也有研究報(bào)道了水稻旱作后，土壤全磷含量會(huì)有所增加[29]。這可能與耕作改善了土壤水熱狀況，增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量等有關(guān)，因?yàn)橥寥懒姿刈兓c有機(jī)質(zhì)含量具有顯著的正相關(guān)關(guān)系[30]。蘇打鹽堿地通過(guò)墾殖種稻，不僅會(huì)增加磷肥投入，水稻根茬和部分秸稈也會(huì)增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，有關(guān)墾殖種稻對(duì)蘇打鹽堿土有機(jī)質(zhì)含量的影響，以及有機(jī)質(zhì)如何促進(jìn)土壤全磷的增加等問(wèn)題值得今后進(jìn)一步研究。

此外，蘇打鹽堿地墾殖種稻無(wú)論對(duì)土壤鹽分還是堿度都具有降低作用，但這種降低和磷素含量的提高速度都是緩慢的，這為短期內(nèi)大幅提高水稻產(chǎn)量帶來(lái)了較大困難。因此，今后應(yīng)加強(qiáng)從土壤鹽堿和養(yǎng)分指標(biāo)上對(duì)限制水稻產(chǎn)量的主導(dǎo)障礙因子進(jìn)行全方位解析。

4 結(jié) 論

隨著蘇打鹽堿地墾殖種稻年限的增加，土壤表層(特別是0～20 cm 土層)pH、EC和SAR均呈顯著降低趨勢(shì)，土壤速效磷和全磷含量則呈增加趨勢(shì)，墾殖種稻具有改良蘇打鹽堿土、不斷培肥地力的重要作用。然而，由于土壤EC和pH限制了速效磷和全磷含量的增加，蘇打鹽堿地稻田磷素含量的提升是一個(gè)緩慢過(guò)程，通過(guò)適當(dāng)?shù)霓r(nóng)藝措施實(shí)現(xiàn)土壤的快速減鹽降堿是關(guān)鍵。