張 力，劉景輝*，李 輝，劉玉娥

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019；2.內(nèi)蒙古呼和浩特市武川縣農(nóng)牧和科技局水產(chǎn)管理站，內(nèi)蒙古 呼和浩特 011700）

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球鹽漬化土壤面積已達(dá)到9.54×107hm2［1］，我國(guó)鹽漬化土壤面積為3.6×107hm2，相當(dāng)于我國(guó)耕地面積的30%［2］，內(nèi)蒙古鹽漬化土壤面積約為3.2×106hm2，包括耕地4.7×105hm2，達(dá)可灌面積的40%以上，這已經(jīng)成為阻礙內(nèi)蒙古作物生產(chǎn)的重要因素之一，改良鹽堿土壤已迫在眉睫［3］。鹽堿土壤的改良方式眾多，效果各異，大致分為物理（水利工程排鹽［4-6］、耕作方式改善土壤結(jié)構(gòu)［7-8］）、化學(xué)（施用各類化學(xué)物質(zhì)改良劑［9-11］）和生物措施（種植耐鹽堿植物［12］、施用微生物菌劑［13］）3類。

味精生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氨基酸發(fā)酵尾液既含有N、P、K、Fe、Mn、Cu、Zn等作物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，又含有氨基酸、糖分等有機(jī)成分，是一類廉價(jià)易得的優(yōu)質(zhì)肥料原材料，采用濃縮或噴漿造粒等工藝進(jìn)行處理加工，適用生產(chǎn)各類有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥和氨基酸類水溶肥料［14-17］。氨基酸肥料作為一種新型肥料，因其能有效激發(fā)土壤中微生物的活性而改善土壤微生態(tài)條件［18-19］，為植物生長(zhǎng)發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并能改善土壤理化性狀和土壤生態(tài)環(huán)境方面［20-22］而逐漸得到人們的認(rèn)可。同時(shí)，在施用氨基酸后能明顯增強(qiáng)作物對(duì)逆境的抵抗能力［23-25］。

本試驗(yàn)旨在通過(guò)氨基酸復(fù)合肥不同施用量對(duì)鹽堿地土壤理化性狀及燕麥產(chǎn)量的影響，探討氨基酸復(fù)合肥對(duì)鹽堿土壤的改良效果，為改良鹽堿地提供新的技術(shù)途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)分別于2017和2018年的5～9月在呼和浩特市土默特左旗內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)海流圖科技示范園區(qū)（東經(jīng)111°22′30″，北緯40°41′30″）進(jìn)行。該地為中溫帶大陸性氣候，年平均氣溫6.7℃；年平均降水量350～400 mm，年蒸發(fā)量平均為1851.7 mm。試驗(yàn)地屬鹽堿地，土壤類型為黏土，鹽分以硫酸鈉和氯化鈉為主，土壤鹽分含量多在1%以上。土壤有機(jī)質(zhì)較低，粘性較大，不利作物生長(zhǎng)。試驗(yàn)地土壤肥力狀況及氣溫和降水情況見(jiàn)表1和圖1。

表1 試驗(yàn)地土壤肥力情況

1.2 供試材料

1.2.1 供試作物

燕麥（白燕2號(hào)）。

1.2.2 供試肥料

磷酸二銨（總養(yǎng)分≥64.0%，N 18%，P2O546%）；氨基酸復(fù)合肥（褐色粒狀固體，母液總游離氨基酸為75.0 g/L，pH 3.50，總養(yǎng)分≥15%，總N≥12.0%，有機(jī)質(zhì)≥20%，水分≤3.0%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)設(shè)不同的氨基酸復(fù)合肥施用量：A3（2250 kg/hm2）、A2（1500 kg/hm2）、A1（750 kg/hm2）和CK（0 kg/hm2），共計(jì)4個(gè)處理。燕麥播種行距為25 cm，播量為150 kg/hm2，重復(fù)3次，小區(qū)面積為5 m×10 m=50 m2。播前均施底肥（磷酸二銨）150 kg/hm2。試驗(yàn)采用機(jī)械播種，中耕除草、病蟲(chóng)害等，其他田間管理措施參照當(dāng)?shù)卦耘嗄Ｊ揭筮M(jìn)行。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 土壤物理指標(biāo)

土壤質(zhì)量含水率：于燕麥全生育期測(cè)定土壤質(zhì)量含水率，采用鋁盒烘干法［26］。

土壤團(tuán)聚體含量：于燕麥成熟期分別取0～10、10～20、20～40 cm土層土壤，測(cè)定團(tuán)聚體含量，采用機(jī)械篩分法［27］。

1.4.2 土壤化學(xué)指標(biāo)

于燕麥成熟期取0～10、10～20、20～40 cm土層土壤，分別測(cè)定以下指標(biāo)。

pH值：雷磁pH計(jì)直接測(cè)量；全鹽含量：質(zhì)量法；有機(jī)質(zhì)含量：重鉻酸鉀容量法；堿解氮含量：擴(kuò)散吸收法；有效磷含量：NaHCO3浸提，鉬銻抗-吸光光度法；速效鉀含量：火焰光度法，以醋酸銨為浸提劑［28］。

1.4.3 產(chǎn)量指標(biāo)

生物產(chǎn)量：稱量法（采用齊地取樣的方法剪取地上部分稱重后計(jì)算鮮草產(chǎn)量，將樣品放入烘箱內(nèi)105 ℃殺青0.5 h，之后在65 ℃條件下烘干至恒重，稱重，計(jì)算干重）。籽粒產(chǎn)量：于燕麥成熟期在各小區(qū)選取有代表性的3個(gè)1 m2燕麥進(jìn)行人工收割，曬干脫粒后記錄產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)和顯著差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氨基酸復(fù)合肥對(duì)鹽堿地土壤團(tuán)聚體含量的影響

由表2可知，連續(xù)2年施用氨基酸復(fù)合肥的0～20 cm土層土壤團(tuán)聚體（直徑＞0.25 mm）含量顯著增加。0～10 cm土層，較對(duì)照CK，A3處理增幅最為明顯，為8.95%～9.08%；A2、A1處理次之，分別為6.85%～7.53%和3.31%～3.33%；10～20 cm土層，各處理直徑＞0.25 mm土壤團(tuán)聚體含量表現(xiàn)為A2＞A3＞A1＞CK，較對(duì)照CK分別提高4.76%～5.16%、3.80%～4.37%和2.81%～3.29%；20～40 cm土層，A1處理直徑＞0.25 mm土壤團(tuán)聚體含量最高，較對(duì)照CK提高1.92%～2.78%。這表明連續(xù)施用氨基酸復(fù)合肥對(duì)土壤團(tuán)聚體含量有累加效果。

表2 氨基酸復(fù)合肥對(duì)0～40 cm土層土壤團(tuán)聚體（＞0.25 mm）百分含量的影響 （%）

2.2 氨基酸復(fù)合肥對(duì)土壤含水率的影響

由圖2可知，施用氨基酸復(fù)合肥的各處理土壤含水率均高于對(duì)照CK，且隨著施肥量的增加土壤含水率也隨之增加。

由圖2可知，2017年燕麥苗期（6月4日）各處理土壤含水率均高于對(duì)照CK，其中A3處理土壤含水率最高，提高8.52%，處理A2次之，提高7.42%；燕麥拔節(jié)期（6月26日）各處理土壤含水率較對(duì)照CK分別提高7.67%、11.04%和10.79%；燕麥灌漿期（8月28日）各處理土壤含水率整體表現(xiàn)為A3＞A2＞A1＞CK，其中A3較對(duì)照CK提高9.38%。2018年燕麥苗期（6月4日）各處理土壤含水率較對(duì)照CK分別提高6.64%、7.63%和8.24%；燕麥拔節(jié)期（6月26日）各處理土壤含水率均高于對(duì)照CK，其中A2處理的土壤含水率最高，提高10.48%；燕麥灌漿期（8月28日）各處理土壤含水率整體表現(xiàn)為A3＞A2＞A1＞CK，其中A3較對(duì)照CK提高6.83%。

2.3 氨基酸復(fù)合肥對(duì)鹽堿地土壤pH和全鹽含量的影響

土壤pH和全鹽含量是反映鹽堿化土壤的重要指標(biāo)，土壤全鹽量一部分來(lái)自于土壤本身，一部分與施入的肥料有關(guān)。由圖3可知，在連續(xù)2年氨基酸復(fù)合肥作用下，0～40 cm土層各處理土壤pH值較對(duì)照CK均顯著下降，其中以A3處理最佳，為8.03；A2處理次之。

由圖4可知，2017年，0～10 cm土層，A3處理的土壤全鹽含量均顯著低于其他各個(gè)處理，為8.49 g/kg；10～20 cm土層，各處理土壤全鹽含量表現(xiàn)為CK＞A1＞A2＞A3；20～40 cm土層，A2處理降幅最為明顯，達(dá)3.78%；A3處理次之且兩者之間差異不顯著；2018年，0～10 cm土層，A3處理降幅最為明顯，達(dá)8.66%；10～20 cm土層，各處理均顯著低于對(duì)照CK，表現(xiàn)為CK＞A1＞A2＞A3，較對(duì)照CK分別降低7.47%、5.84%和4.13%；20～40 cm土層，A3處理的土壤全鹽含量顯著低于其他各處理，為8.30 g/kg。

2.4 氨基酸復(fù)合肥對(duì)鹽堿地土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

由圖5可知，各土層中所有處理土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化趨勢(shì)較為一致，均顯著高于CK，且隨土層加深，土壤有機(jī)質(zhì)含量的增幅減緩。0～10 cm土層，A3處理增幅最為明顯，達(dá)27.78%～31.23%；10～20 cm土層，各處理土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為A3＞A2＞A1＞CK，A3處理效果最佳，為15.65～16.18 g/kg；20～40 cm土 層，A3、A2和A1處 理 土 壤有機(jī)質(zhì)含量較對(duì)照CK分別增加23.3%～31.53%、18.18%～25.32%和12.22%～18.68%。

2.5 氨基酸復(fù)合肥對(duì)鹽堿地土壤速效養(yǎng)分含量的影響

土壤速效養(yǎng)分是衡量土壤肥力的關(guān)鍵性指標(biāo)。由表3可知，連續(xù)2年施用氨基酸復(fù)合肥可顯著增加土壤堿解氮、有效磷和速效鉀的含量，且隨施入量的增加而增加；但隨土層加深土壤速效養(yǎng)分的增幅減緩。0～10 cm土層，處理A3效果最佳，其土壤堿解氮、有效磷和速效鉀的含量均顯著高于其他各處理，較CK分別提高8.75%～9.50%、39.21%～39.66%和22.92%～23.10%；10～20 cm土層，各處理土壤堿解氮、有效磷和速效鉀的含量均顯著高于對(duì)照CK，整體表現(xiàn)為A3＞A2＞A1＞CK，較對(duì)照CK分別提高2.71%～9.17%、7.18%～33.70%和15.32%～31.96%；20～40 cm土層。2017年，A3處理下的土壤有效磷、速效鉀含量最高，分別為20.88和213.69 mg/kg，但處理A2的土壤堿解氮含量最高，為68.89 mg/kg，且處理A2、A3之間差異不顯著。2018年，A3處理的土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量整體表現(xiàn)為最高，分別為69.5、21.04和214.99 mg/kg，其中A2處理的堿解氮、有效磷與A3處理之間差異不顯著，分別為69.55和21.04 mg/kg。

表3 氨基酸復(fù)合肥對(duì)鹽堿地土壤速效養(yǎng)分含量的影響 （mg/kg）

2.6 氨基酸復(fù)合肥對(duì)燕麥產(chǎn)量的影響

由表4可知，氨基酸復(fù)合肥處理下燕麥籽粒、鮮草和干草產(chǎn)量均顯著高于CK，且連續(xù)2年施用，燕麥產(chǎn)量持續(xù)提升。綜合看出，處理A3效果最佳，其籽粒、鮮草和干草產(chǎn)量較CK分別 增 加58.21%～58.79%、57.80%～58.89%和65.15%～65.16%，且與A2處理差異不顯著，A2較CK分別增加56.53%～57.73%、57.80%～58.83%和64.04%～64.66%。

表4 氨基酸復(fù)合肥對(duì)燕麥產(chǎn)量的影響 （kg/hm2）

3 討論

3.1 氨基酸復(fù)合肥對(duì)土壤pH和鹽分指標(biāo)的影響

pH值是土壤的一個(gè)重要指標(biāo)，其變化將直接影響土壤養(yǎng)分動(dòng)態(tài)、轉(zhuǎn)化、有效性以及土壤微生物群落的種類、數(shù)量和活性等，同時(shí)影響植物根系的生長(zhǎng)發(fā)育［29］。Motojima等［30］和張江輝等［31］研究表明，改良劑中含有豐富的有機(jī)酸能降低作物根部環(huán)境pH值。張玉鳳等［32］在研究土壤調(diào)理劑對(duì)鹽堿土的改良效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，酸性土壤調(diào)理劑（pH值為5.2～5.6）可有效降低土壤pH值。李俊華等［33］在研究氨基酸有機(jī)肥對(duì)棉花根際土壤與非根際土壤的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，根際土壤pH低于非根際，且隨著施用量的增加呈下降趨勢(shì)。本試驗(yàn)研究表明，施用氨基酸復(fù)合肥能顯著降低土壤pH，主要是因?yàn)槭┯玫陌被釓?fù)合肥pH為4.50，能中和部分游離OH-，改善土壤微環(huán)境。

味精廢棄物與加菌味精廢棄物均有脫鹽效果，這是因?yàn)楦乘崮軠p少土壤表層鹽分積累，同時(shí)吸附土壤中可溶性鹽［20］。改良劑對(duì)鹽堿土壤的改良效果表明棚室第一年種植的番茄各處理土壤鹽分均有不同程度的降低［34］。楊秀琴等［35］在對(duì)溫室香瓜施加含氨基酸肥料時(shí)發(fā)現(xiàn)其能降低土壤pH值和全鹽量。本試驗(yàn)中，在氨基酸復(fù)合肥作用下土壤全鹽含量整體降低，這可能是由于復(fù)合肥料中的有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)土壤中微生物的降解轉(zhuǎn)化產(chǎn)生腐殖質(zhì)，能有效吸附土壤的鈉物質(zhì)，從而達(dá)到降低土壤鹽分的目的。這表明施用氨基酸復(fù)合肥對(duì)降低土壤pH和全鹽含量效果良好。

3.2 氨基酸復(fù)合肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量的影響

黃慶等［36］研究谷氨酸發(fā)酵尾液有機(jī)、無(wú)機(jī)BB肥時(shí)，發(fā)現(xiàn)該類肥料土壤中有機(jī)質(zhì)含量有一定程度提高。孫凱寧［37］以味精發(fā)酵尾液和尿素為材料開(kāi)發(fā)出增值尿素產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)其能顯著增加土壤中有機(jī)質(zhì)。本試驗(yàn)中，施用氨基酸復(fù)合肥的A3處理土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，與前人研究結(jié)果一致。

氨基酸有機(jī)肥能提高土壤速效養(yǎng)分，一方面是其本身含有大量養(yǎng)分，另一方面是其具有能活化土壤養(yǎng)分的能力［38-39］。張鵬等［40］研究也表明，隨著有機(jī)肥施用量的增加，各施肥處理的全氮、全磷、全鉀含量分別較不施肥處理有顯著提高。分析原因可能有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生腐殖質(zhì)，其具有強(qiáng)大離子吸附作用，能調(diào)節(jié)土壤陰、陽(yáng)離子從而影響作物對(duì)土壤及肥料中某些養(yǎng)分的利用和吸收。同時(shí)本研究的氨基酸復(fù)合肥中含有的微生物活性因子能增加鹽堿土壤中有益微生物種類和活性，促進(jìn)了養(yǎng)分離子的活化，從而提高了土壤速效養(yǎng)分的含量。因此，氨基酸復(fù)合肥處理下土壤堿解氮、有效磷及速效鉀含量均顯著高于對(duì)照，且隨著施肥量提高而增加，整體表現(xiàn)為A3處理最高。

4 結(jié)論

施用氨基酸復(fù)合肥能顯著降低土壤pH值、土壤全鹽含量，改善土壤孔隙狀況，提高土壤蓄水量和土壤速效養(yǎng)分含量。在本試驗(yàn)條件下，氨基酸復(fù)合肥施用量為2250 kg/hm2時(shí)改良鹽堿地與增產(chǎn)效果最佳。