水氮聯(lián)合調(diào)控對土壤鹽分的研究進(jìn)展

包雪蓮

摘 要 水肥管理模式給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但與此同時，不合理的水肥配比施肥也給土壤及農(nóng)作物的生產(chǎn)帶來了巨大的影響。肥料浪費、土壤酸化、鹽分累積、土壤板結(jié)、微量元素缺乏，以及土壤可持續(xù)性生產(chǎn)能力下降，這些問題的產(chǎn)生與不合理的水肥配比有著之間和間接的關(guān)系，不僅如此，不合理的水肥配比在浪費資源的同時還會造成地下水的污染。歸納總結(jié)水氮聯(lián)合調(diào)控對設(shè)施土壤鹽分的研究，通過灌溉措施調(diào)控土壤水肥供應(yīng)，提高作物的水肥利用率，進(jìn)而建立“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效”保護(hù)地蔬菜生產(chǎn)模式。

關(guān)鍵詞 水氮聯(lián)合調(diào)控；土壤；鹽分

中圖分類號：S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.146

土壤鹽分動態(tài)變化，是指土壤中的鹽分組成及其含量在氣象地形地貌地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、人為因素等作用下隨時間的變化過程。設(shè)施土壤次生鹽漬化不僅危害作物生長發(fā)育各個階段，還影響著土壤的性狀及土壤的可持續(xù)發(fā)展利用的過程。水肥耦合對設(shè)施土壤鹽分的研究更多集中于水分和養(yǎng)分單一因子的影響效果。而探究水肥聯(lián)合調(diào)控即水分和養(yǎng)分之間通過相互的協(xié)同，疊加拮抗等作用來促進(jìn)植物的生長發(fā)育并減緩?fù)寥利}漬化現(xiàn)象。

1 水分對土壤鹽分的影響

在設(shè)施生產(chǎn)當(dāng)中，植株所處在的環(huán)境往往溫度較高，且土壤常年得不到自然界的雨水淋洗，水分以向上運動為主，特殊的水分運動方式是土壤次生鹽漬化的外在動力。這種特殊的水分運動方式導(dǎo)致土壤中可溶性鹽基離子在表層開始集聚明顯。對滲灌、滴灌和溝灌的研究表明，滴灌鹽分累積量較少，而且可以局部洗鹽[1]。對膜下滴灌的研究表明，膜下滴灌有“壓鹽”和“抑鹽”的作用，可以為植株根系營造一個適合生長的低鹽區(qū)[2]。地下滴灌（滲灌）與膜下滴灌相比，地下滴灌鹽分表聚明顯，而膜下滴灌土壤鹽分低遷嚴(yán)重。地下滴灌會在作物根系生長區(qū)形成土壤鹽分含量較低的區(qū)域，利于作物生長，而土壤鹽分有表聚的現(xiàn)象，應(yīng)結(jié)合春灌壓鹽、噴灌出苗等措施來降低土壤鹽分[3]。土土壤含水率和土壤中硝態(tài)氮含量是決定土壤中硝態(tài)氮淋失的重要條件，在土壤中含水率低的情況下，土壤中的硝態(tài)氮會隨著土壤中的水分向上運輸；當(dāng)土壤水分含量較高時（降雨量或灌概量超過土壤田間持水量），硝態(tài)氮將隨水分硝態(tài)氮隨水分入滲而下移。尤其是在雨季或高強度灌水時隨飽和水流進(jìn)入深層土壤而形成的淋洗最為嚴(yán)重在干旱地區(qū)，降水是氮素淋溶的決定因子，降水每增加273 mm，硝態(tài)氮可向垂直方向下移[4]。

2 肥料對土壤鹽分的影響

設(shè)施土壤中，土壤鹽分的過量累積主要是由于人工施肥而產(chǎn)生的，施加過量的肥料，從而富集土壤大量養(yǎng)分。但這種方法只使土壤0～20 cm表土層鹽分累積加速，而20 cm以下的深涂層中，鹽基離子含量并沒有有效增加[5]。此外，不同肥料對土壤鹽分的影響也不盡相同，差異顯著。氮、磷、鉀肥的交互作用對設(shè)施土壤鹽分含量的影響研究表明，鉀肥的施用量與土壤含鹽量呈顯著正相關(guān)，而氮肥和磷肥影響則不顯著[6]。土壤中的鉀離子、鈉離子、鈣離子、鎂離子及硝酸根離子含量會隨著氮肥的使用量增加而增加。鉀離子、鈣離子、鎂離子的含量會隨著增施鉀肥含量慢慢增加，但磷肥的施加并不會對土壤中鹽基離子的含量造成明顯的改變。隨著施肥水平的提高，土層鹽分含量上升，且表層增幅較大，種植作物可以緩解水分蒸發(fā)從而降低土壤表層鹽分含量[7]。土壤中，硝態(tài)氮的殘留必然會造成遷移到地下水中的硝態(tài)氮含量有所增加，從而導(dǎo)致地下水中的硝態(tài)氮污染。王朝輝[8]等研究表明，設(shè)施蔬菜栽培地土壤耕作層和下層土壤硝態(tài)氮含量的顯著提高，導(dǎo)致淺層地下水硝態(tài)氮含量超過二級飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。趙新峰[9]在東北海倫地區(qū)的調(diào)查結(jié)果顯示，在氮肥施入量過多和牲畜糞便使用量較高的地區(qū)，硝態(tài)氮的含量也會嚴(yán)重超標(biāo)。

3 水氮聯(lián)合調(diào)控對土壤鹽分的影響

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有3個最基本的要素：土壤、水分、肥料。土壤的理化性質(zhì)受不同的灌水量和施氮量的配比產(chǎn)生影響。研究表明，灌水和施肥量主要影響土壤表層，即0～20cm土層處硝態(tài)氮的集聚含量，而灌水量的影響超過施肥量的影響，起主導(dǎo)作用。整體上呈現(xiàn)出硝態(tài)氮的累積與灌水量成負(fù)相關(guān)而與施肥量成正相關(guān)。而對20～40 cm土層以及40～60 cm土層的研究發(fā)現(xiàn)，灌水量和施肥量依然對土壤中硝態(tài)氮含量產(chǎn)生影響，但影響效果產(chǎn)生變化，施肥量的影響大于灌水量的影響，0～20 cm土層中灌水量與施肥量兩者之間對土壤硝態(tài)氮的影響還存在著拮抗的作用。在其他研究中，張麗娟[10]等也得出如此結(jié)論，即土壤剖面的硝態(tài)氮含量會隨著氮肥的施加量增加發(fā)生改變，兩者呈正相關(guān)的關(guān)系。在施肥量相同的情況下，土壤剖面硝態(tài)氮的含量隨著土層深度的加深而逐漸減少，但灌輸量增加則會促使硝態(tài)氮的向下累積，土壤剖面硝態(tài)氮的累積情況隨灌水量的增加而增長。深層的硝態(tài)氮增長最為明顯。有對水氮聯(lián)合調(diào)控對土壤中鹽基離子累積量的研究表明，降低灌水下限可以有效降低硝態(tài)氮在植物根部的含量，但是硝態(tài)氮在表聚現(xiàn)象會更加明顯。吳昌娟[12]等對設(shè)施水肥耦合對土壤全鹽量的影響表明，施肥量增加會提高土壤全鹽量的積累，而灌水上限適宜有利于降低土壤全鹽量的積累。鹽分向表層遷移程度隨著灌溉上限的增大而加大。但施肥量的高低對全鹽累積百分比在土壤剖面分布的影響并不明顯。

4 討論

綜上所述，肥料的施加和不同的灌水下限是影響土壤剖面鹽基離子含量和組成的重要因素，不同的鹽基離子受到水分和肥料的雙重作用，在不同土層發(fā)生集聚或淋失的現(xiàn)象。利用水氮聯(lián)合調(diào)控來控制不同土層中鹽離子的含量，對于提升設(shè)施土壤質(zhì)量和保障設(shè)施蔬菜優(yōu)質(zhì)高效都具有重要的科學(xué)意義。

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（責(zé)任編輯：趙中正）