酒泉市典型綠洲區(qū)不同耕作方式對土壤鹽分和作物產(chǎn)量的影響

符崇梅+李娟+韓建峰

摘要 以酒泉典型綠洲區(qū)鹽堿地為例，研究了3種耕作方式對土壤鹽分、養(yǎng)分和作物產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，連續(xù)2年不同耕作方式0～60 cm土壤含鹽量均呈下降趨勢。2015年播前0～60 cm土層返鹽量以DT1處理最高，以ST處理最低。DT1處理收獲后0～20、20～40、40～60 cm土層含鹽量較播種前分別降低40.3%、52.0%、47.6%，DT2處理分別降低40.4%、52.1%、46.6%，ST處理分別降低37.2%、52.1%、43.3%。隨著耕作深度的增加，土壤0～60 cm含鹽量上行、淋溶幅度較大。2016年播前DT2處理0～60 cm土層含鹽量均表現(xiàn)最低，DT1處理收獲后0～20、20～40、40～60 cm土層含鹽量較2015年播前分別降低了42.6%、54.1%、53.8%；DT2處理0～20、20～40、40～60 cm土層含鹽量較2015年播前分別降低了56.1%、66.4%、59.6%；ST處理0～20、20～40、40～60 cm土層含鹽量較2015年播前分別降低了39.7%、59.6%、40.9%。連續(xù)耕作2年，0～60 cm土層脫鹽率以DT2處理最高，適度耕作利于鹽堿化土壤的改良。不同耕作方式連續(xù)2年均能提高土壤耕層有機(jī)質(zhì)含量、全氮量、速效磷量，其中有機(jī)質(zhì)含量提高幅度達(dá)2.34%～5.85%，且處理間差異顯著。對土壤有機(jī)質(zhì)、全氮的增加效應(yīng)，DT2處理明顯優(yōu)于其他2種方式。3種耕作方式連續(xù)2年向日葵產(chǎn)量DT2處理最高，產(chǎn)量達(dá)2 632.5 kg/hm2和3 036.0 kg/hm2。DT2、ST處理與DT1間2年差異均極顯著。說明適度耕作對作物產(chǎn)量的形成有利，這一結(jié)果與土壤鹽分的表現(xiàn)相一致。

關(guān)鍵詞 耕作；土壤鹽分；向日葵；產(chǎn)量；甘肅酒泉；典型綠洲區(qū)

中圖分類號 S156.4+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）24-0164-03

Effects of Different Tillage Methods on Soil Salinity and Crop Yield in Typical Oasis Area of Jiuquan City

FU Chong-mei 1 LI Juan 1 HAN Jian-feng 1 WANG Jing 2 WEI Ye-chou 1

（1 Jiuquan Agricultural Sciences Research Academy in Gansu Province，Jiuquan Gansu 735000； 2 Institute of Agricultural Resources and Agricultural Regionalization，GAAS）

Abstract Taking saline land of typical oasis areas in Jiuquan City as example，effects of three tillage and management methods on soil salinity，soil nutrient and crop yield were studied. The results showed that soil salinity of 0-60 cm layerwith different tillage methods all showed down trend.In 2015，the increased salt content accumulated of presowing in 0-60 cm layer were the highest in DT1 treatment and the lowest in ST treatment.After harvest，soil salinities in 0-20 cm layer，20-40 cm layer and 40-60 cm layer of DT1 treatment were respectively lower by 40.3%，52.0% and 47.6% than before sowing，the DT2 treatment decreased by 40.4%，52.1% and 46.6%respectively，and ST treatment decreased by 37.2%，52.1% and 43.3%respectively.With the tillage depth increased，soil salinity in 0-60 cm layer was uplink，and the leaching presented a larger amplitude.In 2016，the soil salinity in all 0-60 cm layers of DT2 treatment before sowing were the lowest. Compared with 2015 before sowing，the DT1 treatment soil salinity in 0-20 cm layer，20-40 cm layer and 40-60 cm layer after harvest decreased by 42.6%，54.1% and 53.8%，respectively.Compared with 2015 before sowing，the DT2 treatment soil salinity in 0-20 cm layer，20-40 cm layer and 40-60 cm layer after harvest decreased by 56.1%，66.4% and 59.6%，respectively.Compared with 2015 before sowing，the ST treatment soil salinity in 0-20 cm layer，20-40 cm layer and 40-60 cm layer decreasedby 39.7%，59.6% and 40.9%，respectively. With the continuous two-year tillage，the soil desalination in 0-60 cm layer of the DT2 treatment was the highest，the moderate tillage was beneficial to improve the saline-alkali land.Applying different tillage methods for two years，could increase the contents of soil organic matter，total nitrogen and available phosphorus. The content of organic matter in tested soil increased by 2.34%-5.85%，and the differences among treatments were significant.The increase effects of soil organic matter and total nitrogen of DT2 was better than other treatments.Applying different tillage methods for two years，Helianthus annuus yield of DT2 treatment was the highest，which reached 2 632.5 kg/hm2 and 3 036.0 kg/hm2. There was extremely significant difference of yields of DT2，ST and DT1 treatments between 2015 and 2016，and it showed that moderate tillage was beneficial to crop yield，which was consist with the results of soil salinity.endprint

Key words tillage；soil salinity；Helianthus annuus；yield；Jiuquan Gansu；typical oasis area

土壤鹽堿化改良利用是世界性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所面臨的一個嚴(yán)重問題。土壤中鹽分含量及速效養(yǎng)分含量對植物的生長發(fā)育、產(chǎn)量形成和品質(zhì)影響較大。我國鹽堿地面積約為3 600萬hm2，占可利用土地面積的4.88%[1]。酒泉市鹽堿地面積約75.44萬hm2。20世紀(jì)末，甘肅省實(shí)施“疏勒河農(nóng)業(yè)灌溉暨移民安置綜合開發(fā)”項目，在疏勒河、黑河下游開墾灘涂荒地近3.0萬hm2。如何改良利用鹽堿地，提高土地利用率，對實(shí)現(xiàn)移民增收乃至保障國家糧食安全意義重大。

自20世紀(jì)30年代開始，國內(nèi)外在鹽堿地的地理分布、形成過程和機(jī)制、改良方法等方面進(jìn)行了大量研究，提出了灌排、防滲等改良、化學(xué)改良、植物改良理論和對策[2]。耕作可為作物的生長創(chuàng)造良好的環(huán)境并維持作物生長的持續(xù)性，對土壤結(jié)構(gòu)的改善、作物根系的發(fā)育、作物產(chǎn)量的提高有明顯作用[3-4]。耕作和秸稈還田覆蓋措施改變土壤理化性狀、影響土壤溫度變化和水分利用效率等，從而影響作物生長和產(chǎn)量[5-7]。鹽堿地具有耕層板結(jié)、透氣性差、土壤中好氣微生物少、分解養(yǎng)分能力低等特性，從而影響作物的生長[8]。因此，科學(xué)合理的耕作方式是改良鹽堿化土壤的一個關(guān)鍵因素。本文以酒泉典型綠洲區(qū)新墾鹽堿地為對象，于2014—2016年選擇不同耕作方式研究其對土壤鹽分、養(yǎng)分和產(chǎn)量的影響，為典型綠洲區(qū)鹽堿地改良和合理耕層構(gòu)建技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗點(diǎn)設(shè)在酒泉市肅州區(qū)銀達(dá)鎮(zhèn)懷茂村酒泉市龍德隆生態(tài)科技農(nóng)場。該場位于肅州區(qū)北10 km，地理位置為東經(jīng)98°29′、北緯39°49′。東面與懷茂村、南面與懷中村相接，西面與酒泉邊灣農(nóng)場毗鄰，北面接壤六分村并與巴丹吉林沙漠相連。試驗地屬灘涂地開墾10 年左右，地處農(nóng)場邊緣撂荒地。海拔1 320 m，年降雨量53.7 mm，蒸發(fā)量2 148.8 mm，年均氣溫7.3 ℃，≥0 ℃積溫3 198.1 ℃，≥10 ℃有效積溫2 854.5 ℃，無霜期130 d，年日照時數(shù)3 033.4 h。試驗地為砂壤土，全鹽含量4.221～6.201 g/kg，pH值8.56～9.10，地下水位 >1.5 m。種植作物為向日葵。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用大區(qū)對比設(shè)計，共設(shè)3個處理，具體見表1。小區(qū)面積360 m2（24 m×15 m）。犁地、旋耕前各處理均統(tǒng)一施有機(jī)肥15 m3/hm2、化肥（純N 200 kg/hm2、P2O5 105 kg/hm2）、秸稈粉3 000 kg/hm2、脫硫爐渣15 m3/hm2。試驗于2014年10月、2015年10月按照試驗設(shè)計進(jìn)行犁地、旋耕，然后灌冬水。翌年春季作物播種前耙耱、鎮(zhèn)壓后覆膜播種。其他田間管理同大田。

1.3 測定內(nèi)容與方法

1.3.1 土壤鹽分。作物播種前、收獲后及每月中下旬每處理小區(qū)選取3點(diǎn)，按0～10、10～20、20～40、40～60 cm層次取土樣，測定土壤鹽分含量。

1.3.2 土壤養(yǎng)分。作物播種前、收獲后每小區(qū)選取3點(diǎn)，按0～10、10～20、20～40 cm層次分別采取土樣，測定土壤中養(yǎng)分含量。

1.3.3 土樣分析方法。土壤陰干后研磨過篩，測定土壤全鹽量、pH值及鹽分離子等。土樣分析均用常規(guī)方法進(jìn)行。其中：土壤全鹽用烘干殘渣法；電導(dǎo)率用電導(dǎo)儀法（土∶水為1∶5）；K+、Na+用火焰光度法；Ca2+、Mg2+用原子吸收分光光度法；HCO3-、CO32-用電位滴定法；Cl-用硝酸銀滴定法；SO42-用EDTA間接絡(luò)合滴定法。有機(jī)質(zhì)用油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法，全氮用凱氏定氮法，速效磷用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀用乙酸銨浸提-火焰光度法。

1.4 數(shù)據(jù)處理分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 19.0軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作方式下土壤鹽分變化特征

從土壤鹽分的時間變化（表2）來看，連續(xù)2年內(nèi)3種耕作方式處理0～60 cm土壤含鹽量均呈下降趨勢。2015年播前（4月中旬），0～10、10～20、20～40、40～60 cm土層返鹽量以DT1處理最高，以ST處理最低。播種至收獲前，0～10、10～20 cm土層含鹽量總體以DT2處理最低，以DT1處理最高；20～40、40～60 cm土層含鹽量表現(xiàn)分2個階段，播種后至灌第一水前（6月中旬）均以DT1最高，20～40 cm土層以DT2最低，40～60 cm土層以ST最低；灌第一水后至收獲，20～40、40～60 cm土層含鹽量均以DT2最高，20～40 cm土層以DT1最低；40～60 cm土層規(guī)律不一。ST處理從播種至收獲40～60 cm土層含鹽量變化近似一條直線，說明耕作方式對其影響較小。與播前相比，收獲后0～20、20～40、40～60 cm土層含鹽量DT1處理依次分別降低40.3%、52.0%和47.6%；DT2處理依次分別降低40.4%、52.1%和46.6%；ST處理依次分別降低37.2%、52.1%和43.3%。說明隨著耕作深度的增加，土壤通透性提高，土壤0～60 cm含鹽量上行、淋溶幅度較大。2016年播種前，DT2處理0～10、10～20、20～40、40～60 cm土層含鹽量均表現(xiàn)最低，而10～20 cm土層返鹽量以DT1處理最高，0～10、20～40、40～60 cm土層返鹽量以ST處理最高；收獲后0～10、10～20、20～40、40～60 cm土層含鹽量仍以DT2處理最低，DT1、ST處理表現(xiàn)不盡一致，其中10～20、20～40 cm土層含鹽量以DT1處理最高，0～10、40～60 cm土層含鹽量以ST處理最高。DT1處理0～20、20～40、40～60 cm土層含鹽量較播種前分別降低了19.6%、18.1%和17.3%，較2015年播種前分別降低了42.6%、54.1%和53.8%；DT2處理0～20、20～40、40～60 cm土壤含鹽量較播前分別降低了17.4%、10.4%和17.9%，較2015年播前分別降低了56.1%、66.4%和59.6%；ST處理0～20、20～40、40～60 cm土壤含鹽量較播前分別降低了18.5%、17.2%和8.2%；較2015年播前分別降低了39.7%、59.6%和40.9%。說明連續(xù)耕作2年，0～60 cm土層脫鹽率以DT2處理最高，適度耕作利于鹽堿化土壤的改良，耕作過深帶來深層鹽分的上行，過淺鹽分淋溶速度慢。2015年各土層處理間差異不顯著，2016年DT1和ST處理與DT2處理間有明顯差異。endprint

2.2 不同耕作方式對土壤有機(jī)質(zhì)的影響

由圖1（a）可知，不同耕作方式連續(xù)2年均能提高土壤耕層有機(jī)質(zhì)含量，提高幅度達(dá)2.34%～5.85%，且處理間差異顯著。DT1處理在第1年作物收獲后土壤有機(jī)質(zhì)含量較DT2處理降低0.24%，第2年作物收獲后較DT2處理提高2.89%；ST處理在第1年、第2年作物收獲后土壤有機(jī)質(zhì)含量較DT2處理分別提高1.66%和1.33%。說明隨著耕作深度的增加不利于土壤有機(jī)質(zhì)的積累。

2.3 不同耕作方式對土壤全氮的影響

由圖1（b）可知，連續(xù)耕作2年，3種耕作方式均可有效提高鹽堿化土壤全氮量。第1年土壤0～40 cm全氮量ST和DT1處理分別較DT2處理低0.002 g/kg和0.07 g/kg，分別下降0.2%和6.97%；第2年土壤0～40 cm全氮量DT2、ST處理同最高，為0.973 g/kg，較上年分別提高1.14%和1.35%；而DT1處理較上一年提高8.05%，較DT2處理降低0.62%。處理間差異不顯著。

2.4 不同耕作方式對土壤速效磷的影響

由圖1（c）可知，連續(xù)耕作2年，3種耕作方式均可有效提高鹽堿化土壤速效磷含量。第1年土壤0～40 cm速效磷含量隨著耕作深度的增加而降低；第2年表現(xiàn)為ST>DT1>DT2，其中ST處理為23.70 mg/kg，較上年提高3.00%，較當(dāng)年DT2提高19.7%；DT1處理為22.2 mg/kg，較上一年提高17.2%，較當(dāng)年DT2處理降低12.0%。處理間2年差異皆不顯著。

2.5 不同耕作方式對作物產(chǎn)量的影響

2.5.1 不同耕作方式對向日葵產(chǎn)量的影響。由圖1（d）可知，3種耕作方式下，連續(xù)2年向日葵產(chǎn)量以DT2處理最高，產(chǎn)量達(dá)2 632.5 kg/hm2和3 036.0 kg/hm2；其次為ST處理，產(chǎn)量達(dá)2 485.5 kg/hm2和2 973.0 kg/hm2，較DT2同比分別減產(chǎn)5.6%和2.1%；而DT1處理第1年沒有形成產(chǎn)量，第2年產(chǎn)量僅為172.5 kg/hm2，較DT2同比分別減產(chǎn)100.0%和94.3%。處理間方差分析，DT2、ST處理與DT1間2年差異均極顯著。說明適度耕作對作物產(chǎn)量的形成有利，這一結(jié)果與土壤鹽分的表現(xiàn)相一致。

2.5.2 不同耕作方式對向日葵出苗及成苗的影響。由表3可知，不同耕作方式對向日葵出苗、成苗有一定的影響。2015年出苗率以ST處理最高，為89.3%；DT1處理出苗率最低，為51.7%，差異不顯著。2016年出苗率以DT2處理最高，為96.7%；ST處理出苗率最低，73.3%，差異不顯著。灌第一水后，因鹽堿危害向日葵苗有不同程度的死亡。2015年成苗率以DT2最高，為77.5%，死亡率5.9%；ST處理成苗率為68.3%，死亡率5.9%；DT1死亡率為100.0%。DT2、ST與DT1處理間差異顯著。2016年成苗率以DT2最高，為93.3%，死亡率1.4%；ST處理成苗率為70.0%，死亡率3.3%；DT1處理成苗率最低，為13.3%，死亡率為63.4%。DT2與DT1處理間差異顯著。

3 結(jié)論與討論

（1）連續(xù)2年不同耕作方式0～60 cm土壤含鹽量均呈下降趨勢。2015年播前0～60 cm土層返鹽量以DT1處理最高，以ST處理最低。DT1處理收獲后0～20、20～40、40～60 cm土層含鹽量較播種前分別降低40.3%、52.0%和47.6%，DT2處理分別降低40.4%、52.1%和46.6%，ST處理依次分別降（下轉(zhuǎn)第175頁）

（上接第166頁）

低37.2%、52.1%和43.3%。說明隨著耕作深度增加，土壤通透性提高，土壤0～60 cm土層含鹽量上行、淋溶幅度較大。

2016年播前DT2處理0～60 cm土層含鹽量均表現(xiàn)最低。DT1處理收獲后0～20、20～40、40～60 cm土層含鹽量較播種前分別降低了19.6%、18.1%和17.3%，較2015年播種前分別降低了42.6%、54.1%和53.8%；DT2處理0～20、20～40、40～60 cm土層含鹽量較播前分別降低了17.4%、10.4%和17.9%，較2015年播種前分別降低了56.1%、66.4%和59.6%；ST處理0～20、20～40、40～60 cm土層含鹽量較播種前分別降低了18.5%、17.2%和8.2%；較2015年播種前分別降低了39.7%、59.6%和40.9%。連續(xù)耕作2年，0～60 cm土層脫鹽率以DT2處理最高，適度耕作利于鹽堿化土壤的改良。

（2）不同耕作方式連續(xù)2年均能提高土壤耕層有機(jī)質(zhì)含量、全氮量、速效磷量，其中有機(jī)質(zhì)含量提高幅度達(dá)2.34%～5.85%，且處理間差異顯著。對土壤有機(jī)質(zhì)、全氮的增加效應(yīng)DT2處理明顯好于其他2種方式。

（3）3種耕作方式連續(xù)2年向日葵產(chǎn)量DT2處理最高，產(chǎn)量達(dá)2 632.5 kg/hm2和3 036.0 kg/hm2。處理間方差分析，DT2、ST處理與DT1間2年差異均極顯著。說明適度耕作對作物產(chǎn)量的形成有利，這一結(jié)果與土壤鹽分的表現(xiàn)相一致。不同耕作方式對出苗、成苗有一定的影響。

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