青海主要枸杞產(chǎn)區(qū)不同耕作措施對(duì)灰棕漠土理化性質(zhì)影響及肥力綜合評(píng)價(jià)

楊一凡, 吳發(fā)啟, 段紅騰, 徐 寧

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100; 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 陜西 楊凌 712100)

土壤養(yǎng)分和機(jī)械組成作為土壤的重要屬性，是土壤母質(zhì)、氣候、土地利用方式和人為耕作管理等各種因素共同作用的結(jié)果[1-2]。土壤養(yǎng)分的不足會(huì)導(dǎo)致土壤肥力退化進(jìn)而影響作物的產(chǎn)量，通過(guò)合理選擇耕作措施，調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分的循環(huán)與平衡是提高土壤肥力的重要手段[3]。目前，隨著農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)代化，如何維持和提高土壤肥力狀況已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的熱點(diǎn)問(wèn)題[4]。保護(hù)性耕作措施作為發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的一項(xiàng)重要技術(shù),包括少免耕、地膜覆蓋、溝壟種植等措施[5]。相比于傳統(tǒng)耕作,保護(hù)性耕作能顯著減少水土流失,對(duì)提高土壤肥力,增加農(nóng)地產(chǎn)量等貢獻(xiàn)突出。因此,研究耕作措施對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響對(duì)于提高農(nóng)田生產(chǎn)力、減少干旱區(qū)侵蝕等具有重要意義。

枸杞具有耐寒、耐旱、適應(yīng)性強(qiáng)、材質(zhì)優(yōu)、效益高等特點(diǎn)[6]，同時(shí)又具有較好的生態(tài)及經(jīng)濟(jì)效益。隨著枸杞種植帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益逐年遞增，枸杞種植區(qū)往往通過(guò)不斷擴(kuò)大種植面積的方式來(lái)增加收入，從而忽略了土壤肥力、耕作措施、優(yōu)化施肥等的重要性。結(jié)果導(dǎo)致土壤肥力下降，枸杞的單位面積產(chǎn)量偏低。目前研究區(qū)只有小面積的枸杞地采用溝壟覆膜的耕作方式，70%以上的區(qū)域仍然沿用傳統(tǒng)的平作露地種植方式。因此對(duì)枸杞種植區(qū)現(xiàn)有的耕作措施進(jìn)行綜合對(duì)比，科學(xué)評(píng)價(jià)不同措施下的土壤肥力的差異很有意義。

目前對(duì)青海枸杞主要種植區(qū)土壤理化性質(zhì)的研究較少。以往對(duì)青海土壤研究多集中在宏觀的土地利用狀況[7]。部分學(xué)者對(duì)土壤的研究只限于單個(gè)元素的基礎(chǔ)上。邱權(quán)等[8]的研究結(jié)果表明，不同深度的土壤與養(yǎng)分含量間存在一定的差異性，但兩者間的變化規(guī)律不明顯。陳輝[9]對(duì)柴達(dá)木盆地東部土壤有機(jī)質(zhì)分布規(guī)律進(jìn)行了研究，得出土壤有機(jī)質(zhì)的積累與土壤的理化性質(zhì)密切相關(guān)，并隨生物氣候條件的變化呈地域性更替。在耕作措施方面，研究大多以小麥，玉米等作物的土壤作為研究對(duì)象[10]，而以枸杞地土壤作為研究對(duì)象探究不同耕作措施對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響少之又少。因此，本研究從改善枸杞地土壤理化性質(zhì)角度出發(fā)，探究不同耕作措施(平作露地、平作覆膜、溝壟露地、溝壟覆膜)對(duì)灰棕漠土理化性質(zhì)的影響，并對(duì)4種耕作措施下的土壤肥力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期查明該區(qū)域枸杞種植地土壤養(yǎng)分狀況，為青海省枸杞主要種植區(qū)選擇合理的耕作措施、提高土壤肥力提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于青海省德令哈市懷頭他拉鎮(zhèn)，海拔2 800～3 000 m，年均降雨量約120 mm，蒸發(fā)量2 736 mm，年均氣溫4.32℃。主要土壤類型是灰棕漠土，質(zhì)地為砂質(zhì)壤土。枸杞園建立在平原上，種植面積共2 800 hm2。20世紀(jì)初政府對(duì)耕地進(jìn)行了土地治理，開(kāi)始了枸杞的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。由于該地區(qū)土壤質(zhì)地粗、多礫石、保水性差，再加之降雨量少，蒸發(fā)量大，因此枸杞地水分與肥料供給采用滴灌，水肥一體化如今已初成規(guī)模并投入使用。

1.2 樣地選擇及樣品采集

研究區(qū)枸杞地共分為4種不同的類型：溝壟露地種植(HLL)、溝壟覆膜種植(HLM)、平作露地種植(HPL)、平作覆膜種植(HPM)，枸杞均為6年生且未種枸杞前立地條件基本一致。本試驗(yàn)以上述4種枸杞地為研究對(duì)象，平作露地作為對(duì)照，研究區(qū)建有水肥一體化車間，因此所有枸杞地的灌水量和施肥量都相同。試驗(yàn)用土取自上述4種不同耕作措施的枸杞地，在每種枸杞地選擇3個(gè)采樣小區(qū)作為重復(fù)。于2018年5月進(jìn)行了調(diào)查和布點(diǎn)，將采樣點(diǎn)平均分布于每個(gè)采樣小區(qū)，使其點(diǎn)位均勻分布，利用土鉆分層取0—20 cm和20—40 cm深度的土樣，根據(jù)不同采樣小區(qū)的面積大小，在同一小區(qū)取15個(gè)點(diǎn)，土樣的采集使用“S”型取樣法。采集的樣品放置于室內(nèi)風(fēng)干，將風(fēng)干后的土樣研磨，并對(duì)樣品進(jìn)行前期處理。

1.3 樣品測(cè)定

對(duì)樣品各指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，具體的測(cè)定方法見(jiàn)表1。

表1 土壤理化性質(zhì)測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有樣品都通過(guò)3次重復(fù)，并以平均值加誤差線的形式表示，采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和制表，采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析、土壤養(yǎng)分特征指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析，采用Origin 8.0進(jìn)行繪圖。

土壤肥力綜合評(píng)價(jià)采用改進(jìn)的Nemerow綜合指數(shù)法[11-12]，具體步驟如下：

本研究參數(shù)的選擇以及各屬性因子的分類標(biāo)準(zhǔn)主要參照全國(guó)第二次土壤普查分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[13]，見(jiàn)表2。參數(shù)包含：速效氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、pH值。以上選取的各個(gè)參數(shù)之間不可直接加和，為了消除各參數(shù)間量綱的差別，先要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，方法如下:

當(dāng)屬性值屬于差一級(jí)時(shí)，即Ci

(1)

當(dāng)屬性值屬于中等一級(jí)時(shí)，即Xa

(2)

當(dāng)屬性值屬于較好一級(jí)時(shí)，即Xc

(3)

當(dāng)屬性值屬于好一級(jí)時(shí)，即Ci>Xp時(shí):

Pi=3

(4)

式中:Pi為分肥力指數(shù)；Ci為某屬性測(cè)定值；Xa，Xc，Xp為土壤各屬性因子值的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)上述公式的標(biāo)準(zhǔn)化得到的各項(xiàng)土壤肥力指數(shù)比較接近且具有可比性，最切合實(shí)際的是：當(dāng)有的指標(biāo)測(cè)定值超過(guò)好的標(biāo)準(zhǔn)Xp時(shí)，測(cè)定值將不再升高，體現(xiàn)了作物生長(zhǎng)發(fā)育中對(duì)某些屬性的需求量存在一個(gè)上限閾值[14]，并非越高越好。以上公式雖然可以計(jì)算出各單項(xiàng)指標(biāo)的分肥力指數(shù)，但用其直接評(píng)價(jià)土壤肥力水平缺乏科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性，因此，采用改進(jìn)的Nemerow綜合指數(shù)法計(jì)算綜合肥力指數(shù)。公式如下：

(5)

式中：Ps為土壤綜合肥力指數(shù)；Pi avg為土壤各屬性分肥力指數(shù)的平均值；Pi min為各分肥力指數(shù)中的最小值；n為參評(píng)因子數(shù)量。為了突出最差養(yǎng)分指標(biāo)對(duì)土壤肥力的影響，反映植株生長(zhǎng)的最小因子律，原內(nèi)梅羅式中的Pi max被修正的內(nèi)梅羅式中用Pi min取代，增加修正項(xiàng)(n-1)/n來(lái)反映可信度，即評(píng)價(jià)指標(biāo)越多，可信度越高。

表2 土壤各屬性的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作措施土壤機(jī)械組成比較

本研究中采用中國(guó)制土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)。4種耕作措施下0—40 cm土層土壤機(jī)械組成見(jiàn)表3，砂粒含量(>0.05 mm)為61.44%～91.72%，粉粒(0.002～0.05 mm)含量為7.88%～35.50%，黏粒(<0.002 mm)含量為0.24%～3.06%。研究區(qū)砂粒含量很高，粉粒含量相對(duì)較少，黏粒含量極其少，這除與成土母質(zhì)有關(guān)外，還與當(dāng)?shù)氐那治g方式有關(guān)，由于該地區(qū)風(fēng)沙侵蝕嚴(yán)重，研究區(qū)又地處平原，因此質(zhì)地較輕的粉粒和黏粒被不斷的搬移，質(zhì)地較重的砂粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)變大。4種處理不同土層之間表現(xiàn)出：砂粒含量0—20 cm土層均小于20—40 cm土層；粉粒含量0—20 cm土層均大于20—40 cm土層；黏粒含量除紅枸杞平地露地外，其余均表現(xiàn)出0—20 cm土層大于20—40 cm土層。相同土層不同處理之間土壤顆粒組成也呈現(xiàn)出一定的差異：紅枸杞平地露地兩個(gè)土層砂粒含量均顯著高于其他樣地，差異性極其顯著(p<0.05)；紅枸杞溝壟覆膜的兩個(gè)土層粉粒和黏粒含量均顯著高于其他樣地。

不同耕作措施條件下，砂粒含量表現(xiàn)為平作露地>溝壟露地>平作覆膜>溝壟覆膜，說(shuō)明覆膜和溝壟種植不僅能顯著減弱風(fēng)蝕對(duì)土壤機(jī)械組成的影響，同時(shí)也能改良土壤的機(jī)械組成。

2.2 研究區(qū)土壤養(yǎng)分統(tǒng)計(jì)

將所取土壤的8項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行匯總，得到不同耕作措施下不同土層養(yǎng)分的平均狀況(表4)。結(jié)果表明，研究區(qū)土壤養(yǎng)分差異明顯。綜合兩個(gè)土層分析，速效氮、有機(jī)質(zhì)、全氮：HLM>HPM>HLL>HPL;速效鉀、全鉀：HLM>HPL>HPM>HLL；速效磷：HLL>HPL>HLM>HPM；pH值：HPL>HPM>HLM>HLL；全鉀：HLL措施顯著高于其他措施。

表3 土壤顆粒組成

注：此表為1987年中國(guó)制，不同字母表示不同樣地指標(biāo)之間差異顯著(p<0.05)，下表同。

表4 不同耕作措施土壤養(yǎng)分特征

養(yǎng)分指標(biāo)的變異系數(shù)(CV)是土壤性質(zhì)的內(nèi)在反映，不僅能反饋不同土壤養(yǎng)分抵抗外界條件的敏感性，而且能反映出土壤養(yǎng)分的空間變異程度[15]。將所取的兩層土壤養(yǎng)分含量求算術(shù)平均并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表5)，結(jié)果表明：土壤平均pH值為8.19，研究區(qū)土壤為弱堿性，pH值的CV僅為4.27%，空間變異性很小。此外，除速效磷外，研究區(qū)速效養(yǎng)分的CV均大于對(duì)應(yīng)的全量養(yǎng)分的CV。這是因?yàn)槿筐B(yǎng)分主要受成土母質(zhì)中礦物成分的影響，大多以穩(wěn)態(tài)存在。研究區(qū)位于平原上，幾乎不受坡度因素的影響，成土母質(zhì)一致并且分布均勻，因此變異系數(shù)相對(duì)較小。而速效養(yǎng)分與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理方式、耕作施肥以及枯落物等因素有很大的關(guān)系，因此其變異系數(shù)對(duì)比于全量養(yǎng)分相對(duì)較大。

表5 研究區(qū)土壤養(yǎng)分統(tǒng)計(jì)

結(jié)合統(tǒng)計(jì)結(jié)果，依據(jù)全國(guó)第二次土壤普查標(biāo)準(zhǔn)對(duì)研究區(qū)土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行級(jí)別劃分，結(jié)果表明：全鉀和速效鉀含量屬于3級(jí)(中等)；全磷和速效磷含量屬于4級(jí)(稍缺)；速效氮和有機(jī)質(zhì)含量屬于5級(jí)(缺)；全氮含量屬于6級(jí)(極缺)。

2.3 不同耕作措施土壤pH值及速效養(yǎng)分分析

土壤pH值是研究土壤理化性質(zhì)的基礎(chǔ)，微生物活動(dòng)、土壤有機(jī)質(zhì)分解及養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化等均與之相關(guān)。從整體來(lái)看(圖1)，土壤pH值處于7.78～8.92，表現(xiàn)為弱堿性。pH值在不同土層之間差異不大。在不同耕作措施下，相比于對(duì)照，其他處理均能不同程度上降低各土層土壤的pH值，且差異性顯著(p<0.05)。這表明，溝壟覆膜種植一定程度上降低了各層土壤的pH值,這與王東等[16]研究結(jié)果相似。

注：HPL為平作露地，HPM為平作覆膜，HLL為溝壟露地，HLM為溝壟覆膜，下圖同。

圖1 不同耕作措施下的pH值與速效養(yǎng)分

研究區(qū)土壤速效氮和速效磷含量缺乏，速效鉀含量正常。土壤速效氮、速效磷、速效鉀的含量均表現(xiàn)為0—20 cm土層明顯高于20—40 cm土層，其中速效氮和速效磷的垂直方向差異性尤為明顯。在不同耕作措施下，0—20 cm土層，HLM處理速效氮比對(duì)照HPL處理增加了115.55%，20—40 cm土層HLM速效氮含量可達(dá)HPL處理的10倍之多?？梢?jiàn)，溝壟覆膜有助于土壤速效氮含量的增加。溝壟措施較平地種植速效磷含量略微有所升高，然而，覆膜措施與露地種植相比，速效磷含量卻明顯下降。土壤速效鉀表現(xiàn)出0—20 cm土層含量稍大于20—40 cm土層，水平方向，HLM處理的速效鉀含量均高于其他3個(gè)處理，且差異性顯著(p<0.05)。

由上可知，溝壟覆膜綜合措施在一定程度上增加了兩個(gè)土層速效氮和速效鉀的含量，其中速效氮的增幅較明顯，相反覆膜處理卻降低了土壤速效磷的含量。

2.4 不同耕作措施土壤有機(jī)質(zhì)及全量養(yǎng)分分析

有機(jī)質(zhì)不僅為植物提供生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素，而且對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的形成、土壤保水保土功能的維持起著重要作用[17]。由圖2可知，4種耕作措施下的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量處于10 g/kg以下，只有HLM處理0—20 cm土壤有機(jī)質(zhì)大于10 g/kg，該地區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量在10 g/kg以下，灰棕漠土營(yíng)養(yǎng)貧瘠是致使作物生長(zhǎng)乏力的重要因素。從土壤剖面來(lái)看，表層土壤顯著高于底層土壤，其中HLM處理表層土壤有機(jī)質(zhì)比深層土壤提高了67.04%。說(shuō)明研究區(qū)土層深度顯著影響有機(jī)質(zhì)剖面分布，其規(guī)律呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，這與武小鋼[18]等的研究結(jié)論一致。不同耕作措施之間，起壟種植與平作相比差異性不明顯，呈現(xiàn)較小波動(dòng)，覆膜處理相比于露地種植，其有機(jī)質(zhì)含量明顯提升，差異性達(dá)到顯著水平。說(shuō)明覆膜可以顯著提升土壤有機(jī)質(zhì)含量。

研究區(qū)土壤全量養(yǎng)分表現(xiàn)出鉀素正常，氮素和磷素缺乏的狀況。從土壤剖面看，表層土壤全氮含量均高于20—40 cm土層，其中HLM處理最為明顯，達(dá)到50%，全磷和全鉀含量在垂直方向差異性不顯著。不同耕作措施之間，全量養(yǎng)分變異系數(shù)處于10.98%～26.47%，差異性與速效養(yǎng)分相比較小，養(yǎng)分含量均表現(xiàn)出溝壟覆膜處理與其他3個(gè)處理相比差異性顯著，說(shuō)明在土壤全量養(yǎng)分方面，溝壟覆膜處理對(duì)氮、磷、鉀均具有提升作用。

2.5 土壤養(yǎng)分相關(guān)性分析

以研究區(qū)整體為對(duì)象，對(duì)土壤各個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)做相關(guān)性分析，分析結(jié)果見(jiàn)表6：按照兩兩一組形成28組關(guān)系，相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值處于0.001～0.827。有機(jī)質(zhì)與全氮相關(guān)系數(shù)最大，為0.827。有研究表明，土壤中的有機(jī)肥料是全氮的主要來(lái)源，土壤全氮的95%來(lái)源于有機(jī)質(zhì)[19]，因此全氮與有機(jī)質(zhì)存在極大的相關(guān)性。速效鉀與pH值間相關(guān)系數(shù)最小，為0.001。速效氮與所有養(yǎng)分指標(biāo)都存在極顯著性正相關(guān)關(guān)系；有機(jī)質(zhì)除與速效磷、速效鉀無(wú)顯著性相關(guān)外，與其他養(yǎng)分指標(biāo)都存在極顯著性正相關(guān)，與pH值也存在顯著性負(fù)相關(guān)；說(shuō)明土壤有機(jī)質(zhì)與速效氮的變化是本研究區(qū)其他養(yǎng)分變化的關(guān)鍵原因。pH值與其他7個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)的相關(guān)性除速效磷外，都是負(fù)相關(guān)，表明在青海枸杞種植區(qū)中pH值越低的土壤養(yǎng)分狀況越好。其中與全氮和全磷呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明pH值對(duì)全氮和全磷的影響最為強(qiáng)烈。全氮、全磷、全鉀除與速效磷相關(guān)性弱外，與其他養(yǎng)分指標(biāo)都存在顯著、極顯著的相關(guān)性。表明土壤全量養(yǎng)分與除速效磷之外的養(yǎng)分指標(biāo)關(guān)系密切。研究還發(fā)現(xiàn)，速效磷除與速效氮極顯著正相關(guān)外，與其他養(yǎng)分指標(biāo)都不存在強(qiáng)相關(guān)性，具有很好的獨(dú)立性。

圖2 不同耕作措施下的有機(jī)質(zhì)和全量養(yǎng)分

表6 研究區(qū)總體土壤養(yǎng)分特征指標(biāo)之間的相關(guān)性分析

注：*表示p<0.05，**表示p<0.01。

2.6 不同耕作措施土壤肥力綜合評(píng)價(jià)

土壤肥力綜合評(píng)價(jià)值不僅可以用數(shù)字來(lái)直觀表達(dá)復(fù)雜多變的土壤肥力，而且其評(píng)價(jià)結(jié)果還能夠較好地反映研究區(qū)土壤養(yǎng)分水平的基本狀況。本研究中選用8項(xiàng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)，將其代入前文所述公式(1)—(5)計(jì)算4種不同的耕作措施下枸杞地的土壤肥力綜合指數(shù)。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表7。

由表7可知，不同耕作措施下土壤肥力存在一定的差異，土壤各屬性分肥力指數(shù)平均值表現(xiàn)為紅枸杞溝壟覆膜樣地最高，達(dá)到了1.642，而對(duì)照處理紅枸杞平地露地最低，只有1.178。4種耕作措施綜合肥力指數(shù)表現(xiàn)為：溝壟覆膜>平作覆膜>溝壟露地>平作露地。得出一般性規(guī)律：各項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)越高，綜合評(píng)價(jià)得分值高，土壤環(huán)境越優(yōu)。平作覆膜與平作露地相比土壤綜合肥力指數(shù)較高，表明覆膜措施相比于不覆膜對(duì)土壤肥力有提高作用；溝壟露地與平作露地相比土壤綜合肥力指數(shù)也有所提高，表明溝壟種植相比于平地種植對(duì)土壤肥力有提高作用。平作覆膜>溝壟露地>平作露地，說(shuō)明覆膜措施對(duì)土壤肥力的提升作用優(yōu)于溝壟措施，因此溝壟措施與覆膜措施一起使用，即壟膜處理對(duì)土壤肥力的提升作用最大。

表7 枸杞種植區(qū)土壤肥力指數(shù)

注：Pi avg為土壤各屬性分肥力指數(shù)的平均值；Pi min為各分肥力指數(shù)的最小值。

3 討 論

3.1 不同耕作措施土壤機(jī)械組成分析與評(píng)價(jià)

研究區(qū)土壤的機(jī)械組成均以砂粒為主，由此可見(jiàn)該地區(qū)灰棕漠土是一種粗顆粒土壤，保水蓄肥能力不足，與普通耕地土壤理化性質(zhì)存在很大的差異。首先，這與成土母質(zhì)以及研究區(qū)所處的氣候類型有關(guān)，這是差異形成的先導(dǎo)因素；其次，風(fēng)蝕量巨大、幾乎無(wú)水蝕的獨(dú)特侵蝕方式使得質(zhì)地較重的砂粒含量不斷積累，這是差異形成的重要因素；而不同作物以及耕作方式的差異造就了研究區(qū)形成明顯土壤機(jī)械組成差異的主要因素[20]。研究表明，枸杞地土壤長(zhǎng)期在當(dāng)?shù)鬲?dú)特的氣候條件下，在土壤機(jī)械組成改善功能上，采用溝壟覆膜種植能有效改善土壤含沙量高的現(xiàn)象。因此在結(jié)合成本因素的同時(shí)，有必要多采用溝壟覆膜的耕作措施，無(wú)論是保墑增溫、減小風(fēng)蝕，還是降低土壤含沙量方面都具有很好的效果。

3.2 不同耕作措施土壤養(yǎng)分分析與評(píng)價(jià)

土壤酸堿性影響著土壤微生物的活性、礦物質(zhì)及有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化，并在土壤養(yǎng)分循環(huán)中扮演著重要角色[21]。研究區(qū)土壤pH值偏高，變異系數(shù)很小，導(dǎo)致土壤堿性程度變高，因此不利于土壤積累養(yǎng)分。

研究區(qū)有機(jī)質(zhì)整體含量較低，溝壟措施能略微提升表層土壤有機(jī)質(zhì)含量，而溝壟覆膜處理對(duì)有機(jī)質(zhì)的提升可達(dá)67.04%，究其原因：一方面，覆膜提高了土壤溫度和水分含量，改善了微生物的生長(zhǎng)環(huán)境，有助于微生物的生長(zhǎng)和代謝，加速有機(jī)質(zhì)的分解；另一方面，良好的溝壟覆膜生長(zhǎng)環(huán)境會(huì)促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)，增加根系的分泌物，使得土壤有機(jī)質(zhì)含量升高，并且覆膜一定程度上阻礙了土壤與空氣間的氣體交換，導(dǎo)致膜內(nèi)二氧化碳濃度升高，不利于土壤的呼吸，促進(jìn)農(nóng)田碳的積累，而且覆膜處理會(huì)提高表層土壤的含水率，也會(huì)對(duì)土壤呼吸起到一定的抑制作用[22]。20—40 cm土層有機(jī)質(zhì)含量明顯少于表層土壤，且不同處理間差異性只體現(xiàn)在覆膜與露地種植的差異上。崔志強(qiáng)等[23]也得出了相同的結(jié)果：覆膜處理能提升有機(jī)質(zhì)含量，特別是表層土壤活性有機(jī)質(zhì)含量。還有研究表明：土壤有機(jī)質(zhì)含量與粉粒和黏粒的含量呈正相關(guān)關(guān)系，與砂粒呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。究其原因，土壤細(xì)顆粒對(duì)有機(jī)質(zhì)的吸附作用是有機(jī)質(zhì)積累的主要因素[24]，研究區(qū)土壤機(jī)械組成顯示，4種耕作措施枸杞地都呈現(xiàn)出粉粒、黏粒稀缺的狀態(tài)，與結(jié)果一致。

研究區(qū)土壤全氮和速效氮屬于缺乏等級(jí)。研究得出：無(wú)論是全氮還是速效氮，溝壟覆膜措施均可提高其含量，尤其是覆膜處理，提升效果明顯。不同土層之間表現(xiàn)為：表層土壤含氮量均高于底層土壤。土壤氮素的流失主要有3條途徑：硝酸鹽的淋失、土壤侵蝕以及氨氣和氧化亞氮等氣體的排放[25]。首先，溝壟覆膜能夠改變硝酸鹽時(shí)空分布，明顯提高表層土壤硝酸鹽含量，在土壤表層出現(xiàn)匯集現(xiàn)象[26]；其次研究區(qū)的侵蝕類型主要為風(fēng)蝕，溝壟覆膜處理能很大程度減弱風(fēng)蝕帶來(lái)的危害；最后覆膜措施改變了土壤中氨的揮發(fā)過(guò)程，顯著降低了氨的揮發(fā)，有研究指出覆膜使土壤反硝化細(xì)菌造成的銨態(tài)氮揮發(fā)損失減少90%左右，有效提高了氮的利用率[27]。因此無(wú)論是防治侵蝕還是提高土壤氮素利用率，溝壟覆膜都是首選措施。

研究區(qū)鉀素含量正常，相比于氮素和磷素，溝壟覆膜對(duì)其含量的提升效果并非很大。磷素作為土壤養(yǎng)分的重要影響因素，其在研究區(qū)的含量呈現(xiàn)出一定的差異。速效磷表現(xiàn)出溝壟措施優(yōu)于平地，而覆膜措施則會(huì)降低速效磷的含量。全磷的變化趨勢(shì)則等同于氮素，均表現(xiàn)出溝壟覆膜處理最優(yōu)。究其原因，覆膜提高了微生物活性，加速有機(jī)磷的礦化，枸杞產(chǎn)量升高需要消耗更多的速效磷，導(dǎo)致覆膜處理土壤的速效磷水平低于露地種植。杜社妮等[28]研究發(fā)現(xiàn)：地膜覆蓋后土壤速效磷略有下降，但全磷增加12.5%，原因是覆膜能夠減少土壤侵蝕。

3.3 不同耕作措施土壤肥力綜合評(píng)價(jià)

土壤肥力綜合評(píng)價(jià)能夠更加科學(xué)系統(tǒng)地得出4種不同耕作措施下土壤肥力水平的高低。目前，雖然我國(guó)還未提供明確的土壤肥力劃分的標(biāo)準(zhǔn)方法，但是本試驗(yàn)中所使用的改進(jìn)的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法可以科學(xué)地表現(xiàn)出不同耕作措施下土壤肥力的綜合評(píng)價(jià)值。結(jié)果顯示：溝壟覆膜>平作覆膜>溝壟露地>平作露地。因此，枸杞園在今后的生產(chǎn)中應(yīng)在考慮防沙治沙效率和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，合理配肥施肥，在耕作措施選擇上應(yīng)該多采用溝壟覆膜的種植方法，當(dāng)?shù)仫L(fēng)蝕嚴(yán)重且營(yíng)養(yǎng)元素流失嚴(yán)重，溝壟覆膜措施非常適合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，應(yīng)予以推廣。

4 結(jié)論與建議

青海主要枸杞產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分含量整體較低，屬于“中等—極缺”水平。除紅枸杞溝壟覆膜措施相對(duì)較好之外，其余措施無(wú)論是土壤顆粒組成還是土壤養(yǎng)分狀況都不太理想。溝壟覆膜措施與傳統(tǒng)耕作措施相比，不僅具有改善土壤機(jī)械組成的作用，同時(shí)可以增加土壤的各養(yǎng)分含量，從而提高土壤的綜合肥力水平。試驗(yàn)地溝壟覆膜處理相比于對(duì)照處理土壤綜合肥力指數(shù)提高了43.33%。因此在年降水量不足300 mm的干旱區(qū)，溝壟覆膜耕作措施應(yīng)該在干旱區(qū)大力推廣。(1) 作物和土壤是相互選擇性適應(yīng)的關(guān)系，因此在改善土壤理化性質(zhì)方面，根據(jù)土壤養(yǎng)分的豐缺、植物的生長(zhǎng)需求情況來(lái)進(jìn)行選擇。依據(jù)研究結(jié)果，該地區(qū)應(yīng)多施氮肥和磷肥，同時(shí)鑒于研究區(qū)有機(jī)質(zhì)含量整體較低，可以考慮施肥中適當(dāng)配比有機(jī)肥。(2) 從耕作模式方面來(lái)講,溝壟覆膜耕作模式遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他耕作模式。而當(dāng)前枸杞園大多采用平地裸地耕作模式，因此枸杞園應(yīng)采用溝壟種植、覆蓋地膜的耕作方式，其在當(dāng)?shù)氐男Ч麩o(wú)論是防治侵蝕還是提高土壤的理化性質(zhì)方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于不覆膜平作。