濱海鹽漬農(nóng)田秋季土壤鹽分含量微域變異特征

趙永昶，常春艷，王卓然，王啟堯，楊婧文，張術(shù)偉，李因帥，趙庚星

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院/土肥高效利用國(guó)家工程研究中心，山東 泰安 271018）

鹽漬化土壤在我國(guó)干旱區(qū)、半干旱區(qū)以及濱海區(qū)分布廣泛，鹽漬化嚴(yán)重影響土地生產(chǎn)力提高及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，已成為國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。黃河三角洲受海水入侵和氣候變化等驅(qū)動(dòng)力的影響，鹽漬土分布范圍廣，土壤板結(jié)、肥力下降現(xiàn)象普遍，嚴(yán)重危害當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)。因此，開(kāi)展農(nóng)田鹽漬化土壤研究對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)管理具有重要意義。

土壤鹽分含量是鹽漬化程度和狀態(tài)的重要指標(biāo)，認(rèn)識(shí)并掌握土壤鹽分的空間變異特征是土壤鹽漬化治理的前提。國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，土壤鹽分變異特征與地表植被覆蓋、地形地貌等關(guān)系十分密切，如張華艷等認(rèn)為地貌和土體構(gòu)型會(huì)影響土壤鹽分的重新分配；KHATIBI 等認(rèn)為不同的植被類型能反映出土壤鹽分含量狀況，土壤鹽分含量也會(huì)影響植被的分布；MARZIEH 等認(rèn)為土壤鹽分的分布與地形地貌密切關(guān)聯(lián)。這些研究表明，土壤鹽分變異系統(tǒng)研究必須考慮環(huán)境因素的作用。

針對(duì)土壤鹽分變異目前已開(kāi)展了大量研究。從研究區(qū)域看，較多學(xué)者進(jìn)行了內(nèi)陸干旱、半干旱區(qū)的研究，如劉洪波等對(duì)新疆沙漠綠洲灌區(qū)鹽漬化空間分布格局和不同深度的土壤鹽分水平進(jìn)行了研究；楊小虎等研究了新疆瑪納斯河流域土壤鹽分的空間分布特征；康滿萍等研究了甘肅蘇干湖濕地土壤鹽分含量的空間異質(zhì)性；WANG 等對(duì)干旱地區(qū)土壤鹽分積累的空間格局和變化規(guī)律進(jìn)行了研究等。這些研究較好揭示了干旱區(qū)土壤鹽分的特征與規(guī)律，而濱海區(qū)土壤鹽分的時(shí)空變異則更為復(fù)雜，其研究可進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)土壤鹽分變異的認(rèn)識(shí)。

從研究尺度看，土壤鹽分空間變異研究以大尺度研究居多，而專門(mén)針對(duì)微域尺度的研究偏少，如GEBREMESKEL 等研究了埃塞俄比亞北部半干旱地區(qū)大區(qū)尺度的土壤鹽分空間分布特征；REN 等研究了干旱灌溉農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)田間、運(yùn)河、區(qū)域3 個(gè)尺度的土壤鹽分時(shí)空變化特征等。而需要注意的是，植被狀況和地形變化等因素在較小尺度下仍會(huì)影響土壤鹽分含量的變異，如農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用不可避免地造成農(nóng)田微域地形的差異，覆膜栽培則直接改變農(nóng)田地表微域的覆蓋狀況，從而導(dǎo)致土壤鹽分的微域差異，而這種微域特征通常在大尺度上被掩蓋。微域是區(qū)域鹽漬土形成的基本單元，也是其改良利用的基本單元，因此，開(kāi)展鹽漬土微域性規(guī)律研究，對(duì)農(nóng)田土壤的改良和利用具有理論和生產(chǎn)價(jià)值。而目前在濱海鹽漬土區(qū)域，專門(mén)針對(duì)農(nóng)田微域尺度土壤鹽分的分布狀況和變異規(guī)律的系統(tǒng)研究尚未見(jiàn)報(bào)道。

本文選取黃河三角洲典型濱海鹽漬農(nóng)田，通過(guò)實(shí)地調(diào)查獲取秋季土壤鹽分?jǐn)?shù)據(jù)，從微域尺度系統(tǒng)探究土壤鹽分的空間分布和變異規(guī)律，旨在揭示研究區(qū)秋季積鹽期微域尺度下農(nóng)田土壤鹽分變異特征及影響因素，為鹽漬農(nóng)田的高效利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

通過(guò)實(shí)地調(diào)查，結(jié)合農(nóng)業(yè)利用方式、土壤質(zhì)地、土體構(gòu)型以及土壤鹽漬化程度及其分布等，選擇利津縣（采樣地1）和墾利區(qū)（采樣地2）作為研究樣地。

采樣地1位于山東省東營(yíng)市利津縣渤海農(nóng)場(chǎng)一分場(chǎng)（118°39'60″E，37°45'38″N），屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫13.3 ℃，多年平均降雨量540 mm左右，地處黃河河道以北，為典型的濱海鹽漬土農(nóng)田區(qū)。主要土壤類型為濱海鹽化潮土，土壤質(zhì)地以砂壤土為主。地下水埋深淺、礦化度高。秋季多種植冬小麥，田塊集中且地勢(shì)平整，農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平高。采樣地2 位于山東省東營(yíng)市墾利區(qū)義林村（118°49'07″E，37°41'29″N），屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫13.2 ℃，多年平均降雨量550 mm左右，地處黃河河道以南，是濱海鹽漬土的典型區(qū)域。土壤質(zhì)地主要為砂壤，屬濱海鹽化潮土類型。地下水礦化度高、埋深淺。該村以種植棉花為主，兼有玉米田分布，具有一定的農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平。在采樣地1選擇麥田為研究區(qū)，在采樣地2選擇玉米田和棉田為研究區(qū)。采樣地1和采樣地2均為濱海鹽漬土農(nóng)田區(qū)的典型代表區(qū)域，土壤類型、質(zhì)地及農(nóng)田耕作管理模式基本一致，且兩地種植的作物類型代表了濱海鹽漬農(nóng)田區(qū)的主要糧食作物，是本研究的理想?yún)^(qū)域。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 微地形試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采樣地1 種植作物為冬小麥，采用機(jī)械種植。免耕播種機(jī)進(jìn)行播種作業(yè)時(shí)，開(kāi)溝器在自重以及附加彈簧壓力作用下滾動(dòng)前進(jìn)，將土壤切開(kāi)形成壟溝，其余土壤被推向兩側(cè)形成壟頂，形成的壟高10～15 cm，底寬18～20 cm，溝寬5 cm左右。在采樣地1根據(jù)微地形差異狀況，選擇存在壟面、壟溝且具有代表性的9 個(gè)微區(qū)（依次編號(hào)為1～9）進(jìn)行土壤鹽分微域變異研究，1～9 號(hào)微區(qū)長(zhǎng)30 cm、寬15 cm，采樣間距為15 cm×15 cm。圖1 為1～9 號(hào)微區(qū)內(nèi)布設(shè)樣點(diǎn)的分布情況，每個(gè)微區(qū)內(nèi)布設(shè)6個(gè)樣點(diǎn)，分別編號(hào)為①～⑥，①、④、⑤號(hào)樣點(diǎn)處于位置相對(duì)較低的壟溝低洼處，②、③、⑥號(hào)樣點(diǎn)處于位置相對(duì)較高的壟間坡頂處，1～9 號(hào)微區(qū)共布設(shè)54個(gè)樣點(diǎn)。

圖1 麥田微地形影響下單個(gè)微區(qū)采樣點(diǎn)分布圖Figure 1 Sampling point distribution of a single microdomain under the influence of microtopography

1.2.2 土壤緊實(shí)度試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采樣地1 因采用種植機(jī)械進(jìn)行翻耕、施肥和播種等，麥田內(nèi)存在種植機(jī)械碾壓，從而造成微域尺度下的土壤緊實(shí)狀況差異。為研究采樣地1農(nóng)業(yè)機(jī)械碾壓下土壤鹽分微域變異特征，在采樣地1 根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械碾壓造成的土壤緊實(shí)差異狀況，選擇存在常規(guī)耕作和機(jī)械碾壓且具有代表性的6個(gè)微區(qū)（依次編號(hào)為10～15）進(jìn)行土壤鹽分微域變異研究，10～15 號(hào)微區(qū)大小為30 cm×30 cm，采樣間距為15 cm×30 cm。圖2為10～15號(hào)微區(qū)內(nèi)布設(shè)樣點(diǎn)的分布情況，每個(gè)微區(qū)內(nèi)布設(shè)6 個(gè)樣點(diǎn)，分別編號(hào)為①～⑥，樣點(diǎn)①、④、⑤位于有良好翻耕狀況、相對(duì)松散的部位，樣點(diǎn)②、③、⑥位于機(jī)械碾壓過(guò)、相對(duì)緊實(shí)的部位，10～15號(hào)微區(qū)共布設(shè)36個(gè)樣點(diǎn)。

圖2 麥田緊實(shí)度影響下單個(gè)微區(qū)采樣點(diǎn)分布圖Figure 2 Sampling point distribution of a single microdomain under the influence of compactness

1.2.3 地表覆蓋狀況試驗(yàn)設(shè)計(jì)

秋季采樣地2 存在棉花田塊和收割后的玉米田塊，玉米和棉花種植采用覆膜播種機(jī)械。玉米田覆膜幅寬在40 cm 左右，棉田覆膜幅寬在90 cm 左右。采樣地2 玉米機(jī)械收割后未進(jìn)行耕作播種作業(yè)，田間存在雜草生長(zhǎng)并有地膜殘留，為研究采樣地2 雜草覆蓋下土壤鹽分微域變異特征，在玉米田內(nèi)選擇雜草稀疏程度不同的3 個(gè)60 cm×60 cm 的微區(qū)（依次編號(hào)為16～18），微區(qū)內(nèi)分別在裸地、雜草稀疏和雜草茂盛處布設(shè)3 個(gè)樣點(diǎn)，共布設(shè)9 個(gè)樣點(diǎn)，如圖3（a）所示，①、⑥、⑦樣點(diǎn)幾乎無(wú)雜草覆蓋，②、⑤、⑧樣點(diǎn)處雜草生長(zhǎng)茂盛，③、④、⑨樣點(diǎn)雜草生長(zhǎng)相對(duì)稀疏，16～18 號(hào)微區(qū)共布設(shè)27個(gè)樣點(diǎn)。

為研究采樣地2 殘留地膜覆蓋下土壤鹽分微域變異特征，在玉米田內(nèi)選擇存在殘留地膜覆蓋狀況差異的3 個(gè)20 cm×40 cm 的微區(qū)（依次編號(hào)為19～21），采樣間距為20 cm×20 cm，微區(qū)內(nèi)布設(shè)6 個(gè)樣點(diǎn)，如圖3（b）所示，①、④、⑤樣點(diǎn)位于膜外，②、③、⑥樣點(diǎn)位于膜內(nèi)，19～21號(hào)微區(qū)共布設(shè)18個(gè)樣點(diǎn)。同時(shí)為研究采樣地2 棉田地膜覆蓋下土壤鹽分微域變異特征，在棉田內(nèi)選擇存在地膜覆蓋狀況差異的3 個(gè)50 cm×50 cm 的微區(qū)（依次編號(hào)為22～24），采樣間距為25 cm×50 cm，微區(qū)內(nèi)布設(shè)6 個(gè)樣點(diǎn)，如圖3（c）所示，①、④、⑤樣點(diǎn)位于膜外，處于位置相對(duì)較低的壟溝，②、③、⑥樣點(diǎn)位于膜內(nèi)，處于位置相對(duì)較高的壟面，22～24號(hào)微區(qū)共布設(shè)18個(gè)樣點(diǎn)。

圖3 不同覆蓋狀況單個(gè)微區(qū)采樣點(diǎn)分布圖Figure 3 Sampling point distribution of a single microdomain under the influence of coverage

1.3 數(shù)據(jù)采集

11 月份東營(yíng)市氣溫驟降，雨量銳減，地表積鹽現(xiàn)象明顯且穩(wěn)定。利用卷尺確定采樣點(diǎn)間距，并利用EC110 便攜式鹽分計(jì)測(cè)量3 次表層土壤電導(dǎo)率，待數(shù)值穩(wěn)定后記錄，取3 次平均值作為各樣點(diǎn)電導(dǎo)率值。采用單點(diǎn)取樣法采集各樣點(diǎn)表層土樣，同時(shí)記錄每個(gè)微區(qū)微地形、緊實(shí)度和覆蓋狀況等微域特征，并拍攝取樣點(diǎn)數(shù)碼照片。調(diào)查采樣時(shí)間為2020 年11 月5—6 日，數(shù)據(jù)采集時(shí)天氣晴朗且近一周內(nèi)無(wú)降雨和田間灌溉。

將采集的土樣帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行風(fēng)干，磨碎過(guò)2 mm 篩，用烘干法測(cè)定土壤含鹽量，最終建立野外實(shí)測(cè)電導(dǎo)率（，μS·cm）與土壤含鹽量（，g·kg）之間的關(guān)系方程（=0.002 18+0.727，=0.938 7），并據(jù)此對(duì)全部野外測(cè)量的電導(dǎo)率數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。土壤鹽漬化程度按照相關(guān)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分為5個(gè)等級(jí)（表1）。

表1 土壤鹽漬化程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Grade standard of soil salinization degree

1.4 分析方法

采用SPSS 25.0 進(jìn)行LSD 同質(zhì)性檢驗(yàn)、單因素方差分析來(lái)表示單變量影響下的顯著差異（＜0.05），并對(duì)不同微域特征下土壤鹽分的分布特征進(jìn)行描述性分析。使用Excel 2010 和Origin 2019 做圖來(lái)反映不同微域特征下土壤鹽分的分布特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析對(duì)比以及實(shí)地觀測(cè)來(lái)表征微域尺度下不同因素對(duì)土壤鹽分變異的影響規(guī)律。變異系數(shù)能夠反映離散程度的大小，本文將變異系數(shù)劃分為不同等級(jí)（表2）。

表2 變異程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Grade standard of variation degree

2 結(jié)果與分析

2.1 微域尺度下不同微地形土壤鹽分含量及其變異特征

續(xù)表3 麥田微地形各微區(qū)采樣點(diǎn)土壤表層含鹽量及描述性統(tǒng)計(jì)特征Continued table 3 Soil surface salinity and descriptive statistical characteristics of microtopographic sampling points in wheat field

1～9 號(hào)微區(qū)不同微地形部位的平均土壤含鹽量變化情況如圖4 和表3 所示。各微區(qū)內(nèi)，壟間坡頂處土壤鹽分含量高于壟溝低洼處，且壟溝低洼處和壟間坡頂處土壤含鹽量差異顯著（＜0.05）。由表3 可以看出，1～3 號(hào)微區(qū)平均數(shù)和中位數(shù)為1.17～1.19 g·kg和1.18～1.19 g·kg，屬輕度鹽漬化土壤；4～9 號(hào)微區(qū)平均數(shù)和中位數(shù)為2.44～3.03 g·kg和2.44～3.06 g·kg，屬中度鹽漬化土壤；在輕度鹽漬化土壤的1～3 號(hào)微區(qū)內(nèi)，處于壟溝低洼處的①、④、⑤號(hào)樣點(diǎn)土壤含鹽量較低，范圍在1.06～1.18 g·kg，處于壟間坡頂?shù)蘑凇ⅱ?、⑥?hào)樣點(diǎn)土壤含鹽量較高，范圍在1.20～1.32 g·kg，壟間坡頂處較壟溝低洼處土壤含鹽量平均增高8.9%；在中度鹽漬化土壤的4～9 號(hào)微區(qū)內(nèi)，處于壟溝低洼處的①、④、⑤號(hào)樣點(diǎn)土壤含鹽量為2.19～2.90 g·kg，處于壟間坡頂?shù)蘑?、③、⑥?hào)樣點(diǎn)土壤含鹽量為2.51～3.41 g·kg，壟間坡頂處較壟溝低洼處土壤含鹽量平均增高23.4%；1～9 號(hào)微區(qū)壟間坡頂處較壟溝低洼處的土壤含鹽量平均增高18.6%。微區(qū)內(nèi)較高的鹽分水平集中在壟間坡頂部位，說(shuō)明田間微地形能夠影響微域尺度土壤鹽分含量的分布狀況。從表3 中所示的變異系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差可以看出，1、2、3、4、6 號(hào)微區(qū)變異系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差為4.7%～9.1%和0.06～0.24 g·kg，屬弱變異性；而含鹽量相對(duì)較高的5、7、8、9 號(hào)微區(qū)變異系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差為10.2%～19.8%和0.31～0.56 g·kg，屬中等強(qiáng)度變異?？梢钥闯?，隨著鹽分等級(jí)的提升，各微區(qū)土壤含鹽量標(biāo)準(zhǔn)差變大，變異性趨強(qiáng)，差異趨于明顯。這可能是由于隨著土壤鹽分的提升，有更多的鹽分從壟溝低洼處隨水分運(yùn)移到蒸發(fā)較為強(qiáng)烈的壟間坡頂處。

圖4 不同微地形部位平均土壤含鹽量Figure 4 Average soil salinity in different microtopography

表3 麥田微地形各微區(qū)采樣點(diǎn)土壤表層含鹽量及描述性統(tǒng)計(jì)特征Table 3 Soil surface salinity and descriptive statistical characteristics of microtopographic sampling points in wheat field

2.2 微域尺度下不同緊實(shí)度土壤鹽分含量及其變異特征

圖5為10～15 號(hào)微區(qū)不同緊實(shí)狀況部位的平均土壤含鹽量變化情況，以緊實(shí)和松散處樣點(diǎn)的土壤鹽分平均值代表該部位的鹽分含量?？梢钥闯?，10～15號(hào)各微區(qū)內(nèi)相對(duì)緊實(shí)處和相對(duì)松散處土壤含鹽量均有顯著差異（＜0.05），呈現(xiàn)出緊實(shí)處土壤鹽分高于松散處土壤鹽分的規(guī)律。表4 為10～15 號(hào)微區(qū)表層土壤鹽分含量數(shù)據(jù)及描述性統(tǒng)計(jì)特征，可以看出，土壤鹽分含量稍低的10～12 號(hào)微區(qū)內(nèi)，位于松散處的①、④、⑤號(hào)樣點(diǎn)土壤鹽分為1.08～1.20 g·kg，位于緊實(shí)處的②、③、⑥號(hào)樣點(diǎn)土壤鹽分為1.26～1.55 g·kg，緊實(shí)處較松散處土壤鹽分平均提升21.9%；在屬于中度鹽漬化土壤的13～15號(hào)微區(qū)內(nèi)，位于松散處的①、④、⑤號(hào)樣點(diǎn)土壤鹽分為1.88～2.68 g·kg，位于緊實(shí)處的②、③、⑥號(hào)樣點(diǎn)土壤鹽分為3.44～4.41 g·kg，緊實(shí)處較松散處土壤鹽分平均提升67.4%，土壤鹽分提升明顯。10～15 號(hào)微區(qū)緊實(shí)處較松散處土壤鹽分平均增高44.7%，微區(qū)內(nèi)較高的鹽分水平集中在土壤相對(duì)緊實(shí)的部分，這說(shuō)明土壤緊實(shí)程度能夠影響微域尺度土壤鹽分的分布狀況。10～12 號(hào)微區(qū)土壤含鹽量平均值和中位數(shù)為1.19～1.33 g·kg和1.19～1.31 g·kg，屬輕度鹽漬化土壤；13～15 號(hào)微區(qū)土壤含鹽量平均值和中位數(shù)為2.91～3.35 g·kg和2.92～3.34 g·kg，屬中度鹽漬化土壤。土壤含鹽量水平相對(duì)較低的10～12 號(hào)微區(qū)的變異系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差為8.6%～15.0%和0.10～0.20 g·kg，變異程度較弱；而13～15號(hào)微區(qū)為24.5%～31.4%和0.73～0.94 g·kg，屬中等程度變異。這表明隨著鹽漬化程度的加重，不同緊實(shí)狀況對(duì)土壤鹽分差異的影響更加顯著。

表4 麥田緊實(shí)狀況各微區(qū)采樣點(diǎn)土壤表層含鹽量及描述性統(tǒng)計(jì)特征Table 4 Soil surface salinity and descriptive statistical characteristics of each microdomain sampling point in wheat field

圖5 不同緊實(shí)部位平均土壤含鹽量Figure 5 Average soil salinity in different compacted parts

2.3 微域尺度下不同覆蓋狀況土壤鹽分含量及其變異特征

圖6為16～24 號(hào)微區(qū)不同地表覆蓋狀況部位的土壤含鹽量變化情況，以不同覆蓋部位處樣點(diǎn)的土壤鹽分平均值代表該部位的鹽分含量。可以看出，在受雜草覆蓋影響的16～18 號(hào)微區(qū)內(nèi)，土壤含鹽量呈現(xiàn)出裸地＞雜草稀疏處＞雜草茂盛處的規(guī)律，裸地較雜草覆蓋處土壤的含鹽量差異顯著（＜0.05），但雜草稀疏處和雜草茂盛處土壤含鹽量差異不顯著（＞0.05）；在受地膜覆蓋影響下的19～24 號(hào)微區(qū)中，土壤含鹽量均呈現(xiàn)出膜外＞膜內(nèi)的規(guī)律，且兩者差異顯著（＜0.05）。由表5～表7 和圖6 可以看出，16～18 號(hào)微區(qū)中處于裸地的①、⑥、⑦號(hào)樣點(diǎn)土壤含鹽量為1.25～1.84 g·kg，處于雜草茂盛處的②、⑤、⑧號(hào)樣點(diǎn)土壤含鹽量為1.01～1.20 g·kg，處于雜草稀疏處的③、④、⑨號(hào)樣點(diǎn)土壤含鹽量為1.10～1.40 g·kg，裸地處相較雜草茂盛處鹽分平均增高30.8%，可見(jiàn)在裸地處土壤含鹽量更高；19～21 號(hào)微區(qū)處于膜外的①、④、⑤號(hào)樣點(diǎn)土壤含鹽量范圍在1.73～1.98 g·kg，而處于膜內(nèi)的②、③、⑥號(hào)樣點(diǎn)土壤含鹽量為1.20～1.39 g·kg，土壤表層鹽分膜外較膜內(nèi)平均增高44.7%，膜外鹽分上升明顯；22～24 號(hào)棉田微區(qū)處于膜外的①、④、⑤號(hào)樣點(diǎn)土壤含鹽量范圍在1.42～1.70 g·kg，處于膜內(nèi)的②、③、⑥號(hào)樣點(diǎn)土壤含鹽量為1.06～1.34 g·kg，土壤表層鹽分膜外壟溝較膜內(nèi)壟面平均增高31.5%，同樣呈現(xiàn)出膜內(nèi)鹽分稍低的規(guī)律。可見(jiàn)，地表覆蓋物的存在能夠在一定程度上減少土壤鹽分向地表的聚集。

圖6 不同覆蓋部位平均土壤含鹽量Figure 6 Average soil salinity at different cover sites

結(jié)合表5～表7 可以看出，16～24 號(hào)微區(qū)的鹽分平均值和中位數(shù)為1.17～1.62 g·kg和1.13～1.62 g·kg，兩者差距較小，表明16～24 號(hào)微區(qū)均屬于輕度鹽漬化土壤。雖然平均數(shù)和中位數(shù)差距較小，但各樣點(diǎn)鹽分最大值基本都位于玉米秸稈地，表明玉米收割后田塊內(nèi)缺少耕作管理措施會(huì)提高土壤含鹽量水平。在不同的覆蓋條件影響下，各微區(qū)變異系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差為9.6%～21.0%和0.12～0.33 g·kg，總體上屬于中等程度變異。

表5 玉米田雜草覆蓋各微區(qū)采樣點(diǎn)土壤表層含鹽量及描述性統(tǒng)計(jì)特征Table 5 Soil surface salinity and descriptive statistical characteristics of weed-covered microdomain in maize field

表7 棉田地膜覆蓋各微區(qū)采樣點(diǎn)土壤表層含鹽量及描述性統(tǒng)計(jì)特征Table 7 Soil surface salinity and descriptive statistical characteristics of plastic film mulching sampling points in cotton field

3 討論

本研究選擇農(nóng)田田塊微域尺度，根據(jù)不同微區(qū)內(nèi)典型特征因素均勻布設(shè)樣點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)了農(nóng)田微域土壤鹽分含量的差異性及與具體農(nóng)藝措施的密切相關(guān)性。類似研究也發(fā)現(xiàn)了土壤鹽分微域變異存在較為復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，因此只關(guān)注宏觀大尺度上的土壤鹽分變異，通常會(huì)導(dǎo)致實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)土壤鹽分空間分布認(rèn)知的偏差，土壤鹽分微域尺度的研究需要進(jìn)一步加強(qiáng)。本研究選擇了微地形、緊實(shí)度和覆蓋狀況3 種主要因素探究微域尺度鹽漬化土壤鹽分變異特征，其他類型微域的土壤鹽分變異研究有待進(jìn)一步的系統(tǒng)探索。

本研究結(jié)果表明，存在微地形變化的微區(qū)中，土壤表層含鹽量的最高值都集中在地形較高的壟間坡頂處，這可能與秋季雨量較少、壟間坡頂處蒸發(fā)明顯、鹽分向高處聚集有關(guān)，這與前人研究的起壟措施對(duì)土壤鹽分分布影響的結(jié)果一致。而微區(qū)內(nèi)被農(nóng)業(yè)機(jī)械壓實(shí)的土壤表層含鹽量高于相對(duì)松散的土壤，這可能與土壤被壓實(shí)后孔隙度減小、毛管作用增強(qiáng)，加劇了土壤鹽分的表聚現(xiàn)象有關(guān)。而微區(qū)裸地的土壤鹽分高于有雜草覆蓋土壤，這與前人研究中地表覆蓋會(huì)抑制土壤鹽分表聚的結(jié)果一致。覆蓋物的存在，有效減緩了土壤水分的蒸發(fā)，同時(shí)其根系活動(dòng)也可能會(huì)對(duì)土壤鹽分有一定的抑制作用。

本研究結(jié)果可為濱海區(qū)農(nóng)作物種植避鹽措施提供參考，小麥在進(jìn)行機(jī)械播種耕作時(shí)，應(yīng)提高機(jī)械播種精度，保證小麥種子植于壟溝低洼處，以降低積鹽期鹽漬化對(duì)小麥生長(zhǎng)的危害，同時(shí)農(nóng)業(yè)機(jī)械壓實(shí)過(guò)的土壤，應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行翻耕，并控制農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)田中的使用頻率。秋季休耕后玉米田內(nèi)的雜草和地膜殘留能有效降低土壤鹽分含量，因此可對(duì)休耕后的農(nóng)田裸露地表進(jìn)行覆蓋處理；棉田覆膜技術(shù)能有效抑制土壤鹽分向地表運(yùn)移，值得進(jìn)一步推廣。而綜合多種有效避鹽措施，針對(duì)不同農(nóng)作物播種、耕作、覆蓋等規(guī)范管理的控鹽技術(shù)模式還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)探索。

氣候因素是影響土壤鹽漬化的主要因素之一，研究區(qū)季節(jié)特征明顯，秋季是以蒸發(fā)為主的積鹽期，采樣的一周內(nèi)無(wú)灌溉和降水，能反映研究區(qū)秋季穩(wěn)定蒸發(fā)條件下微域土壤鹽分空間變異特征，但是研究區(qū)不同季節(jié)降雨和地面蒸發(fā)情況有所差別，同時(shí)不同灌排措施也會(huì)通過(guò)影響地下水位導(dǎo)致微區(qū)內(nèi)土壤鹽分空間變異的差異，因此研究區(qū)在不同時(shí)間和人類活動(dòng)影響下的土壤鹽分微域變異特征及調(diào)控對(duì)策有待后續(xù)的進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

（1）不同微地形部位土壤鹽分含量差異明顯，呈現(xiàn)中等強(qiáng)度的變異性，變異系數(shù)最高達(dá)19.8%。起壟后土壤鹽分呈壟上聚集特征，壟間坡頂處土壤鹽分含量相比壟溝低洼處最大增高43.9%，微域土壤鹽分含量受微地形影響顯著。

（2）不同緊實(shí)度部位土壤鹽分含量差異顯著，呈現(xiàn)中等變異，變異系數(shù)最高達(dá)31.4%。良好耕作的松散土壤的鹽分含量比緊實(shí)土壤最高降低44.0%，土壤機(jī)械壓實(shí)后會(huì)加劇鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)。

（3）地表不同覆蓋狀態(tài)對(duì)土壤鹽分含量具有顯著影響。雜草覆蓋可有效抑制土壤鹽分表聚，使土壤鹽分含量最高降低32.6%，地膜覆蓋則可最高降低土壤鹽分含量31.6%，田間地表覆蓋措施可降低旱季農(nóng)田鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)。

表6 玉米田地膜覆蓋各微區(qū)采樣點(diǎn)土壤表層含鹽量及描述性統(tǒng)計(jì)特征Table 6 Soil surface salinity and descriptive statistical characteristics of plastic film mulched microdomain in corn field