稻麥輪作對濱海鹽土土壤肥力的影響

傅慶林， 朱蕓， 郭彬， 劉琛， 林義成， 裘高揚， 李華

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021； 2.南京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，江蘇 南京 210037)

為了緩解用地壓力，合理有效地開發(fā)利用濱海鹽土資源成為近年來國家和政府關(guān)注的重點[1-2]。然而，濱海鹽土因過高的鹽分限制了土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化和養(yǎng)分的有效性，導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降[3]。針對濱海鹽土鹽分高、土壤物理結(jié)構(gòu)差、肥力低等問題，已經(jīng)有許多關(guān)于改善土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤鹽分、提高土壤養(yǎng)分的研究[2,4-5]，土壤養(yǎng)分與土地利用方式具有密切關(guān)系[6]。關(guān)于不同土地利用方式與土壤化學(xué)性質(zhì)的影響研究，主要集中在不同土地利用方式下土壤碳、氮、磷的含量變化方面[7]，但不同土地利用方式對土壤理化性狀的影響研究，可為合理有效地開發(fā)利用濱海鹽土資源提供理論依據(jù)[2]。

以浙江省濱海鹽土為研究對象，采集不同質(zhì)地和利用方式下濱海鹽土土壤樣品，分析濱海鹽土稻麥輪作土壤肥力特征，以期為改良濱海鹽土，推動鹽漬土地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣

選擇浙江省2000年左右圍墾濱海鹽土的5種土壤質(zhì)地(T)——砂壤土(SL)(上虞120°45′39″～120°52′5″N，30°9′56″～30°12′36″E)、中壤土(ML)(慈溪121°29′15″～121°35′25″N，30°13′6″～30°18′11″E)、重壤土(HL)(象山121°55′59″～121°56′53″N，29°30′32″～29°32′37″E)、輕黏土(LC)(溫嶺121°24′50″～121°33′34″N，28°17′28″～28°24′47″E)和中黏土(MC)(瑞安121°28′18″～121°34′22″N，29°3′5″～29°5′41″E)和2種土地利用方式(L)——荒地(U)和稻田(P)?；牡貛缀鯖]有植物或稀有的鹽生植物生長。稻田進行稻-麥輪作。10月水稻收割前1個星期，在每種土壤質(zhì)地設(shè)置相同土地利用方式的3個地塊作為3個重復(fù)，彼此之間的距離至少為50 m，S形取樣法隨機布點。除表層植株根系，采集0～20 cm土層土壤樣品，風(fēng)干，以備測定基本理化性狀。

1.2 測定項目和方法

土壤化學(xué)性質(zhì)的測定參考 《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[8]：采用比重計法測定土壤機械組成，吸管法測定土壤微團聚體。采用玻璃電極法測定土壤pH值，重鉻酸鉀容量-加熱法測定土壤有機碳含量，濃硫酸催化消煮-凱氏定氮法測定土壤全氮含量，堿解擴散法測定土壤堿解氮含量，碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定土壤有效磷含量，醋酸銨浸提-火焰光度法測定土壤速效鉀含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSS分析軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。采用雙因素方差(Two-way ANOVA)分析土壤質(zhì)地、土地利用方式及其相互作用對土壤化學(xué)性質(zhì)(土壤有機碳、總氮、堿解氮、有效磷和速效鉀等含量以及pH與EC)的影響，并利用 Tukey 法檢驗同一因素下處理間差異的顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH和EC

如圖1所示，土壤pH為7.80～8.64，相同質(zhì)地的土壤pH荒地顯著高于稻田(P<0.05),并且，土地利用方式(L)和土壤質(zhì)地(T)對土壤pH值均有極顯著影響(FL=238,FT=110，P<0.01)，但土地利用方式和土壤質(zhì)地的交互作用(L×T)對土壤pH值沒有顯著影響(FT×L=2.03，P>0.05)。

在相同土地利用方式中，土壤EC值依次為砂壤土<中壤土<重壤土<輕黏土<中黏土(圖1)，而在相同土壤質(zhì)地中，土壤EC值稻田極顯著低于荒地，并且土壤質(zhì)地(T)、土地利用方式(L)及其交互作用(L×T)對EC值均有極顯著影響(FL=56.38，F(xiàn)T=89.38，F(xiàn)L×T=85.45)。

SL—砂壤土，ML—中壤土，HL—重壤土，LC—輕質(zhì)黏土，MC—中黏土，U—荒地，P—稻田。柱上方無相同小寫字母者表示組間差異顯著(P<0.05)，圖2同。圖1 不同土壤質(zhì)地與土地利用方式的土壤pH和EC值

2.2 土壤養(yǎng)分含量

在相同土地利用方式中，土壤有機碳含量的大小依次為中黏土>輕黏土>重壤土>中壤土>砂壤土(圖2)。在相同土壤質(zhì)地下，土壤的有機碳含量荒地顯著低于稻田，而且，土地利用方式(L)、土壤質(zhì)地(T)及其交互作用(L×T)對土壤有機碳含量均有極顯著影響(FL=45.98，F(xiàn)T=65.45，F(xiàn)T×L=56.98)。

在相同土地利用方式中(圖2)，土壤全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀等養(yǎng)分含量依次為中黏土>輕黏土>重壤土>中壤土>砂壤土。在相同土壤質(zhì)地下，土壤全氮、堿解氮和有效磷等養(yǎng)分含量稻田明顯高于荒地，而土壤速效鉀含量稻田明顯低于荒地。土地利用方式(L)、土壤質(zhì)地(T)及其交互作用(T×L)對全氮(FL=67.56，F(xiàn)T=87.56，F(xiàn)T×L=62.45，P<0.01)、堿解氮(FL=54.89，F(xiàn)T=72.23，F(xiàn)T×L=88.45，P<0.01)、有效磷(FL=65.34，F(xiàn)T=95.09，F(xiàn)T×L=59.43，P<0.01)和速效鉀(FL=56.89，F(xiàn)T=43.67，F(xiàn)T×L=73.56，P<0.01)等養(yǎng)分含量都有極顯著影響。

2.3 土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性分析

土壤化學(xué)性狀指標(biāo)之間相關(guān)性如表1，土壤EC與pH、有機碳、全氮和速效鉀呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，土壤有機碳與全氮、堿解氮呈極顯著正相關(guān)，土壤全氮與堿解氮、有效磷呈極顯著正相關(guān)，土壤堿解氮與有效磷也呈極顯著正相關(guān)。土壤有效磷與pH、EC值雖然呈負(fù)相關(guān)，但其相關(guān)性未達到顯著性水平。

3 小結(jié)與討論

圖2 不同土壤質(zhì)地與土地利用方式的土壤養(yǎng)分比較

表1 土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)

不同土地利用方式影響了土壤化學(xué)性質(zhì)之間的相關(guān)性[21]。本研究表明，土壤EC與pH、有機碳、全氮和有效鉀呈極顯著正相關(guān)，土壤有機碳與全氮、堿解氮也呈極顯著正相關(guān)，而有效磷與pH、EC值呈負(fù)相關(guān)，但其相關(guān)系數(shù)未達到顯著性水平。這與前人研究結(jié)果[21]不一致，可能是因為土壤類型、生態(tài)環(huán)境和植被類型等不同所致。

總之，稻麥輪作條件下濱海鹽土的土壤有機碳、總氮、堿解氮等養(yǎng)分含量均增加，而土壤pH、EC和速效鉀含量均顯著降低。因此，合理稻麥輪作是濱海鹽土提高土壤肥力，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施之一。