地面覆盖方式对新垦盐碱地的抑盐和增产效果研究

王成宝，杨思存，霍 琳，姜万礼

（1.甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，农业部甘肃耕地保育与农业环境科学观测实验站，甘肃 兰州 730070）

土壤盐渍化是影响农业生产及生态环境的一个全球性问题。据统计，全世界盐渍土面积约9.5亿hm2，占陆地面积的7.26%［1］。我国盐渍土总面积约为3 600万hm2，占全国可利用土地面积的4.88%。甘肃耕地面积总354万hm2，其中盐碱地10.67 万 hm2，占耕地面积的 3%［1～4］，盐渍区域土壤贫瘠、养分含量低、盐分含量高、保水保肥能力差［1～3］。甘肃引黄高扬程灌区新垦荒地是在新构造运动和不断侵蚀过程中形成的山前倾斜平原，由于气候干旱、降水稀少，土壤中过去积累下来的盐分仍大量残留［5～6］。土壤盐分表聚是土壤发生盐渍化危害的重要因素，通过地面覆盖可以减少地面蒸发，抑制盐分表聚，是盐渍土改良利用的重要手段［1～2］。在作物收获后长达 5～8个月内，地表处于裸露状态，这一时期是土壤表层盐分积累的主要时期，研究这一时期返盐率的状况十分必要。我们研究了不同地膜覆盖方式、不同秸秆覆盖量和不同细沙覆盖厚度下的水盐运移规律及抑盐效果，以期解决覆盖抑盐技术运用不规范的问题，为新垦盐碱地的农业生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

指示玉米品种为沈单16号，由甘肃省农业科学院提供。

1.2 试验方法

试验在甘肃省靖远县北滩乡景滩村（N 37◦05′，E 104◦40′）进行，试验地位于兴电灌区中游，海拔1 645 m，区内耕地大多为新开垦的盐碱荒地，土壤类型为灰钙土，地下水埋深40m以下。该区处在旱地农业向荒地牧地过渡线的北部，属黄土丘陵沟壑干旱区，由于受青藏高原和腾格里沙漠的影响，形成了大陆性干旱荒漠气候，年平均降水量259 mm，蒸发量2 369 mm。年平均气温6.6℃，≥0℃的积温为3 208℃，≥10℃的积温为2 622℃，无霜期160～170 d。年日照时数2 919 h，辐射量 616.2 kJ/cm2。选择2009年新开垦的中度偏重盐碱荒地，冬灌时进行大水洗盐。采用地膜、秸秆、细沙3种覆盖材料，共设9个处理，分别为处理①露地（不覆盖，CK），处理②条膜覆盖，处理③全膜覆盖，处理④秸秆覆盖3 000 kg/hm2，处理⑤秸秆覆盖4 500 kg/hm2，处理⑥秸秆覆盖6 000 kg/hm2，处理⑦细沙覆盖2cm，处理⑧细沙覆盖5 cm，处理⑨细沙覆盖8 cm。随机区组排列，重复3次，小区面积24 m2（4 m×6 m）。试验2010年4月25日播种，播前覆盖，9月25日收获。试验所施肥料为N 375 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2，磷肥全部基施，氮肥的40%基施，其余60%在玉米大喇叭口期和抽雄期追施。其余管理同大田。

1.3 样品采集与测定分析

1.3.1 样品采集 作物播种前、收获后，各小区用“S”形5点取样法分别采集 0～10、10～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm 土层土样，将相同层次的土样充分混匀后带回实验室自然风干，磨碎、过2 mm筛后装入自封袋备用。

1.3.2 测定分析 电导率用5∶1水土比浸提，DDS-308A型电导率仪测定；pH用2.5∶1水土比浸提，pH-10型酸度计测定；土壤水分采用烘干法测定。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2003软件处理数据及制图，用DPS7.05统计软件进行相关的统计分析。

1.5 计算方法

土壤含水量（%）=［（原土重-烘干土重）/烘干土重］×100%

土壤脱盐率（%）=［（播种前电导率－收获后电导率）］/播种前电导率］×100%

土壤返盐率（%）=［（春季返盐期电导率-上季作物收获后电导率）/上季作物收获后电导率］×100%

2 结果与分析

2.1 玉米籽粒产量

从图1可以看出，采用不同材料和方式覆盖，对玉米均有增产效果，以地膜覆盖效果最好，其次是覆细沙，秸秆覆盖相对较差。同种覆盖材料中，地膜覆盖处理全膜覆盖优于条膜覆盖；细沙覆盖处理的增产效果以覆细沙5 cm最好，其次是覆细沙8 cm，覆细沙2 cm较低；秸秆覆盖处理的增产效果以覆秸秆6 000 kg/hm2最好，其次是覆秸秆4 500 kg/hm2，覆秸秆3 000 kg/hm2最低。总体来看，各处理的玉米籽粒产量从高到低依次为全膜覆盖、覆细沙5 cm、覆细沙8 cm、条膜覆盖、覆细沙2 cm、覆秸秆6 000 kg/hm2、覆秸秆4 500 kg/hm2、覆秸秆3 000 kg/hm2。其中全膜覆盖和覆细沙5 cm处理的籽粒产量分别达7 968、7 744 kg/hm2，比CK分别增产117.39%、111.30%；覆秸秆3 000 kg/hm2处理的增产率最小，为40.00%。不同覆盖方式下生物产量的变化趋势与籽粒产量基本一致。

图1 不同覆盖方式对玉米产量的影响

2.2 脱盐效果

从表1可以看出，CK在10～20 cm土层盐分增加了6.45%，即出现了积盐现象。地膜覆盖对0～10 cm和10～20 cm土层的盐分都有很好的控制作用。在20～40 cm土层，覆盖秸秆3 000、4 500 kg/hm2处理的盐分增加了33.00%、27.24%；覆细沙2、8 cm处理的盐分增加了5.43%、3.96%。在40～60cm土层，覆盖秸秆4 500kg/hm2处理的盐分增加了63.70%。这表明虽然在脱盐过程中灌溉水的洗盐起到了主导作用，但不同覆盖处理抑制了土壤返盐过程，巩固了脱盐效果，且不同覆盖方式对土壤的脱盐效果存在着差异。

2.3 土壤返盐率

从图2可知，在休闲季，不同地面覆盖方式均可减弱土壤的返盐，且以表层（0～40 cm）效果显著，其中0～10 cm土层CK的返盐率达298.7%，而覆秸秆6 000 kg/hm2处理仅为10.2%；同样在10～20 cm和20～40 cm土层，CK的返盐率分别达98.6%、76.0%，全膜覆盖的分别仅为6.3%、9.7%。由于土壤蒸发作用的存在，所以不同地面覆盖方式均无法完全消除返盐现象。不同地面覆盖方式的具体效果为全膜覆盖最优，特别在土壤浅层区域，这一处理的盐分主要积累在100 cm以下；随着秸秆和细沙的覆盖量增加，高返盐率土层逐渐下移。

表1 不同覆盖方式的土壤脱盐率

图2 不同覆盖方式下休闲期土壤返盐率

2.4 土壤含水量

从图3可知，不同地面覆盖方式均有阻碍蒸发、保蓄土壤水分的能力，其中全膜覆盖最具保蓄水分的优势，1 m土层内含水量高于20%，较CK高4.8～7.6百分点；秸秆覆盖和细沙覆盖各层的含水量与覆盖量呈正相关，分别较CK高0.14～6.25、0.82～7.45百分点，这两种覆盖方式的保水能力在40～100 cm土层优于0～40 cm土层。

图3 不同覆盖方式下的土壤含水量

3 小结

1）试验结果表明，采用不同材料和方式覆盖均有增产效果，以地膜覆盖效果最好，其次是覆细沙，秸秆覆盖相对较差。同种覆盖材料中，地膜全膜覆盖优于条膜覆盖；细沙覆盖处理的增产效果以覆细沙5 cm最好，其次是覆细沙8 cm，覆细沙2 cm较低；秸秆覆盖处理的增产效果以覆秸秆6 000 kg/hm2最好，其次是覆秸秆4 500 kg/hm2，覆秸秆3 000 kg/hm2最低。籽粒产量以全膜覆盖最高，达7 968 kg/hm2，比对照增产117.39%；其次是覆细沙5 cm，达7 744 kg/hm2，比对照增产111.30%；覆秸秆3 000 kg/hm2增产幅度最小，但仍比对照增产40.00%。

2）不同覆盖方式对土壤的脱盐效果存在差异，对0～20 cm土层的盐分均有很好的控制作用。而覆秸秆 3 000、4 500 kg/hm2和覆细沙 2、8 cm在20～40 cm土层和40～60 cm土层盐分有所增加。在休闲季不同覆盖方式均可减弱土壤的返盐，在0～40 cm土层效果显著。不同覆盖方式以全膜覆盖最优，特别在土壤浅层区域，该处理的盐分主要积累在100 cm以下。随着秸秆和细沙覆盖的覆盖量增加，高返盐率土层逐渐下移。不同覆盖方式均可增强土壤保蓄水分的能力，其中全膜覆盖效果最优，1 m土层内含水量较CK高4.8～7.6百分点；秸秆覆盖和细沙覆盖各层的含水量与覆盖量呈正相关，这两种覆盖方式的保水能力在40～100 cm土层优于0～40 cm土层。

3）不同覆盖材料都是一次投入后可使用多年，其中地膜可用3 a，秸秆可用3 a以上，细沙可用5 a以上。综合考虑，全膜覆盖见效快，是较为理想的覆盖材料；而麦草和沙子是农村随处可见的材料，这两种材料具有长期改良盐碱地的效果，可根据当地农业生产情况选用。

［1］ SZABOLESL.盐渍土是个世界性的问题［C］//.国际盐渍土改良学术讨论会论文集.北京：北京农业大学出版社，1985：9-17.

［2］ 王遵亲，祝寿全，俞仁培，等.中国盐渍土［M］.北京：科学出版社，1993：400-515.

［3］ 甘肃省土壤普查办公室.甘肃土壤［M］.北京：中国农业出版社，1993.

［4］ 牛叔文，陈作芳.农业区域开发探索——甘肃省沿黄灌区农业综合开发研究［M］.兰州：兰州大学出版社，1998.

［5］ 荆向田.白银高扬程灌区土壤次生盐渍化成因及改良措施［J］. 甘肃农业科技，1997（10）：22-24.

［6］ 徐德辉.甘肃河西走廊及沿黄灌区农业节水现状分析［J］. 人民黄河，2011，33（11）：112-116.