秸秆覆盖对滨海盐碱地水盐运移的影响

邓 玲，魏文杰，胡 建，姜夏烨，杨晋炜，葛 云，董军林，章奕忠，吴 琦

（1江苏华都建设有限公司，南京210007；2江苏省有色金属华东地质勘查局/地球化学勘查与海洋地质调查研究院，南京210007）

秸秆覆盖对滨海盐碱地水盐运移的影响

邓 玲1，魏文杰2，胡 建2，姜夏烨2，杨晋炜2，葛 云2，董军林2，章奕忠2，吴 琦2

（1江苏华都建设有限公司，南京210007；2江苏省有色金属华东地质勘查局/地球化学勘查与海洋地质调查研究院，南京210007）

为探究秸秆覆盖对滨海盐碱地土壤含盐量、水分、pH值的动态变化规律，进行秸秆覆盖试验(FG)，并以不覆盖秸秆作为对照组(CK)。结果表明：在FG 0～20、20～40 cm土层土壤盐度分别下降了16.09%和7.26%，土壤含水量分别增加了69.21%和59.08%。由此可得，秸秆覆盖能有效改良滨海盐碱地土壤，减少了土壤水分蒸发损失，提高了水分利用效率，在一定程度上抑制了土壤中可溶性盐分的表聚作用，从而达到改良滨海盐碱地的目的。

滨海盐碱地；秸秆覆盖；土壤含水量；水盐运移

0 引言

目前，中国盐碱地面积约为3.5×107hm2，其中滨海盐土、海涂和浅海面积约为1.4×107hm2[1-2]。滨海盐碱地资源丰富，是重要的潜在土地资源，对缓解土地资源紧张具有重要的作用。然而滨海盐碱地土壤含盐量高，并且在气温高地表水分蒸发大的情况下，盐分不断向地表聚集，引起地表盐分不断提高，致使作物无法生长，只有少量耐盐作物能够生长[3-4]。根据前人研究结果，土壤盐渍化的根本原因是含有盐分的水在土体中运动，所以解决土壤盐渍化的关键是减少土壤水分蒸发、控制地下水位上升或降低地下水位。通过地面覆盖，减少地面蒸发，抑制盐分表聚，使盐分向地表聚集逐渐减弱，是盐渍土改良的一种手段[5-6]。常见的覆盖措施有秸秆覆盖[7]、地膜覆盖[8-9]。普通地膜具有透光率高、不透气、质轻耐久等特性以及显著的增温保水作用[10-12]，但普通地膜的抗分解特性使其残存于土壤中或进入周围环境中很难自然降解，造成所谓的“白色污染”[13-14]。秸秆覆盖不仅具有保水保温效应[10,15-16]，又实现了农业废弃物的资源化利用，更具有培肥土壤和防止水土流失的作用[17-18]，是地面覆盖的最佳选择。笔者通过田间试验观察秸秆覆盖对土壤水盐影响，以期为推动秸秆覆盖技术改良滨海盐碱地土壤提供理论依据和实践指导。

1 试验方案

1.1 试验区简介

试验地位于南通市如东县海边滩涂土地，原为水产养殖鱼塘，后原地推平复垦。土壤中含较多的贝壳侵入体，地下水位高，地下水埋深1.67～1.92 m之间，易受海水入侵影响，且地下水矿化度较高，土壤类型为砂壤土。试验时间为2016年7月30日—2016年9月22日，试验过程中总降雨量为148.6 mm，蒸发量为198.61 mm，试验区土壤理化性质背景值见表1。

1.2 试验方法

取样后，试验地进行秸秆覆盖5 cm(FG)，另一块试验地无覆盖秸秆(CK)，2周取一次样，强降雨后加密取样，采用土钻分层取0～20、20～40 cm土层土壤，每个样品为3点混合土样，以观察各层土壤中水盐动态变化。

1.3 样品测定与数据分析

土壤含盐量是八大易溶离子含量之和（阴阳离子参考DZG/T 0064—93）；土壤pH值采用PHS-3CT型测定仪测试；土壤含水量采用烘干法测定；蒸发量采用环刀法测量；试验数据采用Excel软件进行统计分析，采用Origin8.0进行处理作图，根据公式(1)计算不同土层的土壤脱盐率。

其中A为试验前盐分含量，B为试验结束盐分含量，D为脱盐率[19]。

表1 试验区土壤理化性质

2 结果与分析

2.1 蒸发量和降雨量变化

结合图1可得，试验过程中降雨比较集中，出现4次降雨，以9月15日降雨量最大，总降雨量为148.6 mm，蒸发量除了大降雨之外，一直比较持续平稳，平均蒸发量约为4.32 mm，总蒸发量为198.61 mm。

整个试验阶段以9月15日为界可划分为返盐阶段、降盐阶段。7月30日—9月14日，降雨量为25.1 mm，蒸发量为184.87 mm，蒸发量远大于降雨量，返盐阶段；9月15日—9月22日，降雨量为123.5 mm，蒸发量为13.74 mm，降雨量远大于蒸发量，为降盐阶段。

图1 蒸发量和降雨量变化图

2.2 秸秆覆盖对0～20、20～40 cm土层土壤盐度的影响

结合图2分析，在返盐阶段，FG在0～20 cm盐度仅增加了4.90%，20～40 cm土层盐度降低了3.41%，而CK在0～20、20～40 cm土层盐度分别增加了87.95%、12.27%。秸秆覆盖后在蒸发阶段土壤盐度变化幅度较小，无秸秆覆盖盐度增加幅度较大，可能是无秸秆覆盖地表水分蒸发较大，下层水分向上迁移，盐分随水向上迁移至地表，引起地表盐分增多。在降盐阶段，2种处理盐度均降低，雨水将大量盐分溶解随地表流走，同时部分盐分下渗，将盐分带入更深一层，如9月18日20～40 cm土层盐度升高，可能是由于0～20 cm土层盐分渗入20～40 cm土层，引起该层土壤盐度暂时升高。整个试验过程中，FG在0～20、20～40 cm土层盐度分别减少了16.09%、7.26%；CK在0～20、20～40 cm土层盐度分别增加了22.63%、37.74%；说明秸秆覆盖能有效地控制土壤盐分向上迁移积累，降雨降低土壤盐度。结合整个过程认为秸秆覆盖处理能有效的抑制土样盐分表聚，与降雨结合能有效降低土壤全盐含量。

图2 0～20、20～40 cm不同土层土壤盐度变化图

2.3 秸秆覆盖对0～20、20～40 cm不同土层土壤含水量的影响

结合图3，FG在0～20、20～40 cm土层土壤含水量分别增加了69.21%、59.08%；CK在0～20、20～40 cm土层土壤含水量分别增加了51.06%、43.48%；2种处理在0～20、20～40 cm土层土壤含水量秸秆覆盖区域略高于无秸秆覆盖，但整体土壤含水量变化趋势基本一致，呈升高趋势，主要与15—17日大量降雨有关。在返盐阶段，秸秆覆盖后，土壤含水量基本恒定不变，说明秸秆覆盖保墒效果好，增加作物耗水量，提高作物产量，提高了土壤水分利用率，对确保作物苗齐、苗壮具有重要意义[20]。而无覆盖区域0～20 cm土层土壤水分随时间水分越来越少，主要是因为蒸发量大表层水分不断蒸发引起的表层土壤水分过低。

图3 0～20、20～40 cm不同土层土壤含水量变化图

2.4 秸秆覆盖对0～20、20～40 cm不同土层土壤pH值的影响

土壤pH值为表征土壤酸碱程度的重要指标，由于土壤里含有多种有机酸、无机酸、碱以及盐类等物质，从而使土壤的酸碱性呈现动态变化。试验地块的土壤属于滨海盐碱土地，其土壤pH 7.6左右。秸秆覆盖会影响到土壤的水盐动态，必然也会影响土壤的pH值，如图4所示。

结合图4对试验结果进行分析，FG在0～20、20～40 cm土层土壤pH值分别增加了5.37%、5.81%；CK在0～20、20～40 cm土层土壤pH值分别增加了7.09%、6.53%，FG和CK处理的土壤pH值基本在同一水平变化幅度较小，主要是土壤中的可溶性离子、有机酸、无机酸共同作用的结果。在0～40 cm土层内，秸秆覆盖不同程度地减缓了土壤pH值的变化。这表明秸秆覆盖对土壤pH值有一定的影响，可能与秸秆覆盖具有防止土壤水分蒸发以及保湿作用有关。

图4 0～20、20～40 cm不同土层土壤pH值变化图

3 结论

（1）当蒸发量较大时，采用秸秆覆盖处理，能够有效地减少土壤水分的蒸发，抑制土壤盐渍化的形成，达到保墒抑蒸效应。试验研究结果表明，在返盐阶段，秸秆覆盖在0～20 cm盐度仅增加了4.90%，20～40 cm土层盐度降低了3.41%，而无秸秆覆盖区域在0～20、20～40 cm土层盐度分别增加了87.95%、12.27%。

（2）采用秸秆覆盖处理具有明显地抑制盐分表聚作用，不同土层土壤含盐量，覆盖处理的区域明显低于未覆盖区域。

（3）滨海盐碱地降低土壤盐度需2个过程：一是进行秸秆覆盖以减缓土壤水分蒸发，抑制土壤盐度表聚；二是结合自然降雨或人工灌溉，对土壤盐分进行淋洗，达到降低土壤盐度的目的。

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Effects of Straw Mulching on Water and Salt Movement in Coastal Saline-alkali Soil

Deng Ling1,Wei Wenjie2,Hu Jian2,Jiang Xiaye2,Yang Jinwei2,Ge Yun2,Dong Junlin2,Zhang Yizhong2,Wu Qi2
(1Jiangsu Huadu Construction Co.,Ltd,Nanjing 210007,Jiangsu,China;2East China Mineral Exploration&Development Bureau for Non-Ferrous Metals/Institute of Geochemical Exploration and Marine Geological Survey,Nanjing 210007,Jiangsu,China)

To study the effect of straw mulching on the dynamic changes of soil salt content,moisture and the pH value in coastal saline-alkali soil,a straw mulching test(FG)was carried out,and no mulching was used as CK.The results showed that straw mulching could reduce the soil salt content by 16.09%and 7.26%in 0-20 and 20-40 cm soil layer,and increase the soil water content by 69.21%and 59.08%,respectively.Thus,straw mulching could effectively improve coastal saline-alkali soil,reduce the soil moisture evaporation,improve the water use efficiency,and to a certain extent,inhibit surface accumulation of salt,so as to achieve the purpose of improving the coastal saline-alkali land.

Coastal Saline-alkali Soil;Straw Mulching;Soil Water Content;Water and Salt Movement

S3

A论文编号：cjas17080005

2015年度国土资源部公益性行业科研专项“滨海盐碱地快速改良技术及标准研究”(201511086)。

邓玲，女，1974年出生，湖南浏阳人，工程师，大专，主要从事土壤环境修复研究。通信地址：210007南京市秦淮区光华路石门坎102号，Tel：025-84688158，E-mail：670560970@qq.com。

魏文杰，男，1989年出生，山东青岛人，工程师，硕士，主要从事土壤环境修复研究。通信地址：210007南京市秦淮区光华路石门坎102号，Tel：025-84688158，E-mail：853930783@qq.com。

2017-08-07，

2017-10-12。