酒泉市典型绿洲区不同耕作方式对土壤盐分和作物产量的影响

符崇梅+李娟+韩建峰

摘要 以酒泉典型綠洲区盐碱地为例，研究了3种耕作方式对土壤盐分、养分和作物产量的影响。结果表明，连续2年不同耕作方式0～60 cm土壤含盐量均呈下降趋势。2015年播前0～60 cm土层返盐量以DT1处理最高，以ST处理最低。DT1处理收获后0～20、20～40、40～60 cm土层含盐量较播种前分别降低40.3%、52.0%、47.6%，DT2处理分别降低40.4%、52.1%、46.6%，ST处理分别降低37.2%、52.1%、43.3%。随着耕作深度的增加，土壤0～60 cm含盐量上行、淋溶幅度较大。2016年播前DT2处理0～60 cm土层含盐量均表现最低，DT1处理收获后0～20、20～40、40～60 cm土层含盐量较2015年播前分别降低了42.6%、54.1%、53.8%；DT2处理0～20、20～40、40～60 cm土层含盐量较2015年播前分别降低了56.1%、66.4%、59.6%；ST处理0～20、20～40、40～60 cm土层含盐量较2015年播前分别降低了39.7%、59.6%、40.9%。连续耕作2年，0～60 cm土层脱盐率以DT2处理最高，适度耕作利于盐碱化土壤的改良。不同耕作方式连续2年均能提高土壤耕层有机质含量、全氮量、速效磷量，其中有机质含量提高幅度达2.34%～5.85%，且处理间差异显著。对土壤有机质、全氮的增加效应，DT2处理明显优于其他2种方式。3种耕作方式连续2年向日葵产量DT2处理最高，产量达2 632.5 kg/hm2和3 036.0 kg/hm2。DT2、ST处理与DT1间2年差异均极显著。说明适度耕作对作物产量的形成有利，这一结果与土壤盐分的表现相一致。

关键词 耕作；土壤盐分；向日葵；产量；甘肃酒泉；典型绿洲区

中图分类号 S156.4+1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）24-0164-03

Effects of Different Tillage Methods on Soil Salinity and Crop Yield in Typical Oasis Area of Jiuquan City

FU Chong-mei 1 LI Juan 1 HAN Jian-feng 1 WANG Jing 2 WEI Ye-chou 1

（1 Jiuquan Agricultural Sciences Research Academy in Gansu Province，Jiuquan Gansu 735000； 2 Institute of Agricultural Resources and Agricultural Regionalization，GAAS）

Abstract Taking saline land of typical oasis areas in Jiuquan City as example，effects of three tillage and management methods on soil salinity，soil nutrient and crop yield were studied. The results showed that soil salinity of 0-60 cm layerwith different tillage methods all showed down trend.In 2015，the increased salt content accumulated of presowing in 0-60 cm layer were the highest in DT1 treatment and the lowest in ST treatment.After harvest，soil salinities in 0-20 cm layer，20-40 cm layer and 40-60 cm layer of DT1 treatment were respectively lower by 40.3%，52.0% and 47.6% than before sowing，the DT2 treatment decreased by 40.4%，52.1% and 46.6%respectively，and ST treatment decreased by 37.2%，52.1% and 43.3%respectively.With the tillage depth increased，soil salinity in 0-60 cm layer was uplink，and the leaching presented a larger amplitude.In 2016，the soil salinity in all 0-60 cm layers of DT2 treatment before sowing were the lowest. Compared with 2015 before sowing，the DT1 treatment soil salinity in 0-20 cm layer，20-40 cm layer and 40-60 cm layer after harvest decreased by 42.6%，54.1% and 53.8%，respectively.Compared with 2015 before sowing，the DT2 treatment soil salinity in 0-20 cm layer，20-40 cm layer and 40-60 cm layer after harvest decreased by 56.1%，66.4% and 59.6%，respectively.Compared with 2015 before sowing，the ST treatment soil salinity in 0-20 cm layer，20-40 cm layer and 40-60 cm layer decreasedby 39.7%，59.6% and 40.9%，respectively. With the continuous two-year tillage，the soil desalination in 0-60 cm layer of the DT2 treatment was the highest，the moderate tillage was beneficial to improve the saline-alkali land.Applying different tillage methods for two years，could increase the contents of soil organic matter，total nitrogen and available phosphorus. The content of organic matter in tested soil increased by 2.34%-5.85%，and the differences among treatments were significant.The increase effects of soil organic matter and total nitrogen of DT2 was better than other treatments.Applying different tillage methods for two years，Helianthus annuus yield of DT2 treatment was the highest，which reached 2 632.5 kg/hm2 and 3 036.0 kg/hm2. There was extremely significant difference of yields of DT2，ST and DT1 treatments between 2015 and 2016，and it showed that moderate tillage was beneficial to crop yield，which was consist with the results of soil salinity.endprint

Key words tillage；soil salinity；Helianthus annuus；yield；Jiuquan Gansu；typical oasis area

土壤盐碱化改良利用是世界性农业生产所面临的一个严重问题。土壤中盐分含量及速效养分含量对植物的生长发育、产量形成和品质影响较大。我国盐碱地面积约为3 600万hm2，占可利用土地面积的4.88%[1]。酒泉市盐碱地面积约75.44万hm2。20世纪末，甘肃省實施“疏勒河农业灌溉暨移民安置综合开发”项目，在疏勒河、黑河下游开垦滩涂荒地近3.0万hm2。如何改良利用盐碱地，提高土地利用率，对实现移民增收乃至保障国家粮食安全意义重大。

自20世纪30年代开始，国内外在盐碱地的地理分布、形成过程和机制、改良方法等方面进行了大量研究，提出了灌排、防渗等改良、化学改良、植物改良理论和对策[2]。耕作可为作物的生长创造良好的环境并维持作物生长的持续性，对土壤结构的改善、作物根系的发育、作物产量的提高有明显作用[3-4]。耕作和秸秆还田覆盖措施改变土壤理化性状、影响土壤温度变化和水分利用效率等，从而影响作物生长和产量[5-7]。盐碱地具有耕层板结、透气性差、土壤中好气微生物少、分解养分能力低等特性，从而影响作物的生长[8]。因此，科学合理的耕作方式是改良盐碱化土壤的一个关键因素。本文以酒泉典型绿洲区新垦盐碱地为对象，于2014—2016年选择不同耕作方式研究其对土壤盐分、养分和产量的影响，为典型绿洲区盐碱地改良和合理耕层构建技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验点设在酒泉市肃州区银达镇怀茂村酒泉市龙德隆生态科技农场。该场位于肃州区北10 km，地理位置为东经98°29′、北纬39°49′。东面与怀茂村、南面与怀中村相接，西面与酒泉边湾农场毗邻，北面接壤六分村并与巴丹吉林沙漠相连。试验地属滩涂地开垦10 年左右，地处农场边缘撂荒地。海拔1 320 m，年降雨量53.7 mm，蒸发量2 148.8 mm，年均气温7.3 ℃，≥0 ℃积温3 198.1 ℃，≥10 ℃有效积温2 854.5 ℃，无霜期130 d，年日照时数3 033.4 h。试验地为砂壤土，全盐含量4.221～6.201 g/kg，pH值8.56～9.10，地下水位 >1.5 m。种植作物为向日葵。

1.2 试验设计

试验采用大区对比设计，共设3个处理，具体见表1。小区面积360 m2（24 m×15 m）。犁地、旋耕前各处理均统一施有机肥15 m3/hm2、化肥（纯N 200 kg/hm2、P2O5 105 kg/hm2）、秸秆粉3 000 kg/hm2、脱硫炉渣15 m3/hm2。试验于2014年10月、2015年10月按照试验设计进行犁地、旋耕，然后灌冬水。翌年春季作物播种前耙耱、镇压后覆膜播种。其他田间管理同大田。

1.3 测定内容与方法

1.3.1 土壤盐分。作物播种前、收获后及每月中下旬每处理小区选取3点，按0～10、10～20、20～40、40～60 cm层次取土样，测定土壤盐分含量。

1.3.2 土壤养分。作物播种前、收获后每小区选取3点，按0～10、10～20、20～40 cm层次分别采取土样，测定土壤中养分含量。

1.3.3 土样分析方法。土壤阴干后研磨过筛，测定土壤全盐量、pH值及盐分离子等。土样分析均用常规方法进行。其中：土壤全盐用烘干残渣法；电导率用电导仪法（土∶水为1∶5）；K+、Na+用火焰光度法；Ca2+、Mg2+用原子吸收分光光度法；HCO3-、CO32-用电位滴定法；Cl-用硝酸银滴定法；SO42-用EDTA间接络合滴定法。有机质用油浴加热重铬酸钾氧化-容量法，全氮用凯氏定氮法，速效磷用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法，速效钾用乙酸铵浸提-火焰光度法。

1.4 数据处理分析

试验数据采用Excel 2003和SPSS 19.0软件分析。

2 结果与分析

2.1 不同耕作方式下土壤盐分变化特征

从土壤盐分的时间变化（表2）来看，连续2年内3种耕作方式处理0～60 cm土壤含盐量均呈下降趋势。2015年播前（4月中旬），0～10、10～20、20～40、40～60 cm土层返盐量以DT1处理最高，以ST处理最低。播种至收获前，0～10、10～20 cm土层含盐量总体以DT2处理最低，以DT1处理最高；20～40、40～60 cm土层含盐量表现分2个阶段，播种后至灌第一水前（6月中旬）均以DT1最高，20～40 cm土层以DT2最低，40～60 cm土层以ST最低；灌第一水后至收获，20～40、40～60 cm土层含盐量均以DT2最高，20～40 cm土层以DT1最低；40～60 cm土层规律不一。ST处理从播种至收获40～60 cm土层含盐量变化近似一条直线，说明耕作方式对其影响较小。与播前相比，收获后0～20、20～40、40～60 cm土层含盐量DT1处理依次分别降低40.3%、52.0%和47.6%；DT2处理依次分别降低40.4%、52.1%和46.6%；ST处理依次分别降低37.2%、52.1%和43.3%。说明随着耕作深度的增加，土壤通透性提高，土壤0～60 cm含盐量上行、淋溶幅度较大。2016年播种前，DT2处理0～10、10～20、20～40、40～60 cm土层含盐量均表现最低，而10～20 cm土层返盐量以DT1处理最高，0～10、20～40、40～60 cm土层返盐量以ST处理最高；收获后0～10、10～20、20～40、40～60 cm土层含盐量仍以DT2处理最低，DT1、ST处理表现不尽一致，其中10～20、20～40 cm土层含盐量以DT1处理最高，0～10、40～60 cm土层含盐量以ST处理最高。DT1处理0～20、20～40、40～60 cm土层含盐量较播种前分别降低了19.6%、18.1%和17.3%，较2015年播种前分别降低了42.6%、54.1%和53.8%；DT2处理0～20、20～40、40～60 cm土壤含盐量较播前分别降低了17.4%、10.4%和17.9%，较2015年播前分别降低了56.1%、66.4%和59.6%；ST处理0～20、20～40、40～60 cm土壤含盐量较播前分别降低了18.5%、17.2%和8.2%；较2015年播前分别降低了39.7%、59.6%和40.9%。说明连续耕作2年，0～60 cm土层脱盐率以DT2处理最高，适度耕作利于盐碱化土壤的改良，耕作过深带来深层盐分的上行，过浅盐分淋溶速度慢。2015年各土层处理间差异不显著，2016年DT1和ST处理与DT2处理间有明显差异。endprint

2.2 不同耕作方式对土壤有机质的影响

由图1（a）可知，不同耕作方式连续2年均能提高土壤耕层有机质含量，提高幅度达2.34%～5.85%，且处理间差异显著。DT1处理在第1年作物收获后土壤有机质含量较DT2处理降低0.24%，第2年作物收获后较DT2处理提高2.89%；ST处理在第1年、第2年作物收获后土壤有机质含量较DT2处理分别提高1.66%和1.33%。说明随着耕作深度的增加不利于土壤有机质的积累。

2.3 不同耕作方式對土壤全氮的影响

由图1（b）可知，连续耕作2年，3种耕作方式均可有效提高盐碱化土壤全氮量。第1年土壤0～40 cm全氮量ST和DT1处理分别较DT2处理低0.002 g/kg和0.07 g/kg，分别下降0.2%和6.97%；第2年土壤0～40 cm全氮量DT2、ST处理同最高，为0.973 g/kg，较上年分别提高1.14%和1.35%；而DT1处理较上一年提高8.05%，较DT2处理降低0.62%。处理间差异不显著。

2.4 不同耕作方式对土壤速效磷的影响

由图1（c）可知，连续耕作2年，3种耕作方式均可有效提高盐碱化土壤速效磷含量。第1年土壤0～40 cm速效磷含量随着耕作深度的增加而降低；第2年表现为ST>DT1>DT2，其中ST处理为23.70 mg/kg，较上年提高3.00%，较当年DT2提高19.7%；DT1处理为22.2 mg/kg，较上一年提高17.2%，较当年DT2处理降低12.0%。处理间2年差异皆不显著。

2.5 不同耕作方式对作物产量的影响

2.5.1 不同耕作方式对向日葵产量的影响。由图1（d）可知，3种耕作方式下，连续2年向日葵产量以DT2处理最高，产量达2 632.5 kg/hm2和3 036.0 kg/hm2；其次为ST处理，产量达2 485.5 kg/hm2和2 973.0 kg/hm2，较DT2同比分别减产5.6%和2.1%；而DT1处理第1年没有形成产量，第2年产量仅为172.5 kg/hm2，较DT2同比分别减产100.0%和94.3%。处理间方差分析，DT2、ST处理与DT1间2年差异均极显著。说明适度耕作对作物产量的形成有利，这一结果与土壤盐分的表现相一致。

2.5.2 不同耕作方式对向日葵出苗及成苗的影响。由表3可知，不同耕作方式对向日葵出苗、成苗有一定的影响。2015年出苗率以ST处理最高，为89.3%；DT1处理出苗率最低，为51.7%，差异不显著。2016年出苗率以DT2处理最高，为96.7%；ST处理出苗率最低，73.3%，差异不显著。灌第一水后，因盐碱危害向日葵苗有不同程度的死亡。2015年成苗率以DT2最高，为77.5%，死亡率5.9%；ST处理成苗率为68.3%，死亡率5.9%；DT1死亡率为100.0%。DT2、ST与DT1处理间差异显著。2016年成苗率以DT2最高，为93.3%，死亡率1.4%；ST处理成苗率为70.0%，死亡率3.3%；DT1处理成苗率最低，为13.3%，死亡率为63.4%。DT2与DT1处理间差异显著。

3 结论与讨论

（1）连续2年不同耕作方式0～60 cm土壤含盐量均呈下降趋势。2015年播前0～60 cm土层返盐量以DT1处理最高，以ST处理最低。DT1处理收获后0～20、20～40、40～60 cm土层含盐量较播种前分别降低40.3%、52.0%和47.6%，DT2处理分别降低40.4%、52.1%和46.6%，ST处理依次分别降（下转第175页）

（上接第166页）

低37.2%、52.1%和43.3%。说明随着耕作深度增加，土壤通透性提高，土壤0～60 cm土层含盐量上行、淋溶幅度较大。

2016年播前DT2处理0～60 cm土层含盐量均表现最低。DT1处理收获后0～20、20～40、40～60 cm土层含盐量较播种前分别降低了19.6%、18.1%和17.3%，较2015年播种前分别降低了42.6%、54.1%和53.8%；DT2处理0～20、20～40、40～60 cm土层含盐量较播前分别降低了17.4%、10.4%和17.9%，较2015年播种前分别降低了56.1%、66.4%和59.6%；ST处理0～20、20～40、40～60 cm土层含盐量较播种前分别降低了18.5%、17.2%和8.2%；较2015年播种前分别降低了39.7%、59.6%和40.9%。连续耕作2年，0～60 cm土层脱盐率以DT2处理最高，适度耕作利于盐碱化土壤的改良。

（2）不同耕作方式连续2年均能提高土壤耕层有机质含量、全氮量、速效磷量，其中有机质含量提高幅度达2.34%～5.85%，且处理间差异显著。对土壤有机质、全氮的增加效应DT2处理明显好于其他2种方式。

（3）3种耕作方式连续2年向日葵产量DT2处理最高，产量达2 632.5 kg/hm2和3 036.0 kg/hm2。处理间方差分析，DT2、ST处理与DT1间2年差异均极显著。说明适度耕作对作物产量的形成有利，这一结果与土壤盐分的表现相一致。不同耕作方式对出苗、成苗有一定的影响。

4 参考文献

[1] 王佳丽，黄贤金，钟太阳，等.盐碱地可持续利用研究综述[J].地理学报，2011，66（5）：673-684.

[2] 刘建红.盐碱地开发治理研究进展[J].山西农业科学，2008，36（12）：51-53.

[3] 周晓舟，唐创业.不同耕作方式对水稻经济性状的影响[J].湖北农业科学，2008，47（7）：764-766.

[4] 姚珍，黄国勤，张兆飞，等.稻田保护性耕作研究Ⅱ.不同耕作方式对水稻产量及生理生态的影响[J].江西农业大学学报，2007，29（1）：182-186.

[5] 焦维成，殷文，杨卫建，等.不同耕作方法对小麦生育特性的影响[J].上海农业科技，2005（4）：44-45.

[6] 金亚征，谢瑞芝，冯聚凯，等.保护性耕作下华北平原夏玉米产量效应的研究[J].玉米科学，2008，16（4）：143-146.

[7] 孙昌禹，王秀萍，鲁雪林，等.不同培肥方法对稻改旱后土壤盐分及棉花生长发育的影响[J].安徽农业科学，2009，37（9）：4094-4095.

[8] 孙国荣，彭永臻，岳中辉，等.不同改良方法对盐碱土壤氮素营养状况的影响[J].植物研究，2004，24（3）：369-374.endprint