高分子化合物降低盐渍化土壤盐基离子效应研究

安梦洁,谭兰兰,王开勇,鄂玉联

(石河子大学农学院,新疆 石河子 832000)

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地位于石河子146团六分场朱家庄，无霜期为168～171 d，年日照时数2721～2818 h，≥0 ℃的活动积温为4023～4118 ℃，≥10 ℃的活动积温为3570～3729 ℃，年降水量125.0～207.7 mm。农田为开荒一年的重度盐渍化土壤，土壤质地为壤土，土壤基础理化性质见表1。

1.2 试验材料与设计

利用室内模拟硫酸钠型和碳酸氢钠型盐碱土壤，通过测定棉花发芽率，选出适用于盐渍化土壤的高分子化合物(聚丙烯酸盐类、聚丙烯酰胺类、纤维素类)。试验设计4个处理，筛选出的3种高分子化合物(表2)，分别为CK(不施材料)、M1、M2、M3，每个处理重复3次，共12个小区，每个小区面积30 m2，每个小区高分子化合物用量7.5 g，供试棉花品种为新陆早47。

1.3 样品采集

土壤样品采集分别于棉花苗期、盛花期、盛铃期进行采样，用于盐分分析土壤分别采集0～20、20～40 cm土壤，每个小区采3点混合，混合土壤用“四分法”保留土壤，土样风干过1 mm筛。原状土壤采集0～20 cm表层土壤于塑料盒中，带回实验室过8 mm筛并风干，用于团聚体分析。

1.4 指标测定

2 结果与分析

2.1 高分子化合物对重度盐渍化土壤盐分和pH的影响

2.1.1 土壤盐分 高分子化合物对土壤盐分含量影响显著(图1)。不同土层土壤，棉花苗期土壤盐分含量低于棉花盛花期和盛铃期土壤盐分含量。与CK相比，0～20 cm土层，M1、M2与CK差异不显著； M1、M2、M3使棉花盛花期土壤盐分含量依次降低了43.3 %、27.9 %、16.6 %； M1、M2处理使棉花盛铃期土壤盐分含量依次降低65.1 %、49.6 %。20～40 cm土层土壤，高分子化合物对棉花苗期土壤电导率的影响不显著；棉花盛花期和盛铃期土壤，M1、M2、M3处理较CK显著降低土壤电导率。

表1 供试土壤盐基离子含量

表2 试验设置

大写字母表示差异极显著(P﹤0.01)，小写字母表示差异显著(P﹤0.05)，下同Different small letters mean significant differences at 0.05 levels, the same as below图1 不同处理对土壤电导率的影响Fig.1 Effects of different treatments on soil electrical conductivity

2.1.2 土壤pH 不同土层土壤，棉花苗期土壤pH高于棉花盛花期和盛铃期土壤pH(图2)。与CK相比，0～20 cm土层，高分子化合物对棉花不同生育期土壤pH值无降低作用；20～40 cm土层土壤，M1处理使棉花苗期土壤pH降低0.13；各处理对棉花盛花期土壤pH影响不显著；M2、M3处理使土壤pH值分别显著降低0.30、0.11。

图2 不同处理对土壤pH的影响Fig.2 Effects of different treatments on soil pH

2.2 高分子化合物对重度盐渍化土壤盐基离子的影响

2.2.1 土壤阳离子 高分子化合物对土壤水溶性K+、Na+、Ca2+、Mg2+影响显著(图3)。不同土层土壤，棉花苗期土壤水溶性K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量分别低于棉花盛花期和盛铃期土壤水溶性K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量，与土壤电导率的变化趋势相似。与CK相比，0～20 cm土层，棉花苗期土壤中施用高分子化合物处理升高了土壤水溶性K+含量；降低了土壤水溶性Mg2+含量；M1和M2处理分别使水溶性Na+含量显著(P<0.05)降低；对土壤水溶性Ca2+含量影响不显著。棉花盛花期，M1使土壤水溶性K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量显著(P<0.05)降低。M1处理使棉花盛铃期土壤水溶性K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量显著(P<0.05)降低；M2处理使棉花盛铃期土壤水溶性K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量显著(P<0.05)降低。20～40 cm土层土壤，M2处理显著降低棉花苗期土壤Na+含量。棉花盛花期土壤，M1、M2、M3处理使土壤水溶性K+、Na+含量显著降低。棉花盛铃期土壤，M1、M2、M3处理能显著(P<0.05)降低土壤中水溶性K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量。

图3 不同处理对土壤阳离子的影响Fig.3 Effects of different treatments on soil positive ion

图4 不同处理对土壤阴离子的影响Fig.4 Effects of different treatments on soil negative ion

表3 因子载荷矩阵

注：*表示在0.05水平上因子与主成分相关性显著；**表示在0.01水平上因子与主成分相关性极显著，下同。

Note：* shows a significant difference(P<0.05), ** shows a significant difference(P<0.01), the same as below.

1代表苗期土壤，2代表盛花期土壤，3代表盛铃期土壤，下同1 represent seedling soil, 2 represent flowering soil, 3 represent belling soil, the same as below图5 不同高分子化合物处理0～20 cm土层土壤盐碱指标主成分分析Fig.5 Principal component analysis of 0-20 cm layer soil saline-alkali index under different polymer compound application treatments

3 讨 论

图6 不同高分子化合物处理20～40 cm土层土壤盐碱指标主成分分析Fig.6 Principal component analysis of 20-40 cm layer soil saline-alkali index under different polymer compound application treatments

4 结 论

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