功能性鹽土改良肥對(duì)河西走廊草甸鹽土的改土效應(yīng)

謝曉蓉, 劉金榮, 王引權(quán), 耿廣琴, 王惠珍

(1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué), 甘肅 蘭州 730020; 2.蘭州大學(xué) 草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院, 甘肅 蘭州 730020)

功能性鹽土改良肥對(duì)河西走廊草甸鹽土的改土效應(yīng)

謝曉蓉1, 劉金榮2, 王引權(quán)1, 耿廣琴1, 王惠珍1

(1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué), 甘肅 蘭州 730020; 2.蘭州大學(xué) 草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院, 甘肅 蘭州 730020)

[目的] 解決河西走廊鹽土存在的“旱、澇、鹽、瘦”等疑難問(wèn)題,為改良河西走廊鹽土提供理論依據(jù)。[方法] 采用酸堿中和原理、離子交換原理、土壤結(jié)構(gòu)改良方法,將自主研發(fā)的鹽堿調(diào)控劑、有機(jī)活性肥和甘草專(zhuān)用肥按比例合成功能性鹽土改良肥,進(jìn)行田間驗(yàn)證試驗(yàn),以便對(duì)功能性鹽土改良肥的改土效應(yīng)作出科學(xué)的評(píng)價(jià)。[結(jié)果] 功能性鹽土改良肥最佳配方組合為:鹽堿調(diào)控劑∶有機(jī)活性肥∶甘草專(zhuān)用肥為0.072 4∶0.905 1∶0.022 5。功能性鹽土改良肥施用量與草甸鹽土總孔隙度、團(tuán)聚體、持水量、陽(yáng)離子交換能力(CEC)、有機(jī)質(zhì)、速效氮磷鉀、甘草農(nóng)藝性狀和根鮮重呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與容重、pH值和全鹽含量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。功能性鹽土改良肥最佳施用量為24.95 t/hm2,甘草鮮根理論產(chǎn)量(y)為13.45 t/hm2。不同種類(lèi)鹽堿土改良劑對(duì)草甸鹽土容重、pH值、全鹽和真菌由大到小的變化順序依次為:對(duì)照>沃豐隆鹽堿土改良劑>抗鹽豐鹽堿土改良劑>功能性鹽土改良肥;總孔隙度、團(tuán)聚體、細(xì)菌、放線(xiàn)菌和酶活性由大到小的變化順序依次為:功能性鹽土改良肥>抗鹽豐鹽堿土改良劑>沃豐隆鹽堿土改良劑>對(duì)照。施用功能性鹽土改良肥與對(duì)照比較,容重、pH值、全鹽和真菌分別降低13.38%,7.91%,39.82%和55.56%;總孔隙度、團(tuán)聚體和甘草根鮮重增加15.42%,56.36%和21.62%;細(xì)菌、放線(xiàn)菌、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和多酚氧化酶分別增加60.26%,84.62%,65.23%,79.52%,68.42%和69.35%。[結(jié)論] 在甘肅省河西走廊草甸鹽土上施用功能性鹽土改良肥,可以有效改善草甸鹽土理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì),提高土壤酶活性和持水量。

功能性鹽土改良肥; 草甸鹽土; 改土效應(yīng)

文獻(xiàn)參數(shù)： 謝曉蓉, 劉金榮, 王引權(quán), 等.功能性鹽土改良肥對(duì)河西走廊草甸鹽土的改土效應(yīng)[J].水土保持通報(bào)，2017,37(3)：67-74.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.00.012; Xie Xiaorong, Liu Jinrong, Wang Yinquan, et al. Effect of functional solonchak improvement fertilizer on saline soil improvement in meadow of Hexi Corridor[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(3)：67-74.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.012

甘肅河西走廊鹽土分布面積為1.21×106hm2，主要分布在武威、張掖、酒泉的沖積平原低洼帶、河湖階地和低洼碟形凹地上[1-2]，鹽土類(lèi)型是有草甸鹽土、沼澤鹽土、干旱鹽土和殘余鹽土[3]，鹽分類(lèi)型是NaCl，CaCl2，MgCl2Na2SO4，CaSO4，MgSO4，NaHCO3，Ca(HCO3)2，Mg(HCO3)2，Na2CO3，CaCO3，MgCO3，各種鹽類(lèi)對(duì)植物的毒害效應(yīng)依次為Na2CO3>NaHCO3>NaCl>CaCl2>MgSO4>Na2SO4。目前，隨著人口逐漸增多，土地日趨減少，開(kāi)發(fā)利用荒蕪的鹽堿地資源，不僅可以拓寬作物栽培領(lǐng)域，改善生態(tài)環(huán)境條件,而且可以提高糧食總產(chǎn)量，緩解糧食危機(jī)。有關(guān)鹽堿土改良劑的研究前人做了大量的工作[5-12]，但功能性鹽土改良肥對(duì)河西走廊草甸鹽土改土效應(yīng)研究尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道，因此，研究開(kāi)發(fā)具有本區(qū)特色的鹽土改良肥，對(duì)于保障國(guó)家耕地面積和糧食安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。本文擬針對(duì)河西走廊鹽土存在的“旱、澇、鹽、瘦”等特性，采用酸堿中和原理、離子交換原理、土壤結(jié)構(gòu)改良原理，將自主研發(fā)的鹽堿調(diào)控劑、有機(jī)活性肥和甘草專(zhuān)用肥按比例合成功能性鹽土改良肥，進(jìn)行田間驗(yàn)證試驗(yàn)，以便對(duì)功能性鹽土改良肥的改土效應(yīng)作出科學(xué)的評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)于2010—2015年在甘肅省酒泉市肅州區(qū)鏵尖鄉(xiāng)漫水灘村進(jìn)行，土壤類(lèi)型是草甸鹽土，成土母質(zhì)是沖積物，地下水埋藏深度為0.8～1.20 m，其剖面形態(tài)特征是：0—20 cm草根層，棕灰色，輕壤質(zhì)土，小塊狀結(jié)構(gòu)；20—35 cm灰棕色，輕壤質(zhì)土，片狀結(jié)構(gòu)；35—68 cm柱狀結(jié)構(gòu)，有大量黃棕色銹紋銹斑，土壤潮濕。0—20 cm土層含有機(jī)質(zhì)10.33 g/kg，堿解氮28.64 mg/kg，速效磷5.12 mg/kg，速效鉀132.41 mg/kg，有效鋅0.42 mg/kg，有效鉬0.10 mg/kg，pH值8.34，全鹽3.30 g/kg，代表性鹽生植物是：堿蓬(Suaedaglauca)、鹽角草(Solicorciaeuropaeal)、花花柴(KareliniaCaspica)、鹽蒿(ArtemisiaHalodendrom)、檉柳(Tamarixchinensis)、羅布麻(ApocynumVenetum)、堿茅草(Puccinelliadistans)。1.1.2 試驗(yàn)材料 CO(NH2)2，含N 46%；(NH4)2HPO4，含N 18%，P2O546%；K2SO4，含K2O 50%；ZnSO4.7 H2O，含Zn 23%；腐熟牛糞,含有機(jī)質(zhì)24.35%，全氮0.32%、全磷0.25%、全鉀0.16%，粒徑1～2 mm；生物菌肥有效活菌數(shù)≥20億個(gè)/g，粒徑1～2 mm；硫酸鋁(Al2(SO4)3，含Al2O3，15.90%；硫磺，含S 95%；石膏粉，含Ca 22.50%，S 20.70%；鹽堿調(diào)控劑(自制),硫酸鋁、硫磺、石膏粉重量比按0.445 3∶0.504 2∶0.050 5混合，含Al2O37.08%，S 47.90%，Ca 1.14%。有機(jī)活性肥(自制)：腐熟牛糞、生物菌肥重量比按0.998 6∶0.0.001 4混合，含有機(jī)質(zhì)24.32%，有效活菌數(shù)≥2.80×106個(gè)/g。甘草專(zhuān)用肥(自制)：CO(NH2)2，(NH4)2HPO4，KSO4，ZnSO4.7 H2O重量比按0.120 0∶0.666 7∶0.160 0∶0.053 3混合，含N 17.52%，P2O530.67%，K2O 8.00%；Zn 1.23%；沃豐隆鹽堿土改良劑，河北德強(qiáng)生物科技有限公司；抗鹽豐鹽堿土改良劑，北京禾源草業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)處理 試驗(yàn)1：功能性鹽土改良肥最佳配方篩選。2010—2011年4月30日選擇鹽堿調(diào)控劑、有機(jī)活性肥、甘草專(zhuān)用肥為3個(gè)因素，選擇正交表L9(33)設(shè)計(jì)試驗(yàn)[13]，則每個(gè)因素有3個(gè)水平，共9個(gè)處理(表1)，按表1中用量制成9種功能性鹽土改良肥。

表1 L9(33)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

注:括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)是施用量(t/hm2)； 括號(hào)外數(shù)據(jù)是正交試驗(yàn)編碼值。下同。

試驗(yàn)2：功能性鹽土改良肥最佳施用量研究。2012—2013年4月30日，根據(jù)試驗(yàn)1篩選的最佳功能性鹽土改良肥配方，將鹽堿調(diào)控劑、有機(jī)活性肥、甘草專(zhuān)用肥重量比按0.072 4∶0.905 1∶0.022 5混合，經(jīng)室內(nèi)化驗(yàn)分析，含有機(jī)質(zhì)00.04%，含N 0.39%，P2O50.69%，K2O 0.18%；Zn 0.03%，Al2O30.54%，S 3.47%，Ca 0.08%，有效活菌數(shù)≥253.42萬(wàn)個(gè)/g。將功能性鹽土改良肥施用量梯度設(shè)計(jì)為0(CK)，5，10，15，20，25，30，35 t/hm28個(gè)處理，以處理1為CK(對(duì)照)，每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

試驗(yàn)3：不同種類(lèi)鹽堿土改良劑改土效應(yīng)比較試驗(yàn)。2014—2015年4月30日，在投入成本相等的條件下(5 544元/hm2)，試驗(yàn)共設(shè)計(jì)4個(gè)處理：處理1，對(duì)照(不施改良劑)；處理2，沃豐隆鹽堿土改良劑施用量3.50 t/hm2；處理3，抗鹽豐鹽堿土改良劑施用量為3.00 t/hm2；處理4，功能性鹽土改良肥施用量為25 t/hm2。每個(gè)試驗(yàn)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

目前，高校科研經(jīng)費(fèi)大部分來(lái)源于政府投入，且主要用在基礎(chǔ)研究階段。高校科研成果從產(chǎn)品研發(fā)到形成產(chǎn)業(yè)化，通常要經(jīng)過(guò)科學(xué)研究、實(shí)驗(yàn)測(cè)試和產(chǎn)業(yè)化三個(gè)階段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家在這三個(gè)階段的資金投入比例基本為1：10：100，而我國(guó)的這個(gè)比例為 1：0.7：100［6］。由此可見(jiàn)，我國(guó)實(shí)驗(yàn)測(cè)試階段的資金不足在一定程度上阻礙了高校科研成果的轉(zhuǎn)化。

1.2.2 種植方法 試驗(yàn)小區(qū)面積為36.40 m2(8 m×3.3 m)，小區(qū)四周筑埂，埂寬30 cn，高35 cm，每個(gè)試驗(yàn)處理的功能性鹽土改良肥在甘草種植前施入0—20 cm土層，灌水第7 d后淺耕種植，種植時(shí)間為2 010～2 015每年的4月30日，將直徑1.5 cm的根莖截成10—15 cm 的小段，每段1～2個(gè)芽，按株距30 cm，行距40 cm，深度15 cm開(kāi)溝，將剪好的根莖節(jié)平擺溝底覆土壓實(shí)，每個(gè)小區(qū)種植6行，每小區(qū)保苗160株，定植后分別在每年的6月30日和7月30日結(jié)合灌水追施尿素0.30 t/hm2。定植后每隔30 d灌水1次，每個(gè)小區(qū)灌水量相等。

1.2.3 測(cè)定指標(biāo)與方法 甘草收獲時(shí)在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)按照對(duì)角線(xiàn)采樣方法，確定5個(gè)樣品采集點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)連續(xù)采集10株，共采集50株測(cè)定甘草主根長(zhǎng)、主根粗、單株根鮮重和根鮮重。莖粗采用游標(biāo)卡尺法。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)單獨(dú)收獲，將小區(qū)根鮮重折合成hm2產(chǎn)草量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。甘草收獲后，分別在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)按對(duì)角線(xiàn)布置5個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)采集0—20 cm耕作層土樣5 kg，用四分法帶回1 kg混合土樣，風(fēng)干15 d，過(guò)1 mm篩供室內(nèi)化驗(yàn)分析(土壤容重、田間持水量和微生物測(cè)定用環(huán)刀采用原狀土，未進(jìn)行風(fēng)干)。土壤容重測(cè)定采用環(huán)刀法；孔隙度測(cè)定采用計(jì)算法；>0.25 mm團(tuán)聚體測(cè)定采用干篩法；田間持水量測(cè)定采用威爾科克斯法；全鹽測(cè)定采用電導(dǎo)法[14]；有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀法；堿解氮測(cè)定采用擴(kuò)散法；速效磷測(cè)定采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法；速效鉀測(cè)定采用火焰光度計(jì)法；pH值測(cè)定采用5∶1水土比浸提，用pH-2F數(shù)字pH計(jì)測(cè)定；總持水量按公式(土壤總持水量=面積×總孔隙度×土層深度)求得[15]；微生物數(shù)量測(cè)定采用稀釋平板法；脲酶測(cè)定采用靛酚比色法；蔗糖酶測(cè)定采用3,5-二硝基水楊酸比色法；磷酸酶測(cè)定采用磷酸苯二鈉比色法；過(guò)氧化氫酶測(cè)定采用滴定法；多酚氧化酶測(cè)定采用碘量滴定法[16]；邊際產(chǎn)量按公式(每增加一個(gè)單位肥料用量時(shí)所得到的產(chǎn)量減前一個(gè)處理的產(chǎn)量)求得；邊際產(chǎn)值按公式(邊際產(chǎn)量×產(chǎn)品價(jià)格)求得；邊際成本按公式(邊際施肥量×肥料價(jià)格)求得；邊際利潤(rùn)按公式(邊際產(chǎn)值減邊際成本)求得；邊際施肥量按公式(后一個(gè)處理施肥量減前一個(gè)處理施肥量)求得[17]。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理方法 土壤理化性質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分、甘草主根長(zhǎng)、主根粗、單株根鮮重和根鮮重采用相關(guān)分析法；差異顯著性采用DPS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，多重比較，LSR檢驗(yàn)法。依據(jù)最佳施用量計(jì)算公式x0=〔(px/py)-b〕/2c求得功能性鹽土改良肥最佳施用量(x0)[18-19]，依據(jù)y=a+bx+cx2回歸方程，求得功能性鹽土改良肥最佳施用量時(shí)的甘草產(chǎn)草量(y)[20]。

2 結(jié)果與分析

2.1 功能性鹽土改良肥最佳配方篩選

2.1.1 功能性鹽土改良肥因素間的(R)效應(yīng) 連續(xù)定點(diǎn)試驗(yàn)2 a后，于2011年9月30日甘草收獲后測(cè)定數(shù)據(jù)采用正交試驗(yàn)分析可知，不同因素對(duì)甘草根鮮重的效應(yīng)(R)是：A>C>B，說(shuō)明影響甘草根鮮重效應(yīng)依次是：鹽堿調(diào)控劑(R=12.04)>甘草專(zhuān)用肥(R=8.68)>有機(jī)活性肥(R=7.40)。

2.1.2 功能性鹽土改良肥各因素不同水平的T值效應(yīng) 比較各因素不同水平的T值可以看出，TA3>TA2>TA1，說(shuō)明隨著鹽堿調(diào)控劑施用量梯度的增加，甘草根鮮重在增加,鹽堿調(diào)控劑適宜用量一般為1.80 t/hm2；TB1>TB2>TB3,說(shuō)明有機(jī)活性肥最大施用量不要超過(guò)22.50 t/hm2；TC2>TC1>TC3，說(shuō)明甘草根鮮重隨著甘草專(zhuān)用肥施用量梯度的增大而增加，當(dāng)甘草專(zhuān)用肥施用量超過(guò)0.56 t/hm2，甘草根鮮重又隨著甘草專(zhuān)用肥施用量梯度的增大而降低。

2.1.3 功能性鹽土改良肥原料最佳組合 從各因素的T值可以看出，因素間最佳組合是：A3B1C2(即鹽堿調(diào)控劑1.80 t/hm2:有機(jī)活性肥22.50 t/hm2:甘草專(zhuān)用肥0.56 t/hm2)，將鹽堿調(diào)控劑、有機(jī)活性肥、甘草專(zhuān)用肥重量比按0.072 4∶0.905 1∶0.022 5混合，得到功能性鹽土改良肥配方(表2)。

2.2 功能性鹽土改良肥施用量對(duì)草甸鹽土理化性質(zhì)和持水量的影響

表2 正交試驗(yàn)分析結(jié)果

注：同列大寫(xiě)英文字母不同表示處理間差異達(dá)到p<0.01 顯著水平，小寫(xiě)英文字母不同表示處理間差異達(dá)到p<0.05 顯著水平。下同。

2.2.2 對(duì)團(tuán)聚體和持水量的影響 由表3可知，功能性鹽土改良肥施用量與草甸鹽土團(tuán)聚體及總持水量和田間持水量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)(R)分別為0.991 9，0.979 4，0.986 2。

功能性鹽土改良肥施用量35.00 t/hm2，與對(duì)照(CK)比較，團(tuán)聚體及總持水量和田間持水量分別增加70.96%，20.48%和52.89%，差異極顯著(p<0.01)。究其原因是功能性鹽土改良肥中的有機(jī)活性肥，在土壤中合成腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)的最大吸水率可以超過(guò)500%[21]，因而提高了草甸鹽土持水量(表3)。

表3 功能性鹽土改良肥施用量對(duì)草甸鹽土物理性質(zhì)和持水量的影響

2.2.3 對(duì)pH值及全鹽和CEC的影響 由表4可知，功能性鹽土改良肥施用量與草甸鹽土pH值和全鹽呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)(R)分別為-0.982 76和-9 871。功能性鹽土改良肥施用量35.00 t/hm2，與對(duì)照(CK)比較，pH降低9.17%，差異顯著(p<0.05)。究其原因一是功能性鹽土改良肥中的有機(jī)活性肥在分解過(guò)程中產(chǎn)生了部分的有機(jī)酸，二是功能性鹽土改良肥中的硫磺是一種極強(qiáng)酸性物質(zhì)，因而降低了草甸鹽土的酸堿度。功能性鹽土改良肥施用量35.00 t/hm2，與對(duì)照(CK)比較，全鹽降低49.70%，差異極顯著(p<0.01)。分析這一結(jié)果產(chǎn)生的原因是功能性鹽土改良肥中的高價(jià)Al3+置換了土壤膠體吸附的鹽基離子，使其處于游離狀態(tài)隨灌溉水將鹽分淋溶。功能性鹽土改良肥施用量與草甸鹽土CEC呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)(R)為0.860 0。功能性鹽土改良肥施用量35.00 t/hm2，與對(duì)照(CK)比較，CEC增加64.17%，差異極顯著(p<0.01)。分析這一結(jié)果產(chǎn)生的原因，是功能性鹽土改良肥中的有機(jī)活性肥在土壤中合成腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)的官能團(tuán)COOH解離出H+離子和COO=離子[22]，COO=離子吸附了土壤中的陽(yáng)離子，而提高了草甸鹽土的CEC(表4)。

2.3 功能性鹽土改良肥施用量對(duì)草甸鹽土有機(jī)質(zhì)和速效氮磷鉀的影響

由表4可知，功能性鹽土改良肥施用量與草甸鹽土有機(jī)質(zhì)和速效氮磷鉀呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)(R)為分

別0.996 39，0.994 0，0.997 7，0.998 2。功能性鹽土改良肥施用量35.00 t/hm2，與對(duì)照(CK)比較，有機(jī)質(zhì)增加14.13%，差異極顯著(p<0.01)。究其原因是功能性鹽土改良肥含有豐富的有機(jī)物,因而提升了草甸鹽土有機(jī)質(zhì)含量。功能性鹽土改良肥施用量35.00 t/hm2，與對(duì)照(CK)比較，堿解氮和速效磷和速效鉀分別增加95.64%，89.63%，387.30%和10.88%，差異極顯著(p<0.01)。究其原因是功能性鹽土改良肥含有氮磷鉀,因而提高了草甸鹽土速效養(yǎng)分含量(表4)。

2.4 功能性鹽土改良肥施用量對(duì)甘草農(nóng)藝性狀和根鮮重的影響

連續(xù)定點(diǎn)試驗(yàn)2 a后，于2014年9月10日甘草收獲后測(cè)定數(shù)據(jù)可知，功能性鹽土改良肥施用量與甘草主根長(zhǎng)、主根粗、單株根鮮重和根鮮重呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)(R)分別為0.870 6，0.729 0，0.873 8，和0.876 9。

功能性鹽土改良肥施用量35.00 t/hm2，與對(duì)照(CK)比較，主根長(zhǎng)、主根粗、單株根鮮重和根鮮重分別增加82.79%，41.24%，29.28%和25.41%，差異極顯著(p<0.01)(表5)。

表4 功能性鹽土改良肥施用量對(duì)草甸鹽土化學(xué)性質(zhì)及有機(jī)質(zhì)和速效氮磷鉀的影響

表5 功能性鹽土改良肥施用量對(duì)甘草 農(nóng)藝性狀和根鮮重的影響〗

2.5 功能性鹽土改良肥最佳施用量的確定

由表6可知，隨著功能性鹽土改良肥施用量梯度的增加，甘草邊際產(chǎn)量由最初的0.85 t/hm2，遞減到0.20 t/hm2。從經(jīng)濟(jì)效益變化來(lái)看，隨著功能性鹽土改良肥施用量梯度的增加，邊際利潤(rùn)由最初的3 142.20元/hm2，遞減到-108.80元/hm2。功能性鹽土改良肥施用量在25 t /hm2的基礎(chǔ)上，再繼續(xù)增加施用量，邊際利潤(rùn)出現(xiàn)負(fù)值。由此可見(jiàn)，功能性鹽土改良肥適宜施用量一般為25 t/hm2時(shí)，甘草經(jīng)濟(jì)效益較好(表6)。

將表6功能性鹽土改良肥不同梯度施用量與甘草根鮮重間的關(guān)系，采用肥料效應(yīng)回歸方程y=a+bx+cx2擬合，得到的線(xiàn)性回歸方程為:

y=11.10+0.144 2x-0.002 0x2

(1)

對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)的結(jié)果表明回歸方程擬合良好。功能性鹽土改良肥價(jià)格(Px)為221.76元/t，2013—2014年甘草地下鮮根市場(chǎng)收購(gòu)價(jià)格平均為(Py)為5 000元/t，將(Px)，(Py)，回歸方程的參數(shù)

b和c，代入最佳施用量計(jì)算公式：

(x0)=〔(Px/Py)-b〕/2c

求得功能性鹽土改良肥最佳施用量(x0)為24.95 t/hm2，將x0代入(1) 式，可求得甘草鮮根理論產(chǎn)量(y)為13.45 t/hm2，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果與田間試驗(yàn)處理6基本吻合(表6)。

表6 功能性鹽土改良肥施用量對(duì)甘草經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.6 不同種類(lèi)改良劑對(duì)草甸鹽土理化性質(zhì)及微生物和酶活性的影響

2.6.1 對(duì)草甸鹽土物理性質(zhì)的影響 連續(xù)定點(diǎn)試驗(yàn)2 a后，于2015年9月30日甘草收獲后采集耕作層0—20 cm土樣測(cè)定結(jié)果可知，不同種類(lèi)鹽堿土改良劑對(duì)草甸鹽土容重由大到小的變化順序依次為：對(duì)照>沃豐隆鹽堿土改良劑>抗鹽豐鹽堿土改良劑>功能性鹽土改良肥，總孔隙度和團(tuán)聚體由大到小的變化順序依次為：功能性鹽土改良肥>抗鹽豐鹽堿土改良劑>沃豐隆鹽堿土改良劑>對(duì)照。施用功能性鹽土改良肥與抗鹽豐鹽堿土改良劑和沃豐隆鹽堿土改良劑比較，容重分別降低3.91%和8.21%，差異顯著(p<0.05)，與對(duì)照比較，容重降低13.38%，差異極顯著(p<0.01)。施用功能性鹽土改良肥與抗鹽豐鹽堿土改良劑和沃豐隆鹽堿土改良劑比較，總孔隙度分別增加3.64%和8.40%，差異顯著(p<0.05)，與對(duì)照比較，總孔隙度增加15.42%，差異極顯著(p<0.01)。施用功能性鹽土改良肥與抗鹽豐鹽堿土改良劑比較，團(tuán)聚體增加5.29%，差異顯著(p<0.05)，與沃豐隆鹽堿土改良劑和對(duì)照比較，團(tuán)聚體分別增加17.00%和56.36%，差異極顯著(p<0.01)(表7)。

2.6.2 對(duì)草甸鹽土化學(xué)性質(zhì)的影響 由表7可知，不同種類(lèi)鹽堿土改良劑對(duì)草甸鹽土pH值和全鹽由大到小的變化順序依次為：對(duì)照>沃豐隆鹽堿土改良劑>抗鹽豐鹽堿土改良劑>功能性鹽土改良肥。施用功能性鹽土改良肥與抗鹽豐鹽堿土改良劑比較，pH值降低2.04%，差異不顯著(p>0.05)，與沃豐隆鹽堿土改良劑比較，pH值降低4.24%，差異顯著(p<0.05)，與對(duì)照比較，pH降低7.91%，差異極顯著(p<0.01)。施用功能性鹽土改良肥與抗鹽豐鹽堿土改良劑比較，全鹽降低2.94%，差異不顯著(p>0.05)，與沃豐隆鹽堿土改良劑和對(duì)照比較，全鹽分別降低15.74%和39.82%，差異極顯著(p<0.01)。不同種類(lèi)鹽堿土改良劑對(duì)草甸鹽土脫鹽率由大到小的變化順序依次為：功能性鹽土改良肥>抗鹽豐鹽堿土改良劑>沃豐隆鹽堿土改良劑。功能性鹽土改良肥脫鹽率為39.81%，與抗鹽豐鹽堿土改良劑和沃豐隆鹽堿土改良劑比較，脫鹽率分別增加4.79%和39.34%(表7)。

表7 不同種類(lèi)改良劑對(duì)草甸鹽土理化性質(zhì)的影響

2.6.3 對(duì)草甸鹽土微生物的影響 從表8可知，不同種類(lèi)鹽堿土改良劑對(duì)草甸鹽土真菌由大到小的變化順序依次為：對(duì)照>沃豐隆鹽堿土改良劑>抗鹽豐鹽堿土改良劑>功能性鹽土改良肥,細(xì)菌和放線(xiàn)菌由大到小的變化順序依次為：功能性鹽土改良肥>抗鹽豐鹽堿土改良劑>沃豐隆鹽堿土改良劑>對(duì)照。施用功能性鹽土改良肥與抗鹽豐鹽堿土改良劑比較，真菌降低1.89%，差異不顯著(p>0.05)，與沃豐隆鹽堿土改良劑和對(duì)照比較，真菌分別降低52.51%和55.56%，差異極顯著(p<0.01)。施用功能性鹽土改良肥與抗鹽豐鹽堿土改良劑和沃豐隆鹽堿土改良劑比較，細(xì)菌分別增加5.93%和12.61%，差異顯著(p<0.05)，與對(duì)照比較，細(xì)菌增加60.26%，差異極顯著(p<0.01)。施用功能性鹽土改良肥與抗鹽豐鹽堿土改良劑、沃豐隆鹽堿土改良劑和對(duì)照比較，放線(xiàn)菌分別增加28.00%，35.21%和84.62%，差異極顯著(p<0.01)(表8)。

2.6.4 對(duì)草甸鹽土酶活性的影響 從表8可知，不同種類(lèi)鹽堿土改良劑對(duì)草甸鹽土酶活性由大到小的變化順序依次為：功能性鹽土改良肥>抗鹽豐鹽堿土改良劑>沃豐隆鹽堿土改良劑>對(duì)照。

施用功能性鹽土改良肥與抗鹽豐鹽堿土改良劑比較，蔗糖酶增加2.17%，差異不顯著(p>0.05)，與沃豐隆鹽堿土改良劑和對(duì)照比較，蔗糖酶分別增加15.89%和65.23%，差異極顯著(p<0.01)。施用功能性鹽土改良肥與抗鹽豐鹽堿土改良劑、沃豐隆鹽堿土改良劑和對(duì)照比較，脲酶分別增加11.19%，16.41%和79.52%；磷酸酶分別增加10.35%，52.39%和68.42%，差異極顯著(p<0.01)。施用功能性鹽土改良肥與抗鹽豐鹽堿土改良劑比較，多酚氧化酶增加2.94%，差異不顯著(p>0.05)，與沃豐隆鹽堿土改良劑和對(duì)照比較，多酚氧化酶分別增加15.39%和69.35%，差異極顯著(p<0.01)(表8)。

表8 不同種類(lèi)改良劑對(duì)草甸鹽土微生物和酶活性的影響

3 討論與結(jié)論

研究結(jié)果表明功能性鹽土改良肥最佳配方組合為：鹽堿調(diào)控劑∶有機(jī)活性肥∶甘草專(zhuān)用肥=0.072 4∶0.905 1∶0.022 5。功能性鹽土改良肥施用量與草甸鹽土容重、pH值和全鹽呈負(fù)相關(guān)；與總孔隙度、團(tuán)聚體、持水量、CEC值、有機(jī)質(zhì)、速效氮磷鉀、甘草農(nóng)藝性狀和根鮮重呈正相關(guān)。功能性鹽土改良肥最佳施用量為24.95 t/hm2，甘草鮮根理論產(chǎn)量(y)為13.45 t/hm2。不同種類(lèi)鹽堿土改良劑對(duì)草甸鹽土容重、pH值、全鹽和真菌由大到小的變化順序依次為：對(duì)照>沃豐隆鹽堿土改良劑>抗鹽豐鹽堿土改良劑>功能性鹽土改良肥；總孔隙度、團(tuán)聚體、細(xì)菌、放線(xiàn)菌和酶活性由大到小的變化順序依次為：功能性鹽土改良肥>抗鹽豐鹽堿土改良劑>沃豐隆鹽堿土改良劑>對(duì)照。在甘肅省河西走廊草甸鹽土上施用功能性鹽土改良肥，有效的改善了草甸鹽土理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)，提高了土壤酶活性和持水量。

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Effect of Functional Solonchak Improvement Fertilizer on Saline Soil Improvement in Meadow of Hexi Corridor

XIE Xiaorong1, LIU Jinrong2, WANG Yinquan1, GENG Guangqin1, WANG Huizhen1

(1.UniversityofChineseMedicineinGansuLanzhou,GansuProvince, 730020,China;2.GrasslandAgriculturalScienceandTechnologyCollegeofLanzhouUniversity,Lanzhou,GansuProvince, 730020,China)

[Objective] To solve problems of drought, waterlogging, salination and infertility in salt soil and provide theoretical basis for the improvement of the saline soil in Hexi Corridor. [Method] Based on the principle of acid and alkali neutralization, ion exchange and the soil structure improvement method, we mixed in proportion of self-developed saline control agent, organic fertilizer and special fertilizer for liquorice, and carried out the field test experiments, evaluated the effect of mixed fertilizer on saline soil improvement. [Results] The fertilizer formula with the best functional improvement to saline soil was in the weight ratio: 0.072 4∶0.905 1∶0.022 5 for salinity control agent, organic fertilizer, and special fertilizer for liquorice, respectively. The application amount of the functional improvement fertilizer was significantly and positively related to the total porosity of the meadow solonchak, the aggregate, water holding capacities, cation exchange capacity(CEC), organic matters, available NPK, licorice agronomic characters and the fresh weight of root and were negatively related to the bulk density, pH value and the salt content. The best application amount was 24.95 t/hm2, the theoretical yield of the licorice fresh root(y) was 13.45 t/hm2. The effect of different saline soil conditioners on bulk density, pH value, total salt and fungal changed as control>Wofenglong saline soil improver>salt abundant saline soil improvement fertilizer>functional improvement fertilizer. The effects on the total porosity, the aggregate, bacteria, actinomyces and enzyme activity changes as follows: functional improvement fertilizer>salt abundant saline soil improver>Wofenglong saline soil improver>control. Compared with the control, the functional improvement fertilizer reduced bulk density, pH value, total salt and fungi respectively by 13.38%, 7.91%, 39.82% and 55.56%, and increased the total porosity, the aggregate and liquorice root fresh weight respectively by 15.42%, 56.36% and 21.62%. Bacteria, actinomyces, sucrase, urease, phosphatase and polyphenol oxidase increased by 60.26%, 84.62%, 65.23%, 79.52%, 68.42% and 69.35%, respectively. [Conclusion] The application of functional improvement fertilizer in the meadow solonchak could effectively improve the physical, chemical and biological properties, and increase the soil enzyme activity and the water holding capacity of the meadow solonchak on the Hexi Corridor in Gansu Province.

functional solonchak improved fertilizer; meadow solonchak; soil amelioration effect

2016-05-28

2016-07-11

甘肅中醫(yī)藥大學(xué)引進(jìn)人才科研啟動(dòng)項(xiàng)目“甘草在旱鹽交叉脅迫下的適應(yīng)機(jī)理研究”(2305137503); 甘肅省自然基金項(xiàng)目(1506RJZA047)

謝曉蓉(1967—),女(漢族),甘肅省張掖市人,博士,教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)橹参锟剐耘c生態(tài)生理。E-mail:gszyxxr@163.com。

A

1000-288X(2017)03-0067-08

SI56.4+2, SI56.2