碳基改良剂对黄河三角洲耕地盐渍障碍的缓解作用

Abstract

黄河三角洲是我国重点经济开发区，中轻度盐碱地是山东省重要的后备耕地资源。由于地理及人为因素影响，黄河三角洲盐渍土改良一直是一项极为艰巨的工作。在此背景下，研究减缓盐渍障碍的土壤调理剂以提高盐渍耕地地力、为土地可持续利用提供科技支撑，成为紧迫的社会需求。本研究针对黄河三角洲滨海地区不同盐化程度的盐渍耕地，通过土壤浸提实验、柱状淋洗实验、室内土壤培养实验、室内及野外盆栽实验等方法和途径，逐步开展碳基改良剂在改变土壤溶液组分、缓解盐渍障碍、提高作物吸收与养分利用效率等方面的研究，为盐渍土改良和实现农业生产增效提供理论依据和技术支持。本论文主要章节的研究内容及结论总结如下： 1、通过比较不同碳基改良剂对不同盐渍程度土壤（轻度、中度及重度）及小麦幼苗的影响，探索这两种常见碳基改良剂（生物质炭和泥炭）对盐渍土的改良机制以及静态下的作用过程。研究显示，生物质炭和泥炭施用对盐渍土的影响因其基本理化性质差异而不同。生物质炭通过丰富的钾离子，提升土壤溶液中钾离子含量，促进小麦幼苗对钾的摄入，提升其体内K+/Na+，以此减轻小麦对盐胁迫的抵抗；泥炭引起土壤溶液钙、镁离子浓度升高，钠吸附比显著降低，在改变土壤溶液的离子组成同时，推动土壤/碳基改良剂颗粒与土壤溶液之间离子交换反应的发生，并以此改善小麦幼苗生长的盐渍土壤环境，促进其生长发育。 2、模拟夏季集中降雨条件下，不同用量水平的碳基改良剂对盐渍土淋洗的改良效果。结果表明，风化煤在淋洗过程中促进土壤盐分淋出，降低土壤溶液的钠吸附比，提高土壤中有机质含量。1%添加量下，风化煤对盐渍土改良最佳。淋洗后，土壤中钠离子的去除率达到79.7%，钠吸附比降低68.1%，土壤有机质含量显著提升，小麦幼苗体内K+/Na+得到提高，其抗盐害能力增强。 3、通过土壤培养及室内玉米盆栽实验，研究碳基改良剂对不同盐渍程度土壤的养分转化、酶活性以及对玉米幼苗养分吸收的影响。结果表明，碳基改良剂能促进尿素水解，提高脲酶和磷酸酶活性。在土壤培养第8天时，盐渍土壤中的脲酶和磷酸酶活性均达到最大值。室内玉米盆栽实验结果表明，适当碳基改良剂添加可有利于提升玉米叶片中叶绿素a和b含量，提高玉米体内氮元素的含量，促进玉米对氮元素的累积吸收量。 4、在保证玉米稳产、增产前提下，开展了室外盆栽实验，综合分析和探讨碳基改良剂在缓解土壤盐障、促进作物生长、提高养分利用效率、增产增效中的作用。结果表明，碳基改良剂可有效提高玉米干物质量，促进玉米碳、氮、磷元素的累积，提高肥料利用效率，提升玉米体内K+/Na+比值，增强作物抗盐能力。75%常规施肥量+3‰碳基改良剂处理下的效果最佳。此处理下，降低25%肥料施用量仍可使玉米干物质总量接近正常施肥的水平，作物对氮素和磷素有最大吸收量，对氮和磷养分有最高的肥料利用率，这对于化肥减施目标的达成具有积极的意义，并为黄河三角洲盐渍土的改良提供实际帮助。此外，风化煤添加量不宜过高，否则将降低玉米生物量累积，不利于纯经济收益和产投比的提升