水苔草粉改良盐碱地初探研究

目录TOC\o"1-3"\h\u摘要 [21]。然而，对于水苔草粉在盐碱地改良还相对较少，需要进一步加强。3材料与方法3.1试验材料水苔草粉：干水苔由贵州省独山县紫林水苔种植公司提供，烘干粉碎后备用。供试土壤：选取新疆盐碱地土壤，土壤pH、土壤容重、土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度和土壤非毛管孔隙度等如表3-1和表3-2。表3-1供试土壤物理性质供试土壤pH土壤容重土壤总孔隙度土壤毛管孔隙度土壤非毛管孔隙度土壤含水量盐碱土7.21.0454.6650.5750.5736.23表3-2供试土壤化学性质供试土壤电导率全盐水溶态钙水溶态镁水溶态钾水溶态钠碱解氮有效磷有机碳无机碳盐碱土32333.3314.032257.271122.53598.3345933.3335.7870.7121.7412.203.2技术路线本试验通过向盐碱土中添加不同比例的水苔草粉（0%、2.5%、5%、10%、15%、20%），测定土壤物理性质（pH值、土壤容重和土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、含水量）和土壤化学性质（电导率、全盐水溶态钙、水溶态镁、水溶态钾、水溶态钠、碱解氮、有效磷、有机碳、无机碳），探究水苔草粉对盐碱土的改良效果（图1）。图1技术路线3.3试验设计本试验共设置6个处理，分别为：选用400g干土，施用水苔草粉0%、2.5%、5%、10%、15%和20%，每个处理设置3个重复。水苔草粉一次性施入，与盐碱土充分混合均匀，并调整土壤含水量至50%。在室温条件中进行培养避免阳光直射，并在培养1个月后移至楼顶温室大棚自然蒸发至土表都无积水时（约35天），采集土样，检测相关指标。3.4指标测定方法土壤表面无积水时采集土壤样品，测定土壤物理性质（pH值、土壤容重和土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、含水量）和土壤化学性质（电导率、全盐水溶态钙、水溶态镁、水溶态钾、水溶态钠、碱解氮、有效磷、有机碳、无机碳）；该部分由杨凌新华生态科技有限公司（中国）负责完成。通过元素分析仪来测定土壤中的有机碳浓度（g/Kg），并利用容量滴定法来测量无机碳浓度（g/Kg）。用pH计测定土壤的pH值。105°C的烘箱与电子天平结合使用，测算出土壤的容重（g/cm3）、总孔隙率（%）、毛细管的孔隙占比（%）、非毛细管的空隙率（%）和土壤的含水量（%）。运用电导仪测定土壤的电导率（us/cm），采用残渣烘干称重的方式评估土壤的总盐含量（%）。采用EDTA滴定法测定土壤中水溶性钙浓度（mg/Kg）和水溶性镁浓度（mg/Kg）。采用火焰光度计法测定土壤的水溶性钾浓度（mg/kg）和水溶性钠浓度（mg/Kg）。采用碱扩散法检测土壤的水解性氮浓度（mg/Kg）。采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法对土壤中有效磷浓度（mg/Kg）。3.5数据统计分析采用Excel

2020软件进行数据分析整理，运用R4.05进行方差分析和LSD多重比较。4结果4.1水苔添加比例对土壤物理性质的影响表4.1土壤物理性质分析表添加比例pH土壤容重土壤含水量0%7.20±0.05a1.04±0.03b36.23±1.88bc2.5%7.12±0.08bc1.11±0.03b38.21±0.05d5%7.04±0.05c1.08±0.02c34.97±0.39b10%6.97±0.04a1.02±0.02a33.13±0.39b15%6.95±0.02c0.84±0.01d37.73±2.09a20%6.91±0.02b0.54±0.03a46.29±0.23cd注：不同字母代表差异显著（p<0.05）土壤pH值是能反映出土壤溶液中的酸碱性的重要指标，它的变化能直接影响土壤中动物、微生物的活性及植物的生长和生产力，在盐碱土的研究中是很重要的比较参数。依据表4.1数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土的pH值呈现出显著下降的趋势：与0添加组相比较，添加2.5%组的pH均值有降低，但差异没有达到统计学中的显著水平（p>0.05）；添加5%组与2.5%添加组pH的均值继续持续下降，但是同样未呈现出显著差异；当添加的比例增加到10%时，盐碱土的pH与5%组显著降低了0.10%（p<0.05）；添加15%组与10%组进一步的显著降低了0.22%（p<0.05）；添加20%组与15%组显著降低了0.65%（p<0.05）。土壤容重是能够反映出单位体积土壤其烘干质量的关键指标，它对土壤的通气性、透水性、和植物根系的发育与土壤养分循环都有着重要的影响。依据表4.1数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土的容重表现出显著下降的趋势：添加2.5%组与0添加组比较显著增加了7.14%（p<0.05）；添加5%组与添加2.5%组比较显著降低了2.37%（p<0.05）；添加10%组与添加5%组比较显著降低了5.44%（p<0.05）；添加15%组与添加10%组比较显著降低了17.64%（p<0.05）；添加20%组与添加15%组比较显著降低了35.84%（p<0.05）。土壤含水量是表现土壤水分情况的决定性因素，它关系到了土壤里生物的生存和植物生长的发育，在盐碱土研究里具有重要意义。依据表4.1数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土的含水量表现出浮动上升趋势：添加2.5%组与0添加组相比较，其含水量有增加，但差异不显著（p>0.05）；添加5%组与添加2.5%组比较显著降低了8.48%（p<0.05）；添加10%组与添加5%组比较显著降低了5.27%（p<0.05）；添加15%组与添加10%组比较，其含水量没有显著变化；添加20%组与添加15%组比较显著增加了22.69%（p<0.05）。表4.2土壤孔隙度分析表添加比例土壤毛管孔隙度土壤非毛管孔隙度土壤总孔隙度0%50.57±4.27e4.09±0.90a54.67±5.17c2.5%59.23±1.08de4.67±1.16c63.90±2.23c5%57.14±0.76b0.81±0.17bc57.95±0.60b10%53.92±0.86bc0.79±0.11a54.71±0.97b15%62.53±3.27a1.19±0.21b63.72±3.48a20%70.65±0.37cd2.50±1.21c73.15±1.58c注：不同字母代表差异显著（p<0.05）土壤毛管孔隙度能够反映出土壤的毛管孔隙体积占比，它的数值变动能直接影响土壤的保水保肥能力、以及水分增加的速率和植物根系对水中养分的吸收能力，依据表4.2数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土的毛管孔隙度总体呈现出上升的趋势：添加2.5%组与0添加的均值有增加，但没有达到差异显著水平（p>0.05）；添加5%、10%组与前一组比较均值都有降低，但是同样没有表现出显著差异；添加15%组与10%组虽然有增加趋向，但仍然没有显著差异；当添加比例增加到20%时，毛管孔隙度与15%组比较有差异显著，增加了12.98%（p<0.05）。土壤非毛管孔隙度表征土壤中大孔隙（无毛细管作用）的体积占比，对土壤通气排水性能、根系生长阻力及气态养分传输具有决定性影响，是盐碱土研究的核心衡量指标之一。依据表4.2数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土非毛管孔隙度呈显著下降趋势：2.5%添加组较对照组显著提升14.19%（p<0.05）；5%添加组较2.5%组显著降低82.66%（p<0.05）；10%添加组较5%组显著降低1.88%（p<0.05）；15%添加组较10%组显著降低49.35%（p<0.05）；20%添加组较15%组进一步显著降低110.72%（p<0.05）。土壤总孔隙度反映土壤孔隙总体积占比，直接关系到土壤通气性、保水能力及根系生长环境，是盐碱土研究不可或缺的关键指标。依据表4.2数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土总孔隙度呈现波动变化：2.5%、5%、10%、15%、20%添加组较前一组别，总孔隙度均值虽有增减变化，但均未达到显著差异水平（p>0.05），表明该指标在添加比例低于20%时受水苔草粉影响不显著。4.2水苔添加比例对土壤化学性质的影响表4.3土壤化学性质分析表添加比例水溶态钙水溶态镁水溶态钾水溶态钠0%2257.27±106.72a1122.53±31.61c598.33±17.56d45933.33±2052.64a2.5%1936.99±45.89c1124.48±28.73b628.33±32.53b42600.00±2433.11bc5%1948.59±45.45bc1067.33±39.45a713.33±10.41a44133.33±2532.46cd10%1831.64±34.92bc1289.18±33.91c790.00±21.80d40466.67±1404.75ab15%1895.70±3.52bc2336.15±48.62a890.00±10.00a38600.00±1743.56d20%1904.90±70.48b2265.20±179.13c868.33±29.30c35400.00±800.00a注：不同字母代表差异显著（p<0.05）土壤水溶态钙作为表征土壤中水溶性钙含量的关键指标，其含量变化对土壤物理结构、团聚体稳定性及植物细胞壁构建与细胞生理功能具有重要影响，是盐碱土研究中的核心衡量参数。依据表4.3数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土水溶态钙含量呈波动变化：2.5%添加组较对照组（0添加）水溶态钙均值有所降低，但差异未达显著水平（p>0.05）；5%添加组较2.5%组含量增加，10%、15%添加组较前一组别均表现为降低，20%添加组较15%组含量回升，上述各处理组间差异均不显著（p>0.05）。土壤水溶态镁是衡量土壤中可溶性镁含量的重要指标，其水平直接影响植物叶绿素合成、酶活性及光合作用与能量代谢过程，是盐碱土研究不可或缺的评估要素。依据表4.3数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土的水溶态镁浓度持续增加：添加0%、2.5%、5%、10%、15%以及20%组与前一组比较，水溶态镁均值虽然都有上升趋向，但是各处理组间差异都没有达到统计学的显著水平（p>0.05）。土壤水溶态钾是反映土壤中的植物能否直接的吸收利用水溶性钾含量的重要指标，在植物生长速度、抗逆性、和渗透压调节及酶激活具有主要作用，在盐碱土的研究里是主要指标之一。依据表4.3数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土水溶态钾浓度呈先递增趋向：各添加组（0%-20%）与前一组比较，水溶态钾的均值都呈现出为增加，但组间差异没有达到显著水平（p>0.05）。土壤水溶态钠是表现土壤里的重要指标，其含量变化能够影响土壤酸碱度、胶体分散性，并且可能还会引起植物离子毒害作用和水分失衡问题，在盐碱土的研究中是重要指标。依据表4.3数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土水溶态钠呈现出下降的趋势：各添加组2.5%-20%与前一组相比较，水溶态钠的均值都有所降低，但是各处理组间没有达到差异显著性（p>0.05）。表4.4土壤化学性质分析表添加比例全盐电导率碱解氮有效磷0%14.03±0.31a32333.33±493.29a2257.27±106.72a1122.53±31.61c2.5%13.58±0.20c30200.00±781.03c1936.99±45.89c1124.48±28.73b5%12.02±0.04b29866.67±503.32c1948.59±45.45bc1067.33±39.45a10%11.68±0.35a28033.33±251.66b1831.64±34.92bc1289.18±33.91c15%12.45±0.11bc27000.00±1014.89d1895.70±3.52bc2336.15±48.62a20%12.03±0.74bc24966.67±305.51b1904.90±70.48b2265.20±179.13c注：不同字母代表差异显著（p<0.05）土壤全盐是表现土壤中可溶性盐分总量的关键指标，它直接影响着土壤渗透压、结构的稳定性以及植物的生长与耐盐能力。依据表4.4数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土的全盐量表现出下降趋向：2.5%、5%添加组较对照组（0添加）全盐均值虽然有所降低，但是差异不显著；添加10%组与5%组比较显著降低了2.79%（p<0.05）；15%添加组与10%组比较含量有所上升，添加20%组与15%组又下降，但是后面两组差异均没有达到显著水平（p>0.05）。土壤电导率能够反映出土壤可溶性离子的含量和导电的能力，它的数值变化能影响土壤养分的有效性、胶体稳定性以及植物水养吸收的效率。依据表4.4数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土电导率连续下降：2.5%-20%各添加组与前一组比较，电导率的均值都呈下降趋向，但组间差异均没有达到统计学的显著水平（p>0.05）。土壤碱解氮是衡量碱性条件下可以转化为铵态氮的氮素含量指标，对植物生长的速率、叶片发育和蛋白质与叶绿素合成具有关键影响。依据表4.4数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土碱解氮表现浮动变化：2.5%、10%添加组与前一组比较含量有降低，添加5%、15%、20%组较前一组比较含量增加，但各处理组间差异都不显著（p>0.05）。土壤有效磷表现土壤中植物可直接吸收利用磷元素含量的重要指标，其含量变化能够影响植物根系的发育、能量代谢。依据表4.4数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土有效磷含量连续增加：2.5%-20%各添加组与前一组比较，有效磷的均值都呈现为增加，但组间差异没有达到显著性水平（p>0.05）。表4.5土壤化学性质分析表添加比例有机碳无机碳0%21.74±1.42c12.20±0.23a2.5%23.33±1.24a12.28±0.28ab5%33.62±1.70a12.19±0.31c10%52.64±1.19c11.83±0.4a15%52.61±0.89a11.18±0.60bc20%53.98±2.18b11.32±0.11a注：不同字母代表差异显著（p<0.05）土壤有机碳是表现土壤中含碳有机化合物总量的关键指标，其含量直接影响着土壤的肥力、和保水保肥性能及土壤微生物活性与群落结构。依据表4.4数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土的有机碳含量呈先出增加趋势：添加2.5%、5%、10%、15%及20%组与前一组相比较，有机碳均值虽都有提升，但差异均没有达到统计学显著水平（p>0.05）。土壤无机碳呈现的是土壤中碳酸盐等无机形态碳的含量，对土壤酸碱度、缓冲的能力以及矿物质的溶解沉淀的过程具有重要影响。依据表4.4数据可得知，随着水苔草粉比例的添加，盐碱土无机碳的含量呈现浮动变化：2.5%添加组较对照组无机碳均值有增加；添加5%、10%、15%组与前一组相比较有降低；添加20%组与15%组含量上升。但各处理组间差异都没有达到显著性水平（p>0.05）。5讨论与结论5.1水苔添加比例对土壤物理性质影响在不同土壤质地与盐碱程度下最佳添加量各不相同，实际操作的时候精准把控较棘手，若添加的数量过多，大概会造成土壤养分的失衡。若添加量太少则不能实现理想改良效果，使用者被赋予了更高的配比调控技术要求。盐碱土的挑战性问题是高pH值和高电导率，本试验的证据表明，适当比例的苔藓粉改良盐碱土可以在不影响土壤容重、孔隙度和含水量的情况下，通过降低土壤pH值和电导率，成功地恢复土壤物理性质。根据各项指标的变动，若要改良显著，水苔草粉的添加量应为10%、15%、20%,如pH值、容重、孔隙度等指标改善效果显著，能为盐碱地植物生长提供环境，使盐碱地改良收益有显著，但是在实际应用时，仍然需要结合当地土壤性质和气候条件再做调整。5.2水苔添加比例对土壤化学性质影响高盐和养分有效性差是盐碱土的主要限制因子。而本试验的证据显示，水苔草粉降低盐分浓度、降低水溶性钙、增加土壤有效养分，从而改良盐碱土。根据各项指标的变动，若要改良显著，水苔草粉的添加量应为10%、15%、20%,如土壤全盐量、电导率等指标改善效果显著，能为盐碱地植物生长提供环境，使盐碱地改良收益有显著，但是在实际应用时，仍然需要结合当地土壤性质和气候条件再做调整。参考文献王遵亲，中国盐渍土［M]，北京：科学出版社，1993.杨劲松，中国盐渍土研究的发展历程与展望［J]，土壤学报，2008,45(5):837-845.牛东玲，王启基，盐碱地治理研究进展［J]．土壤通报，2002,33(6):449-455.张博，北方滨海盐土高效改良技术研究［D]，北京：北京林业大学，2013.王世平,陈月,潘大伟,等.盐碱地治理研究综述:现状、问题与对策[J].化工矿物与加工,2023,52(11):59-68.敦惠霞,陈晓玲.基于科学知识图谱的国外数据库盐碱地领域文献研究分析[J].北方农业学报,2021,49(1):119-126.徐子棋,许晓鸿.松嫩平原苏打盐碱地成因、特点及治理措施研究进展[J].中国水土保持,2018,5(2):54-59.王胡军,李纯,钟香梅,等.盐碱地改良技术研究进展[J].农业工程,2014,4(增刊1):44-47.OZEFACIUKG,MURANYIA,ALEKSEEVAT.Effectofextremeacidandalkalitreatmentonsoilvariablecharge[J].Geothermal,2002,109(3):225-243.TCHIADJENFT.Strategiesto