覆盖防止土壤返盐

松嫩平原苏打盐渍土在秋季、冬季和春季的返盐现象十分严重（吴英，1997；张殿发和王世杰，2000）。如何有效抑制土壤返盐是松嫩平原苏打盐渍土改良利用过程中必须解决的关键性问题之一。本研究以松嫩平原典型苏打盐渍土为对象，分析了稻草秸秆覆盖防止土壤返盐的效果，旨在为该区盐渍土改良研究提供借鉴。

一、材料与方法

（一）供试土样

供试土样取自大安碱地生态试验站（N45°35′58″—N45°36′28″，E123°50′27″—123°51′31″），取样时间为2009年8月。取样地点为典型的碱斑地，俗称光板地。取样深度为0～20 cm。土样自然风干，过2 mm筛。采用吸管法对土壤颗粒进行分析，其砂粒含量为33.75%，粉粒含量为35.79%，黏粒含量为30.46%，根据国际土壤颗粒质地分类标准，供试土样为黏土。土水比1∶5浸提液的电导率（EC1∶5）为3.12 dS·m-1，钠吸附比（SAR1∶5）为63.78（mmolc·L-1）1/2，总碱度（Alkalinity）为27.86 mmolc·L-1，pH为10.01。

（二）实验设计

实验装置系统由土柱和供水装置组成。所用有机玻璃柱高60 cm，直径15 cm。地下水埋深50 cm，蓄水层厚度10 cm。采用“马氏瓶”供水并控制水位；当地潜水作为蒸发水源，其电导率为1.58 dS·m-1，钠吸附比为7.92，pH为7.89。

土样按容重1.25 g·cm-3分层（5 cm）均匀装人有机玻璃柱。实验包括4个处理：对照（CK）、表层覆盖（T1）、亚表层覆盖（T2）和双层覆盖（T3）。亚表层覆盖：在距离土柱表面20～25 cm处添加5 cm厚稻草秸秆；表层覆盖：在土壤表层覆盖5 cm厚稻草秸秆；双层覆盖：在距离土柱表面20～25 cm处铺设5 cm厚稻草秸秆，并在土壤表层覆盖5 cm厚稻草秸秆。稻草秸秆长1～2 cm，5 cm厚稻草秸秆重400 g。每个处理重复4次。

土柱装好后，马氏瓶开始供水。每天记录一次毛管水上升高度。整个蒸发过程历时60天。实验结束后，取上部0～20 cm土壤，测定含水量。配制土水比1∶5浸提液，测定各项化学指标。

（三）测试指标与方法

1.土壤含水量的测定

土壤含水量用质量含水量表示，采用烘干法测定（刘光崧，1996）。

2.土壤浸提液化学性质分析

土壤浸提液电导率采用DDS-307型电导率仪（上海雷磁科学仪器厂）测定；pH用PHS-3B型便携式pH计（上海雷磁科学仪器厂）测定。Na+浓度采用火焰光度法测定，Ca2+和Mg2+浓度采用滴定法测定，HCO3

-+CO32-用中和滴定法测定。钠吸附比（SAR）采用下面公式计算：

总碱度（Alkalinity）采用下面公式计算：

上述两式中，离子浓度单位均为mmolc·L-1，SAR单位为（mmolc·L-1）1/2，Alkalinity的单位为mmolc·L-1。

二、结果与分析

（一）毛管水上升高度

实验结束后，各处理毛管水上升高度情况见表6.29。CK和T1处理的毛管水上升高度均为50 cm，即达到了土柱最上端；T2和T3处理的毛管水上升高度均为25 cm，仅达到了稻草秸秆隔层的下缘。而且，4个处理的毛管水都是用了9～10 d的时间就上升到25 cm的高度，随后CK和T1处理的毛管水继续上升，分别在第28 d和29 d时到达土柱表面，但T2和T3处理的毛管水没用继续上升，而是一直停留在25 cm处。这说明稻草秸秆隔层阻断了土壤毛细管作用。

表6.29　稻草秸秆覆盖对毛细管作用的影响

（二）土壤含水量

实验结束后，T2和T3处理的土壤含水量显著（p＜0.05）低于CK和T1处理的含水量，而T1处理的含水量又显著（p＜0.05）高于CK处理的含水量，如图6.24所示。T2与T3处理的毛管水没有上升到表层的0～20 cm土壤，表层土壤水分没有得到补充；CK和T1处理的毛管水上升到土柱表层，表层土壤水分得到补充。因此，T2和T3处理的土壤含水量显著低于CK和T1处理的含水量。而T1处理与CK相比，表层覆盖降低了土壤蒸发量，因此其土壤含水量显著（p＞0.05）高于对照处理。

图6.24　土壤含水量

（三）土壤EC

实验结束后，3个覆盖处理的EC1∶5均显著（p＜0.05）低于对照的EC1∶5，而T2和T3处理的土壤EC1∶5又显著（p＜0.05）低于T1处理的土壤EC1∶5，但T2和T3处理间的土壤EC1∶5差异不显著（p＞0.05）（见图6.25）。而且，与实验前土壤EC1∶5=3.12 dS·m-1相比，T2处理的EC1∶5=3.12 dS·m-1和T3处理的EC1∶5= 3.13 dS·m-1均与其无显著性差异（p＞0.05），T1处理的EC1∶5= 3.31 dS·m-1和对照处理的EC1∶5=3.57 dS·m-1均与其具有显著差异（p＜0.05）。这说明，T2和T3处理的土壤盐度没有增加，而T1处理和对照的土壤盐度增加明显。

图6.25　覆盖对土壤电导率的影响

（四）土壤SAR

实验结束后，对照处理的SAR1∶5均显著（p＜0.05）高于3个覆盖处理的SAR1∶5，T1处理的SAR1∶5又显著高于T2和T3处理的SAR1∶5（p＜0.05），但T2和T3处理的SAR1∶5间无显著（p＞0.05）差异（见图6.26）。与实验前土壤的SAR1∶5相比较，T2和T3处理的SAR1∶5与实验前的SAR1∶5差异不显著（p＞0.05），T1和CK处理的SAR1∶5与实验前的差异显著（p＜0.05）。这与土壤EC1∶5的规律性相一致。

图6.26　覆盖对土壤钠吸附比的影响

（五）土壤Alkalinity

实验结束后各处理的Alkalinity情况如图6.27所示。由图6.27可知，覆盖处理对土壤Alkalinity的影响，与其对土壤EC1∶5和SAR1∶5的影响相一致。而且，与试验前相比，土壤Alkalinity的变化规律与土壤EC1∶5和SAR1∶5的变化规律完全相同。

图6.27　覆盖对土壤总碱度的影响

（六）土壤pH

覆盖对土壤pH的影响结果如图6.28所示。由图可知，覆盖措施显著（p＜0.05）降低了土壤的pH。而且，覆盖处理对土壤pH影响的变化规律与土壤EC、SAR和Alkalinity的变化规律完全一致。

图6.28　覆盖对土壤pH的影响

三、讨论与结论

实验结果表明：T2和T3处理的毛管水上升高度仅达到稻草隔层的下缘；T2和T3处理表层土壤的含水量、EC、SAR、Alkalinity和pH均显著（p＜0.05）低于T1和CK处理；与实验前相比，T2和T3处理的土壤盐渍化程度并未发生显著（p＜0.05）变化。这说明，稻草隔层完全阻断了土壤的毛细管作用，毛管水无法到达土壤表层，因而切断了盐分随水向地表运移的途径，有效地防止了土壤返盐。

另外，尽管实验结束后T1处理的土壤盐渍化程度显著（p＜0.05）高于其实验前的盐渍化水平，但仍然显著（p＜0.05）低于对照处理的土壤盐渍化水平。因此，表层覆盖措施具有降低土壤返盐程度的作用。