





中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (20): 4231-4245.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.20.015
所属专题: 专刊——盐碱地智慧监测与生态化利用
李明珠1,2(
), 田荣荣1,2, 李然1, 王淑娟1,2, 王伟妮3, 王婧4,5, 刘俊梅3, 刘嘉1,2,6, 李玉义4,5, 徐立珍1,2,6, 李彦1,2, 赵永敢1,2,6(
)
收稿日期:2025-08-25
接受日期:2025-09-30
出版日期:2025-10-16
发布日期:2025-10-14
通信作者:
联系方式:
李明珠,E-mail:516097813@qq.com。
基金资助:
LI MingZhu1,2(
), TIAN RongRong1,2, LI Ran1, WANG ShuJuan1,2, WANG WeiNi3, WANG Jing4,5, LIU JunMei3, LIU Jia1,2,6, LI YuYi4,5, XU LiZhen1,2,6, LI Yan1,2, ZHAO YongGan1,2,6(
)
Received:2025-08-25
Accepted:2025-09-30
Published:2025-10-16
Online:2025-10-14
摘要:
【目的】探究钙/铝基改良剂对内蒙古河套灌区盐碱土质量和向日葵产量的影响,为该区盐碱地综合治理提供理论依据和技术支撑。【方法】在内蒙古鄂尔多斯市开展两年(2022—2023年)田间小区定位试验,设置对照(CK)及钙基(Ca-based)、铝基(Al-based)和钙铝复合(Ca+Al-based)3种改良剂处理,系统分析收获期0—20 cm土层盐碱指标、养分含量及向日葵农艺性状与籽粒产量;采用主成分分析法构建土壤质量指数(SQI),并结合结构方程模型解析改良剂对SQI和向日葵产量的影响路径。【结果】与CK相比,3种改良剂均能提高SQI和向日葵产量。其中,Ca+Al-based处理在降低土壤pH值(0.09—0.24单位)、钠吸附比(14.3%—24.9%)及提高土壤速效磷(72.7%—147.0%)、硝态氮(0.6%—89.6%)等方面的效果最优,其SQI和产量也较CK显著提高了51.0%—58.0%和30.0%—51.4%。而Ca-based处理的效果次之,其SQI提高了36.3%—51.0%,产量仅在2022年提高了29.3%。值得注意的是,含钙处理(Ca+Al-based和Ca-based)虽使土壤电导率较CK升高了16.0%—70.4%,但主要源于水溶性Ca2+、Mg2+、SO42-等离子浓度的增加,未对作物产生盐害。结构方程模型表明,改良剂通过直接调控土壤盐碱和养分指标,间接提升SQI和向日葵产量。其中,土壤盐碱障碍消减对向日葵产量的贡献率(79.2%)高于养分的提高对产量的贡献率(20.8%)。【结论】钙铝复合改良剂通过协同增效作用,显著改善盐碱地质量并提高向日葵产量,适于在内蒙古河套灌区及生态条件类似区域的盐碱地上推广应用。
李明珠, 田荣荣, 李然, 王淑娟, 王伟妮, 王婧, 刘俊梅, 刘嘉, 李玉义, 徐立珍, 李彦, 赵永敢. 钙/铝基改良剂对河套灌区盐碱土质量及向日葵产量的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(20): 4231-4245.
LI MingZhu, TIAN RongRong, LI Ran, WANG ShuJuan, WANG WeiNi, WANG Jing, LIU JunMei, LIU Jia, LI YuYi, XU LiZhen, LI Yan, ZHAO YongGan. Effects of Calcium/Aluminum-Based Amendments on Saline-Alkali Soil Quality and Sunflower Yield in the Hetao Irrigation District[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(20): 4231-4245.
表1
0—20 cm土层土壤基本理化性质"
| pH | 电导率 EC (μS·cm-1) | 钠吸附比 SAR ((mmol·L-1)1/2) | 水溶性离子 Water-soluble ions (cmol·kg-1) | 养分含量 Nutrient status | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K+ | Na+ | Ca2+ | Mg2+ | Cl- | SO42- | HCO3- | 有机碳SOC (g·kg-1) | 铵态氮NH4+-N (mg·kg-1) | 硝态氮NO3--N (mg·kg-1) | 有效磷 AP (mg·kg-1) | 速效钾 AK (mg·kg-1) | |||
| 8.8 | 541 | 7.2 | <0.1 | 1.5 | 0.5 | 0.4 | 0.4 | 1.1 | 0.6 | 6.6 | 8.1 | 27.1 | 8.0 | 154.3 |
表2
不同类型土壤改良剂的主要元素比例"
| 改良剂 Amendment | 主要元素比例 Proportion of major element (%) | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ca | Al | S | C | O | N | P | K | Si | Mg | Fe | Cl | Na | 其他Other | |
| Ca-based | 13.9 | 2.4 | 8.2 | 13.2 | 49.6 | 1.7 | 0.2 | 1.6 | 6.3 | 0.7 | 0.9 | 0.4 | 0.4 | 0.5 |
| Al-based | 4.8 | 5.3 | 8.9 | 10.2 | 51.1 | 1.4 | 0.2 | 6.7 | 8.0 | 0.6 | 1.6 | 0.2 | 0.7 | 0.5 |
| Ca+Al-based | 12.2 | 4.8 | 10.7 | 7.3 | 53.6 | 1.2 | 0.2 | 2.8 | 5.2 | 0.4 | 0.8 | 0.1 | 0.3 | 0.5 |
表3
土壤质量评价指标综合得分系数和权重"
| 指标 Indicators | 综合得分系数 Comprehensive score coefficient | 权重 Weight | ||
|---|---|---|---|---|
| 2022 | 2023 | 2022 | 2023 | |
| pH | 0.208 | 0.256 | 0.063 | 0.072 |
| 电导率EC | 0.212 | 0.253 | 0.065 | 0.072 |
| K+ | 0.189 | 0.255 | 0.057 | 0.072 |
| Na+ | 0.213 | 0.252 | 0.065 | 0.071 |
| Ca2+ | 0.245 | 0.250 | 0.075 | 0.071 |
| Mg2+ | 0.263 | 0.258 | 0.080 | 0.073 |
| Cl- | 0.262 | 0.214 | 0.080 | 0.06 |
| SO42- | 0.210 | 0.276 | 0.064 | 0.078 |
| HCO3- | 0.161 | 0.204 | 0.049 | 0.058 |
| 有机碳SOC | 0.204 | 0.214 | 0.062 | 0.061 |
| 全氮TN | 0.224 | 0.161 | 0.068 | 0.046 |
| 铵态氮NH4+-N | 0.193 | 0.238 | 0.059 | 0.067 |
| 硝态氮NO3--N | 0.252 | 0.251 | 0.077 | 0.071 |
| 有效磷AP | 0.262 | 0.238 | 0.080 | 0.067 |
| 速效钾AK | 0.191 | 0.216 | 0.058 | 0.061 |
表4
2022—2023年改良剂对土壤养分含量的影响"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 有机碳 SOC (g·kg-1) | 全氮 TN (g·kg-1) | 铵态氮 NH4+-N (mg·kg-1) | 硝态氮 NO3--N (mg·kg-1) | 速效磷 AP (mg·kg-1) | 速效钾 AK (mg·kg-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2022 | CK | 6.79±0.4a | 0.81±0.05a | 8.87±0.77a | 18.0±4.12b | 7.55±0.3b | 160±0.98b |
| Ca-based | 7.24±0.15a | 0.83±0.12a | 6.46±0.63b | 35.3±1.98a | 13.6±0.97a | 246±10.6a | |
| Al-based | 6.93±0.32a | 0.78±0.04a | 7.35±0.69ab | 35.2±2.48a | 7.38±0.53b | 162±1.28b | |
| Ca+Al-based | 7.07±0.34a | 0.76±0.06a | 6.08±0.58b | 34.2±2.23a | 13.0±1.87a | 167±2.49b | |
| 2023 | CK | 6.44±0.18a | 0.73±0.01a | 4.02±0.33a | 69.9±2.73a | 5.49±0.98b | 115±3.27a |
| Ca-based | 6.45±0.15a | 0.80±0.12a | 3.43±0.32a | 39.3±11.81b | 8.57±0.31b | 126±2.45a | |
| Al-based | 6.82±0.43a | 0.76±0.03a | 4.12±0.28a | 67.8±3.54a | 8.14±0.75b | 97.7±2.08b | |
| Ca+Al-based | 6.74±0.23a | 0.80±0.05a | 4.12±0.24a | 70.4±2.19a | 13.6±1.95a | 123±5.33a | |
| 方差分析 ANOVA (P-value) | |||||||
| 处理(改良剂)Treatment (T) | 0.57 | 0.49 | 0.03 | 0.002 | <0.001 | <0.001 | |
| 年份Year (Y) | 0.03 | 0.51 | <0.001 | <0.001 | 0.02 | <0.001 | |
| 处理×年份T×Y | 0.43 | 0.49 | 0.01 | <0.001 | 0.01 | <0.001 | |
表5
2022—2023年改良剂对向日葵农艺性状及籽粒产量的影响"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 出苗率 Emergence rate (%) | 株高 Plant height (cm) | 花盘直径 Disk diameter (cm) | 百粒重 Hundred-grain weight (g) | 籽粒产量 Seed yield (kg·hm-2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2022 | CK | 76.0±7.1a | 123.3±4.7d | 18.7±1.2b | 14.7±0.2b | 2656.5±217.5b |
| Ca-based | 77.3±1.9a | 220.0±12.6a | 21.3±0.5ab | 17.4±0.6a | 3453.1±288.7a | |
| Al-based | 79.7±2.9a | 197.3±3.3b | 24.3±1.2a | 15.0±0.6b | 3129.8±219.8ab | |
| Ca+Al-based | 84.0±2.8a | 166.7±6.9c | 23.7±1.2a | 17.0±0.4a | 3434.3±296.1a | |
| 2023 | CK | 71.7±13.1b | 205.8±9.5ab | 21.9±1.8a | 15.5±0.9a | 3375.7±329.3b |
| Ca-based | 86.7±12.5a | 217.2±7.3a | 21.7±1.5a | 18.9±0.8a | 4780.1±434.6ab | |
| Al-based | 73.3±2.4b | 223.3±1.8a | 24.3±1.8a | 17.5±1.3a | 4523.2±332.5ab | |
| Ca+Al-based | 85.0±4.1a | 190.7±14.9b | 24.1±0.6a | 18.5±0.3a | 5110.3±630.1a | |
| 方差分析ANOVA (P-value) | ||||||
| 处理(改良剂)Treatment (T) | 0.18 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | |
| 年份Year (Y) | 0.98 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | |
| 处理×年份T×Y | 0.45 | 0.001 | 0.321 | 0.425 | 0.008 | |
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