1. 引言
盐渍土是全球陆地分布最广泛的一种退化土壤类型之一 [1] 。根据全国第二次土壤普查数据显示，我国约有盐碱化土壤3.69 × 107 hm2，其中耕地盐碱化面积为9.21 × 106 hm2，占到全国耕作土地面积的6.62% [2] [3] [4] 。由于气候和不合理的灌溉制度，每年发生盐碱化的土地面积仍在增加，成为世界各国面临的重要威胁之一 [5] 。土壤发生盐碱退化会降低有效耕地面积锐减、影响作物的产量及品质、影响畜牧业和林业的发展等 [6] [7] 。如何利用好这些土地资源，对于解决我国的粮食和农业问题，具有非常重要的现实意义 [8] 。
目前，世界范围内盐碱地的改良方式主要包括：改变农田土壤微地形的农业工程措施、将盐分大量带出的作物生长的耕作层水利工程措施、施加改良剂的化学改良措施及种植耐盐作物的生物改良措施 [4] [9] [10] [11] [12] 。研究发现种植芦苇2200 hm2可每１年外运带走盐量2.3 × 104 t，从而降低土壤盐分。松嫩平原西部盐沼的形成与演化研究表明，通过种植芦苇可以防治沼泽盐碱化，降低表层沼泽土壤含盐量 [13] [14] [15] [16] 。
本研究模拟野外环境条件，分别探究了不同年限下种植芦苇的富集盐分的能力及不同还田方式对盐碱土的影响，旨在为盐碱地长期治理提供直接的理论指导和科学依据。
2. 材料与方法
2.1. 研究区概况
卤泊滩位于陕西省蒲城县西南部，整个范围西起富平县桃园村，北纬34˚43'~34˚50'，东经109˚18'~109˚42'，东西长约30 km，南北宽1.5~7 km，总面积约8.13 × 103 hm2，要由草甸盐土和盐化潮土组成。卤泊滩属于半干旱大陆性气候，多年平均降雨量498 mm，降雨年内分布极不均匀，多集中在7~9月份，占全年降雨量的52.7% [17] [18] [19] 。
2.2. 研究方法
盐碱土改良中芦苇盐分富集试验小区处理分布如图1，挖取卤泊滩盐碱土剖面，测定并记录各层深度、容重，采集不同层次的土壤样品，根据剖面特征进行土壤的装填，压实，以保证贴近生产实际，土壤背景值pH平均为9.81，电导率平均为1200 μs/cm。选择卤泊滩地区长势良好且长势均等的青壮芦苇，连根取下后穴栽入模型装置内，每个装置内种植芦苇300株。穴栽深度3~5厘米，每穴种植5株，每穴之间间隔均匀。播种后定期检查，发现枯黄死亡芦苇及时拔除补苗。
Figure 1. Distribution map of reed salt enrichment test plot in saline-alkaline soil improvement
图1. 盐碱土改良中芦苇盐分富集试验小区处理分布图
种植芦苇后进行灌溉，确保灌溉水将土壤浸透后，高于土面15 cm，即水体深度15 cm。根据季节及天气状况每隔5~10天检查一次模型装置内水面深度，若水体深度低于5 cm及时补充灌溉至水体深度15 cm，10月~11月芦苇枯黄收获后停止灌溉。
2.3. 样品采集及测试
芦苇收获后进行土壤样品采集，分别采集种植1年、3年和10年的盐碱地土壤样品。采集所有模型装置内的土壤样品，采样深度0~60 cm，每个模型装置内取3钻混合。
土壤pH采用pH计测定；土壤电导率采用电导率仪测定。
2.4. 数据分析
差异性分析采用SPSS 21.0软件进行分析，采用Excel2010进行绘图。
3. 结果与分析
3.1. 不同种植年限下芦苇不同还田方式的土壤pH与电导率差异性研究
如表1，种植芦苇首年，不同还田处理的土壤pH中T1与T2接近土壤初始pH，而CK的土壤pH已经超出初始值0.26，这是由于首年施肥及灌溉水质对供试土壤影响超出芦苇的改良效果；不同还田方式下CK与T2、T1与T2间的差异不显著(P < 0.05)，CK与T2差异显著(P < 0.05)，可能是T1与T2皆有芦苇还田，芦苇腐烂形成腐殖质，其中胡敏酸等一些酸类物质对土壤pH起到了一定的降低效果 [20] ，而T1芦苇粉碎还田形成腐殖质的速度更快，差异与CK不还田明显。种植芦苇3年后，各还田处理的土壤pH在9.40左右，均较土壤pH初始值9.81低，但不同还田方式下的土壤pH间的差异并不显著(P < 0.05)，表明种植芦苇一定年限后对盐碱地土壤的pH有一定的改良效果。种植芦苇10年后，不同还田处理的土壤pH均较初始值有明显的降低，CK的土壤pH在三种处理中最低，较土壤pH初始值低12.44%；T1的
Table 1. Soil pH of reeds under different returning conditions
表1. 芦苇不同还田方式条件下的土壤pH
注：不同小写字母表示同一行之间的差异显著性(P < 0.05)；不同大写字母表示同一列之间的差异显著性(P < 0.05)。
土壤pH较初始值低7.44%；T2的土壤pH较初始值低8.36%，这可能是因为虽然芦苇还田形成的腐殖质可以降低土壤pH，但同时又将芦苇吸收的土壤盐分重新带回土壤，而CK芦苇收割后不还田虽然前期对土壤pH的改良效果较T1与T2差，但可以带走土壤中的盐分，长期种植后，改良效果较好，不同还田方式下的土壤pH间的差异并不显著(P < 0.05)。
CK处理的不同种植年限下的土壤pH间差异均显著(P < 0.05)，表明芦苇不还田处理下对土壤pH的改良效果随种植年限增加一直较好。T1处理的不同种植年限下的土壤pH间种植10年与种植1年、种植3年差异显著(P < 0.05)，表明芦苇粉碎还田对土壤pH的改良效果在种植年限较长的情况下效果较好。T2处理的不同种植年限下的土壤pH间种植1年与种植3年、种植10年差异显著(P < 0.05)，表明芦苇直接还田对土壤pH的改良效果在种植年限较段的情况下效果较好。
Table 2. Soil conductivity of reeds under different returning conditions (μS/cm)
表2. 芦苇不同还田方式条件下的土壤电导率 (μS/cm)
注：不同小写字母表示同一行之间的差异显著性(P < 0.05)；不同大写字母表示同一列之间的差异显著性(P < 0.05)。
如表2，不同还田处理(CK, T1, T2)下不同种植年限的土壤电导率差异性相同，均为芦苇种植1年的土壤电导率与种植3年、种植10年间差异显著(P < 0.05)，表明三种还田方式对盐碱地土壤的电导率改良效果均在前期表现较好。
芦苇种植年限为1年时，不同还田处理仅CK的土壤电导率低于初始值，与T1、T2差异显著(P < 0.05)，T1和T2的土壤电导率均超出初始值，其中T2的土壤电导率在三种处理中最高，较初始值高28.33%，原因与芦苇种植一年的土壤pH相同，但由于CK的芦苇不还田，植株吸收的盐分未返还土壤，故土壤电导率有所降低。种植年限为3年和10年时，不同还田处理间均无明显差异(P < 0.05)，这是由于芦苇的脱盐效果在初期表现明显，后期差异不大。种植10年后，各处理中CK的土壤电导率较初始值降低78.92%；T1的土壤电导率较初始值降低72.50%；T2的土壤电导率较初始值降低75.24%，仍是CK的表现最好。
3.2. 不同种植年限下芦苇不同还田方式的土壤pH与电导率变化趋势研究
由图2可知，除首年种植的CK处理的土壤pH略微上升外，TI与T2处理的土壤pH表现出随种植年限增加，土壤pH下降的趋势，而CK处理除种植年限1年外，同样随种植年限增加，土壤pH下降，且下降的趋势较TI与T2更快，在种植年限达到3年时，土壤pH与TI、T2相差不多，随着种植年限进一步增加，土壤pH值逐渐低于还田处理，在三个处理中表现最好。
Figure 2. Soil pH change diagram of reed different returning methods
图2. 芦苇不同还田方式的土壤pH变化图
Figure 3. Change of soil conductivity of different returning types of reeds
图3. 芦苇不同还田方式的土壤电导率变化图
如图3，不同还田处理下芦苇不同年限的土壤电导率值变化趋势与土壤pH有所不同。其中，CK处理随种植年限增加，其土壤电导率值不断降低，但降低的趋势越来越慢，最终会趋于一个较低的值。TI与T2处理的土壤电导率值则在种植年限为1年时较初始值有所升高，原因见2.1，随后的变化趋势与CK相同，三种处理的土壤电导率值均在种植前三年下降较多，种植后期的土壤电导率值虽同样有所下降，但下降趋势较缓。
4. 讨论与结论
种植耐盐能力较强的盐生植物能对土壤中的盐分进行吸附转移，起到改良盐渍化的作用 [21] 。研究表明，种植芦苇可以对盐碱地的改良起到较好的效果。随着芦苇种植年限的增加，盐碱地土壤的pH和电导率逐渐降低，虽不还田处理的土壤pH和直接还田、粉碎还田的土壤电导率在种植初期有略微的上升，这是由于芦苇种植初期的吸盐效果不明显，没有施肥及灌溉水质对土壤的影响大，但种植年限增加后，土壤的脱盐效果较明显。
不同还田处理的土壤电导率和pH在芦苇种植年限为1年时有略微的差异，但随着芦苇种植年限增加，不同还田处理间的差距逐渐减小，无明显差异。