作物杂志, 2025, 41(5): 86-92 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2025.05.012

专题:盐碱胁迫下作物抗逆响应与生态调控

生物硫调理剂对盐碱地苜蓿产量、品质及土壤理化性质的影响

贾艳丽,1, 张洪发2, 刘桂霞3, 黄素芳1, 屈新月1, 岳明强1, 韩佳婷1, 徐玉鹏1, 刘青松,1

1 沧州市农林科学院061001河北沧州

2 沧州市畜牧技术推广站061001河北沧州

3 河北大学生命科学学院071002河北保定

Effects of Biological Sulfur Regulator on the Yield, Quality of Alfalfa and Soil Physicochemical Properties in Saline-Alkali Land

Jia Yanli,1, Zhang Hongfa2, Liu Guixia3, Huang Sufang1, Qu Xinyue1, Yue Mingqiang1, Han Jiating1, Xu Yupeng1, Liu Qingsong,1

1 Cangzhou Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Cangzhou 061001, Hebei, China

2 Cangzhou Livestock Technology Promotion Station, Cangzhou 061001, Hebei, China

3 College of Life Sciences, Hebei University, Baoding 071002, Hebei, China

通讯作者: 刘青松,研究方向为盐碱地牧草栽培,E-mail:liuqingsong2007@yeah.net

收稿日期: 2024-09-23   修回日期: 2024-12-2   网络出版日期: 2025-02-06

基金资助: 国家草业技术创新中心项目(CCPTZX2024GJ02-1-4)
河北省现代农业产业技术体系建设项目(HBCT2023160203)

Received: 2024-09-23   Revised: 2024-12-2   Online: 2025-02-06

作者简介 About authors

贾艳丽,主要从事牧草栽培与加工利用研究,E-mail:jiayanli1988@126.com

摘要

为探究不同生物硫调理剂施用量对河北东部盐碱地苜蓿产量、品质及土壤理化性质的影响,分别按照3、6、9和12 t/hm2的施用水平,于2023年11月25日施入苜蓿地。结果表明,随着生物硫调理剂施用量的增加,苜蓿的返青时间逐渐延迟,生物硫调理剂能延长苜蓿的越冬时间。生物硫调理剂能显著提高苜蓿的株高、产草量和品质性状,9 t/hm2的施用量下株高最高,达到56.9 cm,苜蓿茎粗、分枝数和叶茎比表现也最好。9 t/hm2的施用量下第1茬鲜草、干草产量分别为29 254.5 kg/hm2和7045.2 kg/hm2,同时粗蛋白和相对饲喂价值分别达到了23.23%和179.40,粗脂肪、钙和磷的含量分别为2.26%,1.67%和0.42%,均显著高于其他处理。试验后12 t/hm2的施用量下土壤pH和含盐量最低,分别为8.97和0.285%,有机质、微生物量碳和微生物量氮含量最高,分别为7.45g/kg、61.02 mg/kg和6.61 mg/kg,但均与9 t/hm2的施用量无显著差异。因此,盐碱地苜蓿地块生物硫调理剂施用量以9 t/hm2效果最佳。

关键词: 生物硫调理剂; 盐碱地; 苜蓿; 产量; 品质; 土壤性状

Abstract

To study the effects of different application rates of biological sulfur regulators on the yield, quality, and soil physicochemical properties of alfalfa in saline-alkali land in eastern Hebei Province, alfalfa fields were applied at application levels of 3, 6, 9, and 12 t/ha on November 25, 2023. The results showed that with the increasing of the application amount of biological sulfur regulator, the greening time of alfalfa gradually delayed, and the biological sulfur regulator could prolong the overwintering time of alfalfa. Biological sulfur regulator could significantly improve the plant height, grass yield, and quality traits of alfalfa. The highest plant height was achieved at a rate of 9 t/ha, reached 56.9 cm. Alfalfa stem diameter, branching number, and leaf-stem ratio all performed best at a rate of 9 t/ha. Under the application rate of 9 t/ha, the yields of fresh grass and hay in the first cut were 29 254.5 kg/ha and 7045.2 kg/ha, respectively. At the same time, the crude protein and relative feeding value reached 23.23% and 179.40, respectively. The contents of crude fat, calcium, and phosphorus were 2.26%, 1.67% and 0.42%, respectively, which were significantly higher than other treatments. After the experiment, the soil pH and salt content were the lowest at a dosage of 12 t/ha, which were 8.97 and 0.285%, respectively; the organic matter, microbial carbon and microbial nitrogen contents were the highest at 7.45 g/kg, 61.02 mg/kg and 6.61 mg/kg, respectively, but there were no significant difference compared to the 9 t/ha dosage. Therefore, the optimal application rate of biological sulfur regulator for alfalfa in saline-alkali land was 9 t/ha.

Keywords: Biological sulfur regulator; Saline-alkali land; Alfalfa; Yield; Quality; Soil properties

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本文引用格式

贾艳丽, 张洪发, 刘桂霞, 黄素芳, 屈新月, 岳明强, 韩佳婷, 徐玉鹏, 刘青松. 生物硫调理剂对盐碱地苜蓿产量、品质及土壤理化性质的影响. 作物杂志, 2025, 41(5): 86-92 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.05.012

Jia Yanli, Zhang Hongfa, Liu Guixia, Huang Sufang, Qu Xinyue, Yue Mingqiang, Han Jiating, Xu Yupeng, Liu Qingsong. Effects of Biological Sulfur Regulator on the Yield, Quality of Alfalfa and Soil Physicochemical Properties in Saline-Alkali Land. Crops, 2025, 41(5): 86-92 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.05.012

苜蓿(Medicago sativa L.),又称为紫花苜蓿,作为多年生豆科牧草,广泛在我国西北和华北地区种植,因其具有营养价值高、易消化和较好的适口性等特性,因此有“牧草之王”的美称[1]。紫花苜蓿在豆科植物中耐盐性较好,常被认为是改良盐碱地的优良作物[2]。同时苜蓿作为一种优质饲草,对提升奶牛产奶量等方面有重要作用。Beaychemin等[3]使用45%干物质的苜蓿干草或青贮饲喂奶牛21 d发现,奶牛干物质采食量提高2.8 kg/d,体重提高12 kg。Lafereniere等[4]发现,使用100%干物质苜蓿干草和其他饲草饲喂育肥肉牛2年,与饲喂其他饲草的肉牛相比,饲喂苜蓿的肉牛干物质采食量、日增重、肉料比和体重分别提高了2.43 kg/d、0.4 kg/d、0.02和49.3 kg。在奶牛日粮中添加苜蓿能够显著提高其采食量、消化率和生产性能[5]

我国盐碱地分布广泛,面积近1亿hm2,约占全世界盐碱地面积的1/10[6]。据统计[7],我国可开发利用的盐碱地面积约为3300万hm2。盐碱地作为重要的后备战略资源,研究其开发利用具有重要意义。盐碱地土壤的调理剂对促进作物生长、提高盐碱地作物产量和改善作物品质等方面均有积极作用[8]。季慧慧等[9]研究发现,土壤调理剂中含有硫、锌、锰、硼等营养元素,能够提高苜蓿对养分的吸收,在土壤中施入调理剂能促进作物增长,提高产量。黄定国等[10]研究发现,施用生物调理剂能够使圆白菜和萝卜的产量提升10%~15%,土豆和山药的产量提高7%~8%。张宁宁等[11]研究表明,土壤中添加10 g/盆土壤调理剂可使苜蓿生物产量提高10%以上。谢仕祺等[12]研究发现,施用土壤改良剂对土壤有机质、pH、氮、磷、钾含量等均有不同程度的改善和提升。施用土壤调理剂能够显著提高土壤的有机质、速效氮和全磷含量[13-14]。不同类型调理剂对作物和土壤的改善效果差异较大[15],生物硫调理剂作为一种新型的土壤和作物调理剂,目前研究较少,本文主要针对河北东部滨海盐碱地,通过喷施生物硫调理剂,旨在探究生物硫调理剂对作物生长和土壤性状的作用效果。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2023年11月-2024年6月在中捷景明农业开发有限公司苜蓿种植基地进行。试验材料为紫花苜蓿品种‘中苜3号’(Zhongmu 3),由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所提供,于2021年8月播种。试验所需的生物硫调理剂为液态,硫含量50%,由江苏安澜地生态科技有限公司提供,使用周期为3年。试验地土壤盐分0.31%、pH 9.13、有机质7.39 g/kg、碱解氮66.85 mg/kg、有效磷11.847 mg/kg、速效钾108.13 mg/kg、全氮0.72 g/kg、全磷0.74 g/kg、全钾19.18 g/kg。

1.2 试验设计

试验设置4个生物硫调理剂施用水平,分别为3(S3)、6(S6)、9(S9)和12 t/hm2(S12),清水稀释后施用,对照为不施生物硫调理剂的清水处理,记为CK。每个处理3次重复,小区面积15 m2(3 m×5 m),试验共15个小区。于2023年11月25日喷施。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 返青时间

记录不同处理的苜蓿返青时间(当整个小区50%苜蓿返青时,即为苜蓿返青时间)。

1.3.2 株高

于2024年第1茬苜蓿初花期(2024年5月11日,下同)采用直尺测定从地面到苜蓿拉直的高度,即株高,每个处理测定20株。

1.3.3 茎粗

于2024年第1茬苜蓿初花期,采用游标卡尺测定苜蓿地上5 cm处的茎粗,每个处理连续测定20株。

1.3.4 分枝数

于2024年第1茬苜蓿初花期,数每一株苜蓿的地上枝条数,即苜蓿分枝数,每个处理连续数20株。

1.3.5 鲜、干草产量

于初花期刈割整个小区,称重,计算鲜草产量。取500 g左右样品,称鲜重后烘干,烘干至恒重后称干重,根据含水量计算苜蓿干草产量。

1.3.6 叶茎比

于初花期取样,每个小区取5个样点,每个样点取1 kg左右苜蓿鲜草,分离茎叶,烘干后称重,计算叶茎比。叶茎比=烘干后叶片重量/烘干后茎的重量。

1.3.7 苜蓿品质

刈割后每个小区留鲜样500 g左右,65 ℃烘干至恒重后粉碎,过1 mm筛后测定品质。参考GB/T 6432-2018[16]采用凯氏定氮法测定粗蛋白(CP)含量,采用近红外光谱分析仪测定苜蓿干物质(DM)、粗脂肪(EE)、钙(Ca)和磷(P)含量。按照NY/T 1459-2022[17]测定酸性洗涤纤维(ADF),按照GB/T 20806-2022[18]测定中性洗涤纤维(NDF),并计算干物质采食量(DMI),根据ADF和NDF计算相对饲喂价值(RFV)。计算公式如下:

RFV=DMI×DDM/1.29

DMI=120/NDF

DDM=88.9-0.779×ADF

式中,DDM表示可消化干物质。

1.3.8 土壤pH、含盐量和有机质含量

于试验前测定试验地块基础土壤成分,同时于2024年第1茬苜蓿收获后取0~20 cm土壤样品,测定各指标变化。

采用1:5水土比浸提液,利用酸度计测定[19]土壤pH。

将烘干的土样进行研磨,然后用孔径为1 mm土壤筛过筛后称20 g,按土水质量1:5的比例混合,然后用DDS-307电导率仪(选择单位模式为mg/L)测定样本的电导率值,然后再转换成土壤含盐量。土壤含盐量(g/kg)=电导率值(mg/L)× 0.1/20。

采用高温重铬酸钾氧化容重法[20]测定有机质含量。

1.3.9 土壤微生物量碳和微生物量氮

于试验前和第1茬苜蓿收获后取0~20 cm土样,测定各指标变化。

使用氯仿熏蒸,水土比4:1,硫酸钾浸提,采用岛津公司的总有机碳分析仪(TOC-L)测定微生物量碳。

使用氯仿熏蒸,水土比4:1,硫酸钾浸提,采用SEAL公司的流动分析仪(Auto Analyzer 3-AA3)测定微生物量氮。

1.3.10 隶属函数值

隶属函数值[R(X)]=(X-Xmin)/ (Xmax-Xmin),式中,X表示处理值,Xmax表示处理中最大值,Xmin表示处理中最小值。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2022软件对试验数据进行整理,采用DPS 7.5软件进行单因素方差分析,结果以“平均值±标准差”表示,P<0.05表示差异显著,P>0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 不同生物硫调理剂施用量下返青时间的比较

表1可知,不同生物硫施用量下的苜蓿返青时间不同,当施用量为3 t/hm2时,苜蓿返青时间无变化,随着生物硫施用量的增加,苜蓿返青时间逐渐推迟,当施用量达到12 t/hm2时,较CK返青时间延迟了4 d。说明喷施生物硫调理剂会延迟苜蓿返青时间。

表1   不同生物硫调理剂施用量下苜蓿返青时间

Table 1  Returning to green time of alfalfa under different application rates of biological sulfur regulators

处理
Treatment
返青时间(月-日)
Returning to green time (month-day)
CK03-12
S303-12
S603-13
S903-15
S1203-16

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2.2 不同生物硫调理剂施用量下苜蓿生长性状的比较

表2可知,不同生物硫施用量下的苜蓿株高表现不同。随着生物硫施用量的增加,苜蓿株高表现为先升高后降低的趋势,其中以6和9 t/hm2的2个施用量苜蓿株高最高,分别为56.6和56.9 cm,二者无显著差异,但均显著高于其他处理,CK和12 t/hm2处理株高无显著差异,说明施用生物硫调理剂能促进苜蓿株高生长,但当施用量超过9 t/hm2时,则会降低苜蓿的株高。茎粗、分枝数和叶茎比3个生长性状表现趋势一致,均表现为6和9 t/hm2的施用量下最高,二者之间无显著差异,但均显著高于其他处理。

表2   不同生物硫调理剂施用量下苜蓿生长性状比较

Table 2  Comparison of alfalfa growth trait under different application rates of biological sulfur regulators

处理
Treatment
株高
Plant
height (cm)
茎粗
Stem
diameter (mm)
分枝数
Branch
number
叶茎比
Leaf-stem
ratio
CK54.9±2.1c1.91±0.01b12.1±0.3b0.852±0.009b
S355.6±2.3b1.94±0.03b12.5±0.4b0.855±0.012b
S656.6±1.9a2.02±0.03a13.9±0.2a0.902±0.011a
S956.9±2.4a2.05±0.02a14.2±0.3a0.911±0.014a
S1255.2±1.7c1.91±0.01b12.6±0.1b0.857±0.006b

不同小写字母表示各处理在P<0.05水平上差异显著。下同。

Different lowercase letters indicate significant difference among different treatments at P < 0.05 level. The same below.

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2.3 不同生物硫调理剂施用量下苜蓿产草量的比较

表3可知,不同生物硫施用量下苜蓿的鲜草产量和干草产量表现不同。随着生物硫施用量的增加,鲜草产量和干草产量均表现为先升高后降低的趋势。鲜草产量和干草产量均以9 t/hm2的施用量下表现最高,分别为29 254.5 kg/hm2和7045.2 kg/hm2,显著高于其他处理。12 t/hm2的施用量下苜蓿鲜草产量和干草产量与CK无显著差异,因此施用生物硫会促进苜蓿增产,但施用量超过9 t/hm2时,则会降低苜蓿的产草量。

表3   不同处理苜蓿鲜草产量和干草产量比较

Table 3  Comparison of fresh grass yield and hay yield of alfalfa under different application rates of biological sulfur regulators kg/hm2

处理Treatment鲜草产量Fresh grass yield干草产量Hay yield
CK23 131.5±133.2d5731.3±64.5d
S326 533.5±149.4c6168.0±67.7c
S627 603.0±134.1b6538.5±72.9b
S929 254.5±166.8a7045.2±77.1a
S1223 410.5±120.9d5841.0±53.2d

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2.4 不同生物硫调理剂施用量下苜蓿品质的比较

表4可知,不同生物硫调理剂施用量下苜蓿各品质性状表现不同。不同处理间苜蓿干物质含量无显著差异。粗蛋白含量随着生物硫施用量的增加呈现先升高后降低的趋势,其中9 t/hm2的施用量下粗蛋白含量最高,为23.23%,显著高于其他处理。粗脂肪含量以6和9 t/hm2的施用量表现最佳,二者间无显著差异,但均高于其他处理。酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维表现一致,均表现为9 t/hm2的施用量下最低,分别为24.40%和36.24%,显著低于其他处理。相对饲喂价值表现为9 t/hm2的施用量下最高,达到179.40,显著高于其他处理。苜蓿钙和磷的含量表现一致,均表现为9 t/hm2的施用量下含量最高,与6 t/hm2的施用量间无显著差异,但均显著高于其他处理。因此,综合各处理品质性状,以9 t/hm2的施用量表现最佳。

表4   不同生物硫调理剂施用量下苜蓿品质比较

Table 4  Comparison of alfalfa quality under different application rates of biological sulfur regulators

处理
Treatment
干物质
Dry matter
(%)
粗蛋白
Crude protein
(%)
粗脂肪
Crude fat
(%)
酸性洗涤纤维
Acid detergent
fiber (%)
中性洗涤纤维
Neutral detergent
fiber (%)
相对饲喂价值
Relative
feeding value

Ca (%)

P (%)
CK92.15±0.45a19.88±1.44d1.98±0.02c26.37±2.12a39.52±2.33a160.90±6.34e1.49±0.04b0.35±0.01b
S392.09±0.31a21.28±1.09c2.02±0.03c25.88±2.09b38.59±2.01b165.70±7.29d1.52±0.04b0.36±0.00b
S692.34±0.22a22.39±1.22b2.24±0.07a25.12±1.91c36.71±1.99d175.69±1.55b1.64±0.05a0.41±0.01a
S992.17±0.25a23.23±1.34a2.26±0.06a24.40±1.56d36.24±2.43e179.40±1.91a1.67±0.03a0.42±0.02a
S1292.20±0.29a22.11±1.87b2.14±0.02b25.45±1.68c37.46±2.81c171.53±6.31c1.55±0.02b0.36±0.00b

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2.5 不同生物硫调理剂施用量下土壤pH、含盐量和有机质的比较

表5可知,不同生物硫施用量下土壤pH、含盐量和有机质含量变化不同。与CK相比,施用生物硫调理剂后0~20 cm土壤的pH均表现为降低趋势,且随着施用量的增加,降低幅度增大,以12 t/hm2的施用量下pH最低,为8.97,显著低于其他处理和试验前。含盐量表现趋势与pH基本一致,随着生物硫施用量的增加土壤含盐量降低,以12 t/hm2的施用量下土壤含盐量最低,为0.285%,与9 t/hm2的施用量无显著差异,但均显著低于其他处理和试验前。有机质含量则表现为随着施用量的增加而升高,其中12 t/hm2的施用量下有机质含量最高,为7.45 g/kg,与9 t/hm2的施用量间无显著差异,但均显著高于其他处理和试验前。

表5   不同施用量下土壤pH、含盐量和有机质含量变化

Table 5  Changes in soil pH, salt content, and organic matter content of different application rates of biological sulfur regulators

处理
Treatment
pH含盐量Salt content (%)有机质含量Organic matter content (g/kg)
试验前
Before experiment
试验后
After experiment
试验前
Before experiment
试验后
After experiment
试验前
Before experiment
试验后
After experiment
CK9.139.13±0.12a0.3140.321±0.009a7.397.24±0.12d
S39.139.11±0.09a0.3140.311±0.011b7.397.33±0.09c
S69.139.07±0.11b0.3140.304±0.007c7.397.38±0.11b
S99.139.07±0.04b0.3140.289±0.014d7.397.44±0.14a
S129.138.97±0.05c0.3140.285±0.012d7.397.45±0.10a

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2.6 不同生物硫调理剂施用量下土壤微生物量碳和微生物量氮的比较

表6可知,不同生物硫施用量下土壤微生物量碳、氮变化不同。随着生物硫调理剂施用量的增加,试验后0~20 cm土壤微生物量碳的含量呈逐渐增加趋势,较试验前,施用生物硫调理剂的处理试验后土壤微生物量碳含量均表现为升高,而CK则表现为降低,以12 t/hm2的施用量微生物量碳含量最高,为61.02 mg/kg,与9 t/hm2的施用量无显著差异,但均显著高于其他处理。微生物量氮表现趋势与微生物量碳一致,也表现为12 t/hm2的施用量下含量最高,达到6.61 mg/kg,与9 t/hm2的施用量无显著差异,但均显著高于其他处理。以上说明施用生物硫调理剂会增加土壤中微生物量碳、氮的含量。

表6   不同生物硫调理剂施用量下土壤微生物量碳、氮变化

Table 6  Changes in soil microbial carbon and nitrogen of different application rates of biological sulfur regulators mg/kg

处理
Treatment
微生物量碳Microbial carbon微生物量氮Microbial nitrogen
试验前Before experiment试验后After experiment试验前Before experiment试验后After experiment
CK60.1258.39±1.51c6.325.94±0.12d
S360.1260.44±2.02b6.326.12±0.20c
S660.1260.57±1.45b6.326.34±0.15b
S960.1260.99±1.79a6.326.55±0.14a
S1260.1261.02±1.62a6.326.61±0.14a

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2.7 不同生物硫调理剂施用量下各性状指标隶属函数值比较

表7中不同施用量下的苜蓿株高、鲜草产量、干草产量、品质以及土壤各性状指标的隶属函数值,可以计算得到各处理的平均得分,并对各个处理进行排名。由排名可知,施用生物硫调理剂的处理综合排名均高于对照,说明施用该调理剂能够促进盐碱地苜蓿生长和土壤改良,9 t/hm2的施用量下得分最高,综合排名第1,由此可见,在滨海盐碱苜蓿地施9 t/hm2的生物硫调理剂效果最佳。

表7   不同生物硫调理剂施用量下苜蓿各性状指标隶属函数值比较

Table 7  Comparison of membership function values for various trait indicators of alfalfa of different application rates of biological sulfur regulators

处理
Treatment
株高
Plant height
茎粗
Stem diameter
分枝数
Number of branches
叶茎比
Leaf-stem ratio
鲜草产量
Fresh grass yield
干草产量
Hay yield
粗蛋白
Crude protein
粗脂肪
Crude fat

Ca

P
CK0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000
S30.3500.2140.1900.0510.5560.3320.4180.1430.1670.143
S60.8500.7860.8570.8470.7300.6140.7490.9290.8330.857
S91.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000
S120.1500.0000.2380.0850.0460.0830.0180.5710.3330.143
CK1.0001.0000.0001.0001.0000.0000.0000.0000.2225
S30.7510.7160.2590.8750.7220.4290.7790.2690.4093
S60.3650.1430.7990.6250.5280.6670.8290.5970.7002
S90.0000.0001.0000.6250.1110.9520.9890.9100.8101
S120.5330.3720.0050.0000.0001.0001.0001.0000.3104

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3 讨论

盐碱地耕层土壤存在盐分含量高、土壤肥力低下、养分分布不均衡、农业生产力水平和生产效益低等问题,严重制约了农业的高质量发展[21]。当前,盐碱地改良的主要措施有物理改良、化学改良和生物改良3种方式,其中化学改良方式投入低、见效快[22]。土壤盐碱化后极易在土壤表层形成一层板结物质,会降低土壤的通透性和肥力,造成土壤有效养分含量下降,影响土壤的微生物活性[23]

3.1 生物硫调理剂对苜蓿生育期的影响

施用土壤调理剂或改良剂对地上作物的生育期影响研究结果不一。康民泰等[24]研究表明,盐碱地施用土壤调理剂可缩短水稻生育期2~4 d。韩雅婷等[25]研究表明,施用调理剂可使烟草的生育期提前21 d。而王娜等[26]研究发现,施用土壤调理剂可延迟玉米生育期3 d,而施用常规有机肥则对玉米生育期无影响,施用土壤调理剂与施用有机肥下玉米的播种期、出苗期、拔节期一致,但大喇叭口期比施用有机肥的推迟了2 d,抽穗期和吐丝期推迟了3 d,灌浆期推迟了3 d,成熟期推迟了3 d。张荣[27]通过研究土壤调理剂对油葵生育期的影响,结果发现施用土壤调理剂出苗期延迟了1 d,现蕾期推迟了1 d,开花期基本无差异,成熟期推迟了2 d,这与本研究基本一致。本研究中,随着生物硫施用量的增加,苜蓿返青时间逐渐延迟,施用生物硫调理剂延长了苜蓿的越冬时长,为后期生物量积累提供了基础。

3.2 生物硫调理剂对生长性状的影响

株高是衡量作物生长及发育情况的重要指标之一,它不仅与作物品种的自身特性有关,还受作物生长环境的影响,对苜蓿来说,株高是苜蓿产量的重要影响因素[28]。任晓磊[29]研究表明,当土壤调理剂施用量为120 kg/hm2时,青贮玉米的株高最高,当超过120 kg/hm2时,株高降低。康民泰等[24]研究发现,施用土壤调理剂对水稻的株高和平均穗长无显著影响,但能够显著提高水稻的总粒数、实粒数和结实率,土壤调理剂施用量不宜过高,过高则会抑制水稻的生长。王娜等[26]研究发现,施用土壤调理剂能提高玉米的株高、穗位高、穗长、穗直径、穗粒数和百粒重,其中株高和穗位高增幅最大,这与本研究结果基本一致,当生物硫调理剂施用量超过9 t/hm2时,苜蓿株高降低,表明土壤调理剂在一定施用量下可促进作物生长。

3.3 生物硫调理剂对苜蓿产量的影响

诸多研究[15,30-32]表明,施用生物调理剂能促进作物生长,改善土壤理化性质。王莉莉等[15]研究发现,调理剂不仅能促进西瓜叶片叶面积和相对叶绿素含量,提高叶片光合作用,还能有效提高可溶性糖、番茄红素、维生素C含量和糖酸比等指标,显著提高西瓜产量。刘继培等[30]研究也发现,施用土壤调理剂能有效降低土壤盐含量和容重,同时提高地上作物产量,增产率可达9.31%。施入土壤调理剂后,盐碱地土壤保肥保水能力和土壤增温效果均得到显著提高,土壤理化性质也得到了有效改善,还能提高作物产量和越冬能力[31-32]。宋秀华等[33]通过室内模拟盐胁迫对作物生长的影响,结果发现施用调理剂可降低Na+在植株体内的积累量,缓解Na+对作物产生的盐胁迫作用,使植株能够正常生长和增产。本研究中,施用生物硫调理剂能显著提高苜蓿干草和鲜草产量,这与前人[15,30-32]研究结果基本一致。

3.4 生物硫调理剂对苜蓿品质的影响

土壤调理剂对地上作物品质具有改善效果。朱诗君等[34]研究表明,施用土壤调理剂可显著提高毛豆豆仁的抗坏血酸含量,提高其淀粉积累。康民泰等[24]研究发现,施用土壤调理剂可提高水稻的直链淀粉和蛋白质含量。苜蓿的品质直接影响其饲喂效果。吕先召[35]研究表明,苜蓿粗蛋白含量提高1个百分点,育肥猪的平均背膘厚、眼肌面积等均显著提高。李胜利[36]研究发现,降低苜蓿的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维能显著提高其饲喂效果,饲喂奶牛后产奶量显著提升。苜蓿粗脂肪具有芳香气味,是适口性评价的重要指标,一般在2%~5%为宜,过高会引起家畜腹泻或过度肥胖等[37]。磷能够通过二磷酸腺苷和三磷酸腺苷储存和转运能量,苜蓿中的磷可以为根瘤的固氮提供能量,也能够促进苜蓿地上植株分枝,加强根系生长[38]。苜蓿中的钙则能够为苜蓿本身提供足够的能量物质[39]。本研究中一定范围内施用生物硫调理剂可显著降低苜蓿的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维,提高苜蓿粗蛋白、粗脂肪、钙和磷的含量,以及苜蓿的品质性状。

3.5 生物硫调理剂对土壤性状的影响

本研究中,一定生物硫调理剂施用量不仅可提高苜蓿的产量和粗蛋白等品质性状,同时还可显著降低土壤pH和含盐量,提高土壤有机质含量[40]。韩笑晨[41]研究发现,施用土壤调理剂可改善滨海盐碱地0~20 cm的土壤物理性状,主要表现为降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度、饱和含水量、田间持水量以及大团聚体质量比例,其中硅钙钾镁沸石型调理剂可显著提高玉米吐丝期0~40 cm土壤层内的土壤含水量,同时施用土壤调理剂还能增加盐碱地0~40 cm土壤Ca2+、Mg2+和K+含量,降低土壤Cl和Na+含量,从而显著降低土壤含盐量,其中施用硅钙钾镁沸石型调理剂的0~40 cm土层土壤Na+含量最低,降盐的效果最佳。但关于调理剂对盐碱地土壤的影响作用是短期内造成的还是长期造成的仍需进一步跟踪调查。

4 结论

施用生物硫调理剂可延长苜蓿的返青时间,提高苜蓿株高、茎粗、分枝数、叶茎比、产草量和品质性状,同时能有效降低盐碱地土壤pH、含盐量,提高土壤有机质、微生物量碳和微生物量氮含量,生物硫调理剂施用量以9 t/hm2效果最佳。

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针对西北地区土壤肥力下降、保水保肥能力差的问题,选用黄绵土和灌漠土两种土壤类型,以玉米和箭筈豌豆为指示作物,通过盆栽试验,研究施用0、20、40、60 g·kg<sup>-1</sup>有机酸土壤调理剂对土壤养分和作物生长的影响。结果表明: 施用有机酸土壤调理剂可以降低作物生育期土壤水分蒸发散失;显著提高土壤中有效养分含量,对磷素的提升效果尤为明显,较未施用有机酸土壤调理剂处理速效磷含量和占比最高,分别提高256.5%和227.4%。在黄绵土上,随着调理剂施用量的提高,玉米和箭筈豌豆的地上部干重均表现出先上升后下降的趋势,用量为20 g·kg<sup>-1</sup>时达到最大值;当土壤调理剂用量超过20 g·kg<sup>-1</sup>时,土壤全盐含量显著上升,箭筈豌豆出苗率显著下降。在灌漠土上,调理剂施用量对玉米土壤全盐含量的影响不显著,当调理剂用量为60 g·kg<sup>-1</sup>时,箭筈豌豆土壤全盐含量显著提高;箭筈豌豆和玉米地上部干重分别在调理剂用量为40和60 g·kg<sup>-1</sup>时最大。因此,在黄绵土上种植箭筈豌豆和玉米时调理剂的最佳施用量均为20 g·kg<sup>-1</sup>,在灌漠土上的最佳施用量分别为40和60 g·kg<sup>-1</sup>。

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通过探讨餐厨废弃物土壤调理剂对改良土壤质量、促进作物生长的综合效果,旨在为水稻高产稳产提供技术支撑。采用田间试验,比较不同施用量对土壤理化性状和水稻产量的影响。结果表明:施用餐厨废弃物土壤调理剂能有效改善土壤pH,显著增加土壤有机质、全氮、有效磷等养分含量,具有较好地提升土壤肥力的作用。但土壤水溶性盐含量整体随调理剂用量的增加呈上升趋势,存在盐分积累的风险。此外,由于该调理剂氮含量较高,施用量过高使水稻生长存在贪青晚熟、倒伏较严重等情况,导致产量下降。综合分析土壤改良、盐分积累和水稻增产,T3和T4处理效果较好。

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