我国盐碱地分布面积广，并且呈现逐年增长的趋势，造成严重的经济损失^[1]。近年来，随着人口的不断增加、不合理的灌溉，导致大面积土地产生土壤盐渍化。盐碱胁迫损伤农作物植物膜结构，损害膜脂及功能蛋白，破坏细胞正常的生理生化过程，影响植物蛋白质合成、抑制呼吸、光合作用以及能量代谢等。盐渍土作为国家后备耕地资源，对其进行改良具有重要意义^[2]。

高粱是重要的粮食饲料作物，也是酿酒和新型能源工业的原料。高粱具有比较强的耐旱、耐盐碱性^[3]。在我国人地矛盾和能源困境日益加剧的今天，利用盐碱地发展高粱种植具有重大的现实意义。

山西省作为重要的能源基地，粉煤灰是火力发电厂产生的废弃物；山西省制醋产业发展迅速，醋糟是制醋业排放的典型有机废弃物。醋糟、粉煤灰产生量大，对环境造成不良影响^[4]。醋糟营养丰富，氮、磷、钾含量高，另外还含钙、赖氨酸、蛋氨酸等多种营养物质，为作物生长发育提供营养；粉煤灰具有很好的通气性、透水性、保水性，并且粉煤趋碱性，醋糟偏酸性，两者结合可以有效地改善土壤特性^[5-6]。鉴于以上原因将废弃物醋糟、粉煤灰应用在盐渍土改良中，为醋糟粉煤灰循环经济体系提供一条途径。

目前研究醋糟、粉煤灰盐渍地高粱生长及土壤特性的较少。本课题组以高粱生长情况和盐渍土改良作为切入点，研究醋糟、粉煤灰对次生盐渍地高粱生长及盐渍土的改良效果，为废弃物利用及盐渍土改良提供理论指导和技术依据。

1 材料和方法 1.1 试验地基本情况

试验于2014—2016年在山西省农业科学院东阳实验基地日光温室内进行。试验区属暖温带大陆性季风气候，年平均气温9.4 ℃，≥10 ℃有效积温3 875.6 ℃，常年平均降水量437.4 mm，其中5—10月降水量423.9 mm，无霜期平均为151 d。试验年度5—10月降水量453.8 mm，降水属丰水年型。

盐渍土理化性状见表 1。

1.2 试验材料

试验材料为粉煤灰、醋糟（风干），其中粉煤灰由山西省榆社电厂提供，醋糟由山西省东湖醋厂提供；供试高粱品种为山西省农业科学院高粱研究所选育的中晚熟品种“晋杂18号”。醋糟、粉煤灰基本理化性状见表 2。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，共设4个处理，每个处理设置3次重复，每个处理共计15盆。醋糟、粉煤灰播种前一次性施入。待幼苗长至3~4片真叶，间苗。每个盆中留苗2颗。具体试验处理情况见表 3。

试验采用桶栽栽培的方法，桶高35 cm，直径30 cm。为了避免水分淋洗对盐渍土表征性状的影响，采用滴灌的方式浇水。播种前将PVC管插入土壤中，PVC管（内径2 cm，长40 cm）与栽培桶上方悬挂装水的杯子连接，杯底与栽培桶内的PVC管通过塑料导流管连接，在导流管上安装流速调节器，浇水时通过流速调节器控制水流速度，使得PVC管中的水不溢出，通过毛细现象将桶内基质由下而上润湿。

1.4 样品采集与分析 1.4.1 土壤样品采集

分别在高粱苗期、拔节期、抽穗期和成熟期进行土壤样品的采集，每次取土在1 d内完成。取0~20 cm土壤表层土进行测定，每个小区选3个点。

取样后称质量，之后于105 ℃烘6~8 h，干燥器内冷却30 min，然后测定土的质量含水率。将烘干土与水按1:5配置成浸提液，利用DDS2307型电导仪测定电导值，换算获得土壤含盐量；利用PHS－3型pH酸度计测定pH值。

1.4.2 土壤理化性状的测定

土壤有机质测定采用重铬酸钾容量法，土壤碱解氮采用半微量凯氏定氮法，土壤有效磷采用碳酸氢钠浸提钼锑抗显色分光光度法，土壤速效钾采用醋酸铵提取火焰光度法测定^[7-8]。土壤pH值：蒸馏水与待测基质按质量比5:1混合，搅拌5 min，静置30 min后用pH计测定，读数。

1.4.3 高粱生长指标

选择晴天正午，分别在高粱苗期、拔节期、抽穗期和成熟期测定光合速率。采用便携式光合测定系统（c1-340型，美国CID公司）。

高粱成熟期取样，于室内进行考种，测定相关农艺指标。

2 结果与分析 2.1 不同处理土壤性状影响 2.1.1 不同处理对土壤速效养分的影响

施醋糟、粉煤灰增加根系生物量，改善土壤环境，有利于土壤微生物生长繁育。由图 1可知：高粱生长的4个时期，速效磷含量均呈现先上升后下降的趋势，拔节期处理1~处理3速效磷含量分别比对照提高了7.249%、9.033%、2.25%。

由图 2可知，醋糟处理速效钾含量均高于CK，其中处理2速效钾含量苗期、拔节期、抽穗期和成熟期分别比CK提高6.63%、7.59%、13.69%和2.71%，处理2速效钾含量苗期、拔节期、抽穗期和成熟期比处理1提高了3.11%、7.34%、3.24%、7.09%，处理2速效钾含量苗期、拔节期、抽穗期和成熟期比处理3提高了4.51%、8.14%、6.19%、5.07%。

由图 3可知处理2苗期、拔节期、抽穗期和成熟期碱解氮含量分别为51.25、59.32、55.48 mg·kg^-1和53.41 mg·kg^-1。

2.1.2 不同处理对土壤容重影响的研究

土壤容重作为土壤物理性状的一个重要指标，综合反映土壤质地、结构、孔隙等指标。容重在1.5 g·cm^-3以上时，土壤的机械抵抗力大，阻碍根系伸展，土壤的通气性也差，对植物生长极为不利。由图 4可以看到，播种前土壤容重在1.47~ 1.52 g·cm^-3之间，收获后土壤容重在1.15~1.40 g·cm^-3之间，CK试验前后土壤容重下幅最小，仅为7.85%；处理1~处理3试验前后土壤容重下幅分别为19.6%、28.6%、11.32%。

醋糟、粉煤灰改善了盐渍土理化性质，原因可能是由于醋糟含有大量的有机物质和无机物质，可为土壤微生物的生命活动提供能量和养料，促进土壤微生物的繁殖^[9-10]。醋糟粉煤灰中有机组分代谢产物可以中和盐渍土壤中的碱度，降低pH胁迫，减轻盐胁迫对植物细胞产生的渗透胁迫及离子毒害作用，促进了较小粒径微团聚体向较大粒径微团聚体团聚，土壤容重下降，孔隙度提高，改良了土壤结构，有利于土壤的气体交换，促进好氧微生物的活化和矿物质分解，增加土壤微生物总体含量，改善深层土壤的环境，为植物生长提供了适宜的生长环境^[11-13]。

2.2 不同处理对高粱出苗情况的影响

播种后20 d测定相关指标（表 4）。处理2的出苗率为71.33%，比CK高18.33%，与其他处理之间达到极显著水平。处理2叶面积、株高和干重分别比对照提高5.87%、5.79%、15.6%。

醋糟、粉煤灰产生有机物分解彻底，产生更多的有机质和容易吸收的速效氮、速效钾、速效磷等养分，而这些养分能促进高粱的生长发育，使高粱能更好地进行光合作用，从而提高作物的产量^[14]。处理1~处理3穗长分别比对照提高了6.25%、9.06%、3.93%；千粒重分别比对照提高了8.41%、9.26%、1.35%；单株产量分别比对照提高了10.53%、13.26%、8.89%（表 5）。

2.3 不同处理对高粱叶片光合速率的影响

光合作用是作物产量的基础。光合性状比较好，有利于光合产物的累积，并且蒸腾作用较低，水分利用率较高^[15-16]。施用醋糟、粉煤灰改善了土壤氧分状况，保持土壤水分，提高土壤肥力，促进植株根系生长，从而提高叶片水势，促进叶片气孔导度增加，从而增加叶片光合速率^[17-18]（图 5）。

3 结论

（1）本试验将粉煤灰和醋糟制备盐渍土改良剂，施用后可以通过提高土壤的理化性质从而直接或间接促进盐分胁迫下高粱的生长。醋糟、粉煤灰改善了盐渍土理化性质，改善深层土壤的环境，为植物生长提供了适宜的生长环境。

（2）光合作用是作物形成产量的基础。盐胁迫影响植物光合作用的可能途径包括渗透胁迫、离子毒害及光合产物积累造成反馈抑制等方面。盐胁迫下植物叶片光合效率降低，主要源于气孔的部分关闭引起的气孔限制和叶肉细胞光合活性下降引起的非气孔限制。施用醋糟、粉煤灰改善了土壤氧分状况，保持土壤水分，提高土壤肥力，促进植株根系生长，从而提高叶片水势，促进叶片气孔导度增加，从而增加叶片光合速率。

（3）醋糟粉煤灰促进有机物分解彻底，产生更多的有机质和容易吸收的速效氮、速效钾、速效磷等养分，而这些养分能促进高粱的生长发育，使高粱能更好地进行光合作用，从而提高作物的产量。

（4）综合来看，醋糟与粉煤灰1:1配比对于提高高粱出苗率、促进高粱生长、改善盐渍土性状效果最佳。在明确改良剂配比基础上，进行多品种改良试验，探索配套栽培及施肥技术将成为盐碱地土壤改良的下一步工作重点之一。