秸秆配施蚯蚓对设施次生盐渍化土壤改良效果

马志梅; 张月; 裴亚楠; 吕卫光; 张娟琴; 白娜玲; 张海韵; 李双喜; 张翰林

文章摘要

马志梅,张月,裴亚楠,吕卫光,张娟琴,白娜玲,张海韵,李双喜,张翰林.秸秆配施蚯蚓对设施次生盐渍化土壤改良效果[J].农业环境科学学报,2025,44(7):1769-1778.

秸秆配施蚯蚓对设施次生盐渍化土壤改良效果

Effects of straw combined with earthworm on the remediation and improvement of secondary salinized greenhouse soil

投稿时间：2024-08-18

DOI：10.11654/jaes.2024-0687

中文关键词: 设施次生盐渍化土壤秸秆蚯蚓土壤盐离子土壤养分灰色关联度分析

英文关键词: secondary salinization greenhouse soil straw earthworm salt ions soil nutrients grey correlation analysis

基金项目:上海市科委国内科技合作项目（23015820900）；上海市农业科学院卓越团队建设计划项目［沪农科卓（2022）008］

作者	单位	E-mail
马志梅	上海海洋大学海洋科学与生态环境学院, 上海 201306 上海市设施园艺技术重点实验室, 上海 201403
张月	上海市农业科学院生态环境保护研究所, 上海 201403 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测实验站, 上海 201403
裴亚楠	上海市农业科学院生态环境保护研究所, 上海 201403 上海市设施园艺技术重点实验室, 上海 201403
吕卫光	上海市农业科学院生态环境保护研究所, 上海 201403 上海市设施园艺技术重点实验室, 上海 201403 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测实验站, 上海 201403
张娟琴	上海市农业科学院生态环境保护研究所, 上海 201403 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测实验站, 上海 201403
白娜玲	上海市农业科学院生态环境保护研究所, 上海 201403 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测实验站, 上海 201403
张海韵	上海市农业科学院生态环境保护研究所, 上海 201403 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测实验站, 上海 201403
李双喜	上海市农业科学院生态环境保护研究所, 上海 201403 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测实验站, 上海 201403
张翰林	上海市农业科学院生态环境保护研究所, 上海 201403 上海市设施园艺技术重点实验室, 上海 201403 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测实验站, 上海 201403	zhanghanlinchick@163.com

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中文摘要:

为了综合评价秸秆配施蚯蚓对设施次生盐渍土的改良效果，采用室内土柱不同深度（0~10、10~30 cm和30~50 cm）原位土壤模拟实验，设置不同秸秆添加量及有无配施蚯蚓，从土壤养分、盐分离子含量方面阐述其对次生盐渍化温室土壤的改良效果，并给出研究区域最适宜的改良方法。结果表明，土壤Mg²⁺、SO₄^2-、Cl^-、Ca²⁺和Na⁺是供试土壤主要可溶性盐离子，土壤盐分和养分含量主要集中在0~10 cm土层。蚯蚓的添加可以促进秸秆降低0~10 cm土壤电导率（EC），但是盐分会汇聚到土壤深层。对比其他实验组，S2E（秸秆5 kg·m^-2+蚯蚓50条·m^-2）处理使0~10 cm土壤EC显著降低了56.04%。S2E处理主要通过降低0~10 cm土壤SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺含量和提升HCO-3含量来改变土壤主要盐分离子组成。蚯蚓可以促进秸秆提升0~10 cm和10~30 cm土壤的速效磷（AP）含量。低剂量秸秆配施蚯蚓有助于提升10~30 cm和30~50 cm土壤碱解氮（AN）含量。高剂量秸秆配施蚯蚓是10~30cm和30~50 cm土壤速效钾（AK）含量提升的主要原因。秸秆的添加是10~30 cm土壤有机质（OM）含量升高的主要原因。灰色关联度分析表明：S2E处理对0~10 cm和10~30 cm设施次生盐渍化土壤性质的改善效果最佳。S1E处理（秸秆2.5 kg·m^-2+蚯蚓50条·m^-2）对30~50 cm设施次生盐渍化土壤性质的改善效果最佳。研究表明，秸秆配施蚯蚓有效降低了次生盐渍化土壤盐分、增加了土壤养分含量，秸秆5 kg·m^-2+蚯蚓50条·m^-2对设施次生盐渍土（0~10 cm和10~30 cm）性质的改善效果最明显。

英文摘要:

To evaluate the effectiveness of integrating straw with earthworms for the remediation of secondary saline soils under controlled conditions, this study conducted simulation experiments employing indoor soil columns with in-situ soil at various depths（0-10, 10-30 cm, and 30-50 cm）. This investigation focused on the impacts of the straw-earthworm combination on salinized greenhouse soil by analyzing soil nutrient concentrations and salt ion profiles, providing insights into optimal remediation strategies for the region. The results showed that the primary soluble salt ions were Mg²⁺, SO₄^2-, Cl^-, Ca²⁺, and Na⁺, with highest concentrations observed in the 0-10 cm layer. The introduction of earthworms reduced electrical conductivity（EC）within the 0-10 cm layer, although it caused salt to accumulate in deeper layers. Specifically, the S2E treatment（5 kg·m^-2 of straw coupled with 50 earthworms·m^-2）reduced EC in the 0-10 cm layer by 56.04% compared to other treatments. Moreover, the S2E treatment primarily altered the composition of major salt ions in the soil by reducing the concentrations of SO 2 4- Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, and Na⁺ in the 0-10 cm layer, while increasing HCO - 3 levels. Additionally, earthworm activity was associated with an increase in available phosphorus（AP）in both the 0-10 cm and 10-30 cm layers. A lower straw application rate in conjunction with earthworms enhanced ammonium nitrogen（AN）concentrations in the 10-30 cm and 30-50 cm layers, while a higher straw dosage primarily increased available potassium（AK）levels at these depths. The increase in organic matter（OM）in the 10-30 cm layer was primarily attributed to straw application. Grey relational analysis demonstrated that the S2E treatment significantly improved soil properties in the 0-10 cm and 10-30 cm layers, whereas the S1E treatment（2.5 kg·m^-2 of straw with 50 earthworms·m^-2）was most advantageous for the 30-50 cm layer. In summary, the synergistic application of straw and earthworms effectively reduced soil salinity and enhanced nutrient profiles, with the S2E treatment showing the most significant improvements in soil characteristics at the 0-10 cm and 10-30 cm depths.

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