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土壤盐渍化是影响新疆绿洲农业发展的主要原因,由于高分子化合物能很好地改善土壤物理结构,然而在改良盐碱方面的研究较少,本研究利用土壤物理分组技术和盆栽模拟试验,结合大田验证试验,进行高分子化合物改良盐渍化土壤材料筛选和盐渍化土壤改良效应分析,为绿洲区盐渍化土壤改良与培肥、地力定向培育和长效保持土壤资源持续利用提供理论依据。 本研究主要内容包括:⑴Na2SO4和 NaHCO3盐分胁迫条件下,高分子化合物均能促进小麦发芽。其中以聚丙烯酸盐类(PAAS)效果最好,均能显著提高非盐渍化土壤、Na2SO4和 NaHCO3型土壤小麦发芽率,使小麦发芽率提高18.3-60.0%。纤维素类(HEC)和聚丙烯酰胺类(PAM)处理对促进0.4%NaHCO3和0.8%NaHCO3土壤中小麦发芽效果较好,小麦发芽率分别提高38.4%-46.7%和23.4%-30.0%。木质素类(MCa)、腐植酸类(HA)、聚合氯化铝类(PAC)、液体型聚丙烯酸盐类(Y-PAAS)、聚丙烯酰胺类(PAM)+腐殖酸类(HA)高分子化合物均能促进低盐分土壤小麦的发芽。⑵室内和大田试验表明,高分子化合物能促进作物的发芽,与CK相比,室内盆栽试验表明高分子化合物使轻度和重度盐渍化土壤小麦发芽率提高17.0%-40.0%;重度盐渍化棉田改良试验表明聚丙烯酸盐类、聚丙烯酰胺类、纤维素类高分子化合物分别使棉花单产增加154.5%、54.6%、74.65%。⑶盐渍化土壤施用高分子化合物后,可显著改善土壤结构和改变不同粒径团聚体百分组成。重度盐渍化土壤施用高分子化合物能显著增加2-0.053mm团聚体含量,改善土壤耕性,聚丙烯酸盐类、聚丙烯酰胺类、纤维素类、聚丙烯酸盐类+纤维素类、聚丙烯酰胺类+纤维素类、聚丙烯酸盐类+纤维素类高分子化合物较不施用高分子化合物处理高9.3、3.1、5.98、11.2、6.6、8.8倍,大田试验也进一步得到验证。轻度盐渍化土壤施用高分子化合物能显著增加5-0.25mm团聚体含量,聚丙烯酸盐类、聚丙烯酰胺类、纤维素类、聚丙烯酸盐类+纤维素类、聚丙烯酰胺类+纤维素类、聚丙烯酸盐类+纤维素类高分子化合物较不施用高分子化合物处理高19.7%、2.43%、44.4%、44.5%、46.7%、57.8%,这与轻度盐渍化土壤为砂壤土有关,增加5-0.25mm团聚体利于砂壤土保水保肥。⑷聚丙烯酸盐类和纤维素类高分子化合物使重度盐渍化土壤盐分和水溶性Na+、Ca2+、SO42-、Mg2+含量显著降低;聚丙烯酸盐类、纤维素类、聚丙烯酸盐类+纤维素类、聚丙烯酰胺类+纤维素类、聚丙烯酸盐类+纤维素类高分子化合物能显著降低轻度盐渍化土壤盐分和水溶性 K+、Cl-、Ca2+、Mg2+含量,聚丙烯酰胺类高分子化合物能显著降低土壤水溶性HCO3-含量和土壤pH值。重度盐渍化土壤,高分子化合物显著降低<0.25mm团聚体中水溶性 Na+含量,显著提高轻度和重度盐渍化土壤微生物量碳(MBC)含量,增强土壤微生物对碳源的代谢能力。⑸不同类型盐渍化土壤改良试验表明,聚丙烯酸盐类(PAAS)、聚丙烯酰胺类(PAM)和纤维素类(HEC)三种高分子化合物能显著提高作物发芽率17%以上,增强作物抗盐碱能力,提高作物产量50%以上。盐渍化土壤施用高分子化合物后,可显著改善土壤结构和团聚体百分组成;在轻度盐渍化土壤中,5-0.25mm团聚体比例增加;在重度盐渍化土壤中2-0.053mm团聚体比例增加。三种高分子化合物均可降低土壤盐分,降低土壤中水溶性 Na+、Ca2+、SO42-、Mg2+、Cl-、HCO3-某一种或几种盐基离子含量,对<0.25mm团聚体中水溶性Na+含量降低效果最为突出。因此,聚丙烯酸盐类、聚丙烯酰胺类、纤维素类高分子化合物改良盐渍化土壤效果显著,对绿洲区盐渍化土壤改良与培肥、地力定向培育和长效保持土壤资源持续利用具有重要意义。