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内蒙古河套平原盐分上行表聚现象严重，对农作物生长造成危害。土壤中铺设秸秆和砂层均是盐碱地改良的有效措施。但多数研究是围绕单一材料隔层的厚度和层位开展，对秸秆和砂层以及砂层粒径水盐调控效应差异研究较少，对秸秆和砂子组合建立的隔层改良效果也不明确。为此，本研究采用室内土柱模拟试验和田间定位试验相结合的方法进行了系统研究：（1）通过土柱入渗和蒸发模拟试验，以无隔层处理（CK）为对照，研究了砂层粒径（细SC1:1~2mm；中SC2:3~4mm；粗SC3:5~6mm）对水盐运移的影响，对比了不同粒径砂层和秸秆隔层（JG）水盐调控效果，同时对比分析了单一隔层（JG:秸秆隔层；SC:混合粒径砂层）和组合隔层（JS:秸砂组合隔层）土壤水盐调控作用；（2）通过三年田间定位试验，研究了无隔层处理（CK）、秸秆隔层（JG）、砂隔层（SC）和秸砂组合隔层（JS）对土壤水盐运移、土壤孔隙、土壤养分、根际土壤细菌群落多样性和结构以及食葵产量的影响。本文旨在通过上述系统研究，揭示不同隔层处理对土壤水盐调控与培肥增产的机制和效应，为在河套平原盐碱地构建长期有效的水盐调控隔层提供依据。主要研究结果如下：
1、明确了隔层水盐调控作用，揭示了砂层粒径以及单一材料隔层和组合隔层水盐调控效应。铺设隔层处理减缓了湿润峰运移速度，入渗结束后0~40cm土层土壤含水量比CK显著高17.36%~26.02%，土壤含盐量比CK显著低9.72%~20.52%（P＜0.05）。随砂层粒径增大减渗淋盐作用增强，SC3处理0~40cm土层土壤含水量最高，盐分最低，其次是JG处理。单一秸秆隔层和秸砂组合隔层处理0~40cm土层土壤含水量高于单一砂层，盐分低于单一砂层。隔层还具有阻碍毛管水上升，抑制潜水蒸发和盐分上返的作用，潜水蒸发试验结束后0~40cm土层土壤含水量和全盐含量CK分别比铺设隔层处理显著高16.95%~38.13%和51.49%~78.71%（P＜0.05），45~60cm土层土壤含水量和全盐含量铺设隔层处理显著高于CK（P＜0.05）。砂层随粒径增加抑制作用增强，JG处理作用弱于SC3，但强于SC1和SC2。单一秸秆隔层和秸砂组合隔层的抑制作用优于单一砂层。
2、明确了不同隔层田间水盐调控效应及其与土壤孔隙的关系。2018-2020年春灌后铺设隔层处理0~40cm土层土壤含水量比CK显著高4.85%~16.78%，土壤全盐含量比CK显著低7.00%~17.01%（P＜0.05），其中JG和JS处理0~40cm土层土壤全盐含量显著低于SC，2019年和2020年JS处理淋盐效果最好，0~40cm土层土壤全盐含量最低。食葵生育中后期隔层均能抑制地下水蒸发将盐分有效阻隔在隔层以下，食葵整个生育期土壤盐分层化比（S0~40cm∶S40~100cm）均保持在1以下，至收获期盐分蒸发通量JG、SC和JS处理分别比CK显著低23.17%~58.37%、24.61~40.63%和27.99%~56.33%（P＜0.05）。进一步探究隔层孔隙结构变化及其对水盐调控作用的影响发现铺设隔层处理均不同程度增加土壤总孔隙度，降低土壤孔隙连通度。其中JS总孔隙度分别比CK、JG和SC高254.90%、31.32%和99.21%。土壤中总孔隙度增加和孔隙连通度降低能抑制盐分上返，当量直径＜5mm孔隙对盐分的淋溶有促进作用，对盐分的上返有抑制作用。
3、探究了隔层培肥效应及对微生物群落结构的影响。JG和JS处理显著增加20~60cm土层土壤有机碳、全氮和速效养分（P＜0.05），40~60cm土层土壤增幅最明显，2018年增幅最大。JG和JS处理40~60cm土层养分增幅最大分别为土壤有机碳20.72%和15.20%，全氮23.81%和16.33%，碱解氮23.64%和16.36%，速效钾16.42%和14.60%，速效磷31.91%和23.40%。JG和JS对根际土壤细菌群落多样性影响不显著，2018年Shannon指数略高于CK。SC显著降低根际细菌群落多样性（P＜0.05）。JG和JS提高了绿弯菌门和酸杆菌门等参与土壤碳氮循环的细菌群落的相对丰度，砂层处理提升了放线菌门的相对丰度。2018年土壤水分是影响细菌群落分布的重要因子，2019年土壤pH和水分是影响细菌群落分布的重要因子。
4、从水盐调控作用、培肥效应及根际土壤细菌群落多样性揭示了隔层增产效应。铺设隔层处理均能显著增加食葵出苗率，其中SC出苗率最高，但增产作用不明显，2019年甚至籽粒减产9.61%。2018年JG籽粒增产效果最显著，增幅达18.67%，2020年JS增产效果最显著，增幅达24.14%（P＜0.05）。食葵籽粒产量受土壤盐分、根际微生物和土壤肥力的共同影响，总体来说0-40cm土层土壤盐分降低，根际细菌群落多样性增加和20-60cm土层土壤肥力增加对食葵籽粒增产有促进作用。
综上土壤中铺设隔层具有明显的水盐调控作用，秸秆隔层埋设初期水盐调控作用最明显，秸砂组合隔层后期水盐调控作用优于秸秆。秸秆和秸砂组合隔层均具有培肥土壤，改善微生物群落结构，增加食葵产量的作用。
1、明确了隔层水盐调控作用，揭示了砂层粒径以及单一材料隔层和组合隔层水盐调控效应。铺设隔层处理减缓了湿润峰运移速度，入渗结束后0~40cm土层土壤含水量比CK显著高17.36%~26.02%，土壤含盐量比CK显著低9.72%~20.52%（P＜0.05）。随砂层粒径增大减渗淋盐作用增强，SC3处理0~40cm土层土壤含水量最高，盐分最低，其次是JG处理。单一秸秆隔层和秸砂组合隔层处理0~40cm土层土壤含水量高于单一砂层，盐分低于单一砂层。隔层还具有阻碍毛管水上升，抑制潜水蒸发和盐分上返的作用，潜水蒸发试验结束后0~40cm土层土壤含水量和全盐含量CK分别比铺设隔层处理显著高16.95%~38.13%和51.49%~78.71%（P＜0.05），45~60cm土层土壤含水量和全盐含量铺设隔层处理显著高于CK（P＜0.05）。砂层随粒径增加抑制作用增强，JG处理作用弱于SC3，但强于SC1和SC2。单一秸秆隔层和秸砂组合隔层的抑制作用优于单一砂层。
2、明确了不同隔层田间水盐调控效应及其与土壤孔隙的关系。2018-2020年春灌后铺设隔层处理0~40cm土层土壤含水量比CK显著高4.85%~16.78%，土壤全盐含量比CK显著低7.00%~17.01%（P＜0.05），其中JG和JS处理0~40cm土层土壤全盐含量显著低于SC，2019年和2020年JS处理淋盐效果最好，0~40cm土层土壤全盐含量最低。食葵生育中后期隔层均能抑制地下水蒸发将盐分有效阻隔在隔层以下，食葵整个生育期土壤盐分层化比（S0~40cm∶S40~100cm）均保持在1以下，至收获期盐分蒸发通量JG、SC和JS处理分别比CK显著低23.17%~58.37%、24.61~40.63%和27.99%~56.33%（P＜0.05）。进一步探究隔层孔隙结构变化及其对水盐调控作用的影响发现铺设隔层处理均不同程度增加土壤总孔隙度，降低土壤孔隙连通度。其中JS总孔隙度分别比CK、JG和SC高254.90%、31.32%和99.21%。土壤中总孔隙度增加和孔隙连通度降低能抑制盐分上返，当量直径＜5mm孔隙对盐分的淋溶有促进作用，对盐分的上返有抑制作用。
3、探究了隔层培肥效应及对微生物群落结构的影响。JG和JS处理显著增加20~60cm土层土壤有机碳、全氮和速效养分（P＜0.05），40~60cm土层土壤增幅最明显，2018年增幅最大。JG和JS处理40~60cm土层养分增幅最大分别为土壤有机碳20.72%和15.20%，全氮23.81%和16.33%，碱解氮23.64%和16.36%，速效钾16.42%和14.60%，速效磷31.91%和23.40%。JG和JS对根际土壤细菌群落多样性影响不显著，2018年Shannon指数略高于CK。SC显著降低根际细菌群落多样性（P＜0.05）。JG和JS提高了绿弯菌门和酸杆菌门等参与土壤碳氮循环的细菌群落的相对丰度，砂层处理提升了放线菌门的相对丰度。2018年土壤水分是影响细菌群落分布的重要因子，2019年土壤pH和水分是影响细菌群落分布的重要因子。
4、从水盐调控作用、培肥效应及根际土壤细菌群落多样性揭示了隔层增产效应。铺设隔层处理均能显著增加食葵出苗率，其中SC出苗率最高，但增产作用不明显，2019年甚至籽粒减产9.61%。2018年JG籽粒增产效果最显著，增幅达18.67%，2020年JS增产效果最显著，增幅达24.14%（P＜0.05）。食葵籽粒产量受土壤盐分、根际微生物和土壤肥力的共同影响，总体来说0-40cm土层土壤盐分降低，根际细菌群落多样性增加和20-60cm土层土壤肥力增加对食葵籽粒增产有促进作用。
综上土壤中铺设隔层具有明显的水盐调控作用，秸秆隔层埋设初期水盐调控作用最明显，秸砂组合隔层后期水盐调控作用优于秸秆。秸秆和秸砂组合隔层均具有培肥土壤，改善微生物群落结构，增加食葵产量的作用。