覆膜及有机质对滨海盐碱地油菜生长、产量及土壤盐分离子的影响

The Effect of Plastic Film Mulching and Organic Matter on the Growth，Yield，and Soil Salt Ion of Rapeseed in Coastal Saline-Alkali Land

摘要

为提高油菜在滨海盐碱地中的产量，在山东省东营开展盐碱地覆膜、生物炭配施有机肥等栽培试验。结果表明，盐碱地覆膜显著提高了秋播油菜的出苗率和越冬率，在轻度（可溶性盐小于4 g/kg）、中度（可溶性盐在4~8 g/kg）和重度（可溶性盐大于8 g/kg）盐碱条件下，覆膜比不覆膜（对照）出苗率分别提高283.62%、300.33%和2 187.53%，越冬率分别提高430.06%、90.40%和0；在平均可溶性盐含量为3.87 g/kg的盐碱土中，油菜平均产量可达到2 769.60 kg/hm²。覆膜可显著抑制土壤的返盐现象，与同期未覆膜栽培相比，土壤电导率下降189.42%~742.07%；覆膜可降低油菜对Na⁺的摄取，提高油菜体内的K⁺/Na⁺值52.02%。在覆膜的基础上，增施生物炭和有机肥，可以提高春播油菜的出苗率，与覆膜不施肥（对照）相比最高可提高91.52%；在土壤含盐量4~6.5 g/kg下，春播的产量可达到2 697.75 kg/hm²，比覆膜不施肥提高107.43%。由此可知，覆膜及覆膜的基础上配施生物炭和有机肥等栽培措施可有效地提升油菜对盐碱的耐受能力及产量。

Abstract

To increase the rapeseed yield in coastal saline-alkali land, in this study, cultivation tests of plastic film mulching on saline-alkali land and applying biochar combined with organic fertilizers in Dongying, Shandong province were conducted. The results showed plastic film mulching significantly improved the emergence rate and overwintering rate of autumn sowing rapeseed. Under the mild(the soluble total salts were less than 4 g/kg), moderate(the soluble total salts were 4-8 g/kg), and severe(the soluble total salts were over 8 g/kg) saline-alkali conditions, the emergence rate in the mulching treatments increased by 283.62%, 300.33%, and 2 187.53%, respectively, compared with that in the treatment of no mulching(the control), and the overwintering rate in the mulching treatments increased by 430.06%, 90.4% and 0, respectively. In saline-alkali soil with average soluble salt content at 3.87 g/kg, the average yield of autumn sowing rapeseed was 2 769.60 kg/ha. Plastic film mulching significantly inhibited the re-salinization phenomenon of soil, and compared with open-field cultivation during the same period, and the soil electrical conductivity decreased by 189.42%-742.07%. Moreover, mulching reduced the uptake of Na⁺ by rapeseed, thereby increasing the K⁺/Na⁺ ratio in rapeseed by 52.02%. On the basis of mulching, applying biochar and organic fertilizer could significantly increase the emergence rate of spring sowing rapeseed. Compared with the treatment of mulching without fertilization(the control), it could be increased by up to 91.52%. Under soil with a salt content of 4-6.5 g/kg, the yield of spring sowing rapeseed could reach up to 2 697.75 kg/ha, which was 107.43% higher than that of the control. In conclusion, the cultivation measures such as plastic film mulching combined with application of biochar and organic fertilizer could effectively improve the tolerance to saline and alkali, and yield of rapeseed.

Graphical abstract

关键词

盐碱地 / 油菜 / 栽培措施 / 产量 / 土壤 / 有机肥 / 覆膜

Key words

saline-alkali land / rapeseed / cultivation measures / yield / soil / organic matter / plastic film mulching

土壤盐碱化是制约全球农业生产的主要环境原因之一，严重影响作物的产量与品质^[1]。目前，全球大多数国家1/5左右的耕地面积属于盐碱地，并且在气候、人类活动等因素影响下盐碱地的面积正在逐年增加^[2]。我国盐碱地主要分布于东部沿海、东北和西北干旱地区，总面积约1亿hm²，其中可开发利用的约为3.33×10⁷ hm²，占全国耕地面积的1/4^[3-4]。盐碱地是重要的后备耕地资源，具有一定的开发利用潜力。在保证18亿亩耕地红线不动摇的情况下，综合开发利用盐碱地有助于补充耕地面积，保障粮食生产安全^[5-6]。

覆膜技术于20世纪80年代从日本引入我国，之后广泛应用于作物生产栽培^[7]。研究表明，地膜覆盖可以在物理、化学和生物方面改善土壤，促进植物生长。物理方面，覆膜有助于减少土壤水分蒸发，保持土壤墒情，从而提高水分利用率；覆膜利于提高地温，保证植物根系有较高的活性，提高养分吸收利用率；覆膜利于提高出苗率，保证全苗。化学方面，覆膜有助于养分分解，提高肥料利用效率。生物方面，覆膜可以为微生物创造适宜的生活环境，提高土壤微生物和土壤酶的活性^[8-10]。

生物炭是由生物质在高温缺氧或少氧的环境下热解产生，具有良好的物理、化学特性。其在土壤改良方面具有重要的作用，被认为是推动人类可持续发展的一项重要的技术成果^[11]。生物炭可以促进土壤团粒结构的形成，提高土壤有机质的含量和保持土壤水分等；增加土壤阳离子交换量（CEC）值，降低盐碱土的pH值等；同时还可为土壤微生物创造更适宜的生存环境，提高土壤微生物种群丰度、数量和活力以及土壤酶的活性^[12-13]。

山东滨海区域属暖温带半湿润季风气候，年日照时数2 300~2 800 h，有效积温（≥10 ℃）4 000~4 500 ℃，与油菜生长特性的适配性高。山东滨海盐碱地以氯化物型、高表聚性、季节性返盐、低有机质为核心特点，是典型的氯化物为主的盐碱地。油菜作为一类中度耐盐碱的油料作物，耐贫瘠、适应能力强^[14]。我国每年油菜的种植面积在666.67万hm²，其总产量仍难以满足我国消费需求^[15]。因此，通过合理的栽培措施及耐盐油菜品种的培育，利用可开发盐碱地可有效地扩大油菜的种植面积，这将对增强我国食用油的供给能力具有重要的意义。

本研究在山东东营滨海盐碱地开展了覆膜对秋播油菜生长发育的影响，在覆膜的基础上，配施生物炭与有机肥对春播油菜生长发育的影响研究，旨在为构建滨海盐碱地油菜栽培技术体系提供技术支撑。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验在山东省东营市（37°26'N，118°34'E）中国科学院中科东营分子设计育种研究中心进行。其平均海拔为4 m，地处黄河冲积平原的滨海地带，属暖温带大陆性季风气候，盐碱地类型为滨海盐碱地，土壤中盐类型以氯化钠为主。试验区干旱少雨，年均气温为15 ℃，年总降水量为466.5 mm，降水主要集中在6—9月，月均降水量为72.56 mm。

1.2 试验材料

供试油菜品系为G135，属半冬性、双低甘蓝型耐盐油菜品种，由中国科学院遗传与发育生物学研究所胡赞民组提供。地膜为双色国产膜（2丝）购自阿尔发塑业（山东）有限公司。生物炭为水稻秸秆生物炭，购自河南立泽环保科技有限公司。生物有机肥购自洛川县福塬牧业有限责任公司。

1.3 试验设计

1.3.1 覆膜秋播试验

2023年9月24日进行覆膜栽培油菜试验。施用0.6 t/hm²复合肥（N∶P₂O₅∶K₂O=1∶1∶1）和37.5 t/hm²有机肥。油菜株距为8 cm，行距为30 cm。

9月18日对试验地进行土壤取样，测定土壤可溶性总盐含量，并据此分成3个试验区，标记为试验点1、2和3（表1），每个小区进行覆膜种植（Mulching film，MF）和非覆膜种植（Unmulching film，UMF）2种处理，由于盐碱地中可溶性盐含量分布不均匀，每种处理重复5次，覆膜与非覆膜处理交替安排，共30个小区，每个小区面积为45 m²（5 m×9 m）。在油菜返青期进行1次春灌。2024年6月22日收获，生育期为272 d。

1.3.2 覆膜加施肥春播试验

2024年3月10日春播油菜，试验地基本情况见表2。采用裂区试验，主区为生物炭（BC），副区为有机肥（OF）。生物炭与生物有机肥分别设3个梯度，即0、30、60 t/hm²，共9种处理，27个小区，小区面积为20 m²（2 m×10 m）。播前施用生物炭（Biochar，BC）和生物有机肥（Organic fertilizer，OF），然后再覆膜。播种后使用喷灌带浇水，每次浇水30 min，共浇水2次，浇水间隔时间为7 d。6月22日收获，生育期为104 d。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 出苗率与越冬率计算

播种后第7天统计油菜的出苗情况，计算油菜的出苗率。油菜返青后，统计越冬油菜的数量，计算油菜的越冬率。

1.4.2 油菜相关指标测定

在油菜5叶期，从每个小区中，随机选取植株长势达到该小区内所有植株长势50%以上的5棵植株，测定株高、根长和鲜质量。油菜收获前2天，每个小区随机挑选5株连根挖回实验室，测定油菜的株高、分枝数、角果数、单株生物量和单株产量。油菜K⁺、Na⁺含量采用消煮法^[15]测定。

1.4.3 土壤理化性质测定

秋播时，土样采集分别在秋播前（2023年9月）、油菜初花期（2024年4月）和收获期（2024年6月）；春播时，土样采集分别在播种前及幼苗期（2024年3月）、抽薹期（2024年4月）、盛花期（2024年5月）和收获期（2024年6月）。每个试验小区随机取3个土壤点，取样深度为0~10 cm，将所取样品混匀作为一个样品。65 ℃烘干至恒质量，将其研磨成粉末，过0.84 mm筛，用于后续EC（Electrical conductivity）值、Cl^-、Na⁺等土壤指标测定。EC值直接使用电导率仪测定土壤浸出液（土壤与水比例为5∶1），可溶性Cl^-采用硝酸银直接滴定法，可溶性Na⁺和K⁺采用火焰光度法，有机质含量采用重铬酸钾容量法^[16]，可溶性N采用碱性过硫酸钾-分光光度计法^[17]，可溶性P采用分光光度计法^[18]。

1.5 数据分析

数据采用Microsoft Excel 2019系统软件进行处理，采用SPSS 22.0进行单因素方差分析与邓肯氏新复极差法多重比较（P<0.05），图表绘制采用GraphPad Prism 8.0.1软件。

2 结果与分析

2.1 覆膜可以有效提高盐碱地油菜的产量

2.1.1 覆膜提高了盐碱地油菜的出苗率和越冬率

从图1可以看出，秋播未覆膜直播油菜的出苗率为0.30%~15.14%，平均出苗率约10.00%，并且随着土壤可溶性盐含量的提高出苗率逐步降低，在平均可溶性盐含量为8.98 g/kg的试验点3中出苗率仅有3.70%左右。而在覆膜条件下，油菜的出苗率显著提高，在平均可溶性盐含量为3.87 g/kg的试验点1中出苗率为41.14%~78.05%，平均出苗率为58.08%，未覆膜处理的平均出苗率为15.14%，仅为覆膜处理的1/4左右；在平均可溶性盐含量为6.86 g/kg的试验点2中，覆膜处理出苗率为9.26%~82.58%，平均出苗率为48.48%，未覆膜处理的平均出苗率为12.11%，也仅为覆膜处理的1/4左右；而重度盐碱地（试验点3）即使覆膜其出苗率也较低，为3.18%~13.31%，平均出苗率仅为7.16%左右，未覆膜处理的出苗率仅为0.31%，是覆膜处理的1/23左右。由此可知，无论覆膜或不覆膜处理，土壤可溶性盐的含量越高，其出苗率显著降低，但覆膜可显著提高盐碱地中油菜的出苗率，保证基本苗数。

从秋播油菜的越冬率来看，在中轻度盐碱地中，覆膜后油菜越冬率为30%左右，未覆膜为16%左右；在重度盐碱地中，覆膜也很难使油菜越冬存活。越冬率随土壤可溶性盐含量增加越冬率降低，但覆膜有效提高了油菜的越冬率。

2.1.2 覆膜改善了盐碱地油菜的生长发育

土壤可溶性盐含量越高，对油菜生长影响越大，油菜的株高、根长、鲜质量随土壤盐含量的增加显著降低（图2）。在油菜生长初期（5叶期），覆膜后明显改善了油菜的各项生长指标，如株高、根长、鲜质量都显著高于未覆膜处理（P<0.05）。其中试验点1、2和3中油菜的株高分别提高了9.34%~29.20%、23.68%~44.68%和9.14%~40.34%，根长分别提高了27.84%~55.84%、7.81%~47.54%和3.28~39.44%，单株鲜质量分别提高了3.97%~36.36%、7.30%~43.62%和9.97%~40.45%。综上，在中度盐碱条件下，覆膜对油菜株高与单株生物量提升的效果显著。

2.1.3 覆膜提升了秋播油菜在盐碱地中的油菜产量

覆膜显著提高盐碱地油菜产量如图3所示。

从图3可以看出，土壤盐浓度显著影响油菜产量。试验点1覆膜处理的产量在1 519.05~3 486.75 kg/hm²，平均产量达到了2 769.60 kg/hm²；未覆膜处理的最高产量为668.10 kg/hm²，平均产量不到150.00 kg/hm²，覆膜使试验点1的产量提高了18.23倍。试验点2的覆膜产量达到2 115.30 kg/hm²，未覆膜处理的产量为213.90 kg/hm²，产量提高了8.89倍。试验点3由于初始盐度值太高，不管是不覆膜还是覆膜处理均未有产量。由此可知，在一定的盐含量条件下，覆膜可显著提高油菜的产量。但当盐浓度超过一定阈值后，即使覆膜处理也难以形成产量。

2.1.4 覆膜降低油菜植株对Na⁺的吸收，提高油菜K⁺/Na⁺值

高钾钠比有利于植物应对盐胁迫，缓解高浓度Na⁺摄取和积累所引起的一系列次生胁迫，提高油菜的耐盐性和产量。由表3可知，覆膜可以显著降低油菜对Na⁺积累（P<0.05），而K⁺的变化不大，仅试验点2差异稍大。整体来看，覆膜后对K⁺的积累降低了9.44%~18.01%，但Na⁺的积累降低了39.98%~47.16%。所以，覆膜显著提高了油菜植株K⁺/Na⁺值，约52.02%。

2.1.5 覆膜对土壤可溶性盐离子及有机质在土壤中分布的影响

从图4可以看出，覆膜之后表层土壤0~10 cm的EC值、Na⁺和Cl^-的变化趋势一致，数值都显著下降。且未覆膜栽培的土壤盐分离子含量显著高于覆膜栽培，所以，覆膜抑制了土壤返盐，使得表层土壤中的盐离子沉降到更深的土层当中。覆膜后Cl^-含量下降了14.14%~91.67%；Na⁺含量下降了16.38%~86.24%；土壤EC值下降了189.42%~742.07%。同时，覆膜处理下的EC值、Na⁺含量和Cl^-含量在连续的采样中表现出平稳的趋势，变化幅度小，并维持在较低的水平，所以，覆膜对于维持表层土壤中较低的含盐量具有长期的效果；但对于土壤有机质含量来说，覆膜与未覆膜之间无显著差异。

2.2 生物炭配施有机肥可提高盐碱地油菜的产量

2.2.1 生物炭配施有机肥提高了油菜的出苗率、苗期生长性状和成熟期产量性状

从图5可以看出，单独施加生物炭或有机肥对油菜出苗率有较大的提升。如单用30 t/hm²（BC₃OF₀）与60 t/hm²（BC₆OF₀）处理生物炭，油菜的出苗率都达到了60.00%以上，且30 t/hm²用量下出苗率最高，为66.38%，较对照（BC₀OF₀）提高了91.52%；生物炭配施有机肥处理虽较对照（BC₀OF₀）的出苗率显著提高（P<0.05），仅BC₃OF₂差异不显著，但与单独使用生物炭或有机肥相比，其出苗率并没有显著提升。

从图6可以看出，与对照（BC₀OF₀）相比，单独使用生物炭、有机肥或二者配施对油菜苗期（5叶期）的株高均无显著影响。但部分处理显著提高油菜根的伸长，如BC₃OF₀和BC₃OF₆处理的根长显著高于对照（P<0.05），分别提高了30.77%和31.17%。从鲜质量来看，所有处理均高于对照，但多数处理差异不显著，仅其中BC₃OF₆和BC₆OF₆处理显著高于对照（P<0.05），且差异随有机肥增加而增加。

从图7可以看出，生物炭和有机肥提高了油菜成熟期的株高、分枝数、角果数、单株产量和单株生物量。其中，单独施加有机肥显著提高了油菜成熟期的各项指标，2个用量下株高分别提高了25.53%和25.03%，分枝数分别提高了22.22%和30.56%，角果数分别提高85.28%和80.92%，单株产量分别提高了107.40%和152.98%，单株生物量分别提高了92.95%和110.20%。单独施加生物炭也显著提高了油菜成熟期株高和单株生物量（P<0.05），单株角果数和单株产量在60 t/hm²施用量下提升效果显著，30 t/hm²施用量下有提升，但效果不显著。生物炭与有机肥配施也提高了各项指标，在30 t/hm²生物炭配施有机肥处理下株高、分枝数、角果数、单株生物量和单株产量与对照相比差异显著（P<0.05）。在60 t/hm²生物炭施用量下仅单株产量与对照差异显著（P<0.05）。

2.2.2 生物炭和有机肥可以提高盐碱地油菜产量

从图8可以看出，单独施用生物炭和有机肥对油菜的产量都有提升，但单独施用生物炭对油菜产量提升不显著，单独施用有机肥产量的提升效果显著，且不论是生物炭还是有机肥都随用量的增加而产量有所增加，其中BC₀OF₃和BC₀OF₆处理的产量分别提高了74.67%和107.44%，BC₃OF₃和BC₃OF₆处理的产量分别提高了70.78%和76.47%。在30 t/hm²生物炭下产量随有机肥用量增加而增加，但在60 t/hm²生物炭下产量随有机肥用量增加反而呈现降低趋势。

2.2.3 生物炭配施有机肥有利于提高油菜K⁺/Na⁺值

添加了生物炭、有机肥处理后显著降低了油菜植株对Na⁺的摄取和积累，同时提高了对K⁺的吸收，但并无显著差异（表4），仅BC₃OF₆和BC₆OF₆这2个处理显著高于对照（P<0.05）。单独施用生物炭增加了K⁺和Na⁺的摄取和积累，但差异不显著。在相同的生物炭水平下，施用有机肥也增加了油菜对K⁺的摄取与积累，且随用量增加而增加；而Na⁺在30、60 t/hm²生物炭水平下则表现出与施用量成反比，在不添加生物炭的情况下，随有机肥施用量增加而增加。所有的处理植株K⁺/Na⁺值都高于不施用生物炭和有机肥的BC₀OF₀，但仅BC₀OF₆、BC₃OF₆和BC₆OF₆显著高于BC₀OF₀（P<0.05）。换言之，高用量的有机肥对盐碱地油菜植株K⁺/Na⁺值的提高更有作用。

2.2.4 生物炭配施微生物有机肥可以增加土壤养分含量

初期添加生物炭和有机肥后，可溶性盐的含量有所增加，但都低于未作处理之前的可溶性盐含量，各处理间可溶性盐含量变化差异不显著，在0 t/hm²和60 t/hm²生物炭水平下可溶性盐随有机肥的用量增加而略有增加，而在30 t/hm²水平下则与有机肥用量成反比。在中后期，由于气温升高，土壤可溶性盐随水分蒸发上升到表层土壤，含量较初期大幅升高，对照BC₀OF₀升高的幅度最大，为56.05%。其他处理均低于对照，但各处理与对照间差异不显著。Na⁺与Cl^-变化趋势大致相同，在处理初期都表现出降低，对照BC₀OF₀高于其他处理，但也无显著差异。在中后期，土壤中Na⁺与Cl^-的含量大幅升高，对照BC₀OF₀的土壤Na⁺与Cl^-高于其他处理（图9）。总的来看，使用生物炭与有机肥对土壤可溶性盐含量有增加作用，但减少了土壤中Na⁺与Cl^-的含量，并且在后期使用生物炭与有机肥的处理土壤中可溶性盐、Na⁺与Cl^-都低于对照（BC₀OF₀），并且生物炭用量越大，土壤中可溶性盐、Na⁺与Cl^-含量会更低。施用生物炭与有机肥后土壤中N、P、K等营养元素和有机质的含量明显提高，且随用量的增加土壤中营养元素和有机质的增加越显著。在中后期，各营养元素和有机质得到进一步释放（图10）。

从图10可以看出，施用生物炭与微生物有机肥后，抽薹期土样的土壤中有机质、可溶性N、P、K营养元素的含量明显提高，且随用量的增加土壤中有机质和可溶性N、P、K的含量增加越显著，但3个添加量间差异不显著。盛花期和收获期4个指标的变化也大致相同。盛花期和收获时期的土样与抽薹期土样相比，土壤中的有机质和可溶性N、P、K各营养元素含量都有所提升，但有机质含量变化幅度较小，可溶性N、P、K的含量提升幅度较大。

3 结论与讨论

植物正常生长发育需要Cl^-和Na⁺的参与，其中Na⁺在细胞壁合成、渗透压维持及膜稳定性调节中发挥着重要作用，而Cl^-则参与调控膜电位、细胞膨压及pH平衡^[19]。然而过量积累的Na⁺和Cl^-会对作物产生毒害：高浓度Na⁺通过竞争性抑制K⁺的结合位点，导致植物体内K⁺含量降低而Na⁺过度积累，引发代谢紊乱、活性氧累积及细胞膜损伤等连锁反应^[20-21]。过量Cl^-则会破坏细胞器结构，抑制细胞生长并降低光合作用效率^[22-23]。因此，滨海盐碱地改良的核心在于降低土壤中可溶性Na⁺、Cl^-等离子含量。

盐碱地普遍存在盐分富集、结构差易板结、有机质匮乏等特性^[24]。覆膜通过抑制土壤水分蒸发，有效阻断可溶性盐分向表土迁移，降低表层土壤的盐含量，促进盐分在土壤剖面中的重新分布。同时还能促进土壤团粒结构形成，改善土壤的理化性质，加速土壤脱盐，为植物创造良好的萌发和生长条件，提高作物在盐碱地的出苗率和产量^[25-27]。试验结果显示，覆膜处理使0~10 cm耕作层Na⁺、Cl^-含量及EC值显著降低，可能是覆膜使盐离子沉降到更深的土层当中，因此，改善了表层土壤性状，显著提高了油菜的出苗率和越冬率。其作用机制包括通过水分循环调控减少盐分表聚、优化耕层土壤微环境。特别是覆膜结合生物炭与有机肥的处理，可协同降低盐分胁迫并改善土壤理化性质，成为提升盐碱地生产力的关键技术。

在作物生长促进方面，覆膜展现出多重效益。前人研究表明，该技术可显著提高水稻分蘖数、地上生物量和叶面积指数以及油葵生育期内株高、茎粗和生物量等指标^[28-30]。本研究表明，覆膜处理不仅使油菜苗期地上/地下部生物量提升，更在成熟期表现为角果数、单株产量等关键指标的显著增长。其作用机制可能涉及通过减少蒸发-淋溶循环抑制盐分表聚、缓解根系盐胁迫、促进前期生物量积累，为产量形成奠定基础。尽管局部地块因盐分分布不均导致产量波动，但整体数据表明，覆膜处理较常规不覆膜种植增产显著，验证了该技术对盐碱环境的适应性改良效果。

针对盐碱地养分贫瘠特性，生物炭与有机肥的联合施用展现出协同效应。生物炭凭借其多孔结构和吸附特性可优化土壤持水性及透气性，而有机肥则通过养分释放改善土壤肥力。ZHOU等^[31]使用酸性玉米秸秆生物炭探索盐碱地高粱种植，酸性生物炭显著降低表层土壤pH、ESP（土壤碱化度）和Na⁺等，显著提高土壤CEC（阳离子交换量）、AK（速效钾）、AP（速效磷）、可溶性阳离子和土壤水分，并且在一定量施用范围内，可以提高盐碱地高粱的产出能力。王晓美等^[32]探究用蚯蚓肥改良陕北沙质盐碱地以及玉米生长的试验，结果显示，蚯蚓肥显著改善了盐碱地玉米的农艺性状，增加盐碱地玉米的产量，并有效地修复了盐碱地，降低盐碱地的土壤容重，增加孔隙度，提高土壤中AP、AK、碱解氮等养分的含量。本研究表明，生物炭配施有机肥对盐碱地土壤可溶性N、P、K的含量和有机质有积极影响，且与施用量呈正相关关系。添加生物炭与有机肥初期，减少了土壤中Na⁺和Cl^-的含量，后期抑制可溶性盐、Na⁺和Cl^-含量的增加。施用生物炭和有机肥提高了盐碱地中油菜的出苗率，并且生物炭的效果优于有机肥，一方面可能是生物炭施入土壤后改善了土壤结构，使得土壤保水性提高，土壤透气性更好，容重降低，有利于萌发；另一方面生物炭吸附了更多的有害离子，降低了渗透胁迫。在油菜苗期，生物炭与有机肥促进了油菜的根系和植株的生长。适量的生物炭促进了根系生长发育，可能是生物炭改善了盐碱地土壤结构，使得土壤透气性、保水性提高。有机肥则补充了更多养分，所以，根系活力提高，根系从土壤中获取养分的效率提高，促进了油菜植株苗期生物量的积累。油菜成熟期，生物炭和有机肥提高了油菜的角果数、单株生物量和单株产量，这得益于苗期的生物量积累，提高了单株角果数与单株生物量，为单株产量的形成打下了基础。从整体来看，施用生物炭与有机肥均提高了油菜的产量，但单独施用有机肥的增产效果最好，且有机肥用量越大，增产幅度越大，所以，有机肥是产量提升的主要贡献者。单独施用生物炭也有增产效果，但与对照间差异不显著，值得注意的是，60 t/hm²的生物炭配施有机肥表现出抑制生长的结果，可能是高施生物炭和有机肥条件下，其中含有的盐分释放到土壤中抑制油菜的生长发育，提示合理配比是生物炭与有机肥在盐碱地应用的关键。

覆膜不仅可以有效地抑制土壤返盐，还可以有效减少作物中Na⁺的积累。植物体内K⁺/Na⁺的比值被认为是植物耐盐的关键因素，维持较高的K⁺/Na⁺值有助于植物体内各种酶促反应的进行，提高植物的耐盐性^[33]。通过覆膜和生物炭配施有机肥试验发现，油菜植株体内Na⁺含量显著降低，K⁺在覆膜和施用生物炭和有机肥处理下不相同，覆膜条件下，植株体内K⁺也显著下降，但其下降幅度低于Na⁺，所以，覆膜K⁺/Na⁺比率仍高于未覆膜处理。在生物炭配施有机肥处理下，生物炭与有机肥释放大量的可溶性K到土壤中，通过根系的吸收作用，植株体内的K⁺含量升高，提高植株的K⁺/Na⁺值，维持了植株体内钠钾平衡。

综合作用机制分析显示，覆膜通过水分调控主导盐分空间分布优化，而生物炭与有机肥则侧重土壤结构改良与养分补充。二者协同可维持耕作层Na⁺、Cl^-处于安全阈值，通过双重途径解除渗透胁迫，物理层面抑制盐分表聚，生化层面维持植物K⁺/Na⁺平衡。数据显示，覆膜处理使植株Na⁺含量显著下降，配合生物炭与有机肥的K⁺补充，最终形成更优的离子平衡状态。这种多维度改良策略为盐碱地作物栽培提供了理论依据与实践模式。

覆膜技术在盐碱地油菜种植中通过物理阻隔盐分上移，显著降低表层土壤Cl⁻、Na⁺含量和电导率，提升K⁺/Na⁺值，使轻度盐碱地（含盐量3.87 g/kg）油菜最高单产达3 486.75 kg/hm²。生物炭与有机肥配施可协同提升土壤有机质含量并改善植株离子平衡，在4.0~6.5 g/kg含盐量条件下，60 t/hm²有机肥方案可实现春播理论产量2 697.75 kg/hm²。针对不同盐渍化程度提出分级管理：轻度盐地（<4.0 g/kg）推荐覆膜+0.6 t/hm²复合肥+37.5 t/hm²有机肥，中度盐地（4.0~6.5 g/kg）采用覆膜+60 t/hm²有机肥方案，形成物理阻盐与生理调控结合的量化技术体系，显著提升油菜出苗率（提高20.80%~36.50%）、越冬存活率（提升12.30%~18.60%）和根系生物量（增加25.40%~34.70%）。

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基金资助

农业生物育种重大项目(2022ZD0401002-4)

中国科学院战略先导科技专项(XDA0440301)

云南省农业基础研究联合专项(202401BD070001-048)