中国拥有18 000 km海岸线，沿海滩涂面积约200万hm²，其中江苏约占我国海涂面积的1/4 ^[1]。随着江苏沿海开发上升为国家战略，滩涂开发与“第二粮仓”建设被提上日程。但是，土壤盐渍化和养分失衡问题，一直是制约苏北滩涂农业生产的关键因素^[2-3]。

水稻和小麦是我国最主要的两大粮食作物，稻麦轮作是粮食种植区主要种植制度之一^[4]，轮作制度有利于保持土壤养分、提高土壤肥力，且防止并抑制发生各种病虫草等的危害^[5]。然而传统施肥方式大量使用化肥，导致中微量营养元素缺失、土壤盐分增高、土壤结构恶化，影响作物营养吸收，致使经济产量下降^[6]。

中微量营养元素作为作物不可或缺的营养元素，参与了作物重要代谢过程，包括叶绿素合成、光合作用、氢氧还原、酶活化和膜完整性等^[7]。施用中微量元素肥料，能平衡供应农作物中所需的各营养素，大大增强了作物抗寒、抗高温和抗干旱等抗逆能力，促进作物正常发育，提高农产品产量，且有效提高了肥料利用率，减少因大量元素肥施用过多引起的土壤、水源污染^[8]。已有大量研究表明，不同微量元素在小麦花期喷施，可以提高籽粒产量、蛋白质组分含量、面筋含量等^[9]。施用不同用量中量元素肥能增加水稻茎壁厚度与粗度，显著提高抗折力^[10]，促进水稻有效分蘖。微肥对大豆作物的密度、单株分枝数、有效豆荚数及粒数也有积极促进的作用^[11]，且中微量元素肥料在当季水果以及蔬菜上均有广泛应用^[12-14]。近年来，国内外单季作物施用中微量元素肥的研究取得了明显进展，但针对盐碱地稻麦轮作均衡施肥方面的研究依然鲜见报道。

本研究探索中微量元素对滨海盐碱地土壤养分、稻麦生长和养分吸收的影响，旨在揭示土壤-作物体系养分平衡供给规律，为江苏盐渍化中低产田地力保育与轮作稻麦的高产、稳产提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

试验品种(系)：小麦品种(系)是宁麦13号，为江苏省农业科学院粮食作物研究所选育的耐盐新品系；水稻品种为淮稻5号，是淮阴市农科所杂交选育而成的迟熟中粳新品种。

供试肥料：尿素(含N 46.6%)、磷酸一铵(含N 12.17%，P₂O₅ 61.74%)、硫酸钾复合肥(N-P₂O₅- K₂O：15-15-15)由江苏省金色农业有限公司提供；缓控释肥(N-P₂O₅-K₂O：29-13-5)，由南京尊龙生物科技有限公司提供；中量元素肥料(硫镁肥SO₃-MgO：16-12、硅钙镁肥SiO₂-CaO-MgO：15-15-5)，由山东莱州市莱玉化工有限公司提供；氨基酸螯合态微量元素肥(微量元素：Fe 2.5%、Mn 2%、Zn 3.5%)，由南京肥甘农业科技有限公司提供。

1.2 试验地概况

试验地位于江苏省盐城市大丰中路港垦区，该地区四季分明，气温适中，雨量充沛，年平均气温14.1 ℃，无霜期213 d，常年降水量1 042.2 mm，日照2 238.9 h，土壤类型为滨海盐渍土。该地区滩涂均为已围垦区，土地大多被新型农业经营主体承包，土地利用类型为多年的小麦-水稻轮作。土壤剖面中沉积层次明显，黏砂相间，地下水位较浅，土壤中、低层氧化还原交互进行，有明显的锈纹斑及碳酸盐分异与聚集，土壤有盐碱化趋势。2017年10月份取试验地0 ~ 20 cm的表层土进行检测，盐分3.09 g/kg，pH 7.95，土壤有机质为5.85 g/kg，全氮0.45 g/kg，碱解氮46.08 mg/kg，全钾14.39 g/kg，速效钾266.67 mg/kg，全磷0.45 g/kg，有效磷32.48 mg/kg，中、微量元素含量见表 1。

1.3 试验设计

试验时间：小麦季为2017年10月至2018年6月，水稻季为2018年6月至11月。试验设置5个处理，3次重复，采取随机区组设计，共计15个小区。每个小区面积30 m² (长×宽=6 m × 5 m)，试验区面积约450 m²。稻麦花期为自然授粉，在适当时期进行防除杂草和防治病虫害。

5种不同施肥模式分别为：不施肥(CK)、常规施肥(TF)、常规施肥+中量元素肥(TS)、常规施肥+微量元素肥(TM)、常规施肥+中量元素肥+微量元素肥(TSM)。其中小麦季常规施肥方式为基肥225 kg/hm²磷酸一铵和225 kg/hm²尿素，返青肥150 kg/hm²尿素，拔节孕穗肥150 kg/hm²尿素和225 kg/hm²硫酸钾复合肥，中量元素肥750 kg/hm²硫镁肥，微量元素肥15 kg/hm²；水稻季常规施肥方式为基肥600 kg/hm²尊龙缓控释肥，返青肥和拔节孕穗肥同小麦，中量元素肥300 kg/hm²硅钙镁肥，微量元素肥15 kg/hm²。

1.4 样品采集与测定

于2018年5月28日(小麦成熟期)和2018年10月22日(水稻成熟期)分别进行植株和土壤样品的采集。在每个小区采用对角线法随机选取长势基本一致具有代表性的10株作物，采样时注意保证植株根部的完整性。用取土器随机选取0 ~ 20 cm的耕作层土壤，采用“四分法”处理土样，去除土层杂质，土样风干过1 mm和0.25 mm筛等，保存待用。

将植株样品放入网袋带回实验室，清水洗净，鲜样105 ℃、30 min杀青；分植株根部与地上部，70 ℃烘干至恒重，称重记录。用磨样机粉碎植株各部位，放入写好编号的自封袋，制成所需干样保存待测。成熟期对小区进行考种，测定株高和生物量，对田间作物进行样方测产，并且测定作物的穗长、穗粒数和千粒重等。植株中全氮含量采用凯氏定氮法测定^[15]，其余各元素含量采用硝酸消煮法，并通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定。

按照文献^[15]所述方法，测定土壤基本理化性质：土壤pH(水土比2.5:1)采用电位法测定；水溶性盐采用电导法测定；有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法测定；有效磷采用0.5 mol/L NaHCO₃浸提-钼锑抗比色法测定；速效钾采用1 mol/L NH₄OAc浸提-火焰光度计测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；有效硅采用柠檬酸浸提-硅钼蓝比色法测定；交换性钙、镁含量采用NH₄OAc浸提-原子吸收分光光度法测定；土壤全氮采用半微量开氏法测定^[15]。土壤中其他元素全量采用四酸消煮法(盐酸: 硫酸: 氢氟酸: 高氯酸=10:5:5:3)测定，元素有效态采用DTPA浸提-电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定。

1.5 数据处理

试验数据采用Microsoft Excel 2010和SPSS 25.0软件进行统计和相关性的分析，数据以平均值表示，并通过单因素方差分析(ANOVA)比较不同处理间的差异显著性(P < 0.05)。

2 结果与分析 2.1 盐碱地稻麦轮作体系土壤理化性状

土壤盐分、有机质、pH、碱解氮、有效磷、速效钾以及中微量营养素含量等指标能有效反映盐碱化中低产田地力水平。2017-2018年，稻麦轮作栽培过程中，均衡施用中微量元素肥料使土壤理化性状发生明显变化(表 2)。

小麦收获季，与CK相比，施肥处理土壤碱解氮含量均有所提高，其中TSM处理含量最高，显著高于TM处理57.60%(P < 0.05)，较TF处理增长了23.22%。TSM处理土壤速效钾含量最高，比TS、TM处理显著提高了23.62%、12.79%(P < 0.05)，较TF处理增长了7.10%。土壤S、Fe元素含量均在TSM处理中最高，且分别显著高于TF处理196.30%、13.75%(P < 0.05)。除了TS处理，施肥明显提高了土壤Mn含量(P < 0.05)，各处理均是对照的1.07倍，但施肥处理间无显著差异(P > 0.05)。

水稻收获季，施肥处理(TF除外)较不施肥处理土壤盐分显著降低(P < 0.05)。TSM处理土壤有效磷含量最高，比TM处理显著提高了51.58%(P < 0.05)，较TF处理增长了19.78%。除TF处理外，其他施肥处理较CK明显提高了土壤速效钾的含量(P < 0.05)，其中TSM处理效果最佳，较TF处理增长了7.44%。TSM处理明显促进了土壤中Si元素的吸收(P < 0.05)，与TF、TM处理比较差异显著(P < 0.05)，分别提高了27.42%、36.21%。TSM处理土壤Ca含量显著高于TF处理11.60% (P < 0.05)。TSM处理土壤Fe、Mn元素的含量均最高，与TF处理差异显著(P < 0.05)，分别增长了12.05%、16.20%。

2.2 盐碱地稻麦生长、产量及其构成

株高是反映稻麦生长情况的重要指标(图 1A)。在小麦季，施肥处理后作物株高均不同程度增加，增幅为16.26% ~ 25.09%，其中TSM处理下的小麦株高值最大，较其他处理的提升效果最为显著，增幅为25.09%，且较TF处理明显增长了7.59% (P < 0.05)。在水稻季，施肥处理后的作物株高均显著高于对照组(P < 0.05)，增幅为19.68% ~ 23.04%，但各施肥处理间无显著性差异(P > 0.05)。

生物量是指某一时刻单位面积内作物的干重总量，本文用g/m²表示，可以反映每个小区稻麦的生长状况(图 1B)。成熟期，稻麦生物量大小均表现为TSM处理 > TS处理 > TM处理 > TF处理 > CK。小麦、水稻施肥处理后生物量的增幅分别为31.40% ~ 56.98%、10.24% ~ 32.42%，其中TSM处理均增幅最大，分别为56.98%、32.42%，且较TF处理增长了19.47%、20.12% (P < 0.05)。

稻麦轮作体系作物产量构成包括穗长、穗粒数、千粒重和实际产量等(表 3)。结果表明，TSM处理明显提高了小麦的千粒重，较CK显著增长了17.32% (P < 0.05)，且较TF处理增长了14.70%；TSM处理小麦实际产量较CK和TF处理分别提高了14.37%、7.55%。在水稻季，TSM处理下水稻的穗粒数、千粒重和实际产量均显著高于CK组(P < 0.05)，分别增长了29.80%、15.62%、46.46%；TSM处理下水稻穗长、穗粒数和千粒重值均最大，与TF处理相比，TSM处理下的水稻穗粒数和千粒重促进效果更为显著(P < 0.05)，比TF处理提高了17.40%、7.78%。

2.3 不同施肥处理稻麦植株养分含量 2.3.1 稻麦植株大量元素含量

由图 2可知，成熟期小麦中N、P、K元素含量变化范围分别为16.78 ~ 23.41、3.60 ~ 3.96、39.61 ~ 62.22 g/kg，其中TSM处理N、K元素含量最高，且比TF处理分别显著增长了14.92%、13.51%(P < 0.05)，但4个施肥处理P含量无显著性差异( P > 0.05)。可见，中微量元素肥料的配施促进了小麦中N、K元素的吸收。

成熟期水稻中，N元素含量变化范围为17.52 ~ 23.67 g/kg，各处理N含量从大到小排序为：TSM处理 > TS处理 > TM处理 > TF处理 > CK，其中TSM处理与CK、TF、TM处理均有显著性差异，且较TF处理增加24.00%( P < 0.05)；水稻植株中P、K元素含量变化范围分别为7.09 ~ 8.06、19.02 ~ 49.68 g/kg，施肥后水稻中P、K明显提高(P < 0.05)，但4个施肥处理间无显著性差异(P > 0.05)。可见，中微量元素肥料的配施促进了水稻中N元素的累积。

2.3.2 稻麦植株中量元素含量

由图 3可知，成熟期小麦中S元素含量变化范围为31.13 ~ 72.28 g/kg，其中TSM处理最高，与其他处理均有显著性差异(P < 0.05)，较TF处理增长了58.43%，各处理S含量大小排序为：TSM处理 > TF处理 > TM处理 > TS处理 > CK；Ca元素含量变化范围为11.00 ~ 15.44 g/kg，且TSM处理Ca含量分别显著高于CK、TF、TS、TM处理40.36%、29.87%、35.29%、18.84%(P < 0.05)；Mg元素含量变化范围为6.02 ~ 8.09 g/kg，其中TSM处理的Mg含量最高，与CK、TF、TS处理均差异显著(P < 0.05)，分别增长了34.36%、17.15%、19.04%，但与TM处理无显著性差异(P > 0.05)。

成熟期水稻中，Si、Ca、Mg元素含量变化范围分别为1.77 ~ 3.06、42.04 ~ 100.67、8.25 ~ 16.70 g/kg，其中TSM处理均最高，与TF处理都有着显著性差异(P < 0.05)，分别增长了46.85%、15.56%、14.29%。

2.3.3 稻麦植株微量元素含量

由图 4可知，成熟期小麦中各处理Fe、Mn含量大小排序均为：TSM处理 > TF处理 > TM处理 > TS处理 > CK；Zn元素含量变化范围为41.88 ~ 60.16 mg/kg，施肥后Zn含量较CK明显提高(P < 0.05)，但4个施肥处理间无显著性差异(P < 0.05)。

成熟期水稻中，Fe元素含量变化范围为32.72 ~ 56.04 g/kg，其中TSM处理Fe含量最高，与其他处理均有显著性差异(P < 0.05)，分别较CK、TF、TS、TM处理增长了71.28%、17.45%、11.59%、22.36%；Mn元素含量变化范围为1.85~11.05 g/kg，施肥后Mn含量明显提高(P < 0.05)，且TSM处理较TF处理显著提高13.89%(P < 0.05)，与TS、TM处理无明显差异(P > 0.05)；Zn元素含量变化范围为246.74 ~ 357.37 mg/kg，施肥后水稻中Zn含量明显提高(P < 0.05)，但4个施肥处理间无显著性差异(P > 0.05)。

3 讨论 3.1 均衡施肥对稻麦轮作土壤肥力特征的影响

除N、P、K大量元素肥外，中微量元素肥料也是一种补充营养元素的优质肥料，还是良好的土壤改良剂。土壤是作物赖以生存的基础，而肥料是作物的“粮食”，中微量元素则是作物不可或缺的“营养品”，三者是作物正常生长的充分条件^[16]。前人研究表明，微生物菌肥和中微量元素配施提高了土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量，有效补给了土壤养分^[17]。本试验中，在常规施肥的基础上配施中微量元素肥料明显提高了小麦土壤的碱解氮和速效钾含量，显著降低了水稻土壤中的含盐量，且增长了水稻土壤中的有效磷、速效钾含量，改良了盐碱土现状，这与前人的研究结果一致。

为维持农作物的正常生长，土壤中需及时补充植物的必需营养元素，一旦营养成分不均衡，会导致土壤基本理化性质变差，产出降低，即出现“掠夺式种植”现象。施肥对土壤中、微量元素含量影响较大，施肥是增加土壤Fe、Mn、Zn、Cu等微量元素的主要途径，长期施用Zn、Mn、B肥能增强作物对土壤水分和养分的吸收利用，增加土壤中相应微量元素的含量^[18]。在常规施肥的基础上配施中微量元素肥，增加了土壤中植物所需的中微量元素^{[17, 19]}，本研究结果与此结论一致。本试验中，不同施肥处理对土壤中、微量营养元素含量影响不一，在常规施肥的基础上配施中微量元素肥料有利于土壤Si、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Zn等营养元素的积累。在小麦季，与TF处理相比，TSM处理显著提高了土壤S、Fe含量，同时也可以提升土壤中Zn含量，但效果不明显。在水稻季，土壤Si、Ca、Fe、Mn元素在TSM处理中含量最高，分别比TF处理显著增加了27.42%、11.60%、12.05%、16.20%，可见均衡施肥比常规施肥处理更有利于提高土壤中、微量营养元素含量，进一步提升土壤肥力。

3.2 均衡施肥对小麦-水稻生长和产量构成的影响

在田间试验中，施肥措施对作物产量的形成起着至关重要的作用。为提高作物产量，人们常常首选氮、磷、钾肥，忽视了微肥的使用，进一步导致了大量元素和中微量营养素的平衡，作物产量下降^[20]。因此，微肥的施用是必不可少的，应注重增加作物中微量元素含量。前人研究表明，Zn、Mn、Cu及其配合能增加小麦株高和分孽数，促进小麦正常生长发育^[21]。施用微肥还能提高小麦穗粒数、结实率和千粒重，增加各生育期冬小麦的干物质积累，从而使小麦增产^[22-23]。伍龙梅等^[24]研究表明，施用中微量元素肥料处理对超级杂交籼稻株型和干物质积累具有一定的积极作用，且能提高水稻的抗倒伏能力有利于水稻产量的形成^[10]。在本研究中，施肥处理后成熟期稻麦的株高和生物量明显提高。TSM处理下的小麦、水稻株高值最大，分别为64.41、86.33 cm，较CK明显增长了25.09%、22.52%。TSM处理、TS处理小麦株高和水稻生物量比TF、TM处理显著增加，可见在常规施肥基础上配施中量元素和配施中微量元素肥料更有效促进了稻麦轮作系统作物的生长，与前人研究结果^[25]相一致。在常规施肥的基础上配施中微量元素肥后，小麦、水稻分别增产了14.37% 和46.46%，但与其他施肥处理间无显著性差异，可能是由于滩涂土壤盐分波动较大，表层易积盐，影响了作物对中微量营养元素的吸收。TSM处理明显提高了小麦的千粒重，且TSM处理水稻穗长最大，与常规施肥处理相比，Si，Ca，Mg肥和微量元素肥配施处理下的水稻穗粒数和千粒重促进效果更为显著，充分说明了均衡施肥在作物增产增收中的显著作用。

3.3 均衡施肥对小麦-水稻作物营养元素积累的影响

营养元素的积累和吸收对作物生长发育具有极其重要的作用，除大量元素外，中微量元素虽然含量较少，但也参与了植物体内的生理生化过程，其必要性不可忽视。众多研究表明，微量元素肥的施用可强化籽粒营养元素，从而明显提高农作物的产量和品质^[26]。韩金玲等^[27]研究表明，施Zn可增加N、P的吸收，提高植株中N、P的积累量，尤其是籽粒N的累积，王锋堂等^[28]也有类似研究，结果表明Mg、Ca、Zn、Cu肥喷施后会改变植物的养分吸收利用，本试验研究结果与此一致。本研究表明，不同施肥处理对稻麦作物中营养元素的影响不一。TSM处理显著提升了小麦和水稻中N、P、K大量元素含量，与常规施肥相比，中微量元素肥料配施处理后更有利于小麦中N、K营养元素和水稻中N素的吸收。此外，在小麦中，TSM处理S、Ca、Mg元素含量较常规施肥处理分别显著增长了58.43%、29.87%、17.15%；在水稻中，TSM处理明显提高了作物中Si、Ca、Mg含量，与TF处理都有着显著性差异(P < 0.05)，分别增长了46.85%、15.56%、14.29%。TSM处理稻麦微量元素含量均最高，相比常规施肥处理，常规施肥的基础上配施中微量元素肥料处理明显提高了水稻中Fe、Mn营养素的累积。总体上，均衡施肥对稻麦营养元素含量的提高效果最为显著，平衡了盐渍土稻麦养分，提高植物耐盐能力，从而达到增产优质的效果。

4 结论

常规施肥的基础上配施中微量元素肥料能够显著提高土壤0 ~ 20 cm的土壤速效钾含量，明显降低了水稻盐碱土的含盐量，与仅常规施肥相比，显著增长了小麦盐碱土中S、Fe含量和水稻盐碱土中Si、Ca、Fe、Mn含量，促进了土壤养分均衡。同时，常规施肥与中微量元素配施显著提高了作物株高和生物量；与常规施肥相比，均衡施肥明显增加了作物中的养分积累，进一步促进了作物产量的提高，稻麦千粒重明显增加，小麦实际产量提升，水稻穗粒数促进效果更为显著。因此，滩涂盐碱地均衡施肥方式对稻麦轮作体系盐渍化中低产田地力保育与稻麦增产具有重要意义，建议此模式可加以推广使用。