蘇丹草>苜蓿>堿"/>
黃麗萍+王立艷+楊勇+肖輝+程文娟+潘潔
摘 要:以天津市大港農(nóng)場鹽漬化土壤為研究背景,對(duì)4種耐鹽植物根際和非根際土壤pH值和土壤鹽分含量的變化進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明,種植耐鹽植物對(duì)表層土壤具有明顯的脫鹽效果,其中田菁對(duì)表層及0~80 cm土層的脫鹽效果最好。10月份時(shí)耐鹽植物處理表層土脫鹽效果順序?yàn)樘镙?蘇丹草>苜蓿>堿蓬,其0~20 cm土層與對(duì)照相比平均脫鹽率為45.97%,44.06%,43.75%,37.12%。10月0~80 cm土層整體各處理的脫鹽順序?yàn)樘镙?苜蓿>蘇丹草>堿蓬。4種耐鹽植物能夠抑制土壤鹽分累積,但同時(shí)也提高了土壤pH值。4種耐鹽植物具有明顯的降鹽效果,但同時(shí)也應(yīng)注意土壤堿化問題。
關(guān)鍵詞:濱海鹽堿地;耐鹽植物;可溶性鹽分;田菁
中圖分類號(hào):S158.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI 編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2014.06.018
土壤鹽漬化是一個(gè)世界性的資源問題和生態(tài)問題[1]。據(jù)世界糧農(nóng)組織和教科文組織的統(tǒng)計(jì),全球有各種鹽漬化土約9.5億hm2,占全球陸地面積的10%,廣泛分布于100多個(gè)國家和地區(qū)[2-3]。
鹽脅迫是天津?yàn)I海新區(qū)植物生長的主要限制因子[6]。根際是土壤-植物生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)交換的活躍界面[4-5]。而鹽脅迫環(huán)境下植物養(yǎng)分的吸收與根際土壤環(huán)境特征關(guān)系密切。目前,對(duì)于耐鹽植物根際土壤特征的研究尚不多見。本研究以天津大港農(nóng)場鹽漬化土壤為研究背景,通過對(duì)4種耐鹽植物根際和非根際土壤pH值及土壤鹽分含量的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行比較分析,明確不同耐鹽植物的脫鹽效果為推動(dòng)耐鹽植物在天津?yàn)I海鹽漬土地區(qū)種植,以及改良利用濱海鹽漬土提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 試驗(yàn)區(qū)及試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)設(shè)在天津市大港農(nóng)場,試驗(yàn)田土壤屬輕質(zhì)壤土,土壤類型屬Cl-、Na+、SO42-型,其中Cl-占全鹽的41.86%,Na+占20.36%,SO42-占14.58%。試驗(yàn)田土壤鹽堿情況如表1。
試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理,分別為田菁、苜蓿、蘇丹草、堿蓬、對(duì)照(裸地)。每個(gè)處理重復(fù)4次,每小區(qū)面積為20 m2,共20個(gè)小區(qū),隨機(jī)區(qū)組排列。
1.2 耐鹽植物的種植及樣品采集
種植時(shí)間為5月15號(hào),其中田菁、苜蓿、蘇丹草均采用種子種植,堿蓬采用移栽方式種植。耐鹽植物種植密度為:田菁153 kg·hm-2;苜蓿40 kg·hm-2;蘇丹草28 kg·hm-2。
分別在2013年7月8日、8月20日、10月18日,即在苗期、旺盛生長期、收獲期各采樣1次,每次均分5層(0~10,10~20,20~40,40~60,60~80 cm)采集土壤樣品,分析土壤電導(dǎo)率、pH值的變化。
1.3 樣品分析測定
將采集的土樣在室內(nèi)風(fēng)干并過2 mm篩。取風(fēng)干土按水土比2.5∶1制備待測液,用于pH值的測定,電位法測定;按水土比5∶1制備待測液,用于可溶性鹽分總量(EC值)的測定,電導(dǎo)法測定。
1.4 數(shù)據(jù)處理
采用Excel和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
2 結(jié)果與分析
2.1 土壤pH值的變化
從圖1、圖2和圖3中可以看出,不同采樣時(shí)間,種植田菁、苜蓿、蘇丹草和堿蓬4個(gè)處理各土層土壤pH值與對(duì)照相比均有提高。苗期耐鹽植物處理pH值比對(duì)照高出了0.18~0.46,旺盛生長期耐鹽植物處理pH值比對(duì)照高出了0.10~0.39,收獲期耐鹽植物處理pH值比對(duì)照高出了0.12~0.40。經(jīng)差異顯著性分析可知,在苗期、旺盛生長期時(shí),各種耐鹽植物處理0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm土層之間的pH值差異均不顯著,但與同一土層的對(duì)照相比,pH值差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。收獲期4個(gè)種植耐鹽植物處理各個(gè)土層與對(duì)照間的差異表現(xiàn)不同,田菁各個(gè)土層與對(duì)照間均差異顯著;苜蓿除了40~60 cm土層外,其它土層差異顯著;蘇丹草只有60~80 cm 差異顯著,其它均不顯著;堿蓬均差異不顯著。
2.2 土壤電導(dǎo)率的變化
種植耐鹽植物對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響見圖4、圖5、圖6。
種植耐鹽植物對(duì)表層土壤具有明顯的脫鹽效果,但不同耐鹽植物對(duì)根際土壤鹽分含量的影響存在差異。到10月份時(shí),耐鹽植物處理脫鹽效果由高到低的順序?yàn)樘镙?gt;蘇丹草>苜蓿>堿蓬,其0~10 cm與對(duì)照相比脫鹽率分別達(dá)到52.24%,51.26%,50.85%,46.91%;0~20 cm與對(duì)照相比平均脫鹽率為45.97%,44.06%,43.75%,37.12%。經(jīng)多重比較得出田菁、蘇丹草、苜蓿、堿蓬與對(duì)照間的差異達(dá)顯著水平(P<0.05),各個(gè)處理間差異也達(dá)顯著水平,說明田菁對(duì)濱海鹽土可溶性總鹽的改良效果最好,蘇丹草和苜蓿次之,堿蓬脫鹽效果最差。
耐鹽植物不同生長期0~80 cm土層的電導(dǎo)率變化規(guī)律為0~10 cm<10~20 cm<20~40 cm<40~60 cm<60~80 cm,即表現(xiàn)為表層電導(dǎo)率最低,由表層到深層含鹽量是逐漸增加的;而對(duì)照則相反,由表層到深層含鹽量逐漸減少。可見種植耐鹽植物可顯著降低表層土壤含鹽量。10月0~80 cm整體各處理的脫鹽順序?yàn)樘镙?gt;苜蓿>蘇丹草>堿蓬,田菁、苜蓿、蘇丹草與對(duì)照相比脫鹽率分別達(dá)到10.81%,4.03%,0.97%,但是堿蓬卻表現(xiàn)一定的積鹽現(xiàn)象,與對(duì)照相比積鹽率為0.5%。
3 結(jié)論與討論
與以往很多研究結(jié)果相似[7-9],本研究表明在濱海鹽漬土上種植耐鹽植物可以有效地促進(jìn)土壤脫鹽。種植耐鹽植物有利于降低土壤的鹽分含量,尤其是對(duì)表層土壤的脫鹽效果更明顯[10]。本研究中田菁對(duì)于0~80 cm土層的脫鹽效果最好,蘇丹草和苜蓿次之,堿蓬脫鹽效果最差。張立賓等[8]對(duì)種植耐鹽堿蓬后的研究結(jié)果表明,種植耐鹽植物后植被覆蓋度增加,植物蒸騰取代了地面蒸發(fā),避免了蒸發(fā)造成的地表積鹽[11],種植耐鹽植物后使土壤含鹽量降低,使土壤逐步脫鹽。張永宏[12] 在寧夏銀北鹽堿地上種植耐鹽植物紅豆草、苜蓿、聚合草、小冠花、葦狀羊茅的研究結(jié)果表明,種植耐鹽植物具有明顯的脫鹽作用,可使鹽堿地0~20 cm、0~100 cm 土層平均土壤脫鹽率分別達(dá)31.1%和19.1%。
有關(guān)生物措施對(duì)土壤pH值影響的結(jié)論并不一致[13-15]。本研究結(jié)果是種植耐鹽植物對(duì)于表層土壤具有明顯的降鹽效果,但同時(shí)也提高了土壤的pH值。10月份種植耐鹽植物處理pH值比對(duì)照高出了0.12~0.40。種植耐鹽植物后,土壤中的有機(jī)質(zhì)以及土壤微生物的數(shù)量都有增大的趨勢[16],可能導(dǎo)致土壤中離子組成發(fā)生改變而引起土壤pH值的升高。
種植耐鹽植物既可有效抑制土壤鹽分,改良鹽堿地,保持水土,恢復(fù)生態(tài),改善生態(tài)環(huán)境,又能促進(jìn)畜牧業(yè)的發(fā)展,因此,鹽堿地種植耐鹽植物是當(dāng)前鹽堿地高效利用的有效途徑。但是耐鹽植物品種不同,脫鹽效果也存在差異,因此,選擇適宜的耐鹽植物品種對(duì)于改良濱海鹽堿地有著重要作用。
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有關(guān)生物措施對(duì)土壤pH值影響的結(jié)論并不一致[13-15]。本研究結(jié)果是種植耐鹽植物對(duì)于表層土壤具有明顯的降鹽效果,但同時(shí)也提高了土壤的pH值。10月份種植耐鹽植物處理pH值比對(duì)照高出了0.12~0.40。種植耐鹽植物后,土壤中的有機(jī)質(zhì)以及土壤微生物的數(shù)量都有增大的趨勢[16],可能導(dǎo)致土壤中離子組成發(fā)生改變而引起土壤pH值的升高。
種植耐鹽植物既可有效抑制土壤鹽分,改良鹽堿地,保持水土,恢復(fù)生態(tài),改善生態(tài)環(huán)境,又能促進(jìn)畜牧業(yè)的發(fā)展,因此,鹽堿地種植耐鹽植物是當(dāng)前鹽堿地高效利用的有效途徑。但是耐鹽植物品種不同,脫鹽效果也存在差異,因此,選擇適宜的耐鹽植物品種對(duì)于改良濱海鹽堿地有著重要作用。
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