宋沙沙, 何欣燕, 趙海艷, 喬雪濤, 何 俊, 孫兆軍, 范秀華

(1.北京林業(yè)大學(xué) 森林資源與生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083; 2.寧夏大學(xué) 新技術(shù)應(yīng)用研究開(kāi)發(fā)中心, 寧夏 銀川 750021)

不同暗溝間距對(duì)垂柳光譜和光合特性的影響

宋沙沙1, 何欣燕1, 趙海艷1, 喬雪濤1, 何 俊2, 孫兆軍2, 范秀華1

(1.北京林業(yè)大學(xué) 森林資源與生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083; 2.寧夏大學(xué) 新技術(shù)應(yīng)用研究開(kāi)發(fā)中心, 寧夏 銀川 750021)

[目的] 通過(guò)評(píng)估不同處理的改良效果,為西北地區(qū)利用暗溝處理措施改良鹽堿土提供理論依據(jù),從而解決西北地區(qū)大面積的鹽漬土現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)土地的高效利用。[方法] 以2年生垂柳為試驗(yàn)材料,對(duì)比分析了不同暗溝間距處理措施(CK為對(duì)照;T1為暗溝間距3 m;T2為暗溝間距6 m;T3為暗溝間距9 m;T4為暗溝間距15 m)對(duì)土壤理化性質(zhì)、垂柳的生長(zhǎng)和葉片光譜光合特性的影響。[結(jié)果] (1) 4種處理的土壤含水率、pH值和土壤含鹽量與對(duì)照相比均有所降低;除T4處理外,其余處理均與對(duì)照之間具有顯著性差異(p<0.05),T3處理的土壤含鹽量下降最多。(2) 通過(guò)處理垂柳的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均比對(duì)照組有所提高,T1處理效果最好,T4處理效果最差,T1與T2,T3處理之間差異不顯著(p>0.05)。(3) 4種暗溝間距處理都能顯著提高垂柳的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、胞間CO2濃度(Ci)和葉綠素含量,T1與T2,T3處理之間差異不顯著(p>0.05),T4處理效果不及另外3種處理。[結(jié)論] 在西北地區(qū)采用挖設(shè)暗溝排鹽的方法可以有效排出鹽分,綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本等因素,T3處理為最佳方案。

鹽堿化; 暗溝; 垂柳; 土壤理化性質(zhì); 光譜; 光合

據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界范圍內(nèi)的鹽堿地面積已達(dá)到1.0×109hm2，中國(guó)鹽堿地面積已有3.46×107hm2[1]。20世紀(jì)末至21世紀(jì)初以來(lái),中國(guó)人地矛盾愈發(fā)激烈,因此，鹽堿土地的改良利用和生態(tài)農(nóng)業(yè)的高效發(fā)展對(duì)于擴(kuò)充土地面積，提升耕地生產(chǎn)力水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]。寧夏地處中溫帶干旱區(qū)，常年干旱少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，再加上寧夏地區(qū)一直以來(lái)農(nóng)業(yè)灌溉多采用黃河水大水漫灌，長(zhǎng)期以往，造成次生鹽漬化現(xiàn)象[3]。鹽堿地主要分為：自然發(fā)生的原生鹽堿化及由于人類活動(dòng)引發(fā)的次生鹽堿化[4]。土壤發(fā)生鹽堿化后對(duì)植物的傷害分為中性鹽(如NaCl，Na2SO4)和堿性鹽(如Na2CO3，NaHCO3)的脅迫。過(guò)量的鹽分通過(guò)滲透和離子毒害作用，引起營(yíng)養(yǎng)失調(diào)，限制植物必需營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)或者植物受損[5-6]。堿脅迫能夠破壞離子平衡，造成微量元素缺乏，改變植物體內(nèi)抗氧化酶、氨基酸和碳水化合物組分[7-10]。

對(duì)于鹽堿地的治理，國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了一系列相關(guān)研究，國(guó)內(nèi)相較于國(guó)外起步較晚，治理方式主要分為4種：生物治理、化學(xué)治理、物理治理和水利治理。

鹽漬土的形成跟水有密不可分的關(guān)系,遵循“鹽隨水來(lái),鹽隨水去”的水鹽運(yùn)移原理。預(yù)防鹽堿危害從控制水著手,一方面應(yīng)控制地下水位保持在臨界水位以下,另一方面減少地下水蒸發(fā)。水利治理的關(guān)鍵是保證良好的排水狀態(tài)，通過(guò)水的淋洗作用將鹽分帶走，降低地下水位，排出高礦化度的地下水[11-13]。目前為止，應(yīng)用暗溝技術(shù)改良鹽堿地的研究較少，而且存在一定的弊端。任玉民等[14]、楊延春等[15]分別在遼寧省西南部和江蘇濱海鹽堿地研究了不同暗溝間距及不同暗溝深度對(duì)鹽堿地的改良效果，取得了很好的效果，結(jié)果表明，暗溝提升了地下水的排降速度，并且暗溝間距越小，地下水排降速度越快。但試驗(yàn)中暗溝的填埋材料存在易分解、持續(xù)時(shí)間短等缺點(diǎn)。因此，本研究選用礫石作為填埋材料進(jìn)行改進(jìn)研究。

垂柳(Salixbabylonica)分布廣泛，成本低廉，是園林綠化中常用的行道樹(shù)，喜生活在濕地和水邊，中度耐鹽堿，因此是用于鹽堿地植物改良和干旱地區(qū)的防護(hù)林建設(shè)的重要樹(shù)種。本文擬以垂柳為試驗(yàn)材料，研究大田中不同暗溝間距對(duì)西北地區(qū)鹽漬土的土壤特性及垂柳生長(zhǎng)的影響，從而評(píng)估不同暗溝間距的控鹽改土效果，以期為西北地區(qū)大面積鹽漬土改良和防護(hù)林營(yíng)造等林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)提供理論依據(jù),通過(guò)改良大面積的鹽堿土地，植樹(shù)種草，增加植被覆蓋率，保護(hù)利用水土資源，防止水土流失。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于寧夏回族自治區(qū)(以下簡(jiǎn)稱寧夏)吳忠市樹(shù)新林場(chǎng)，位于黃河上游，寧夏平原中部，地處105°21′—106°21′E，37°36′—38°15′N。該區(qū)為中溫帶大陸性氣候，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，四季分明，晝夜溫差大，全年日照數(shù)2 955 h，年平均氣溫8.5 ℃左右，無(wú)霜期176 d，年降水量260.7 mm。試驗(yàn)區(qū)土壤為堿化鹽土，pH值8.5，全鹽平均4.6 g/kg，堿化度22%左右。一般地下水位1.5 m左右。土壤質(zhì)地黏重，透水性差，礦化度為0.6～15 g/L(表1)。

1.2 試驗(yàn)材料與方法

選取垂柳為試驗(yàn)樹(shù)種，種植時(shí)間為2015年5月。樹(shù)木種植之前，對(duì)試驗(yàn)區(qū)土壤進(jìn)行改良。每個(gè)小區(qū)按照脫硫石膏22.5 t/hm2，糠醛渣15 t/hm2，牛糞45 m3/hm2的標(biāo)準(zhǔn)施入改良物料，并通過(guò)深翻和旋耕使改良物料與表層土壤充分混合。樹(shù)坑直徑1.0 m，深1.0 m。在樹(shù)坑底部設(shè)置15 cm秸稈墊層，同時(shí)將坑土與脫硫石膏4.5 kg/坑，糠醛渣3 kg/坑，牛糞0.009 m3/坑充分混合后回填。種植間距3 m×3 m，栽植垂柳苗木均為2年生帶土根苗，栽植方法為截干栽植，栽培管理措施一致，每月灌溉1次，所有處理灌水量相同。

試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理：T1為暗溝間距3 m，T2為暗溝間距6 m，T3為暗溝間距9 m，T4為暗溝間距15 m，CK為對(duì)照。暗溝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：溝寬0.8 m，溝北側(cè)深1.0 m，溝南側(cè)深1.2 m，溝底礫石墊層30 cm，秸稈墊層10 cm。試驗(yàn)區(qū)的外側(cè)設(shè)置了1.5 m深的明溝用于排水。試驗(yàn)區(qū)大小為81 m×30 m，共有垂柳104棵。

1.3 土壤理化指標(biāo)的測(cè)定

每個(gè)小區(qū)采集表層土壤樣品(0—20 cm)，3次重復(fù)，土壤含水量采用烘干法測(cè)定；土樣自然風(fēng)干后過(guò)1 mm土壤篩進(jìn)行理化性質(zhì)的測(cè)定，按5∶1水土比與去離子水混合，充分振蕩搖勻再過(guò)濾，取上清液測(cè)定pH值和電導(dǎo)率，pH值用SartoriusPB-10 pH計(jì)測(cè)量，電導(dǎo)率用MP522電導(dǎo)率儀測(cè)定，全鹽采用電導(dǎo)法測(cè)定。

1.4 生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定

于2016年8月測(cè)定垂柳的株高，冠幅(南北、東西)，胸徑(南北、東西)以及成活率。每個(gè)處理測(cè)定4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)選取2棵樹(shù)。

1.5 葉片光合特性測(cè)定

2016年7月27—29日，在晴朗無(wú)云的3 d中，對(duì)垂柳葉片進(jìn)行光合特性測(cè)定。利用TPS-2便攜式光合分析儀測(cè)定垂柳葉片的凈光合速率〔Pn, μmol/(m2·s)〕、氣孔導(dǎo)度〔Gs, mmol/(m2·s)〕、蒸騰速率〔Tr, mmol/(m2·s)〕和胞間CO2濃度(Ci, 10-6)。同時(shí)記錄光合有效輻射(PAR)、環(huán)境CO2濃度〔Ca, μmol/(m2·s)〕、空氣相對(duì)濕度(RH, %)和氣溫(Ta,℃)等環(huán)境參數(shù)。每個(gè)處理選擇4株垂柳，每株選取樹(shù)冠中部4個(gè)方位的4片生長(zhǎng)良好的成熟葉片進(jìn)行活體測(cè)定，當(dāng)光合速率趨于穩(wěn)定時(shí)，記錄3次數(shù)值，取平均值。最后數(shù)值均為3 d的平均值。葉片瞬時(shí)水分利用效率(LWUE, μmol/mol)的計(jì)算公式為：LWUE=Pn/Tr。

1.6 葉片光譜特性的測(cè)定

本試驗(yàn)采用Unispec-SC光譜儀進(jìn)行葉片反射光譜的測(cè)量，測(cè)定的波長(zhǎng)范圍是310～1 130 nm,測(cè)定時(shí)鹵光燈的光強(qiáng)設(shè)定為100%,整合時(shí)間4 ms,重復(fù)掃描次數(shù)設(shè)置為3次,葉夾上光纖探頭與葉片成60°夾角,每10 min進(jìn)行一次參比掃描。每個(gè)處理4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)選取2株垂柳，每株垂柳選取5片葉子，每片葉片測(cè)4個(gè)不同的位置。采集時(shí)間為2016年8月，葉片采用離體測(cè)定，且在4 h內(nèi)進(jìn)行測(cè)定[16]。

光譜儀數(shù)據(jù)利用Multispec5.1軟件進(jìn)行初步處理，得到光譜反射率Rλ。常用的光譜指數(shù)有植被歸一化指數(shù)(NDVI, normalized difference vegetation index)，NDVI =(R750-R675)/(R750+R675)[17]；結(jié)構(gòu)不敏感植被光譜指數(shù)(SIPI， structure independent pigment index)，SIPI=(R800-R445)/(R800+R680)計(jì)算[18]；光化學(xué)反射指數(shù)(PRI， photochemical reflectance index)：PRI =(R531-R570)/(R531+R570)[19]；葉綠素歸一化指數(shù)(ChlNDI, chlorophyll normalized index)，其計(jì)算公式為：ChlNDI=(R750-R705)/(R750+R705)[20]。本文中對(duì)這4種光譜指數(shù)均進(jìn)行了計(jì)算。紅邊位置(red wavelength,λRed)是紅光范圍內(nèi)反射光譜的一階導(dǎo)數(shù)最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析運(yùn)用Excel 2010和SPSS 19.0軟件，數(shù)據(jù)均為4次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，采用單因素方差分析(one-way ANOVA)和最小顯著差異法(LSD)比較不同數(shù)據(jù)組間的差異顯著性，水平設(shè)定為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同暗溝間距對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由表2可以看出，4種處理的土壤含水率均小于CK，隨著暗溝間距的減小，土壤含水率逐漸減小，T4處理與CK差異不顯著(p>0.05)，其余處理之間均差異顯著(p<0.05)；4種處理的pH值均小于對(duì)照，并且與CK之間差異顯著(p<0.05)，T1，T2和T3處理之間差異不顯著(p>0.05)；同樣，通過(guò)處理，土壤含鹽量降低，4種處理均與CK差異顯著(p<0.05)，T1，T2和T3處理之間差異不顯著(p>0.05)。

注：同列中不同小寫(xiě)字母代表處理間在0.05水平上差異顯著。下同。

2.2 不同暗溝間距對(duì)垂柳生長(zhǎng)的影響

4個(gè)處理中，垂柳的胸徑、冠幅和樹(shù)高均大于CK植株(表3)。其中，4個(gè)處理的東西冠幅均與CK之間具有顯著差異(p<0.05)，與CK相比,T1，T2，T3和T4處理的東西冠幅分別增加了45%，43%，47%和20%；T1，T2和T3處理的樹(shù)高、胸徑和南北冠幅與CK差異顯著(p<0.05)，而T4處理的樹(shù)高、胸徑和南北冠幅均與CK差異不顯著(p>0.05)，東西冠幅與CK差異顯著(p<0.05)。說(shuō)明T1，T2和T3處理對(duì)垂柳生長(zhǎng)影響效果大致相同；與CK相比，T4處理對(duì)垂柳生長(zhǎng)效果無(wú)顯著提高。

2.3不同暗溝間距處理對(duì)垂柳葉片光合特性和水分利用效率的影響

從圖1可以看出，通過(guò)不同暗溝間距處理，凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間二氧化碳濃度(Ci)和水分利用效率(LWUE)值與CK相比均有顯著差異(p<0.05)。T1處理垂柳的Gs與T2和T3處理下的Gs不具有顯著差異(p>0.05)，其余各處理垂柳的Gs值均具有顯著差異(p<0.05)，4種處理下的Gs值均高于CK；T1和T4處理下垂柳的Tr值差異不顯著(p>0.05)，T2和T3處理下垂柳的Tr值不具有顯著差異(p>0.05)，其余各處理垂柳的Tr值均具有顯著差異(p<0.05)，4種處理下的Tr值均高于CK；對(duì)于Pn來(lái)說(shuō)，T1的Pn值略小于T2，并且兩者之間差異不顯著(p>0.05)，其余各處理之間均差異顯著(p<0.05)，但T1，T2和T3處理間Ci值差異不顯著(p>0.05)；暗溝處理對(duì)垂柳葉片水分利用效率的影響與Pn，Gs，Tr，Ci不同,CK的LWUE值顯著高于T4，T3和T2處理(p<0.05)，但低于T1處理，且具有顯著性差異(p<0.05)。

2.4不同暗溝間距處理對(duì)垂柳葉片反射光譜參數(shù)的影響

2.4.1 不同處理下垂柳葉片反射光譜特征 由圖2可以看出不同處理下，垂柳葉片的反射光譜曲線均具有典型的反射光譜特征，在420～500 nm處出現(xiàn)藍(lán)光谷，600～680 nm處出現(xiàn)紅光谷，680～740 nm處出現(xiàn)紅邊區(qū)的快速上升，以及780～1 000 nm的近紅外高原平臺(tái)現(xiàn)象。但是反射光譜的反射率大小在不同處理方法下則存在差異，尤其是在525～605 nm的綠光區(qū)和780～1 000 nm的近紅外區(qū)差異明顯，并且CK明顯高于其他處理，在780～1 000 nm的區(qū)域，T4處理下的反射光譜曲線高于CK。

從垂柳葉片的一階導(dǎo)數(shù)曲線可以看出，5種處理的整體變化趨勢(shì)也是一致的，在505～545 nm的藍(lán)光區(qū)和680～750 nm的紅光區(qū)出現(xiàn)最大峰值，560～640 nm的黃光區(qū)出現(xiàn)最小峰值，但5種處理的一階導(dǎo)數(shù)曲線差異變化不大，單從圖中無(wú)法看出紅邊位置的位移情況。

2.4.2 不同處理下垂柳葉片反射光譜參數(shù)變化 由表4可以看出，4種暗溝間隔處理的光譜參數(shù)PRI和NDVI均大于CK，并且與CK的差異顯著(p<0.05)，說(shuō)明4種處理下的植物光合速率更高，因此含有更多的葉綠素；對(duì)于光譜參數(shù)SIPI來(lái)說(shuō)CK>T4>T3>T2>T1，說(shuō)明CK植物受到的脅迫最大，葉綠素的含量較低，而類胡蘿卜素的含量較高；T1，T2和T3的ChlNDI值均大于CK，并且差異顯著(p<0.05)，T4處理下的ChlNDI值稍小于CK，但與CK差異不顯著(p>0.05)。經(jīng)過(guò)暗溝處理后，植物的生長(zhǎng)均得到了不同程度的改善，T1，T2和T3處理效果較好。

注：不同小寫(xiě)字母表示不同處理間差異顯著(p<0.05)。

圖2 垂柳葉片反射光譜曲線和一階導(dǎo)數(shù)曲線

處理NDVISIPIPRIChlNDIT10.850±0.013a0.806±0.016c0.045±0.008a0.548±0.024aT20.845±0.015b0.819±0.013b0.044±0.007a0.547±0.022aT30.841±0.015c0.820±0.015b0.043±0.007a0.549±0.024aT40.835±0.014d0.821±0.012b0.033±0.007c0.523±0.026bCK0.837±0.014d0.830±0.014a0.035±0.010b0.525±0.037b

3 討 論

3.1 不同暗溝間距處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由表2看出，隨著暗溝間距的減小，土壤含水量逐漸降低，pH值和土壤含鹽量下降，T1，T2和T3處理的土壤含鹽量差異不顯著，原因是暗溝越密集，排水越快，導(dǎo)致土壤水分含量下降，而鹽分離子溶于水中隨水排出，由于T1和T2處理的暗溝間距較密集，排水速度過(guò)快，使得鹽分沒(méi)有充分溶解在水中，所以和T3處理相比pH值和土壤含鹽量差異并不顯著，T4處理下的鹽分離子雖然可以較充分地溶解于水中，但是由于排水速度慢，而當(dāng)?shù)卣舭l(fā)強(qiáng)烈，使得水分在排出之前蒸發(fā)掉，鹽分留在土壤中，并未大幅度下降。

3.2 不同暗溝間距處理對(duì)垂柳生長(zhǎng)的影響

植物在鹽堿脅迫下最為明顯的表現(xiàn)是其生長(zhǎng)受到抑制[21]，因此植物在受到脅迫的時(shí)候，會(huì)通過(guò)改變生長(zhǎng)和形態(tài)特征，如降低植株高度、葉面積和冠幅大小等來(lái)適應(yīng)逆境條件，從而保證植物在逆境條件下的存活和生長(zhǎng)[22-23]，每種植物都有自己可以存活的鹽堿適應(yīng)范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)，便可以正常生長(zhǎng)，反之，則會(huì)生長(zhǎng)受損甚至死亡。本試驗(yàn)中，通過(guò)設(shè)置暗溝處理，與CK相比，植物的生長(zhǎng)指標(biāo)均有不同程度的改善，其中T4處理下的植物生長(zhǎng)指標(biāo)與CK相比有所提高，但是差異不顯著，而其他3種處理植物生長(zhǎng)指標(biāo)與CK相比有顯著提高，T1處理的改良效果最好，但與T2和T3處理相比，差異不明顯，說(shuō)明在這3種處理下，土壤的鹽堿值均下降到了垂柳可以正常生長(zhǎng)的范圍。

由表2和表3可以看出，不同處理的樹(shù)高、胸徑和冠幅的變化規(guī)律與土壤的pH值和含鹽量的變化規(guī)律相似，并且樹(shù)高的變化規(guī)律與土壤含水率相反，說(shuō)明影響植物生長(zhǎng)的因素是土壤的pH值和含鹽量，土壤含水量在20%以上為垂柳生長(zhǎng)的適宜范圍，本研究的T1處理和T2處理的土壤含水率均低于20%，但本文中植物的生長(zhǎng)并沒(méi)有受到影響，可能的原因是垂柳的形態(tài)指標(biāo)對(duì)土壤含水率的響應(yīng)不夠敏感，此范圍的土壤含水量還不足以對(duì)垂柳的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。

3.3不同暗溝間距處理對(duì)垂柳光合及水分利用效率的影響

隨著暗溝間距的減小，垂柳的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度大體呈升高趨勢(shì),說(shuō)明垂柳凈光合速率的下降主要是由氣孔因素引起的。植物氣孔具有盡可能維持一個(gè)適度開(kāi)度的特性，以保證光合作用和蒸騰作用的正常進(jìn)行。氣孔導(dǎo)度與胞間二氧化碳濃度、蒸騰、飽和差、葉水勢(shì)和土壤水分等要素間存在著復(fù)雜的反饋和前饋?zhàn)饔茫g二氧化碳濃度降低使得大量K+進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞，保衛(wèi)細(xì)胞膨脹，氣孔張開(kāi)，允許二氧化碳作為光合原料擴(kuò)散進(jìn)入葉片；相反，胞間二氧化碳濃度升高，氣孔關(guān)閉。當(dāng)蒸騰作用過(guò)于強(qiáng)烈，前饋機(jī)制啟動(dòng)，保衛(wèi)細(xì)胞的膨脹度變?nèi)?，氣孔發(fā)生關(guān)閉。當(dāng)土壤水分不足，植物根部產(chǎn)生ABA，并隨著蒸騰作用所需的水分輸送到葉片，氣孔接收到水分虧缺的信號(hào)，發(fā)生關(guān)閉[24]。土壤含水量在20%以上為垂柳生長(zhǎng)的適宜范圍，T1處理的土壤含水量較低，造成土壤水分虧缺，而土壤水分虧缺使Tr有所降低。所以即使3種處理的pH值和土壤含鹽量差異不顯著，但T1處理的Tr顯著小于T2和T3處理。葉片的水分利用效率(LWUE)是葉片在氣體交換過(guò)程中二氧化碳和水汽的交換比率，其比值大小可用來(lái)反映植物適應(yīng)逆境的能力強(qiáng)弱。影響LWUE 的重要外部和內(nèi)部因素分別為土壤水分含量和葉片氣孔導(dǎo)度[25]。當(dāng)植物通過(guò)氣孔的開(kāi)閉(氣孔導(dǎo)度大小)在得到二氧化碳和失去水分的調(diào)節(jié)中達(dá)到最優(yōu)時(shí)，植物的水分利用效率達(dá)到最大值。在自然界中，環(huán)境對(duì)LWUE的影響是多種相互關(guān)聯(lián)的因子共同作用的結(jié)果，LWUE的變化取決于光合和蒸騰兩者之間增大幅度的對(duì)比。T1處理的蒸騰速率低，而T1處理的光合速率又較高，因此T1處理具有最高的水分利用效率。當(dāng)不做暗溝處理或暗溝處理間距較大的時(shí)候，垂柳的光合速率、蒸騰速率和水分利用效率都減小，但水分利用效率仍高于其他處理，說(shuō)明植物可以通過(guò)自身的主動(dòng)調(diào)節(jié)適應(yīng)脅迫，但超出一定范圍后，則無(wú)法通過(guò)這種作用抵消脅迫對(duì)光合的影響。

3.4不同暗溝間距處理對(duì)垂柳葉片反射光譜參數(shù)的影響

T4處理和CK的反射光譜曲線明顯高于其他處理，說(shuō)明這2種處理沒(méi)有起到好的控鹽改土效果，植物葉片的葉綠素含量較低。色素是影響植物光譜響應(yīng)的主要因素，其中葉綠素所起的作用最為重要。健康的綠色植被，其光譜反射曲線呈現(xiàn)“峰和谷”的圖形。

植物葉片光合色素主要包含葉綠素和類胡蘿卜素。NDVI，ChlNDI是常用的光譜指數(shù)，均與葉綠素含量呈正相關(guān)的關(guān)系，但NDVI 對(duì)葉綠素含量表現(xiàn)出一定的飽和性，ChlNDI 則恰好彌補(bǔ)了這一不足。試驗(yàn)結(jié)果顯示通過(guò)不同暗溝間距處理，垂柳葉片的葉綠素含量得到不同程度的提高，較明顯的是T1，T2和T3處理，說(shuō)明植物可以在其生長(zhǎng)環(huán)境下有一個(gè)更好地生長(zhǎng)，且3種處理之間差異不顯著；單位葉綠素的類胡蘿卜素含量可反映植物受脅迫的情況，當(dāng)含量高時(shí)，說(shuō)明植物受到較強(qiáng)脅迫[26]。試驗(yàn)結(jié)果中CK的SIPI值最大，說(shuō)明不做暗溝處理的垂柳受到的脅迫最嚴(yán)重，T1處理下的效果最好。

4 結(jié) 論

通過(guò)處理，與CK相比，4種處理下的土壤理化指標(biāo)、生長(zhǎng)指標(biāo)、光合指標(biāo)與光譜指標(biāo)均得到了不同程度的改善，其中，T1，T2和T3處理的效果更加顯著，且3種處理之間差異不大，而T4處理改良效果不明顯。

綜合所有的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，通過(guò)不同暗溝間距處理，植物的生長(zhǎng)均得到了不同程度的改善，但綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本和人力耗損來(lái)看，最優(yōu)的試驗(yàn)方案是T3處理即開(kāi)設(shè)9 m的暗溝間距，既可以達(dá)到所需的試驗(yàn)效果，又可以節(jié)省成本。

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EffectsofBlindDitchSpacingonSpectralandPhotosyntheticCharacteristicsofSalixBabylonica

SONG Shasha1, HE Xinyan1, ZHAO Haiyan1,QIAO Xuetao1, HE Jun2, SUN Zhaojun2, FAN Xiuhua1

(1.TheKeyLaboratoryforForestResources&EcosystemProcessesofBeijing,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China; 2.ResearchandDevelopmentCenterofNewTechnologyApplication,NingxiaUniversity,Yinchuan,NingxiaHuiAutonomousRegin750021,China)

[Objective] The aim of the study was to provide theoretical basis for the improvement of saline soils by evaluating the improvements in different spacing treatments of blind ditch in the northwest area. Whereby, the salinization prevailed in the widespread area of Northwest China was expected to be restrain and the lands were expected to be use efficiently. [Methods] Saline soil and Two years oldSalixbabylonicagrowing on it was used as the experimental materials. The effects of different blind ditch spacing (CK was control,T1was 3 m,T2was 6 m,T3was 9 m,T4was 15 m) on soil physical and chemical properties, the growth, leaf spectral photosynthetic characteristics of weeping willow were studied. [Results] (1) Soil water content, pH value and soil salinity of the four treatments were all lower than the corresponding values of the control. The water content of 4 treatments were significantly different from the control (p<0.05) except T4. The soil salinity of T3treatment decreased the most. (2) All the growth indexes of weeping willow were improved in comparison with those of the control treatment. The effect of T1ditch spacing treatment is the best and T4treatment is the worst. The differences among T1and T2and T3treatments were not significant(p>0.05).(3) Four kinds of ditch spacing treatment significantly increased the leaf photosynthetic rate(Pn), transpiration rate (Tr), stomata conductance (Gs) and chlorophyll content of weeping willows. The differences among T1and T2and T3treatments were not significant (p>0.05). The effect of T4spacing treatment is less than the ones of other three treatments.[Conclusion] Therefore, the ditch spacing treatment can effectively discharge salt. When selecting the blind ditch spacing, T3ditch spacing treatment is the best solution for its low economic cost.

salinization;blindditch;Salixbabylonica;soilphysicalandchemicalproperties;spectral;photosynthetic

A

1000-288X(2017)05-0086-06

S156.4

文獻(xiàn)參數(shù)： 宋沙沙, 何欣燕, 趙海艷, 等.不同暗溝間距對(duì)垂柳光譜和光合特性的影響[J].水土保持通報(bào)，2017,37(5)：86-91.

10.13961/j.cnki.stbctb.2017.05.015； Song Shasha, He Xinyan, Zhao Haiyan, et al. Effects of blind ditch spacing on spectral and photosynthetic characteristics ofSalixbabylonica[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(5)：86-91.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.05.015

2017-03-08

2017-04-07

國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“西北鹽堿地生態(tài)恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(201504402)

宋沙沙(1992—),女(漢族),山東省德州市人,碩士研究生,主要研究方向?yàn)楣馀c植物生理生態(tài)。E-mail:292227154@qq.com。

孫兆軍(1963—),男(漢族),寧夏回族自治區(qū)銀川市人,博士,研究員,主要從事農(nóng)業(yè)水土工程研究。E-mail:sunzhaojunyx@126.com。