全 文 :收稿日期:2012-05-03
*基金项目:国家科技支撑计划(2009BAC55B02):盐碱地暗管改碱与生态恢复技术开发与示范
作者简介:张立宾(1972-),男,汉族,副研究员,从事盐生植物研究,东营市农业科学研究所
文章编号:1002-2724(2012)03-0039-03
碱茅的耐盐能力及其对滨海盐渍土的改良效果研究*
张立宾1,张树岩2,郭新霞3,常尚连1
(1.山东省东营市农业科学研究所,山东 东营,257091;2.山东黄河三角洲国家级自然保护区黄河口管理站;
3.山东省东营市东营区东城街道办事处)
摘要:试验研究了碱茅的耐盐能力及其对滨海盐渍土的改良效果。试验结果表明,碱茅的耐盐能力在8g/kg左右,耐盐
极限为12g/kg左右。种植碱茅能够有效的降低土壤表层含盐量,增加土壤有机质含量,提高土壤中N、P、K的含量。本研究
对滨海盐渍土的生物改良利用提供了理论依据。
关键词:碱茅;耐盐性;滨海盐渍土;改良
中图分类号:S156.4 文献标识码:A
我国拥有各类盐渍土0.36亿hm2[1],仅黄河三
角洲地区就有盐荒地26.7万hm2,盐渍化低产田
6.7万hm2,且每年新生盐荒地约667hm2[2],主要
土壤类型为滨海盐渍土。如何开发利用这些盐渍
土,已引起农业上的高度重视。国内外研究表明,种
植具有一定经济价值的耐盐植物,用耐盐植物来适
应盐渍土,在创造一定经济价值的同时逐渐改良盐
土,是开发利用盐渍土的一种有效措施。
碱茅(Puccinellia distans),禾本科碱茅属多年
生草本植物,茎直立或基部略膝曲;叶片长2~7cm,
通常内卷,叶面微粗糙,叶背光滑,灰绿色;圆锥花
序,开展,小穗含3~4朵小花,颖与外稃质地薄,颖
果纺锤形,成熟后紫褐色。种子千粒重0.7g左
右[3]。主要生长在草甸草原、盐渍化土壤碱斑周围,
引种到黄河三角洲地区后表现了良好的适应性,多
用于盐碱土地区草坪建植和沟渠、公路护坡。碱茅
对牛、羊等家畜具有很好的适口性,也是一种优良牧
草。作者通过研究碱茅的耐盐性,确定碱茅的耐盐
能力和对盐渍土的改良效果,为推动碱茅在盐渍土
地区应用和改良利用盐渍土提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 碱茅盆栽耐盐试验
取山东省东营市盐生植物园土壤分别装入35
个直径30cm、高30cm的花盆中,把花盆植入地下
2/3,每盆撒播30粒碱茅种子。出苗后,保留20棵
幼苗,每隔5d浇1次NaCl溶液,采用过量浇灌法,
浇灌后,盆底有溶液渗出。浓度处理分别为0.2%、
0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%,并设清水
对照。每5盆为一组,花盆上方搭建遮雨棚,测定生
长30天后的平均株高,单株生物量及死亡率。
1.2 碱茅田间耐盐试验
根据东营盐生植物园内土壤含盐量测定结果,
选择园内土壤含盐量分别为0~4、4~8、8~12、>
12g/kg的地块作为试验小区。土壤类型均为滨海
盐渍土。每小区面积为48m2,共4个处理,每个处
理3次重复,随机排列。采用开沟撒播的方法种植
碱茅,调查碱茅的出苗率。出苗60天后,测定碱茅
的平均株高、单株生物量。碱茅的鲜重、干重按常规
的烘干、称量法测定。
1.3 碱茅对滨海盐渍土的改良效果试验
选择土壤含盐量为5.0~6.0g/kg的地块,划
分小区,小区面积为36m2,连续两年种植碱茅,以裸
露小区作为对照,每个处理3次重复。种植碱茅前
后分别测定土壤耕层(0~20cm)含盐量、土壤有机
质、全氮、速效磷、速效钾的含量。土壤含盐量的测
定采用电导法,土壤有机质的测定采用高温外热重
铬酸钾氧化-容量法,土壤全氮采用开氏消煮法,土
壤有效磷采用碳酸氢钠法,土壤有效钾采用乙酸铵
提取法[4]。
2 结果与分析
2.1 碱茅的耐盐性
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山东林业科技 2012年第3期 总200期 SHANDONG FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY 2012.No.3
2.1.1 碱茅盆栽耐盐试验结果
表1表明,随着NaCl溶液浓度的升高,碱茅的
株高和生物量逐渐降低,死亡率逐步增高。但是,当
NaCl溶液浓度低于0.8%时,碱茅的株高、生物量
和死亡率受浇灌的NaCl溶液浓度的影响不大。当
NaCl溶液浓度达到1.0%时,碱茅的株高、生物量
大幅下降,分别为5.9cm和7.3mg,死亡率也显著
升高,达到45%。当NaCl溶液浓度达到1.4%时,
碱茅植株全部死亡。由此可见,碱茅可耐0.8%的
盐水浇灌。
表1 不同浓度NaCl溶液浇灌下碱茅生长情况
浓度(%) 0(CK)0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
30d后株高(cm) 11.5 11.2 11.0 10.7 10.4 5.9 3.6
30d后生物量(mg)17.1 16.6 16.3 15.8 15.3 7.3 4.1
死亡率(%) 0 0 0 0 5 45 70 100
注:生物量是指单株的地上部分鲜重
2.1.2 碱茅田间耐盐试验结果
生长量是植物对盐胁迫反应的综合体现及对盐
胁迫的综合适应,也是植物耐盐性的直接指标。表
2表明,随着土壤含盐量的升高,碱茅的出苗率、株
高和生物量逐渐降低。但是,在土壤含盐量低于
0.8%时,碱茅的出苗率、株高、生物量受土壤含盐量
的影响不大,差异不显著。土壤含盐量高于0.8%
时,碱茅的出苗率、株高和生物量都显著下降。当土
壤含盐量大于1.2%时,碱茅出苗率仅为2.0%,碱
茅的株高、生物量极低,达到耐盐极限。由此可见,
碱茅可在土壤含盐量小于0.8的地块上正常生长,
其耐盐能力为0.8%,耐盐极限为1.2%。
表2 碱茅在不同土壤含盐量地块上的生长情况
土壤含盐量
(g/kg)
出苗率
(%)
平均株高
(cm)
生物量(g/株)
鲜重 干重
<0.4 98.9 29.5 0.356 0.139
0.4~0.8 95.1 29.2 0.344 0.135
0.8~1.2 42.0 10.2 0.142** 0.047**
>1.2 2.0 5.7 0.081* 0.030*
注:表中“*”和“**”分别表示同列数字之间存在显著和极显
著差异
2.2 碱茅对滨海盐渍土的改良效果
2.2.1 种植碱茅前后土壤含盐量变化分析
从表3可以看出,在滨海盐渍土上种植碱茅两
年后,土壤的含盐量从5.16g/kg降低到3.69g/kg
(表3),土壤脱盐率为28.5%,脱盐效果明显。而裸
露土壤中,土壤含盐量不但没有降低,反而从5.12g/
kg上升到5.38g/kg,增加了4.86%。究其原因一
方面是因为盐渍化土壤种植碱茅后由于其庞大致密
的根系对土壤的穿插和挤压作用,改善了土壤结构,
使其朝良性方向发展,促进了盐分向下淋溶;另一方
面碱茅覆盖地表,减少了土壤水分的直接蒸发,从而
抑制了土壤返盐。同时,随着土壤耕层根量增加,提
高了土壤有机物含量,使土壤中阴阳离子溶解度增
加,促进了土壤脱盐。另外,植物自身也可直接吸收
土壤表层盐分。通过碱茅对盐渍化土壤的一系列作
用,最终达到土壤脱盐的效果。而裸露土壤中,由于
地表得不到有效覆盖,加之东营地区蒸发量远大于
降水量(蒸降比为3.3∶1),使土壤表层继续积盐,
土壤含盐量增加。
表3 种植碱茅两年后滨海盐渍土含盐量的变化
处理
种植前土壤
含盐量(g/kg)
种植后土壤
含盐量(g/kg)
土壤脱盐
率(%)
碱茅 5.16 3.69 28.5
裸露 5.14 5.39 -4.86
注:土壤脱盐率(%)=(种植前土壤含盐量-种植后土壤含盐
量)/种植前土壤含盐量×100
2.2.2 种植碱茅对土壤有机质含量的影响
从表4可以看出,种植碱茅两年后土壤有机质
从6.7g/kg 上升到 8.9g/kg,较种植前增加了
32.8%。在裸露土壤中,有机质含量不但没有增加,
反而从6.9g/kg下降为6.1%,降低了11.5%。在
滨海盐渍土种植碱茅后,其落叶和残留在土壤中的
根系腐烂分解后增加了土壤中的有机物质,促进了
土壤微生物活动,且土壤含盐量降低后其他植物开
始生长,其枯枝落叶和根系促进了土壤有机质的提
高。而裸露的土壤中,土壤中的有机物质得不到补
充,只有消耗,导致其土壤有机质的含量略有下降。
表4 种植碱茅两年后土壤有机质的变化
处理
种植前土壤
有机质含量(g/kg)
种植后土壤
有机质含量(g/kg)
土壤有机质
增加量占播种前
的百分比(%)
碱茅 6.7 8.9 32.8
裸露 6.9 6.1 -11.5
2.2.3 种植碱茅对土壤N、P、K含量的影响
从表5可以看出,种植碱茅两年后,滨海盐渍土
壤肥力显著提高,土壤全氮增加了42.1%,速效磷
增加96.1%,速效钾增加15.9%。而对照土壤全
氮、速效磷、速效钾分别降低了14.3%、11.7%和
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山东林业科技 2012年第3期
9.3%。种植碱茅后,土壤有机质有了显著的提高,
土壤养分也随之有了明显的增长。土壤微生物活动
增加,加速了有机物质的分解,促进了土壤无机养分
的分解,进而使土壤全氮、速效磷、速效钾含量显著
提高。对于裸露土壤,随着土壤有机质的降低,土壤
养分也有少量损失。
表5 种植碱茅两年后土壤N、P、K含量的变化
处理
种植前土壤N、P、K含量
(mg/kg)
种植两年后 N、P、K含量
(mg/kg)
土壤N、P、K含量增加
量占播种前的百分比(%)
N P K N P K N P K
碱茅 0.57 4.38 88 0.81 8.59 102 42.1 96.1 15.9
裸露 0.56 4.52 86 0.48 3.99 78 -14.3 -11.7 -9.3
3 结语
碱茅具有较强的耐盐能力,植株能耐0.8%的盐
水浇灌,在土壤含盐为8g/kg的滨海盐渍土上能够正
常生长。在此范围内,其生长虽然随盐水浓度和土壤
含盐量的升高而有所下降,但降幅不显著。当浇灌盐
水的浓度大于0.8%,土壤含盐量大于8g/kg时,株
高、生物量和种子产量均有显著下降,这说明碱茅的
耐盐能力在8g/kg左右。当土壤含盐量大于12g/kg
时,碱茅的成株率、株高、生物量和种子产量都非常
低,说明碱茅的耐盐极限为12g/kg左右。
在滨海盐渍土种植碱茅后,植物蒸腾取代了地
面蒸发,避免了地面蒸发造成的地表积盐。因此,碱
茅种植促进了土壤脱盐,种植碱茅两年后的土壤脱
盐率可达28.5%。
碱茅落叶和残留在土壤中的根系腐烂分解后增
加了土壤中的有机物质和无机养分,且可促进土壤
微生物的活动,从而加速分解土壤有机质,增加土壤
养分。种植碱茅两年后滨海盐渍土有机质增加
32.8%,土壤全氮增加42.1%,全磷增加96.1%,全
钾增加15.9%。
本研究表明,碱茅是一种耐盐能力较强的盐生
植物,在滨海盐渍土地区,特别是在重盐渍土地区,
可有效促进滨海盐渍土的改良利用,取得良好经济
和生态效益。
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