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碱茅草对土壤盐分动态及盐量平衡的影响



全 文 :《水土保持学报》 第4 卷第1 期19 9 。年1 一 3月
AC TC AO NS A E T R VI OI NSL I O S E TA Q UA EI SC I A N Vl o
.
4 No
.
1J an 一 Mar ., 19 9(
碱茅草对土壤盐分动态及盐量平衡的影响
阎顺国 朱兴运 郭树林 付 华
(甘肃草原生态研究所)
摘要 对碱茅草地土壤盐分平衡的各分量进行了研究 , 探讨碱茅草对土壤 盐 分 动 态 及 平
衡的影响 。 结果表明 : 从播种至第三年生长季末 , 碱茅草地 o一 40 c m 土体 的 总 脱 盐 量 为
1 53 6
.
3 9 / m
Z , 其中碱茅草的总吸收量为 16 8 . 6 9 / m “ (吸收速率为 0 . 1一 2 . 6 9 / m “ · a) , 占
总脱盐量的n . 。% , 其余部分为灌水淋洗 量 。 碱 茅草地的积盐速率为 1 . 1~ 4 . 19 / m Z · a ,
小于 同件的裸地 (G . 0一 1 1 . 4 9 / m Z · a) 。 根 据上述结果对草地管理及盐渍土 的改 良利用提
出了建议 。
关键词 : 碱茅草 次生盐渍化 盐分动态 盐量平衡
次生盐渍化是内陆灌区农业生产中的主要障碍之一 。 长期以来一直采用工程措施 (如明暗管
排碱 , 挖 沟排碱 ) 防治 , 取得了明显效果 , 但也存在不少问题 (如土壤养分琳洗 , 污染下游 , 工
程滑坡 、 淤塞等 ) , 因而限制了使 用范围 。 近年来随着生 物工程的兴起 , 利用生物措施改良盐渍
地 , 成为改 良效果持久 、 稳定且有利于水土保持和生态平衡的方法 。
碱茅草 (尸 、 。 。么; 。 1 记 。 h艺; 。阴 oP 。 ; 、 云“ ) 是一种丛生型的禾本科牧草 , 耐盐性强 , 品质优良,
在灌溉条件下具有明显改 良盐 渍土壤的能力 , 成为生物学改 良利用盐渍地的新途径 〔 ` ’ 2 ’ 。 自1986
年以来 , 有关专家对碱茅草 的栽培管理技术 , 生物生态学特性及其效益等进行了系统的研究 L` : 。
在此墓础上 , 为了更充分地利用碱茅草的特性改 良盐渍地 , 本文迸一步研究碱茅草对土壤盐分动
态及盐量平衡的影响 。 现将结二肚总结如下 。
1 研究区概况
研究区设在甘肃省临泽县白寨村 , 其地理坐标为 1 0 0 0 1 0 ’ E和 3 9 0 09 ` N , 海拔 1 4 5 3 . 7m , 年平均
气温 7 . 3 ℃ , 7 月份平均气温 2 2 . 8 ℃ , 1 月份平均气温 一0[ . 9 七 , 年平均降水量 0I 4 . 4 m m , 年平
均蒸发量 1 92 3 . 4 m m , 无霜期 1 57 天 , 盐分类型以硫酸盐为主 。 植被 以芦苇 (尸 h r ag 沉 it 。 : 。 。 ]。 -
叨 , 斌 、 )及碱蓬 ( S 、 。 a d a gl au o a) 为主 , 覆盖度约 20 %一 5 0 % , 干草产量约 S Ok g /亩 。
2 研究方法
选择天然盐渍化草地 , 耕翻天然盐渍化草地栽植的碱茅草少、 工草地及其中的裸地作为定位观
测地 , 碱茅草播种前后及各生育期定点取土样 , 用 电导法 ( S y 一 2 型电导仪 ) 测定土壤总 盐 , 用
盐量平衡式计算盐量变化 , 其计算式为 :
1 期 阎顺国等: 碱茅草对土壤盐分动态及盐量平衡的影响
△习 =A +V: 或V: =AS 一A (1 )
式中: △S — 一定时段内土层总盐贮量的变化g ( /m “ ); v: — 该时段内沿垂直方向 移入 或移出该土层 的盐分量 (g ), 即脱盐或积盐量 , 水平方向盐分的运动忽略未记 , A— 植物根系从该土层 中吸收的盐量 ( g / m “ ) , 根据植株各部分的含盐量和该时段增加的生物量计算 。
土壤盐分贮量的计算式为 :
S = 1 0 0乙 “ *` i w , ( 2 )
i = 1
式中: S— 土层 内的盐分贮量 ( g / m Z ) , 即每平方米 z 深度的土柱所含盐分的克数 ; 艺— 上 层号 ; n— 土层数 ; 匆— 第乞层 土壤的厚度 c( m ) , d i— 相应土 层 容 重 ( g / c m “ ) ; 功 i—相应土层含盐量 (% ) 。 植物地上部生物量刘割测定 , 根系生物量用土柱法分层 测定 , 双层纱布流
水冲洗称取干重 , 用排水体积法测定根系体积 , 并根据实测的根系长度与直径计算活根系表面积 。
植物含盐量用燃烧灰分法测定 。
3 结果与分析
3
.
1 土坡盐分动态 土壤盐分的变化与气候条件 (特别是降雨及蒸发 ) , 植被特点 (盖 度 及 生 长
期等 ) 及管理水平 (如灌溉 ) 有密切关系 。 碱茅草地及其中的裸地和盐渍化草地的盐 分 变 化 如
图 1 。 从图 1 可见 , 几种土壤盐分动态的基本
特点 , 是春季随着土壤解冻 , 地下水位抬升加
之蒸发增大 , 盐分 向地表聚集 ; 夏季由于灌溉
降雨及植物的覆盖 , 土壤处于脱盐或积 、 脱交
替期 ;秋季由于植物覆盖度减小 , 加之地下水位
抬升 , 形成土壤的第二个积盐期。 不同土壤其
盐分动态的差异主要表现在盐分变化的强度 、
时间及涉及的深度上 。 碱茅草地 ( 图 1 ) 由于
植被的茂密覆盖减小了土壤 蒸 发 , 加 之 灌水
的淋溶 , 因而在整个生长期各层土 壤 盐 分 均
呈下降趋势 , 其中 。 一 10 c m土层盐分变 辐 较
大 , 1 0一 Z o e m及 2 0一 4 o e m 土层盐分则稳定下
降 ; 春秋二季虽然由于碱茅草处于返青及再生
返青期 , 覆盖 度较低 , 土壤呈积盐状况 , 但其
强度远小于裸地与盐渍化草地 。 与碱茅草地同
等管理条件的裸地 , 虽因灌溉使土壤脱盐 , 但
因地表裸露 , 灌水 下淋的盐分 随 强 烈的蒸发
很快上移 , 因而裸地 0 ~ I O c m 土 层初期由于
玻事本幼
0一 I Oc .
1 1一 ZOc .
2 1一 4 a c -
“ ` 二之盆< {二 、 . .
生劝期
日尹 /月
裕丽飞书百了嘴万偏兹瘫嗜浦下丽淮氮靛蠢斌啼
5 / ` Z J / 4 1? / ` 1 7 / 7 翻 / ID ZD / 4 12 / 5
第一 年 ( 1 , . ` )

6 刁 / 7 1, 夕 司 / 丈O
第二年 ( l ,日7 ) 第三 年 ( ) ,名O )
图 1 几种类型的土壤盐分动态
盐分含量较高 , 随灌水的淋洗盐分迅速下降 , 之后则随季节呈周期 性 变 化 , 10 ~ 20 c m 及 20 一
4 c0 m 土层盐分变化较小 , 无 明显 的脱盐迹象 。 盐渍化草地土壤盐分的变化主要受 自然因素 (主要
是蒸发和降水 ) 调节 , 在一次较大的降水后 , 土壤盐分大量淋洗 , 之后则随土壤蒸发很快上移 ,
在整个季节中表层 ( o ~ i o e m ) 盐分变化强烈 , 下层 ( 1 0 ~ Z o e m及 2 0一 4 o e m ) 则相对稳定 。
土壤盐分的上述变化趋势表明 , 灌水与植物覆盖对土壤盐分变化有明显 的影 响 。 因此 , 在实
水土保持学报 4卷
践中 , 不仅要选择适宜的耐盐植物 (如覆盖度大 , 生长期长和效益高的植物 ) , 并合理灌溉 , 还
应注意春秋二季的土壤管理 , 以达到治盐改土的效果 。
3
.
2 土坡盐 t 平衡
3
.
2
.
1 碱茅草的吸收量 碱茅草对盐分的吸收量取决于生长期中自身的含盐量 ( % ) 与其生物量
的增量 ( g /m “ ) , 其计算方法如下 :
盐分存 留量 = 地上部生物量 又 地上部含盐量 + 地下部生物量 x 地下部含盐量
生育期盐分吸收量 = 该生育期末日与初 日盐分存留量之差
生育期盐分吸收速率 二 该生育期盐分吸收量 / 该生育期天数
各生育期碱茅草的含盐量 、 盐分吸收量及吸收速率见表 1 、 表 2 和表 3 。
表 1 碱茅草各生育期的含盐 l (占干重的% )
生 育 期 拔 节 期 } 抽 穗 期 成 熟 期 } 再生拔节
地 _ L 部
地 下 部
9

6 9 …
3 9

1 5 …
表 1 碱茅草对盐分的存留与吸收 ( 1 号实验地 , 1 9 86年 6 月 5 日播种 )
第一年 l)
( 1 9 8 6年 ) 第二年 2 ) ( 2 9 5 7年 ) 第三年 “ ( 1 9 8 8年 )
拔节期 拔节期
1 0月 7 日14 月 2 3日
抽穗期 }成熟期。 月 1 7 日
1
7 月 1 7日 再 生拔节期 拔节期 抽穗期
1 0月 2 4日{6 月 1 2 日一6 月 9 日
成熟期
7 月 4 日
月马1上一ù
ō了.一`几、陇Jō月ō产」
.八曰nU
OU从工J八U.月任,自几」八JC11一
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厅`nd
:
内O,dQLJO心,孟n山生 物 量
( g / m
” )
地 上 部
地 下 部
总 量
9 8

8
1 3 0

6
2 2 9

4
2 3 9
1 4 0
3 8 0
3 4 3

7
2 1 3

1
5 5 6

8
3 7

5
2 1 5

5
2 5 3

0
8 2

1
2 6 7

9
3 5 0

0
味1 3 0 2 · g…` 。 5 · 2
O口QU一
nU.
.一八门甘、,…,dló门了,山一óUC八盐分存留量( g / m Z ) 地 上 部地 下 部总 量 1 4 。 14 2 . 25 6 。 3 1 3 。 74 3 。 55 7 。 2 3 2 。 37 5 。 71 0 8 。 0 5 。 37 6 。 58 1 。 8 8 0 。8 7 。 1 0 41 1 2 9 。 61 0 7 。 51 1 7 。 1
各生育期盐分吸收量 ( g / m “ ) ` 5 6 . 3
各生育期盐分吸收速率 ( g / m 2 . a ,一。 . 5
1 5

0 2 1

1 2 9

7 6

l 1 1
,
4 2 5

0
n 2 n A 1 0 n 1 n 夕 n Q
注 1 ) 播种当年只能进入拔节期 , 该期盐分吸收量及吸收速率计算时间为播种出苗 ( 6 月 19 日 ) 至 10 月 17
日 , 下表同。
2 ) 第二年出苗期为 3 月 4 日 , 第三年为 3 月 15 日 , 第三年无二茬草 。
从表 1 一表 3 可见 , 碱茅草作为饲草利用的地上部分含盐量较低 , 为 9 . 4 1% ~ 14 . 2 % , 总量
为 9 . 6 % ~ 56 . 6 9 /m “ , 占植株总盐量 ( 1 1 7 . 1% ~ 1 8 9 . 0 9 /m “ ) 的 8 . 2% ~ 3 0 . 9 % , 在刘割利用
中被提取 。根系含盐量在整个生长季中都较高 ( 3 2 . 2 7% ~ 3 8 . 15 % ) , 可能与维持较低的水势吸
收土壤水分有关 , 这部分盐分在根系更新中仍保留于土壤中 , 参与土壤盐分的再分配 。
阎顺国等 : 碱茅草对土壤盐分动态及盐量平衡的影响
碱茅草对盐的存留与吸收2 (号实验地 , 1 9 87年 6 月 1 日播种 )
第一
( 1 9 8
年 1
7年 第二年 ( 1 9 8 5年 ) 1 )
拔 节 期
( 1 0月 7 日 )
拔 节 期 抽 穗 期
( 6 月 9 日 )
成 熟 期 再生拔节
( 5 月 1 2日 ) ( 9 月 1 9 日 ) ( 9 月 1 9 日 )
生物量
( g / m

)
地 上 部
地 下 部
总 量
1 1 5

1 5 2

2 6 8

1 1 2

2
1 5 7

1
2 6 9

3
4 4 4

5
2 6 1

4
7 0 5

9
6 0 1

4
3 7 2

8
9 7 4

2
3 7

2
3 7 7

0
4 1 4

2
盐分存留量
( g / m
” )
地 上 部
地 下 部
总 量
1 6

4 9

65

1 0

9
6 1

5
7 2

4
5 6

6
1 3 2

4
1 8 9

0
1 3 3

9
1 3 9

2…吸nU山尸」月怡八曰ù压ù咭主,1
各生育期盐分 吸收量 ( g / m Z )
各生育期盐分吸 收速率 ( g /m Z · a)
6 5

7 7 3

0 4 3

6
0

6
1 号实验地 , 从播种 ( 1 9 8 6年 6 月 5 月 ) 至第三年生长季末 ( 1 9 8 8年 9 月2 1 日) , 碱茅草的
总吸盐量为 1 6 8 . 6 9 / m “ (其中第一年的吸收量为 5 6 . 3 9 / m “ , 第二年 7 1 。 9 9 / m Z , 第三 年 为 4 0 . 6
g /m

)
, 通过XlJ 割地上部带走的盐量为 61 . 3 9 / m “ , 占吸收总量的 3 6。 3 % , 其余 63 . 7 % 的盐 量
则存留于根系中。 2 号实验地从播种 ( 1 9 8 7年 6 月 1 日 ) 至第二年生长季末 ( 1 9 8 8年 9 月 21 日)
杯 茅草吸收的总盐量为 2 1 2 . 2 9 / m “ (其中第一年吸收量 6 5。 7 9 / m Z , 第二年 1 4 6 . 5 9 / m Z ) , 刘割
地上部带走的盐量 7 8 . 3 9 / m “ , 占总吸收量 的 3 6 . 9 % 。 碱茅草对盐分的吸收量随着生物量的 增加
而增加 , 至成熟达最大值 , 盐分吸收速率变化在 0 . 1~ 2 . 6 9 / m Z · a , 以出苗一拔 节 期 ( 或 再 生
苗一拔节期 ) 较小 ( 0 . 1~ 0 。 6 9 / m , · a) , 拔节一抽穗期较 高 ( 。。 4~ 2。 6 9 / m “ ) , 与 生 物 量
的累积速率一致。 试验中还发现 , 碱茅草盐分吸收量与其根系量及其分布状况有密 切 的 关 系 ,
o ~ 4 c0 m 土层 中 , 碱茅草的活根表面积 占总活根表面积的 9 2 。 1 1% , 根系吸收的盐分绝大 部 分
来自于 。 ~ 4 c0 m土层 , 因此碱茅草对土壤盐分的影响主要集中于 。 ~ 4 c0 m 土层 。
氛 2 . 2 土攘盐分贮量及其 变化 按式 ( 2) 计算的 。 ~ 4 c0 m土层中盐分贮 量 见 表 4 。 可 见 , 就
0 ~ 4 oc m 土层盐分贮量而言 , 碱茅草地土壤盐分一直呈下降趋势 , 春、 秋季返盐较弱 ; 而碱茅
草地中的裸地土壤盐分则呈积 、 脱交替 , 春秋季返盐较强 。
3
.
2
.
3 土攘盐分运动 按式 ( 1 ) 计算的土壤盐分运动状况见表 4 。 由表中可见 , 在整个生育期
中 , 碱茅草地 。 ~ 4 c0 m土层的盐分 以向下运动 (脱盐 ) 为主 , 从播种至第三年生长季 末 的总脱
盐量为 1 5 36 。 3 9 / m “ (脱盐率 8 3 。 6 % ) , 其中碱茅草的总吸收量为 1 68 。 6 9 / m “ , 占1 1 . 。% ( XlJ 割
利用地上部分取走的盐量为 61 。 3 9 / m “ , 占总脱盐量的 4 。 o% ) , 灌水淋洗 量 为 1 36 7。 7 9 / m Z ,
占89 . 0 %。 裸地土壤初期随着灌水盐分大量淋洗 , 之后则呈积 、 脱交替 , 其 积 盐 速 度 为 6 。 0一
1 1
.
4 9 / m
Z · a , 远大于碱茅草地 ( 1 . 1一 4 . 1 9 / m “ · a ) 。
碱茅草地具有较高的脱盐率 , 这一方面与碱茅草茂密植冠的覆盖作用有关 , 同时由于种植碱
茅草后土壤结构得到改良 , 渗透性能增大 , 有利于盐分的淋洗及降低返盐速率 。 可见 , 碱茅草改
良盐渍土的作用是多方面的 , 在实践中应充分利用碱茅草的特性改 良利用盐渍土 , 以提高效益 。
水土保持学报 4卷
表 40一 40 cm土层盐分平衡表 (1 号实验地 )
第 三 年 (28 8 9年 )
拔期仁一再节拔 节 期} 抽 穗 期 !成 熟 期
5月 1 2日 6月 9日 7 月 4日 9少) 1 9日
期拔日
土壤盐分贮量
( gn r /
” )
首鞘蕊不蒸丽一赢督黔
6旦一王”…了丝…娜吃些州粤` 8 3 7 · 3 …7 0 7 · 8 … 3 3 6’ 5} 7 2 6“ 1 6 5£ 0 5 5。 8 51 3 . 0 1 2 9。 3 {3 01 . 0碱 …王藻痴子 a h花-
l ( g/ m
Z ) 二 { i{ i二… _卫一…一 7 0 。 61 一 1 50 。 0 + 7 。 2 一 3 2 9。 7 + 8 1 . 7
植株 吸收量 ( g/ mZ ) {
7 1

3 1 2

1 2 9

7 1 1

42 5

0
草} ——积 盐或脱盐量 ( g/ m“ ) 一 1 0 8 5. 2 {一 53 。 2+ 1 2 2。 6一 6 4。 5一 1 3 8 。 6+ 3 2。 2 一 28 9。 5+ 8 1 . 7地} —积盐或脱盐速率 ( g/ m“天 ) 一 4。 6一 1 , O + 4 。 2 一 O 。 7 一 1 。 3 十 1 。 2 一 1 1 。 6 十 1 . 2
茅草地
土壤盐分贮量
( g / m
Z )
1 8 3 7
.
3…9 1 8 · 9 8 0 3 。 5 5 2 9 。 5 1 3 8 9 。 8 6 6 7 。 6 9 8 7 。马 } 7 2 4 。 1 {1 1 83 . 0
土壤盐分贮 量变化
g / m
Z )
一 9 1 8 。 4 { 一 1 1 5 . 4 ! 一 2 7 4 。 0 + 8 6 0 。 3 一 7 2 2 。 2 + 3 2 0 。 3 一 2 6 3 。 8 + 4 5兄. 9
·解扮二一…川宁一…一 2 7 4 。 0 + 8 6 0 。 3 一 7 2 2 。 2 + 3 2 0 。 3 一 2 6 3 。 8 + 4 5已. 9一 9 。 1 + 8 。 9 + 1 1 。 4 一 1 0 。 6 + 6 . 0
一土脱一2)裸地
注 : 1 . 盐分向上移入 。 ~ 4 0c m 土层为积盐 (记为 “ + ” ) , 移出为脱盐 (记为 “
积盐或脱盐速率 二 该生育期的积盐或脱盐量 /该生育期天 数。
2
. 裸地土壤盐分贮量变化 二 脱盐或积盐量。
4 结 论
4
.
1 研究地区盐渍土壤的盐分动态特点是春季为土壤积盐期 , 夏季为脱盐期或积 、 脱交替期 , 秋
季为第二个积盐期 。 灌溉条件下的碱茅草地土壤以脱盐为主 , 春秋季积盐速度较弱 ; 与碱茅草同
等管理条件的裸地土壤盐分呈积 、 脱交替型 , 其积盐速率为 6 . 0一 1 1 . 4 9 / m “ · a , 远 大 于碱 事草
地 ( 1 . 1一 4 . 1 9 / m “ · a) ; 未灌溉的盐渍化草地无 明显脱盐迹象 ;
4
.
2 在本研究条件下 , 从播种至第三年生长季末 , 碱茅草地 。 一 4 c0 m 土体的总脱盐量为 1 5 3 3 . 3
g / m

(脱盐率 8 3 . 6 % ) , 其中碱茅草的吸收量为 1 6 8 . 6 9 / m “ , 占总脱盐量的 1 1 . 0% (其中XJ 割
利用地上部取走的盐量为 6 1 . 3 9 / m ’ , 占总脱盐量 的 4 . 0 % ) , 灌水淋洗量 为 1 3 67 . 5 9 / m Z , 占
总脱盐量的 89 . 0 % , 灌水淋洗对盐分的下移起主要作用 ;
4
.
3 碱茅草地上部的含盐量为 9 . 41 %一 14 . 2 % , 地下部含盐量 32 . 27 %一 2 9 . 15 % ; 对 土 壤盐分
的吸收速率为 0 . 1一 2 . 6 9 / m “ · a , 与生物量的累积速率一致 ; 刘割利用带走的盐量 占同期吸收量
的 36 . 3% ~ 3 6 . 9% , 其余盐量存留于根系中仍归还于土壤 。
参考文献
〔 1 〕 朱兴运等 : 硫酸盐盐渍土 生物学改良利用研究专辑 , 《 中国草业科学 》 , 1 9 8 8年增刊 。
〔 2 〕 吴青年 : 碱斑草地改良简报 , 《 中国草原与牧草 》 , 1 9 8 6年 , 第 4 期 。
( C o n t i n u e d o n p s s )
1 期 邹厚远等: 沙打旺种群地上部生物量形成规律 5 5
S t ud is e of la ws ofa bov e gr ou nd bi oms as f or ma ti o n
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i n L i n z e e o u n t y
,
G a n s u p r o v i n e e t o e l a r i f y 七h e e f f e e t o f P u e e i n e l l i a e h i -
n a m p o e n s i s o n t h e s a l t d y n a m i e s a n d s a l七 b a l a n e e o f s a l i n e 5 0 11 . T h e r e s u l t 容
s h o 认· e d t h a 七 i n 七h r e e y e a r g r o w i n g p e r i o d s f r o m J u n e s , 1 9 8 6 t o S e p 。 么1 ,
1 9 8 5 , 七h e s a l t a m o u n t a b s o r b e d b y P u e e i n e l l i a e h i n a m P o e n s i s a n d l e a e h e d
b y i r r i g a t i o n w
e r e 1 6 5
.
6 a n d 1 3 6 7
.
5 9 / m
z s e p a r e 七l y i n o 一 4 0 e m 5 0 11
e o l u m n
, a e e o u n 七e d f o r 2 2 . 0 % a n d 5 9 . 0% s a l t r e d u e t i o n o f P u e e i n e l l i a e h i -
n a m p o e n s i o l e y d u r i n g 七h e s a m e p e r i o d . T h e s a l t a b s o r b e d r a t e o f t h i s .
g r a s s a n d s a l t u p w a
r d a g g r e g a t i o n r a t e o f t h i s l e y w e r e 0
.
1一 2 . 6 9 / m b a y
a n d 1
.
1一 4 . 1 9 / m p e r d a y s e p a r e七l y , t h e s a l七 l e a e h e d r a 七e o f t h e l e y w a s
l o w e r t h a n 七h a t o f b a r e l a n d u n d e r t h e s a m e e o n d i七i o n s 。 B a s e d o n a b o v e
r e s u l t s
,
t h e s u g g e s t i o n s w e
r e p r o p o s e d t o m a k e g r e a t P r o f i t i n s a l i n e 5 0 11
i m P
r o v e m e n t

K e y w o r d s : P u e e i n e l l i a e h i n a m p o e n o i s s e e o n d a r y o a l i n i z i n g s a
,
I t d y n a m i e 。
s a l t b a l a n e e