全 文 ：松嫩平原盐碱化草地治理方法
的比较研究 3
郭继勋　姜世成　孙　刚　(东北师范大学国家草地生态工程实验室 ,长春 130024)
【摘要】　采用生物、化学和物理方法对盐碱化草地治理进行了比较研究. 生物方法采用枯
草处理 ;化学方法采用石膏处理 ;物理方法采用铺沙处理 ,种植羊草、野大麦和碱茅 3 种牧
草.结果表明 ,3 种方法均能降低土壤 p H 值、电导率和增加土壤含水率. 在生物治理中 ,羊
草和野大麦在枯草量达 1500g·m - 2 ,碱茅在枯草量达 1000g·m - 2时 ,便可良好生长. 在化
学治理中 ,石膏施用量达 1. 25kg·m - 2 ,即可达到改良效果. 在物理方法治理中 ,羊草和野
大麦在沙层厚度为 13cm ,碱茅在 11cm 时即可正常生长发育.
关键词 　盐碱化土壤 　改良 　枯草 　石膏 　沙土
Comparative study on remedy ways of saline2alkali grassland in Songnen Plain. Guo Jixun ,
Jiang Shicheng and Sun Gang ( N ational L aboratory of Grassland Ecological Engineering ,
Northeast Norm al U niversity , Changchun 130024) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . , 1998 , 9 (4) :425
～428.
This study was designed to compare the biological , chemical and physical remedies on saline2al2
kali grassland. Three kinds of forage grass , A neurolepidium chinense , Hordeum brevisubula2
t um and Puccinellia tenuif lora were planted in experimental sites , and soil was ameliorated
with grass litter , gypsum amendment and sand bedding ,respectively. The result showed that
all of the three ways decreased soil p H and electrical conductivity , and increased soil water con2
tent . In biological treatment . A neurolepidium chinense and Hordeum brevisubulatum could
grow well with 1. 5kg·m - 2 of litter , and Puccinellia tenuif lora with 1. 0kg·m - 2 of litter.
Applying 1. 25kg·m - 2 of gypsum could produce an efficient effect . A . chinense and H. brevi2
subulatum could normally grow with 13cm thickness of sand bedding , and P. tenuif lora with
11cm.
Key words 　Saline2alkali soil , Improvement , Litter , Gypsum , Sandy soil.
　　3 国家自然科学基金资助项目 (39670528) .
　　1998 - 03 - 17 收稿 ,1998 - 05 - 15 接受.
1 　引 　　言
　　盐碱化草地在我国北方草原区有着广
泛的分布 ,松嫩平原的盐碱化草地约为2. 4
×104km2 ,占松嫩平原草地的 2/ 3 以上 ,其
中轻度盐碱化草地占 31. 69 % ; 中度占
27. 06 % ;重度占 41. 25 %[2 ] . 在盐碱化严
重地区 ,如吉林省西部草地有 30～50 %已
变成碱斑裸地 ,失去了利用价值. 因此 ,治
理盐碱化草地对保护草地资源及其持续发
展和利用有着重要的意义.
2 　研究地区自然概况与研究方法
2. 1 　研究地区自然状况
　　研究地区位于吉林省西北部松嫩平原的东
南部 ,前郭尔罗斯蒙古族自治县境内 ,地处 123°
35’～123°18’E ,44°17’～45°28’N. 该地区属半干
旱温带季风型气候 ,年平均温度 4. 5 ℃,最暖月平
均温度 22 ℃, 出现在 7 月 , 最冷月平均温度
- 20 ℃,出现在 1 月. 年均降水量 450mm ,70 %集
中在 6～9 月 ,年蒸发量约为年降水量的 3. 5 倍.
应 用 生 态 学 报 　1998 年 8 月 　第 9 卷 　第 4 期 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Aug. 1998 ,9 (4)∶425～428
土壤为盐碱化草甸土 ,p H 为 8. 0～9. 0 之间. 植被
类型为草甸草原 ,羊草 ( A neurolepidium chinense)
群落分布广泛 ,在 p H9. 0 以上的盐碱化土壤上分
布着碱茅 ( Puccinellia tenuif lora) 群落、虎尾草
( Chioris vi rgata)群落、碱蓬 ( S uaeda glauca) 群落
和碱斑镶嵌分布[1 ,3 ] .
2. 2 　研究方法
　　选择 5hm2 盐碱化较严重的地段作为实验
区 ,采用生物治理、化学治理和物理治理方法进
行比较实验. 生物治理采用枯草改良盐碱土 ,设
置 5 个枯草量梯度的实验小区 ;化学治理采用石
膏改良盐碱土 ,根据土壤碳酸钠和碳酸氢钠的含
量 ,确定石膏施用量为 1. 25kg·m - 2 [7 ] ,沿 500m
的样线设置 3 个 10m2 的小区 ;物理方法采用砂
压碱 ,设置 6 个梯度铺沙厚度小区. 在每个小区
内种植羊草、野大麦 ( Hordeum brevisubulatum)和
碱茅 3 种牧草 ,观测其生长发育状况 ,同时测定
反映土壤盐碱化程度的主要理化指标.
3 　结果与分析
3 . 1 　生物方法治理
　　生物治理的基本方法是使用有机质改
良盐碱化土壤 ,然后种植耐盐碱植物. 盐碱
土的特点是 p H 值高 ,盐分聚积地表 ,碱化
度高 ,土壤紧实 ,通气透水性差 ,有机质分
解快 ,土壤贫瘠 ,这些特点是阻碍植物不能
在盐碱土上生长的主要原因. 利用枯草与
盐碱土混合 ,可以改善土壤的理化性质 ,使
土壤结构变得疏松 ,透气性和储水能力增
强 ,地表层的 p H 值和盐分降低. 实验结果
表明 ,在一定范围内 ,随枯草量的增加 ,土
壤 p H 值和电导率呈指数形式下降 ,土壤
孔隙度和含水率呈指数形式上升 (图 1) .
图 1 　土壤因子与枯草量的关系
Fig. 1 Relationship between soil factors and litter weight .
　　土壤 p H 值和电导率是反映土壤盐碱
化程度的主要指标 ,对照区土壤 p H 值和
电导率分别为 10. 50 和 0. 567ms·cm - 1 ,
当枯草量达 1000、1500、2000g·m - 2时 ,p H
值和电导率分别下降为 8. 56、8. 25、8. 10
和 0. 383、0. 278、0. 215ms·cm - 1 . 枯草的
混入改善了土壤结构 ,水盐运动方向发生
改变 ,土体上流水的数量和速度减少 ,抑制
盐分上升. 同时 ,通过淋溶和渗透作用 ,使
盐分向下运动. 其次是枯草在腐解过程中
形成有机酸对碱性盐类物质起中和作用 ,
使表土层 p H 值和电导率下降[4 ] .
　　土壤孔隙度受土壤结构的影响 ,随着
枯草量的增加孔隙度变大. 平均每施入
100g·m - 2枯草 ,孔隙度增加 3. 1 % ,当枯草
量达 2000g·m - 2时孔隙度为 62. 36 % ,比
对照区提高 62 % ,使土壤的透性得到改
善 ,解决了种子在盐碱土中因缺氧不能萌
发和腐烂问题. 由于枯草具有储水和保水
能力 ,因而土壤混入枯草后 ,水分状况得到
相应的改善. 平均每施入 100g·m - 2枯草 ,
含水率提高 1. 04 % ,当枯草量达 2000g·
m
- 2时 ,土壤含水率比对照区增加 2. 1 倍.
　　枯草处理后 ,在各小区内种植羊草、野
624 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　9 卷
大麦和碱茅. 对照区内种子可以萌发 ,但很
少出苗存活 ,原因可能是土壤紧实 ,空气含
量少 ,发芽种子因缺氧而霉烂. 即便少数种
子能出苗 ,但次年无一存活. 在各枯草处理
区 ,次年 8 月调查结果表明 ,3 种植物生长
发育的各项指标均随枯草量而逐渐变化
(表 1) .
表 1 　枯草处理后羊草、野大麦和碱茅的生长状况
Table 1 Growing state of A. chinenes , H. brevisubulatum
and P. tenuif lora in alkaline2saline soil improved with lit2
ter
枯草量
Litter
weight
(g·m - 2)
密度
Density
(tillers·m - 2)
A H P
高度
Height
(cm)
A H P
产量
Yield
(g·m - 2)
A H P
200 10 17 15 30 30 40 3 4 5
500 62 47 76 30 30 40 25 27 18
1000 129 325 217 35 35 45 54 69 75
1500 462 487 295 40 40 45 118 97 87
2000 513 546 365 45 40 50 125 113 109
A :羊草 A neurolepidium chinenes , H : 野大麦 Hordeum
brevisubulat um ,P :碱茅 Puccinellia tenuif lora .
　　从枯草量和各项指标的关系可以看
出 ,枯草量的不同 ,各项指标差异较大 ,
500g·m - 2以下的枯草量改良效果不明显.
当枯草量达 1500g·m - 2时 ,羊草和野大麦
生长良好 ,密度分别为 462 株和 487 株·
m
- 2
,高度达 40cm ,产量为 118g·m - 2 和
97g·m - 2 . 羊草根茎可伸长 30cm ,1/ 3 的植
株可进入生殖生长. 当枯草量达 1000g·
m
- 2时 ,碱茅即可良好生长 ,植株密度分别
为 217 株·m - 2 ,高度为 45cm ,产量为 75g·
m
- 2
,可进行分蘖和生殖生长.
3 . 2 　化学方法治理
　　化学改良是治理重度盐碱化土壤的有
效方法 ,石膏作为磷肥工业的副产品 ,具有
可溶性 ,成本低可作为盐碱土的化学改良
剂[6 ] . 施用石膏 ,加大土壤钙离子含量 ,置
换土壤胶体上吸附的钠离子和镁离子 ,使
钠质亲水胶体变为钙质疏水胶体 ,从而改
善土壤结构和通透性 ,起到了脱盐和抑制
返盐的作用. 石膏处理后 ,盐碱土化学性质
有明显改变 (表 2) ,碳酸氢钠含量明显减
少 ,土壤 p H 值平均下降 1. 9 个单位. 土壤
中氯化物减少 90 % ,SO2 -4 含量大量增加 ,
Ca2 + 增加 4 倍 ,Na + 减少 41 %. 土壤电导
率减少 45 % ,降为 0. 308. 水分渗透率对照
区为 1. 0cm·min - 1 ,石膏处理区为 8. 0cm·
min - 1 .
表 2 　石膏处理和未处理盐碱土化学性质分析
Table 2 Analysis of soil from untreated and gypsum a2
mended sites
样地
Plot
p H 电导率
EC
(ms·
cm - 1)
Na + Ca2 + HCO -3 Cl - SO2 -4
(C mol·kg - 1)
对照区 CK 10. 2 0. 559 5. 46 0. 145 2. 97 1. 64 0. 89
石膏处理区1) 8. 3 0. 308 3. 22 0. 536 0. 25 0. 16 3. 36
1) Gypsumamended plot . 下同 The same below.
　　石膏改良盐碱土主要是钙离子的作
用 :
　 　1 ) Na2CO3 + CaSO →CaCO3 +
Na2 SO4 ,土壤中的 Na2CO3 被钙离子代换
成CaCO3和Na2 SO4 ,从而有效地降低土
壤的碱性 ,消除了碳酸钠和碳酸氢钠对植
物的毒害.
　　2) Na + 　　　　　　土壤胶体 + CaSO4 →Ca2 +
　　　Na + /
土壤胶体 + Na2 SO4 ,钠质胶体变为钙质胶
体 ,改善盐碱土的钙质营养条件 ,起到了离
子代换作用 ,从而减轻了其它可溶性盐的
危害[5 ] .
　　在石膏处理区内 ,种植羊草、野大麦和
碱茅 ,3 种植物生长发育良好 ,羊草在第二
年 ,密度达 489 株 ·m - 2 , 根茎可延伸
30cm ,产量可达 137g·m - 2 . 野大麦和碱茅
的密度分别为 523 株·m - 2 和 445 株·
m
- 2
,产量分别为 124g·m - 2和 116g·m - 2 ,
3 种植物均能进行生殖生长 (表 3) . 可见 ,
用石膏改良重度盐碱化土壤 ,可快速恢复
植被 ,是治理盐碱斑的有效方法.
3 . 3 　物理方法治理
　　沙压碱是改良盐碱土一项主要物理方
法 ,在长期的治碱过程中 ,总结出“沙压碱 ,
7244 期 　　　　　　　郭继勋等 :松嫩平原盐碱化草地治理方法的比较研究 　　　　
表 3 　石膏处理后羊草、野大麦、碱茅生长状况
Table 3 Growing state of A. chinenes , H. brevisubulatum
and P. tenuif lora in saline2alkali soil improved by gypsum
样地
Plot
密度 Density
(tillers·m - 2)
A H P
高度 Height
(cm)
A H P
产量 Yield
(g·m - 2)
A H P
石膏处理区 489 532 445 35 30 40 137 124 116
赛金板”的经验. 沙掺入盐碱土后 ,改变了
土壤结构 ,促进了团粒结构的形成 ,增加土
壤的通透性 ,使水盐运动方向发生改变 ,在
雨水的作用下 ,盐分从表土层淋溶到深层
土中. 团粒结构的增强 ,保水、储水能力增
大 ,减少了地表蒸发 ,抑制了深层盐分向上
运动 ,使表土层盐碱化程度降低.
　　实验结果表明 ,铺沙对盐碱土改良的
效果随沙层厚度增加而明显. 土壤 p H 值
和电导率随铺沙厚度增加逐渐降低 ,当沙
层厚度达 15cm 时 ,p H 值比对照区下降 3
个单位 ,电导率由 0. 56 下降到 0. 101ms·
cm
- 1
.土壤含水率随沙层厚度而逐渐升
高 ,15cm 深的沙层含水率比对照区提高
91 %(图 2) .
图 2 　铺沙改良盐碱土的效果
Fig. 2 Result from sand improving saline2alkali soil.
　　在铺沙处理的各小区内种植羊草、野
大麦和碱茅 ,观测 3 种植物的生长状况. 结
果表明 ,沙层在 7cm 以下 ,3 种植物的存活
率均较低 ,效果不明显. 碱茅在沙层 11cm
处理中即可良好生长 , 密度为 267 株·
m
- 2
,产量达 85g·m - 2 ,基本保持稳定. 羊
草和野大麦在沙层 13cm 中可正常生长 ,
密度分别为 415 株·m - 2和 457 株·m - 2 ,
表 4 　铺沙改良后羊草、野大麦和碱茅生长状况
Table 4 Growing state of A. chinenes , H. brevisubulatum
and P. tenuif lora in saline2alkali soil improved with sand
沙层厚度
Sand layer
thickness
(cm)
密度 Density
(tillers·m - 2)
A H P
高度 Height
(cm)
A H P
产量 Yield
(g·m - 2)
A H P
5 5 7 8 25 25 30 1 3 5
7 35 70 90 30 30 30 18 23 27
9 185 186 197 30 30 30 59 62 54
11 326 357 267 35 35 40 86 109 85
13 415 457 315 40 35 40 108 127 101
15 468 493 326 40 40 40 114 134 103
产量分别为 108g·m - 2 和 127g·m - 2 (表
4) .
参考文献
1 　王晓燕. 1989. 松嫩平原南部盐碱植被的初步研究.
中国草地 , (3) :32～38.
2 　李建东、郑慧莹. 1997. 松嫩平原盐碱化草地治理及
其生物生态机理. 北京 :科学出版社 ,7～8.
3 　张为政. 1994. 松嫩平原羊草草地植被退化与土壤
盐渍化的关系. 植物生态学报 ,18 (1) :50～55.
4 　郭继勋、张宝田. 1992. 枯草层在碱化草原治理中的
生态作用. 东北师范大学学报 (自然科学版) , (2) :
95～98.
5 Gupta , R. K. & Abrol , I. P. 1990. Salt2affected
soils : Their reclamation and management for crop pro2
duction. A dvances in Soil Science , 11 :223～228.
6 　Suhayda , C. G. , Li J uan Yin , Redmann , R. E. , Li
Jiandong. 1997. Gypsum amendment improves native
grass establishment on saline2alkali soil in northeast
China. Soil Use M anagement , 13 :43～47.
7 　United States Salinity Laboratory Staff . 1954. Diag2
nosis and improvement of saline and alkali soil. USDA
Agriculture HANDBOO K No. 60 , US Government
Printing Office , Washington , DC.
824 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　9 卷