全 文 ：中国生态农业学报 2014年 3月 第 22卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Mar. 2014, 22(3): 314−324


* 国家科技支撑计划项目( 2013BAC02B06)资助
** 通讯作者: 班乃荣, 主要从事土壤改良研究。E-mail: bannr@sina.com
雷金银, 主要从事水土保持与土壤侵蚀等方面研究。E-mail: leijinyin@126.com
收稿日期: 2013−08−26 接受日期: 2014−01−13
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2014.30829
不同类型植物耐盐特性对脱硫废弃物的响应
及其耐盐指数综合评价*
雷金银 1 班乃荣 1** 杨建国 1 纪立东 1 张永宏 1 肖克飚 2 吴秀玲 3
(1. 宁夏农林科学院农业资源与环境研究所 银川 750002; 2. 广西交通规划勘察设计研究院 南宁 530011;
3. 宁夏农业勘查设计院 银川 750001)
摘 要 为探讨施用脱硫废弃物对生长在盐土和碱土上的不同植物耐盐特性的影响, 并建立综合评价指标体
系, 对不同植物的耐盐指数进行综合评价。本试验在 2008—2010年期间, 分别在碱土区和盐土区 2个试点, 以
施与不施脱硫废弃物为主处理, 选用 9 种不同耐盐植物为副处理开展了田间裂区试验, 观测分析了各耐盐植
物的出苗特征、生长生理特征、产量等指标及土壤盐分、养分、碱化度(ESP)等性质, 从而建立包括植物生长、
生理指标、土壤指标和经济指标的综合评价指标体系, 并应用 TOPSIS法对不同耐盐植物的耐盐指数进行综合
评价。结果表明: 与 CK相比, 施用脱硫废弃物能显著改善各耐盐植物的生长发育, 提高出苗率、相对生长速
率(株高)和相对生物量, 增加自由水和束缚水的比值(F/B), 且在碱土上效果优于盐土。不同类型耐盐植物之间
差异显著, 表现出各自的耐盐、碱特性。同时施用脱硫废弃物种植耐盐植物可提高土壤有机质增加速率和全
盐、碱化度的降低速率。同样地, 对盐碱土的改良效果表现为碱土优于盐土, 不同耐盐植物之间差异显著。通
过综合评价把不同耐盐植物分为强、较强、中和弱 4个耐盐等级。与 CK相比, 施用脱硫废弃物可提高耐盐植
物的耐盐等级, 扩展耐盐植物在盐碱地上的种植范围。由此可知, 耐盐植物的耐盐特性受植物类型、盐碱地类
型、改良措施等因素影响。因此, 从生态经济的角度寻求合理的综合评价方法来确定耐盐植物的耐盐特性具
有重要科学意义, 可为进一步优化盐碱地生态修复模式提供理论支持。
关键词 脱硫废弃物 耐盐植物 盐碱土 耐盐性 综合评价
中图分类号: S156; S151.94 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2014)03-0314-11
Response of salt tolerance of different salt-tolerant plants to flue gas desulphuri-
zation waste and a comprehensive evaluation of salt tolerance of plants
LEI Jinyin1, BAN Nairong1, YANG Jianguo1, JI Lidong1, ZHANG Yonghong1, XIAO Kebiao2, WU Xiuling3
(1. Institute of Agricultural Resources and Environment, Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Yinchuan
750002, China; 2. Guangxi Communications Planning, Surveying and Designing Institute, Nanning 530011, China; 3. Ningxia
Agricultural Institute of Survey and Design, Yinchuan 750001, China)
Abstract This study analyzed the effects of flue gas desulphurization waste (FGDW) on salt tolerance of different
salt-tolerant plants in saline and alkali soils and developed a comprehensive evaluation system for salt tolerance of different
salt-tolerant plants. A split-plot experiment was conducted in 2008−2010 at 2 different test sites, respectively representing saline
and alkali soils. FGDW was applied to the main plots and sub-plots planted with nine representative salt-tolerant plants. The
mode of growth, development, and physiological properties of salt-tolerant plants; soil organic matter, total salt content and
exchangeable sodium percentage (ESP) were analyzed. Then a comprehensive evaluation index system, including plant growth
index, physiological index, soil index and economic index was developed. Next, salt tolerance of different species was
evaluated using TOPSIS (technique for order preference of similarity to ideal solution). The results suggested that compared
with CK, FGDW treatment increased emergence rate, relative growth rate, relative biomass and free-to-bound water ratios of
第 3期 雷金银等: 不同类型植物耐盐特性对脱硫废弃物的响应及其耐盐指数综合评价 315


different salt-tolerant plants planted in saline and alkali soils. The effects were more obvious in alkali soil than in saline soil.
Application of FGDW accelerated soil organic matter formation and decreased soil salt content and ESP. Similarly, significant
differences were noted among the salt-tolerant plants and improvement effects were better in alkali than saline soils. Through
comprehensive evaluation, the nine species were divided into four different salt tolerance levels — strongest tolerance, stronger
tolerance, moderate tolerance and weak tolerance. Application of FGDW enhanced salt tolerance level and widened planting range
of salt-tolerant plants. Salt tolerance properties of plants were influenced by different factors, including plant type, soil type, soil
amelioration measures, etc. It was therefore important to seek comprehensive evaluation methods to grasp ecological and economic
salt tolerance properties of salt-tolerant plants. This could lay theoretical basis for the development of superior ecological reclamation
modes for saline-alkali soils.
Keywords Flue gas desulphurization waste; Salt-tolerant plant; Saline-alkali soil; Salt tolerance; Comprehensive evaluation
(Received Aug. 26, 2013; accepted Jan. 13, 2014)
盐碱胁迫对植物生长的影响长期以来一直备受
关注, 成为农业环境科研工作者的研究热点和难点
问题之一。目前, 全球约 25%的土地受盐渍化影响,
我国盐渍化面积约为 1亿 hm2, 约占全球盐碱地面积
的 10%[1−3]。盐碱胁迫对植物生长造成严重伤害, 主
要表现为植物生长受阻、产量下降及死亡等, 导致土
地生产力下降, 严重影响农业生产和粮食安全[3−9]。
国内外学者对盐碱地的改良利用做了大量研究工作,
先后提出水盐调控及工程化学等改良措施, 并取得
显著成效[9−12]。尤其“十一五”期间, 清华大学、宁夏
大学、宁夏农林科学院等单位联合攻关, 遵循循环
经济的“3R”原则, 把燃煤电厂烟气脱硫装置衍生带
来的脱硫废物应用到盐碱地改良研究中, 取得显著
成效, 形成了一套以脱硫废弃物为核心的现代盐碱
地改良技术[13]。Chun等[14]在沈阳市康平县的碱化土
壤上施用脱硫石膏种植玉米的研究表明, 脱硫石膏
能够显著降低土壤 pH、碱化度(ESP)和交换性 Na+,
从而提高作物出苗率和产量。王金满等[15]利用盆栽
试验研究了脱硫石膏对碱化土壤的改良效果, 并在
内蒙古长胜区进行了向日葵(Helianthus annuus L.)
的大田试验, 研究同样发现脱硫石膏可提高作物出
苗率, 降低土壤 ESP 和全盐含量等。但是脱硫废弃
物本身就是一种盐分, 过量施用可能会增加土壤盐
分含量, 抑制作物生长。近年来, 利用耐盐植物种植
的盐碱地生物改良利用技术逐渐被重视, 张建锋[16]
研究发现在黄河三角洲盐碱地上栽植柽柳(Tamarix
chinensis Lour.)后, 土壤含盐量下降, 物理性状改善,
生态修复效果良好。赵芸晨等[17]在河西走廊盐渍化
土地上种植老芒麦(Elymus sibiricus Linn)、扁穗冰草
(Agropyron cristatum L. Gaertn)、碱茅[Puccinellia
distans (L.) Parl.]和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)4种
优质牧草, 对盐渍化程度均有一定的改良效果。以
生态经济的理论为基础, 把现代盐碱地化学改良技
术与生物改良技术结合起来, 真正实现“寓改良于利
用中, 改良与利用并行”的目的, 将是未来盐碱地改
良的突破口之一。这就要求深入了解大量的耐盐植
物生长、生理、生态和经济特性并进行综合评价, 根
据盐碱地的划分等级确定相应等级的耐盐植物, 实
现盐碱地的优化修复。但是传统的植物耐盐性都是
由单一指标直接鉴定而得, 显然不能适应现代改良
技术的要求[3,6,18−20]。
因此, 本试验结合以脱硫废弃物为核心的现代
盐碱地改良技术, 通过对不同耐盐植物在碱土和盐
土上的生长发育特征、生物量和生理特性及土壤养
分、盐分特征的研究, 探讨不同耐盐植物的耐盐特
性及其对脱硫废弃物改良盐碱地的响应, 寻求合理
的综合评价方法确定各耐盐植物的耐盐等级, 为根
据盐碱地的类型有针对性地进行耐盐植物的种植格
局配置, 优化生态修复模式提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
本研究于 2008—2010年, 分别选择宁夏西大滩
前进农场二站七队(简称西大滩)和惠农区礼和乡永
平村(简称惠农)2 个试验点进行。2 个试点均属宁夏
银北灌区, 区内年太阳辐射总量 5 711~6 096 MJ·m−2,
年日照时数 3 067.2 h, 年平均气温 8~9 , ℃ ≥10 ℃
积温 3 200~3 300 , ℃ 平均无霜期 155~165 d, 年平
均降水量 180.5~277.0 mm, 多集中在 7—9月, 年蒸
发量 1 756.8~2 387.0 mm。试验区 90%以上的土地受
盐碱胁迫的影响, 盐碱荒地植被主要以柽柳、碱蓬
(Suaeda glauca Bge.) 和 芨 芨 草 (Achnatherum
splendens Trin.)等耐盐植物为主 , 西大滩和惠农分
别代表碱土和弱碱性盐土 2 种盐碱土类型, 其表层
0~20 cm土壤基本性质如下:
西大滩碱土的 pH 7.99~9.41, 全盐 2.05~11 g·kg−1,
ESP 25%~35%, 有机质 3.35~4.47 g·kg−1, 碱解氮
36.7~91.9 mg·kg−1, 速效磷 6.3~30.2 mg·kg−1, 速效
钾 134~230 mg·kg−1。
惠农弱碱性盐土的 pH 7.9~8.47, 全盐 5.71~
316 中国生态农业学报 2014 第 22卷


10.7 g·kg−1, ESP 5%~18%, 有机质 5.48~7.6 g·kg−1,
碱解氮 11.9~29.3 mg·kg−1, 速效磷 3.5~6.2 mg·kg−1,
速效钾 86.4~173 mg·kg−1。
1.2 试验设计
2 个试验点均采用裂区试验设计, 以脱硫废弃
物改良盐碱地为主处理, 设施用脱硫废弃物(T)与未
施用脱硫废弃物(CK)2 个水平, 施用脱硫废弃物在
第 1 年试验前结合秋深耕进行, 施用量依据肖国举
等[13]的方法计算所得, 西大滩和惠农区施用量分别
为 15 000 kg·hm−2和 3 000 kg·hm−2; 不同类型耐盐植
物为副处理, 选用 9 种耐盐植物, 分别为灌木类柽
柳、枸杞(Lycium chinense Mill.)于 2008 年 4 月 22
日一次性移栽, 株高 60 cm, 株行距 100 cm×200 cm;
多年生禾本科牧草类苇状羊茅(Festuca arundinacea
schreb.)、披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)于 2008年
4 月 20 日一次性播种, 采取条播形式, 间距 25 cm,
播种量为 75 kg·hm−2, 每年 9月底刈割一次; 一年生物
质能源类植物甜高粱[Sorghum bicolor (L.) Moench]、
高丹草 [Sorghum vulgare pers.×Sorghum sudanense
(Piper) Stapf.]每年 4月播种, 播种量 30 kg·hm−2; 一年
生以地下部收获为主的饲用甜菜(Beta vulgaris L.var.
iutea Dc.)每年 4月 26日播种, 株行距分别为 60 cm×
40 cm; 大葱(Allium fistulosum L.var. giganteum Makino)
每年 6月 10日采用移栽方式种植, 行距 75 cm; 一年
生经济作物油葵(Helianthus annuus L.)每年 4月 26日
播种, 株行距 60 cm×40 cm。重复 3次, 每个小区面
积 50 m2, 区组间走道宽 1 m, 小区间走道宽 0.5 m。
其余施肥、灌水等田间管理一致, 春季播种/返青期
人工均匀撒施磷酸二铵(300 kg·hm−2)为底肥, 施后
用机械进行耙耱。生长期间追施尿素(150 kg·hm−2)。
整个生长期灌水 3 次, 分别在播种前、生长旺盛期
和秋收后(冬灌), 每次灌水量相同。
1.3 观测指标与方法
1.3.1 出苗/成活率测定
出苗/成活率采用标准行法测定, 即在每个小区
选取 1 行标准行, 确定其播种基数, 然后在每年植
物出苗期−返青期(多年生植物)实地调查此标准行实
际出苗数, 依此计算出各植物的出苗/成活率。
1.3.2 土壤样品采集及测定
分别在春季(5 月份)和秋季(10 月份)2 个时期,
采用“×”法采取 0~20 cm表层土壤样品, 于室内自然
阴干后过筛, 采用常规农化方法测定全盐、有机质、
速效钾、速效氮、速效磷含量和 pH、碱化度(ESP)[21]。
1.3.3 植物样品采集及生理水分含量测定
于每年 8月份用打孔器分别从植株上、中、下部
位采取生长一致的叶片组织 300片, 分别装入 6个已
知重量的干洁密闭称量瓶中, 带回实验室采用烘干
法测定植物总含水量, 然后采用阿贝折射仪测定叶
片的自由水(free water)含量, 按公式(1)计算各植物束
缚水(bound water)含量。具体方法见参考文献[22]。
束缚水含量(%)=总含水量−自由水含量 (1)
1.3.4 植物地上生物量测定
于每年 10月份收获期, 除灌木类植物采用破坏性
采样进行称重外, 其余类型植物在田间直接采用地上
收获的方法, 通过称重测定各植物地上生物量鲜重。
1.4 耐盐指数综合评价指标体系的建立及测算
一般地, 耐盐植物的耐盐性常用单一指标, 如
出苗率、成活率等指标来进行评价, 随着生态经济
理论的深入发展, 这种单一指标的评价方法显然对
于植物耐盐特性的了解具有一定局限性。因此本研
究选择了不同类型耐盐植物的生长指标、生理指标、
土壤指标和经济指标建立综合评价指标体系(图1),
采用综合评价的方法确定耐盐指数。因本研究所选
择的9种耐盐植物类型 , 不宜直接用具有量纲的一
般化指标进行比较分析。为了便于综合评价不同耐
盐植物的耐盐特性, 引入各评价指标的无量纲相对
量进行比较分析。具体指标体系及其计算方法如下:
1)土壤有机质、全盐和 ESP变化率的计算
± Ci=(Vi2−Vi1)/Vi1×100% (2)
式中, iC± 为土壤有机质、全盐和 ESP种植前后的变
化率, “+”表示增加率, “−”表示下降率, Vi1为种植前
土壤有机质、全盐和 ESP的基础值, Vi2为种植后土
壤有机质、全盐和 ESP的测定值。
2)相对生长速率(RGV)计算
RGV=(lnH2−lnH1)/(T2−T1) (3)
式中, H2、H1分别为 T2、T1时间的植物生长高度。
3)相对地上生物量(RY)计算
RY= iX /maxXi (4)
式中, iX 为某种植物各样本平均地上生物量鲜重,
maxXi为某种植物样本中最大地上生物量鲜重。
1.5 综合评价方法——TOPSIS法
1)建立指标数据矩阵。

11 12 13 1
21 22 23 2
31 32 33 3
1 2 3
n
n
n
m m m mn m n
x x x x
x x x x
X x x x x
x x x x ×
⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥= ⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
"
"
"
# # # # #
"
(5)
式中, x为各指标值, m为耐盐植物数, n为指标数。
2)指标同趋势性转化后, 通过以下公式把矩阵
X′归一化, 转化成新的矩阵 Z。
第 3期 雷金银等: 不同类型植物耐盐特性对脱硫废弃物的响应及其耐盐指数综合评价 317



图 1 耐盐植物耐盐指数综合评价指标体系图
Fig. 1 Comprehensive evaluation system of salt tolerance of different salt-tolerant plants
( )2
1
ij
ij
m
mj
m
x
Z
x
=
′=
′∑
(6)
式中, i=1, 2, 3, ⋯, m; j=1, 2, 3, ⋯, n。
3)确定指标最优值向量 Z+和最劣值向量 Z−。
( )1 2 3 nZ Z Z Z Z+ + + + += " (7)
( )1 2 3 nZ Z Z Z Z− − − − −= " (8)
4)计算指标值与最优值和最劣值的距离。
( )2
1
n
i j ij
j
D Z Z+ +
=
= −∑ (i=1, 2, 3, ⋯, m; j=1, 2, 3, ⋯, n)
(9)
( )2
1
n
i j ij
j
D Z Z− −
=
= −∑ (i=1, 2, 3, ⋯, m; j=1, 2, 3, ⋯, n)
(10)
式中: iD+与 iD−分别表示各评价对象与最优方案及最劣方
案的距离; 向量元素 jZ + =max ( )1 2 3j j j mjz z z z+ + + +" ;
jZ
− =min ( )1 2 3j j j mjz z z z− − − −" 。
5)计算耐盐指数, 并进行综合评价。
Ci= iD
− /( iD
+ + iD
− ) (11)
式中: Ci为耐盐指数。Ci值越大, 方案越优。按接近
度大小对各评价单元优劣进行排序并根据不同标准
划分耐盐等级。本试验确定综合评价标准为: Ci≥0.7
为强度耐盐, 0.7>Ci≥0.4为较强度耐盐, 0.4>Ci≥0.1
为中度耐盐, Ci<0.1为弱度耐盐。
2 结果与分析
2.1 不同耐盐植物生长发育特征
2.1.1 出苗/成活率
出苗率是表征植物耐盐能力的最基本特征, 常
被人们用来直接表示耐盐植物的耐盐性。从不同耐
盐植物3年平均的出苗/成活率来看(图2), 施用脱硫
废弃物条件下耐盐植物出苗率在盐土和碱土上均高
于对照 , 不同耐盐植物的出苗率提高幅度存在差
异。在碱土上施用脱硫废弃物的各植物出苗率与对
照之间差异比在盐土上显著, 表明其在碱土上的改
良效果优于盐土。
2.1.2 株高相对生长速率
本文采用无量纲的株高相对生长速率对不同类
型耐盐植物在不同盐碱地类型上的生长特征进行比
较。由表1可知, 不同类型耐盐植物的相对生长速率
存在很大差异, 同时盐碱土类型及施用脱硫废弃物
改良土壤对其也有显著影响。在碱土上, 相比CK, 脱
硫废弃物处理披碱草、苇状羊茅、高丹草、甜高粱、
大葱、饲用甜菜、油葵、枸杞、柽柳的相对生长速率
分别提高3.9%、1.5%、3.9%、2.6%、41.9%、10.9%、
16.2%、0.8%、109.1%。在盐土上分别提高77.8%、
35.3%、6.3%、7.9%、23.3%、7.7%、30.3%、2.5%、
9.6%。
2.1.3 相对地上生物量
生物量是耐盐植物最直接的耐盐表现指标。同
样地, 本文引进无量纲的相对生物量来比较在不同
类型盐碱土上不同耐盐植物的产量。由表2可以看
出, 在碱土上, 披碱草、苇状羊茅、高丹草、甜高
粱、大葱、饲用甜菜、油葵、枸杞、柽柳的3年平
均相对生物量在T处理下相比CK分别增加58.93%、
63.27%、18.92%、92.11%、59.02%、30.51%、51.11%、
67.57%和35.56%。在盐土上, 各耐盐植物的3年平
均相对生物量在T处理下相比CK分别增加25.86%、
22.86%、33.33%、28.79%、19.44%、26.56%、26.67%、
318 中国生态农业学报 2014 第 22卷



图 2 脱硫废弃物对生长在盐土(A)和碱土(B)上不同耐盐植物出苗/成活率的影响
Fig. 2 Effects of flue gas desulphurization waste on emergence or survival rates of different salt-tolerant plants under saline soil (A)
and alkali soil (B) conditions
T: 施用脱硫废弃物处理; CK: 空白对照; 下同。图中数据为 3年平均值, 小写字母表示处理间在 0.05水平显著, 1~9分别代表披
碱草、苇状羊茅、大葱、饲用甜菜、油葵、高丹草、甜高粱、柽柳、枸杞。T: flue gas desulphurization waste application treatment; CK:
blank contrast. The same below. Data are average value for 3 years. Different small letters mean significant difference among different
treatments at 0.05 level. 1−9 mean lyme grass (Elymus dahuricus Turcz.), reed fescue (Festuca arundinacea schreb.), green Chinese onion
(Allium fistulosum L.var. giganteum Makino), sugarbeet (Beta vulgaris L.var. iutea Dc.), oil sunflower (Helianthus annuus L.), sorghum
hybrid sudangrass [Sorghum vulgare pers.× Sorghum sudanense (Piper) Stapf.], sweet sorghum [Sorghum bicolor (L.)], Chinese tamarisk
(Moench, Tamarix chinensis Lour.), medlar (Lycium chinense Mill.), respectively.
表 1 脱硫废弃物对生长在碱土和盐土上不同耐盐植物 3 年平均株高相对生长速率的影响
Table 1 Effects of flue gas desulphurization waste on relative growth rates of different salt-tolerant plants under alkali soil and saline soil conditions
土壤类型
Soil type
处理
Treatment
披碱草
Lyme grass
苇状羊茅
Reed fescue
高丹草
Sorghum hybrid
sudangrass
甜高粱
Sweet
sorghum
大葱
Green
Chinese onion
饲用甜菜
Sugarbeet
油葵
Oil
sunflower
枸杞
Medlar
柽柳
Chinese
tamarisk
T 1.34±0.17ab 1.32±0.30ab 1.58±0.05b 1.17±0.05a 0.61±0.10c 1.12±0.05ac 1.22±0.11ac 1.31±0.02a 1.15±0.03ac碱土
Alkali soil CK 1.29±0.08ab 1.30±0.05ab 1.52±0.13b 1.14±0.07a 0.43±0.07c 1.01±0.22a 1.05±0.18a 1.30±0.30ab 0.55±0.05c
T 0.96±0.10a 0.92±0.02a 2.89±0.13b 2.87±0.04b 1.43±0.04ac 1.81±0.15c 3.91±0.18d 2.05±0.19bc 4.55±0.14e盐土
Saline soil CK 0.54±0.19a 0.68±0.20ab 2.72±0.14ce 2.66±0.11ce 1.16±0.11bd 1.68±0.02d 3.00±0.17e 2.03±0.08c 4.15±0.20f
不同小写字母表示同一盐碱地类型、同一处理下不同类型耐盐植物在 α=0.05水平显著, 下同。Different small letters mean significant dif-
ference among different salt-tolerant plants at 0.05 level under the same soil type and treatment. The same below.
表 2 脱硫废弃物对生长在碱土和盐土上不同类型耐盐植物的地上生物量及 3 年平均相对地上生物量的影响
Table 2 Effects of flue gas desulphurization waste on aboveground biomass and mean relative aboveground biomass of different
salt-tolerant plants under alkali soil and saline soil conditions
指标
Index
土壤类型
Soil type
年份
Year
处理
Treatme
nt
披碱草
Lyme grass
苇状羊茅
Reed fescue
高丹草
Sorghum hybrid
sudangrass
甜高粱
Sweet
sorghum
大葱
Green
Chinese onion
饲用甜菜
Sugarbeet
油葵
Oil
sunflower
枸杞
Medlar
柽柳
Chinese
tamarisk
T 8 010 6 004 24 565 16 303 9 265 15 345 12 351 5 505 6 1052008
CK 4 560 3 630 18 853 10 869 4 093 14 365 8 683 2 910 5 535
T 11 100 7 005 27 345 28 204 9 612 30 988 16 957 13 353 19 2782009
CK 7 129 4 005 24 510 12 057 6 679 18 183 12 861 8 440 13 861
T 11 404 9 319 31 554 37 276 9 901 35 119 28 353 24 034 36 102
碱土
Alkali
soil
2010
CK 7 483.5 5 932 26 497 19 632 7 209 29 970 16 636 15 498 20 386
T 5 002 7 203 27 013 42 499 18 570 23 610 9 007 6 540 9 2702008
CK 3 372 6 502 20 178 28 500 15 909 16 408 8 505 4 620 6 225
T 7 333 7 663 37 000 63 031 29 032 42 300 14 844 17 658 25 0292009
CK 5 400 4 500 28 000 49 024 23 032 29 500 10 249 7 854 10 582
T 10 344 9 439 45 328 67 539 30 234 46 200 18 612 42 379 60 069
地上生物量
Abovegroun
d biomass
(kg·hm−2)
盐土
Saline
soil
2010
CK 9 139 8 802 33 520 56 460 26 091 43 400 14 769 25 132 33 864
T 0.89a 0.80ab 0.88a 0.73b 0.97a 0.77b 0.68bc 0.62c 0.61c碱土
Alkali soil CK 0.56ad 0.49ac 0.74b 0.38c 0.61d 0.59d 0.45ac 0.37c 0.45ac
T 0.73a 0.86b 0.80ab 0.85b 0.86b 0.81ab 0.76a 0.87bc 0.91c
平均相对地
上生物量
Mean
relative
abovegroun
d biomass
盐土
Saline soil CK 0.58ad 0.70b 0.60ac 0.66bc 0.72b 0.64ac 0.60ac 0.51d 0.51d
第 3期 雷金银等: 不同类型植物耐盐特性对脱硫废弃物的响应及其耐盐指数综合评价 319


70.59%和78.43%。在本试验期间(2008—2010年), 不
同盐碱地类型上T和CK两种处理下, 各耐盐植物的
生物量随着种植时间逐年增加, 表现出各自相应的
生物改良效应, 不同耐盐植物的具体生物改良机理
有待进一步深入研究。
2.2 不同耐盐植物的生理特征
植物组织中的水分以自由水和束缚水 2 种状态
存在, 自由水与束缚水的比值可以作为衡量植物组
织代谢活动及抗逆性强弱的重要指标之一。由表 3
可知, 在碱土上, CK的自由水/束缚水表现为: 高丹
草<披碱草<甜高粱<枸杞<柽柳<苇状羊茅<大葱<饲
用甜菜<油葵; T处理表现为: 披碱草<高丹草<枸杞<
柽柳<大葱<甜高粱<苇状羊茅<饲用甜菜<油葵。在
盐土上, CK的自由水/束缚水表现为: 红柳<油葵<高
丹草<甜高粱<披碱草<枸杞<大葱<饲用甜菜<苇状
羊茅; T 处理表现为: 红柳<枸杞<披碱草<大葱<油
葵<甜高粱<饲用甜菜<高丹草<苇状羊茅。总体来讲,
脱硫废弃物降低了耐盐植物的盐碱胁迫, 增强了各
耐盐植物的组织代谢活动, 表现为自由水/束缚水的
值高于 CK, 且在碱土上的改善效果较盐土显著。
表 3 脱硫废弃物对生长在碱土和盐土上不同类型耐盐植物组织自由水和束缚水含量的影响
Table 3 Effects of flue gas desulphurization waste on free water and bound water contents of different salt-tolerant plants under
alkali soil and saline soil conditions
自由水(F)含量
Free water content (%)
束缚水(B)含量
Bound water content (%)
总含水量
Total water content (%)
F/B 耐盐植物种类
Types of
salt-tolerant
plant
处理
Treatment 碱土
Alkali soil
盐土
Saline soil
碱土
Alkali soil
盐土
Saline soil
碱土
Alkali soil
盐土
Saline soil
碱土
Alkali soil
盐土
Saline soil
CK 20.00 26.50 51.90 42.45 71.90 68.95 0.39a 0.62a 披碱草
Lyme grass
T 23.08 31.67 49.48 41.08 72.56 72.75 0.47a 0.77a
CK 28.13 36.65 43.79 34.02 71.92 70.66 0.64b 1.08b 苇状羊茅
Reed fescue T 36.36 44.76 37.53 25.96 73.89 70.72 0.97bc 1.72b
CK 34.78 37.79 53.65 48.73 88.43 86.52 0.65b 0.78ac 大葱
Green Chinese
onion T 36.59 42.43 52.89 45.85 89.47 88.28 0.69c 0.93c
CK 38.10 40.59 46.93 45.78 85.03 86.37 0.81c 0.89c 饲用甜菜
Sugarbeet T 48.00 46.87 41.66 40.65 89.66 87.52 1.15b 1.15cd
CK 23.53 28.45 50.89 49.05 74.42 77.50 0.46ae 0.58ad甜高粱
Sweet sorghum
T 35.29 39.23 39.71 39.00 75.00 78.23 0.89c 1.01cd
CK 18.75 25.00 50.99 46.78 69.74 71.78 0.37a 0.53ad高丹草
Sorghum hybrid
Sudangrass T 26.32 41.86 49.29 34.79 75.61 76.64 0.53ab 1.20d
CK 48.65 25.22 35.93 56.48 84.58 81.69 1.35d 0.45de油葵
Oil sunflower
T 53.85 40.62 27.44 42.21 81.29 82.82 1.96d 0.96c
CK 25.81 16.25 50.38 46.90 76.19 63.16 0.51e 0.35e 红柳
Chinese tamarisk
T 28.00 24.92 48.60 38.81 76.60 63.73 0.58ab 0.64a
CK 23.81 29.74 50.10 46.45 73.91 76.20 0.48ae 0.64a 枸杞
Medlar
T 26.67 31.37 47.69 45.67 74.36 77.05 0.56ab 0.69a

2.3 不同耐盐植物对土壤性质的影响
2.3.1 有机质
由图3可知, 2008—2010年试验期间, 在碱土上,
不同类型耐盐植物的土壤有机质含量在T和CK两种
处理下随种植年限均呈增加趋势, 种植枸杞的土壤
有机质分别增加为125.1%和154.3%, 柽柳204.5%和
75.1%, 大葱 267.2%和 165.4%, 甜高粱 276.1%和
186.6%, 高丹草234.3%和68.0%, 饲用甜菜141.8%
和89.6%, 披碱草207.5%和48.7%, 苇状羊茅148.7%
和50.9%, 油葵163.3%和131.6%。在盐土上, 种植枸
杞分别增加为8.47%和13.76%, 柽柳6.09%和42.31%,
大葱13.52%和11.86%, 甜高粱22.29%和25.48%, 高
丹草47.10%和12.59%, 饲用甜菜6.84%和10.83%, 披
碱草10.25%和34.70%, 苇状羊茅57.50%和49.34%,
油葵54.53%和10.25%。由此可知, 与CK相比, 碱土
上T处理下各耐盐植物的土壤有机质变化幅度高于
盐土, 这与脱硫废弃物对不同类型盐碱土上的改良
效果不同有关。碱土上土壤随种植年限增幅高于盐
土的原因, 主要是其试验前的土壤基础有机质含量
较低所致。
320 中国生态农业学报 2014 第 22卷



图 3 脱硫废弃物对种植不同耐盐植物的碱土(a、b)和盐土(c、d)有机质的影响
Fig. 3 Effects of flue gas desulphurization waste on organic matter contents of alkali soil (a, b) and saline soil (c, d) planted
different salt-tolerant plants
BS＆T表示播种前或返青前, AH表示收获后, 下同。BS＆T means before sowing or turning green, AH means after harvesting. The
same below.

2.3.2 全盐
对土壤盐分的吸收、运移是耐盐植物对盐碱土
独特的生物改良作用, 不同耐盐植物对土壤全盐含
量的变化影响不同, 这与耐盐植物各自的作用机理
不同有关。由图4可知, 在碱土和盐土上, 虽然土壤
全盐含量遵循“春来冬去”的返盐规律波动起伏, 但
是经过3年连续种植 , 各耐盐植物都表现出使土壤
含盐量整体下降的趋势。试验期间(2008—2010年)
在碱土上 , 各耐盐植物在T处理下土壤全盐含量随
年限的下降率明显高于CK, 在T和CK处理下, 种植
枸杞土壤全盐分别下降28.3%和14.7%, 柽柳26.7%
和 22.7%, 大葱 27.4%和 17.0%, 甜高粱 17.8%和
12.6%, 高丹草22.5%和13.8%, 甜菜27.8%和22.7%,
披碱草19.9%和6.8%, 苇状羊茅37.9%和19.4%, 油
葵21.2%和10.4%。
而在盐土上的作用效果不明显, 有些耐盐植物更
是表现出土壤全盐下降率低于CK。试验期间(2008—
2010年)在T和CK处理下, 种植枸杞土壤全盐分别下
降了24.20%和44.63%, 柽柳51.35%和24.63%, 大葱
34.15%和44.39%, 甜高粱38.94和34.02%, 高丹草
44.35%和 21.34%, 甜菜 51.35%和 70.85%, 披碱草
54.55%和61.71%, 苇状羊茅63.64%和61.51%, 油葵
16.46%和32.93%。这是由于盐土中没有足够的Na+
与脱硫废弃物中的Ca2+发生交换反应及时淋洗脱盐,
造成施用脱硫废弃物增加了土壤盐分的结果。
2.3.3 碱化度
图5表明, 土壤碱化度变化与全盐变化一致, 随
着种植年限的增加呈现波动下降趋势。同样地, 不
同耐盐植物对碱化度的降低作用在个体之间存在显
著差异。在碱土上, T处理下土壤碱化度下降率明显
高于CK, 试验期间(2008—2010年), 在T处理和CK
下种植枸杞的土壤碱化度分别随年限下降51.26%和
28.28%, 柽柳68.88%和65.77%, 大葱78.33%和
61.12%, 甜高粱68.37%和62.37%, 高丹草65.40%和
第 3期 雷金银等: 不同类型植物耐盐特性对脱硫废弃物的响应及其耐盐指数综合评价 321



图 4 脱硫废弃物对种植不同耐盐植物的碱土(a、b)和盐土(c、d)全盐含量的影响
Fig. 4 Effect of flue gas desulphurization waste on total salt of alkali soil (a, b) and saline soil (c, d) planted different salt-tolerant
plants
66.93%, 饲用甜菜64.70%和54.74%, 披碱草32.33%
和56.70%, 苇状羊茅17.81%和47.40%, 油葵62.65%
和63.12%。在盐土上, T和CK处理种植枸杞的土壤碱
化度分别随年限下降了 65.82%和 47.60%, 柽柳
64.39%和 55.55%, 大葱 56.25%和 50.62%, 甜高粱
57.07%和49.25%, 高丹草65.62%和57.19%, 饲用甜
菜65.28%和58.49%, 披碱草64.05%和58.22%, 苇状
羊茅64.18%和55.89%, 油葵60.70%和40.75%。
2.4 不同耐盐植物耐盐性的综合评价
表4表明, 通过综合评价可知, 脱硫废弃物通过对
土壤的改良作用, 提高了耐盐植物的耐盐性, 一定程
度扩展了耐盐植物在盐碱地上的种植临界范围。碱土
与盐土相比, 脱硫废弃物在碱土的作用效果优于盐土,
但是, 盐土对耐盐植物的胁迫危害明显低于碱土。
在碱土上, 从综合评价得出, CK条件下的强度
耐盐植物有枸杞、柽柳2种 , 较强度耐盐植物有大
葱、油葵2种, 中度耐盐植物有苇状羊茅、披碱草、
饲料甜菜、高丹草3种, 弱度耐盐植物有甜高粱。T
处理下强度耐盐植物有柽柳、枸杞、大葱、油葵4
种, 较强度耐盐植物有饲料甜菜、高丹草、甜高粱
等3种, 中度耐盐植物有苇状羊茅、披碱草等2种。
在盐土上, 从综合评价得出, CK条件下的强度
耐盐植物有柽柳、枸杞 2种, 较强度耐盐植物有大葱、
油葵、苇状羊茅 3种, 中度耐盐植物有高丹草、披碱
草、饲料甜菜 3种, 弱度耐盐植物有甜高粱。T处理
下强度耐盐植物有柽柳、枸杞、大葱、苇状羊茅、油
葵 5种, 较强度耐盐植物有饲用甜菜、甜高粱 2种, 中
度耐盐植物有、高丹草、披碱草 2种。
3 讨论与结论
在国际上, 有关石膏改良盐碱土已有上百年历
史, 其基本原理是石膏直接提供Ca2+、Mg2+与土壤胶
体中的交换性Na+进行交换, 降低碱化土壤的碱化度
和pH等。但由于其投入过高, 至今没有得到充分推广
利用, 脱硫废弃物是一种工业发电的燃煤脱硫过程产
生的固体废弃物, 主要成分为CaSO4·2H2O、CaSO3和粉
煤灰, 由于其成本低而成为替代石膏改良盐碱地的最
好化学改良剂。本研究表明 , 相对于CK, 施用脱
322 中国生态农业学报 2014 第 22卷



图 5 脱硫废弃物对种植不同耐盐植物的碱土(a、b)和盐土(c、d)碱化度的影响
Fig. 5 Effects of flue gas desulphurization waste on exchange sodium percentage (ESP) of alkali soil (a, b) and saline soil (c, d)
planted different salt-tolerant plants
表 4 不同植物在碱土和盐土上的耐盐性综合评价
Table 4 Comprehensive evaluation of salt tolerance of different salt-tolerant plants on alkali and saline soil
T CK 土壤类型
Soil type
耐盐植物
Salt-tolerant plant D+i D−i Ci
排序
Rank
耐盐性
Salt tolerance
D+i D−i Ci
排序
Rank
耐盐性
Salt tolerance
柽柳 Chinese tamarisk 0.02 0.20 0.91 1 强 Strongest 0.03 0.24 0.89 1 强 Strongest
枸杞 Medlar 0.08 0.23 0.74 2 强 Strongest 0.08 0.23 0.74 2 强 Strongest
大葱 Green Chinese onion 0.07 0.18 0.72 3 强 Strongest 0.13 0.21 0.62 3 较强 Stronger
油葵 Oil sunflower 0.12 0.19 0.70 4 强 Strongest 0.24 0.20 0.45 4 较强 Stronger
饲料甜菜 Sugarbeet 0.14 0.18 0.61 5 较强 Stronger 0.40 0.14 0.26 7 中 Moderate
高丹草 Sorghun bybrid sudangrass 0.26 0.12 0.49 6 较强 Stronger 0.38 0.13 0.25 8 中 Moderate
甜高粱 Sweet sorghum 0.33 0.13 0.42 7 较强 Stronger 0.55 0.05 0.08 9 弱 Weak
苇状羊茅 Reed fescue 0.18 0.24 0.32 8 中 Moderate 0.37 0.17 0.31 5 中 Moderate
碱土
Alkali soil
披碱草 Lyme grass 0.25 0.16 0.28 9 中 Moderate 0.39 0.15 0.28 6 中 Moderate
柽柳 Chinese tamarisk 0.02 0.22 0.92 1 强 Strongest 0.03 0.23 0.88 1 强 Strongest
枸杞 Medlar 0.02 0.21 0.91 2 强 Strongest 0.04 0.23 0.85 2 强 Strongest
大葱 Green Chinese onion 0.04 0.21 0.84 3 强 Strongest 0.09 0.20 0.68 3 较强 Stronger
苇状羊茅 Reed fescue 0.06 0.20 0.77 4 强 Strongest 0.11 0.20 0.65 5 较强 Stronger
油葵 Oil sunflower 0.05 0.19 0.76 5 强 Strongest 0.12 0.23 0.66 4 较强 Stronger
饲用甜菜 Sugarbeet 0.20 0.15 0.56 6 较强 Stronger 0.26 0.11 0.30 8 中 Moderate
甜高粱 Sweet sorghum 0.34 0.13 0.50 7 较强 Stronger 0.48 0.05 0.09 9 弱 Weak
高丹草 Sorghun bybrid sudangrass 0.40 0.10 0.20 8 中 Moderate 0.24 0.13 0.35 6 中 Moderate
盐土
Saline soil
披碱草 Lyme grass 0.35 0.08 0.19 9 中 Moderate 0.26 0.12 0.32 7 中 Moderate
第 3期 雷金银等: 不同类型植物耐盐特性对脱硫废弃物的响应及其耐盐指数综合评价 323


硫废弃物处理提高了 9 种耐盐植物的出苗率、相对
生长速率、相对生物量, 这与王金满等[15]应用脱硫
废弃物种植向日葵的试验结果相一致; 赵芸晨、米
文精等[17−18]研究了耐盐植物种植对盐渍化土壤的培
肥作用 , 与本文研究结果相似 , 本文研究表明 , 施
用脱硫废弃物增加了土壤有机质的增加率和全盐、
碱化度的下降率, 且表现出在碱土上的作用效果优
于盐土。同时不同类型耐盐植物之间差异也很显著,
这就说明不同耐盐植物表现出不同的耐盐特性。植
物的耐盐特性是一个受植物类型、盐碱地类型、改
良措施等因素影响的综合变量, 目前植物耐盐性的
评价主要由单一指标如出苗率、成活率等直接鉴定
所得, 缺乏完善的评价指标体系进行综合评价, 根
本没有生物改良效应及经济效益等方面的信息[3,19]。
张华新等[19]对 11 种耐盐植物建立了生理生化指标
评价指标体系, 并应用隶属度对其耐盐性进行了综
合评价, 取得了比较满意的结果。随着生态经济理
念在盐碱地改良过程中的应用, 应选择更多、更加
全面的指标并寻求合理的综合评价方法, 对耐盐植
物的耐盐指数进行综合评价, 在现代盐碱地改良过
程中真正实现生态经济“双赢”。本文在现代应用脱
硫废弃物改良盐碱地的基础上, 分析各单一指标对
现代改良技术的响应, 初步尝试建立了包括耐盐植
物生长指标、生理指标、土壤指标和经济指标等的
综合评价指标体系, 采用综合评价的方法确定耐盐
指数, 把 9 种耐盐植物划分为强度、较强度、中度
及弱度耐盐植物 4 个等级。结果表明, 脱硫废弃物
提高了耐盐植物的耐盐等级, 扩展了各耐盐植物的
适宜种植临界范围。但有关指标体系的选择及综合
评价方法的选取还有待更加深入地研究。
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农业资源研究中心“百人计划”招聘启事
中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心(以下简称中心)面向国家水安全、粮食安全、生态环境安全
的重大战略需求和农业资源与生态学前沿领域开展应用基础研究。根据中心科研布局与学科发展的需要, 现诚聘海内外
杰出人才若干名。
一、招聘研究领域
农业水文学、农业生态学、水化学与农田面源污染、土壤微生物生态学、农业灌溉工程、农业遥感与模型、作物
遗传育种、植物生理等相关领域。
二、报名条件
1. 具有中国国籍的公民或自愿放弃外国国籍来华或回国定居的专家学者, 年龄 40周岁以下, 身体健康;
2. 恪守科学道德, 学风正派、诚实守信、严谨治学、尊重他人, 具有团队合作精神, 并对所招聘的研究领域有浓厚
的研究兴趣和艰苦创业的奉献精神;
3. 具有博士学位且在相关研究领域已有连续 3年以上在海外科研工作经历, 在国外获得相应职位(或优秀的博士后
研究人员), 或在国内本学科领域已取得有影响的科研成果且获得研究员(教授)职位;
4 . 独立主持或作为主要骨干参与过课题(项目)研究的全过程并做出显著成绩;
5. 在本学科领域有较深的学术造诣, 做出过具有国际水平的研究成果, 在重要核心刊物上发表过 3 篇及以上有影
响的学术论文并被引用(第一或通讯作者), 或掌握关键技术、拥有重大发明专利等, 其研究水平足以担当我中心的学术
带头人;
6. 在国内外学术界有一定的影响, 能把握本学科领域的发展方向, 具有长远的战略构思, 能带领一支队伍在国际
科学前沿从事研究并做出具有国际水平的创新成果。
三、岗位及待遇
1. 聘为研究员(全职)、研究组组长、研究生导师;
2. 入选“百人计划”后由中国科学院提供科研经费 200万元人民币;
3. 研究中心提供每年 30万元人民币的研究组研究经费;
4. 研究中心创新领域前沿研究课题 1项, 经费 50万元人民币;
5. 依据科研工作需要提供 100平米的科研用房(待新科研大楼建成后再行改善), 以及所需的相关设施与试验用地，
并配备选聘的科研助手;
6. 基本年薪: 20万元人民币+研究生导师津贴, 绩效奖励根据工作业绩另行发放;
7. 购房补贴 90万元人民币;
8. 安家费 10万元人民币;
9. 享有中心其他良好福利待遇;
10. 协助安置配偶就业和子女就学, 随迁配偶在暂未落实工作期间, 第一年可享受引进人才配偶生活补贴 1000元/月。
四、应聘材料
1. 填写《中国科学院“百人计划”候选人推荐(自荐)表》(见 www.sjziam.cas.cn);
2. 相关证明材料复印件(已取得的重要科研成果证明、国内外任职情况证明、最高学位证书、身体健康状况证明等);
3. 发表论文目录及代表性论文 3篇(全文, 复印件);
4. 两位海内外教授级同行的推荐信函;
5. 本人认为有必要提供的其他相关材料。
五、联系方式
有意者请将本人应聘材料电子文档发至以下联络方式(邮件主题注明方式: 姓名+百人计划+研究领域或方向):
联系人: 韩一波 电话: 86-311-85871740 传真: 86-311-85815093
E-mail: ybhan@genetics.ac.cn 网址: www.sjziam.cas.cn
通讯地址: 河北省石家庄市槐中路 286号 邮编: 050022