全 文 ：中国生态农业学报 2012年 12月 第 20卷 第 12期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Dec. 2012, 20(12): 1706−1712


* 国家科技支撑计划项目(2009BAC55B04)资助
** 通讯作者: 刘金铜(1965—), 男, 研究员, 主要研究方向为生态系统可持续管理与生态工程。E-mail: jtliu@sjziam.ac.cn
韩立朴(1982—), 男, 博士后, 主要从事生态工程研究。E-mail: hanlipu123@163.com
收稿日期: 2012-09-16 接受日期: 2012-10-15
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.01706
运东近滨海地区燕麦秸秆盐分积累与改良盐碱地
潜力分析*
韩立朴 1,3 马凤娇 1,2 刘金铜 1,3** 于淑会 1,2 刘慧涛 1,3 谭莉梅 1,3
(1. 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心 石家庄 050022; 2. 中国科学院大学 北京 100049;
3. 中国科学院农业水资源重点实验室 石家庄 050022)
摘 要 为探明燕麦在运东滨海盐碱地区秸秆盐分积累特点以及改良盐碱地的潜力, 选用“坝莜 1号”、“白燕
2号”和“花早 2号”燕麦, 采用单因素随机区组试验, 以品种和土壤含盐量作为因素, 进行了 2组田间试验, 测
得燕麦的生物量、秸秆离子浓度和积累量及秸秆与土壤离子浓度比值。研究结果显示, “坝莜 1号”燕麦开花−灌浆
至成熟期整株生物量从 2.9 t·hm−2增加至 3.8 t·hm−2, 延迟 20 d收获则减少至 2.5 t·hm−2。“白燕 2号”在低土壤
盐分浓度(1.0 g·kg−1左右)下的生物量(3.1 t·hm−2)显著大于中浓度(2.0 g·kg−1左右, 1.7 t·hm−2)和高浓度(3.0 g·kg−1
左右, 0.4 t·hm−2)下的生物量。中等土壤盐分浓度下“坝莜 1 号”的生物量(3.8 t·hm−2)显著高于“白燕 2 号”(3.1
t·hm−2)和“花早 2号”(2.2 t·hm−2)。“坝莜 1号”秸秆中 Na+、K+浓度从开花到成熟均显著增加, 而 Mg2+、Ca2+和
Cl−则显著降低。延迟 20 d收获, 除 Ca2+外, 其他离子浓度均显著降低。随着土壤盐分的升高, “白燕 2号”秸秆
Na+、Mg2+、Ca2+和 Cl−浓度显著升高, 而 K+显著下降。3个品种的 Na+、K+和 Mg2+之间存在显著差异, 而 Cl−
和 Ca2+浓度无显著差异。燕麦秸秆中 Cl−浓度最高, K+和 Na+基本相当, 均高于 Mg2+和 Ca2+。“坝莜 1号”秸秆
中 Na+、K+、Mg2+、Cl−积累量成熟期最高, 延迟收获 20 d后积累量均显著降低。“白燕 2号”秸秆 Na+、K+、
Mg2+、Ca2+、Cl−积累量随土壤盐分升高显著下降。除 Ca2+外, Na+、K+、Mg2+、Cl−积累量品种之间差异显著。
“坝莜 1 号”秸秆与土壤离子浓度比值中, Na++K+最大(46~63), 其次是 Cl−(30~46)、Mg2+(24~30)和 Ca2+(3~15);
延迟收获后 Na++K+和 Cl−秸秆与土壤浓度比值显著下降, Mg2+比值无显著变化, Ca2+比值显著升高。随着土壤
盐分升高“白燕 2号”秸秆与土壤 Na++K+和 Cl−浓度比值显著下降, Ca2+无显著变化。秸秆与土壤离子浓度比值
在品种之间存在显著差异。燕麦理论上具有改良盐碱地的潜力, 但收获时间和土壤盐分均会显著地影响燕麦
生物量、离子浓度和积累量, 从而影响燕麦改良盐碱地的效果。
关键词 运东近滨海地区 盐碱地 燕麦 生物量 离子浓度 离子积累量 土壤改良
中图分类号: S19; S512.6 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)12-1706-07
Analysis of oat-straw salt ion accumulation and the potential for improving
saline-alkali soils in coastal Hebei Province
HAN Li-Pu1,3, MA Feng-Jiao1,2, LIU Jin-Tong1,3, YU Shu-Hui1,2, LIU Hui-Tao1,3, TAN Li-Mei1,3
(1. Center for Agricultural Resources Research, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences,
Shijiazhuang 050022, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Key Laboratory of
Agricultural Water Resources, Chinese Academy of Sciences, Shijiazhuang 050022, China)
Abstract Because oat is highly nutritious and resistant to drought, barren and saline conditions, it is extensively cultivated around
world. However, there is less oat cultivation in low-latitude coastal saline areas. Therefore the absorption of soil salt ions and the
potential for improvement of saline-alkali soils via oat cultivation has been rarely researched. To investigate the characteristics of
straw salt accumulation and the potential for improving saline-alkali soils via oat cultivation in coastal Hebei Province, the single
factor randomized block design experiments of two factors (variety and soil salinity) was analyzed for oat biomass, straw ion
concentration and accumulation, and straw-soil ion concentration ratio. The results showed that variety “Bayou1” oat biomass was
第 12期 韩立朴等: 运东近滨海地区燕麦秸秆盐分积累与改良盐碱地潜力分析 1707


2.9 t·hm−2 at flowering-filling stage, which increased to 3.8 t·hm−2 at maturity. When “Bayou1” oat harvest was delayed for 20 days,
biomass yield decreased to 2.5 t·hm−2. “Baiyan2” oat biomass was 3.1 t·hm−2 in low saline soils (containing 1.0 g·kg−1 salt), which
was significantly greater than in medium (1.7 t·hm−2) and high (0.4 t·hm−2) saline soils (containing 2.0 g·kg−1 and 3.0 g·kg−1 salt,
respectively). Under the medium salinity conditions, “Bayou1” biomass (3.8 t·hm−2) was significantly higher than “Baiyan2” (3.1
t·hm−2) and “Huazao2” (2.2 t·hm−2) biomass. Na+ and K+ concentrations in “Bayou1” straw from flowering to maturity stage
significantly increased, while Mg2+, Ca2+ and Cl− decreased. When oat harvest was delayed, straw ion concentration (with the
excepting of Ca2+) significantly dropped. Na+, Mg2+, Ca2+ and Cl− in “Baiyan2” straw significantly increased with increasing soil
salinity, whild K+ significantly decreased. There were significant differences in Na+, K+ and Mg2+ concentrations among the three oat
varieties, but no notable differences in Ca2+ and Cl−. Cl− concentration was highest in the oat straws, followed by K++Na+, Mg2+, Ca2+,
Na+, K+, Mg2+ and Cl− accumulations in “Bayou1” straw were highest at maturity, which significantly dropped under delayed harvest.
Na+, K+, Mg2+, Ca2+ and Cl− accumulations in “Baiyan2” dropped with soil salinity increasing. With the exception of Ca2+, there were
significant differences in straws Na+, K+, Mg2+ and Cl− accumulations among the three oat varieties. For “Bayou1” straw-soil ion
concentration ratio, Na++K+ was highest (with ratio of 46~63), followed by Cl− (30~46), Mg2+ (24~30) and Ca2+ (3~15). With the
exception of Mg2+ and Ca2+, the ratios dropped significantly when oat harvests were delayed. With soil salinity increasing, Na++K+
and Cl− ratios of oat-straw to soil significantly dropped, Ca2+ ratio changed unsignificantly. There were significant differences in
straw-soil ion ratios among the oat varieties. The oat had the potential for improving saline-alkali soils in theory, but harvest time and
soil salinity significantly affected oat biomass, ion concentration and accumulation. Furtherly, the influences of application of
subsurface drainage system on topsoil salt balance and the effect of drought on oat salt accumulation during the oat growth season needed
further research.
Key words Coastal Hebei Province, Saline-alkali soil, Oat, Biomass, Ion concentration, Ion accumulation, Soil improvement
(Received Sep. 16, 2012; accepted Oct. 15, 2012)
燕麦(Avena sativa L.)为一年生草本植物, 属禾
本科早熟禾亚科燕麦属[1]。燕麦是营养价值极高的
禾谷类作物之一, 含丰富的蛋白质、脂肪、维生素 B
和葡聚糖等[2−6]。除具有丰富营养元素外, 燕麦具有
抗寒、耐贫瘠和耐盐碱等特性, 因此在许多国家被
广泛栽培。由于燕麦秸秆中盐分离子含量较高, 目
前被认为是盐碱地改良的替代作物[7]。但随着土壤
盐碱程度的增加, 燕麦产量呈递减趋势[8−9]。武俊英
等[10]采用 NaCl与 Na2SO4不同盐分含量进行盆栽试
验, 发现 0.2%盐胁迫可促进燕麦幼苗生长和光合能
力加强; 燕麦对 0.3%含盐量有一定的耐性; 大于
0.3%盐胁迫时 , 燕麦幼苗生理代谢受到严重影响 ;
大于 0.5%盐胁迫时 , 光合受阻 , 生长受到严重抑
制。刘建新等[11]研究认为, 在轻、中度土壤干旱条
件下, 适量的土壤盐分可提高“定莜 6 号”燕麦植株
Na+及叶片可溶性糖和可溶性蛋白质含量; 细胞渗
透调节能力增强, 植株含水量提高, 促进了生物量
积累; 但过量的盐分或重度干旱条件下盐分的增加
破坏了植株 Na+、K+的平衡, 抑制了叶片碳氮代谢,
加重了干旱对植株生长的抑制。尽管研究者对燕麦
积累盐分的看法不一, 燕麦依然在内陆盐碱地得到
广泛栽培, 并被认为具有盐碱地改良潜力[12−14]。然
而在较低纬度的滨海盐碱地区, 由于后期温度过高,
燕麦在这一地区少有种植, 其对土壤盐分离子的吸
收积累, 尤其对盐碱地改良潜力的研究很少。该区
域土壤中盐分离子主要以氯化物为主, Na+、K+和 Cl−
占到总盐分的 60%, 且随盐分浓度的增加, 这一比
例不断加大[15]。燕麦在该区域的适应性以及改良盐
碱地潜力的研究对该区域的土壤改良具有重要价
值。因此本文对燕麦在运东近滨海地区盐碱地秸秆
产量、秸秆中主要盐分离子的浓度及秸秆主要盐离
子积累量和可移出量进行了研究, 探讨燕麦在运东
近滨海盐碱地改良中的潜力。
1 材料与方法
1.1 研究区域概况
研究区属运东近滨海地区, 地处滨临渤海湾的
河北省沧州市的黄骅市 , 位于 117°05′~117°49′E,
38°09~38°39′N, 地形为滨海平原, 地势低平。气候
属于暖温带大陆性季风气候, 冬春寒冷而雨雪稀少,
夏季炎热而雨水丰沛, 全年平均降水量 656.5 mm,
且 65%的降水量集中在 7—8月份; 平均年水面蒸发
量为 1 980.7 mm, 是该区域年降水量的 3 倍。研究
区域土壤养分、土壤全盐含量见表 1。
1.2 材料与方法
1.2.1 试验设计
试验一: 2011 年在试验区域采用单因素完全随
机区组设计进行田间试验。试验地 0~30 cm混匀土
壤可溶性全盐含量为 2.0 g·kg−1, 土壤养分状况参见
表 2。选用 3个燕麦品种“坝莜 1号”、“花早 2号”(河
北省张家口农业科学院坝上农业科学研究所提供)
和“白燕 2 号”(辽宁省白城市农业科学院提供)进行
小区试验。设 4 次重复, 共计 3 品种×4 重复=12 个
1708 中国生态农业学报 2012 第 20卷


表 1 研究区域土壤基本状况
Table 1 Soil basic situation of the research area
项目 Item 最小值
Min
最大值
Max
平均值
Average
全氮 Total N (g·kg−1) 1.0 1.5 1.3
有机质 Soil organic matter (g·kg−1) 18.9 26.0 23.7
速效磷 Available P [mg(P2O5)·kg−1] 9.85 14.77 13.12
速效钾 Available K [mg(K2O)·kg−1] 311.40 397.80 363.04
全盐 Total salt (g·kg−1) 0.99 4.41 2.26
pH 8.04 8.65 8.24

小区, 单个小区面积为 4 m×8 m=32 m2。试验于 5月
12日播种, 播种量为 225 kg·hm−2, 行距 25 cm, 播前
施用底肥磷酸二铵 300 kg·hm−2, 播种后在苗期和抽
穗期进行了 2次田间除草, 整个生育期无灌溉。
试验二: 2011 年在试验区采用单因素完全随机
试验设计进行田间试验, 设 3 个土壤盐分梯度: 低
度(盐分浓度在 1.0 g·kg−1左右)、中度(盐分浓度在 2.0
g·kg−1左右)、高度(盐分浓度在 3.0 g·kg−1左右)。设
4次重复, 共计 3盐分梯度×4重复=12个小区, 小区
为 4 m×8 m=32 m2。在 10 hm2试验区根据 5月初土
壤基础盐分数据, 按试验设计要求随机选取较合适
地块, 在大于试验小区的面积上, 将 0~30 cm 土壤
收集成堆后混匀, 然后平铺, 划出所需小区后施用
底肥磷酸二铵 300 kg·hm−2。燕麦品种为“白燕 2号”,
于 5 月 12 日播种, 播种量为 225 kg·hm−2, 行距 25
cm, 播种后在苗期和抽穗期进行了两次田间除草 ,
整个生育期无灌溉。7月 25日成熟期收获。
1.2.2 取样测定与计算
试验一, “花早 2号”和”白燕 2号”在成熟期收获,
“坝莜 1 号”在开花−灌浆期、成熟期和成熟后 20 d
收获。试验二, 在“白燕 2号”成熟期收获。收获时, 在
每个小区内随机取 1 m(4行)×1 m=1 m2样方 3个。
将植株样品分成根、茎、叶和穗, 植物样采用 105 ℃
杀青后, 70 ℃烘干 24 h至恒重。分别烘干称重, 通
过烘干重计算生物量。样品粉碎后过 1 mm筛, 粉碎
后于冰箱中 4 ℃保存。在取植物样的同时, 在每个
取样区中随机取 3 点, 每点用土钻取 0~30 cm 土壤
样品, 风干、混匀后磨碎去除杂质, 过 2 mm孔径筛,
备用。
采用湿灰化法将植物样灰化, 0.1 mol·L−1 稀盐
酸溶解后定容, 采用原子吸收的方法测定 K+、Na+、
Ca2+、Mg2+含量。植物样经过沸水浴浸提 30 min后
定容, 采用 AgNO3滴定法测定植物样中的 Cl−含量。
土壤当中的 K+、Na+、Ca2+、Mg2+和 Cl−采用常规化
学滴定的方法测定。
1.3 数据处理
试验数据采用 Excel 数据软件进行汇总, 使用
SPSS 16.0采用 LSD法进行方差分析和 Duncan法进
行多重比较, 显著性水平设置为 0.05。
2 结果与分析
2.1 不同燕麦品种的生物量
“坝莜 1号”燕麦开花−灌浆到成熟期整株生物量
从 2.9 t·hm−2增加至 3.8 t·hm−2, 延迟收获(成熟后 20
d)后, 其整株生物量减少至 2.5 t·hm−2。开花−灌浆期
穗生物量显著高于茎和根的生物量(图 1a); 成熟期,
穗生物量与茎生物量无显著差异, 两者均显著高于叶
和根生物量。延迟收获后根、茎、叶和穗均较成熟期
前显著下降, 存在不同程度的生物量损失。
中度盐分浓度(盐分浓度为 2.0 g·kg−1)下, 3个燕
麦品种的生物量存在显著差异, 其中“坝莜 1 号”的
整株生物量 (3.8 t·hm−2)显著高于“白燕 2 号”(3.1
t·hm−2)和“花早 2号”(2.2 t·hm−2)。除“坝莜 1号”穗生
物量低于茎外, 3个品种均表现出, 根、叶、茎和穗
生物量在成熟期依次显著上升(图 1c)。3个品种秸秆
(茎+叶)生物量占全株生物量的 46%~53%。
“白燕 2 号”成熟期整株生物量在低土壤盐分浓
度(盐分浓度为 1.0 g·kg−1)下为 3.1 t·hm−2, 显著大于
中等浓度(盐分浓度为 2.0 g·kg−1)下的 1.7 t·hm−2和高
浓度(盐分浓度为 3.0 g·kg−1)下的 0.4 t·hm−2(图 1b)。
低土壤盐分浓度下, “白燕 2号”的穗生物量显著大于
茎、叶和根生物量。而中等土壤盐分浓度下穗、茎
和叶生物量无显著差异, 但穗生物量在数值上仍然
高于茎、叶和根。然而在高浓度下, 茎、叶生物量
从数值上高于穗和根。

表 2 试验地土壤基本情况
Table 2 Soil quality of the field experimentation
盐分等级
Salt level
全氮
Total N
(g·kg−1)
有机质
Soil organic matter
(g·kg−1)
速效磷
Available P
[mg(P2O5)·kg−1]
速效钾
Available K
[mg(K2O)·kg−1]
全盐
Total salt
(g·kg−1)
pH
试验一 Experimpent 1 中盐分 Medium salt 1.3±0.3 23.7±7.6 13.12±1.74 363.04±107.31 2.06±0.11 8.24±0.41
试验二 Experiment 2 低盐分 Lower salt 1.5±0.4 24.5±3.7 9.94±4.38 311.40±113.81 1.04±0.25 8.12±0.81
中盐分Medium salt 1.3±0.6 23.7±2.0 13.12±1.33 363.04±95.02 2.07±0.10 8.24±0.67
高盐分 High salt 1.0±0.4 18.9±1.0 14.77±0.74 388.60±19.43 3.03±0.15 8.65±0.43

第 12期 韩立朴等: 运东近滨海地区燕麦秸秆盐分积累与改良盐碱地潜力分析 1709




图1 盐碱地种植的不同品种燕麦生物量变化(a: “坝莜1号”
不同采样时间各器官生物量; b: 不同土壤盐分浓度下“白燕
2号”各器官的收获期生物量; c: 3个供试燕麦品种成熟期不
同器官生物量比较)
Fig. 1 Biomass of oat varieties planted in saline soil (a: bio-
mass of different organs of “Bayou1” at different sampling
times; b: biomass of different organs of “Baiyan2” at harvest
stage under different soil salinities; c: comparison of different
organs biomass among three oat varieties at maturity)
图 b中“低盐分”指土壤盐分浓度为 1.0 g·kg−1左右, “中盐分”指
土壤盐分浓度为 2.0 g·kg−1 左右 , “高盐分”指土壤盐分浓度为 3.0
g·kg−1 左右; 各图中不同大写字母表示相同背景图柱不同组间差异
显著 (P<0.05), 不同小写字母表示同组不同背景图柱间差异显著
(P<0.05)。下同。In figure b, lower salt, medium salt and high salt mean
1.0 g·kg−1, 2.0 g·kg−1, 3.0 g·kg−1 soil salt concentration, respectively.
Different capital letters show significant difference among histograms
with same background in different groups at 0.05 level. Different low-
ercase letters show significant difference among histograms with dif-
ferent background of the same group at 0.05 level. The same below.

2.2 不同燕麦品种的秸秆离子浓度
中等土壤盐分浓度下, “坝莜 1号”秸秆中 Na+、
K+浓度开花−灌浆期至成熟期均显著增加, Mg2+无显
著变化, 而 Ca2+和 Cl−则显著降低; 从成熟期到延迟
收获期, 除 Ca2+显著升高外, 其他离子浓度均显著
降低(表 3)。“坝莜 1号”秸秆的 5个主要离子中, Cl−
浓度最高, 其次是 K+、Na+, 而 Mg2+和 Ca2+的浓度
最低(表 3)。
随着土壤盐分升高, “白燕 2号”秸秆中的 Na+、
Mg2+、Ca2+和 Cl−浓度显著升高, 而 K+呈显著下降趋
势, 中等土壤盐分与高土壤盐分间差异不显著。
在同一等级土壤盐分浓度下 , 3 个品种秸秆
Na+、K+和 Mg2+浓度之间存在显著差异, “坝莜 1号”
的 Na+、K+和 Mg2+浓度显著高于“白燕 2号”和“花早
2号”(表 3)。而 3个品种 Cl−和 Ca2+浓度无显著性差
异, 其平均值分别为 31.3 g·kg−1和 0.44 g·kg−1。
从表 3 还可看出, 燕麦秸秆中 Cl−的浓度最高,
为 Ca2+的 26~133倍, Mg2+的 17~44倍, K+的 1.4~2.7
倍, Na+的 1.3~2.1倍。
2.3 不同燕麦品种的秸秆离子积累量
“坝莜 1号”秸秆中 Na+、K+、Mg2+和 Cl−积累量
成熟期最高 , 除 Cl−外 , 均显著高于开花−灌浆期 ;
而延迟收获后, Na+、K+、Mg2+、Cl−积累量均显著低
于成熟期和开花−灌浆期。“坝莜 1 号”成熟期 Ca2+
积累显著低于开花−灌浆期和延迟收获期 , 而以延
迟收获积累量最高。
“白燕 2号”秸秆中 Na+、K+、Mg2+、Ca2+和 Cl−
积累量随土壤盐分升高呈显著下降趋势(表 4)。其中
高土壤盐分浓度下的秸秆 K+积累量下降最多, 为低
土壤盐分浓度下的 1/10, Ca2+积累量为低土壤盐分浓
度下的近 1/3。
在相同土壤盐分浓度下, 3个品种燕麦除秸秆中
Ca2+积累量不存在显著差异外, Na+、K+、Mg2+、Cl−
积累量之间均存在显著差异 , “坝莜 1 号”秸秆的
Na+、K+、Mg2+、Cl−积累量显著高于“白燕 2号”和“花
早 2 号”(表 4)。除“白燕 2 号”秸秆 K+积累量显著低
于“花早 2号”外, 秸秆中 Na+、Mg2+、Ca2+、Cl−积累
量均无显著差异。
2.4 不同燕麦品种的秸秆与土壤离子浓度比
“坝莜 1 号”秸秆离子浓度/土壤离子浓度值, 以
Na++K+最大, 为 46~63; 其次是 Cl−, 为 30~46; Mg2+
为 24~30, Ca2+为 3~15(图 2a)。开花−灌浆期和成熟
期之间, 其秸秆与土壤中 Na++K+、Cl−、Mg2+和 Ca2+
浓度比值无显著差异; 但延迟收获后秸秆与土壤的
中 Na++K+和 Cl−浓度比值显著下降, Mg2+的比值无
显著变化, 而 Ca2+的比值显著升高。
与“坝莜 1号”相似, 在 3个盐分梯度下, 秸秆离
子浓度 /土壤离子浓度的值 , 以 Na++K+最大 , 为
37~98; 其次是 Cl−, 为 26~74; Mg2+为 22~34, Ca2+为
7~10。随着土壤盐分的升高 Na++K+和 Cl−的比值显
著下降, 但 Mg2+的比值在中等土壤盐分浓度下显著
高于低和高土壤盐分浓度。秸秆与土壤 Ca2+浓度比
值在 3个土壤盐分梯度下无显著变化。
成熟期 3个品种秸秆离子浓度/土壤离子浓度的
1710 中国生态农业学报 2012 第 20卷


表 3 不同土壤盐分浓度下不同品种燕麦秸秆盐分离子含量
Table 3 Straw salt ions contents of different oat varieties under different soil salinities g·kg−1
品种
Variety
盐分等级
Salt level
采样时期
Sampling time
Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Cl−
中盐分 Medium salt 开花−灌浆期
Flowering-filling stage
18.7±0.14b 16.91±0.46b 1.76±0.04a 0.54±0.02b 36.96±0.76a
中盐分Medium salt 成熟期 Maturity stage 19.68±0.56aA 20.00±0.58aA 1.73±0.06aA 0.26±0.02cA 31.07±1.12bA
坝莜 1号 Bayou1

中盐分Medium salt 成熟后 20 d
20 days after maturity stage
7.89±0.41c 10.16±0.39c 1.15±0.00b 0.91±0.06a 11.52±0.71c
低盐分 Lower salt 成熟期Maturity stage 15.07±0.15c 23.94±0.34a 0.97±0.00b 0.36±0.01b 27.73±0.29b
中盐分Medium salt 成熟期Maturity stage 19.57±1.97bA 14.43±1.42bB 1.16±0.34bB 0.68±0.47abA 33.92±5.01aA
白燕 2号 Baiyan2

高盐分 High salt 成熟期Maturity stage 22.29±0.51a 15.81±0.74b 1.91±0.02a 0.85±0.11a 36.32±1.15a
花早 2号 Huazao2 中盐分Medium salt 成熟期Maturity stage 17.04±0.36B 19.88±0.60A 1.06±0.01B 0.31±0.02A 28.11±0.54A
不同小写字母表示同一品种不同采样时期(或盐分等级)间差异显著(P<0.05), 不同大写字母为成熟期不同品种间差异显著(P<0.05), 下
同。Different small letters mean significant difference among sampling times or soil salt levels at 0.05 level. Different capital letters mean significant
difference among varieties at 0.05 level. The same below.

表 4 不同土壤盐分浓度下不同品种燕麦秸秆盐分离子积累量
Table 4 Straw salt ions accumulations of different oat varieties under different soil salinities kg·hm−2
品种
Varieties
盐分等级
Salinity level
采样时期
Sampling time
Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Cl−
中盐分 Medium salt 开花−灌浆期
Flowering-filling stage
28.66±2.67b 25.92±2.51b 2.69±0.26b 0.83±0.09b 56.64±5.39a
中盐分Medium salt 成熟期 Maturity stage 39.62±2.11aA 40.26±2.14aA 3.48±0.3aA 0.53±0.06cA 62.52±3.29aA
坝莜 1号 Bayou1
中盐分Medium salt 成熟后 20 d
20 days after maturity stage
10.29±0.79c 13.26±1.12c 1.50±0.17c 1.19±0.20a 15.02±1.08b
低盐分 Lower salt 成熟期Maturity stage 22.18±1.27a 35.25±2.18a 1.43±0.06a 0.53±0.01ab 40.81±2.37a
中盐分Medium salt 成熟期Maturity stage 17.70±5.71aB 13.15±4.41bC 1.03±0.38bB 0.57±0.37aA 30.40±8.75bB
白燕 2号 Baiyan2
高盐分 High salt 成熟期Maturity stage 5.05±1.76b 3.59±1.27c 0.43±0.15c 0.19±0.07c 8.24±2.89c
花早 2号 Huazao2 中盐分Medium salt 成熟期Maturity stage 17.48±2.82B 20.40±3.34B 1.09±0.17B 0.32±0.05A 28.85±4.65B

值依然是 Na++K+> Cl−> Mg2+> Ca2+。品种之间存在
显著差异, “花早 2号”在 Na++K+和 Cl−的比值上显著
高于“坝莜 1 号”和“白燕 2 号”, 而 Mg2+的比值显著
低于“坝莜 1号”和“白燕 2号”; “白燕 2号”的秸秆与
土壤的 Ca2+浓度比值显著高于“坝莜 1 号”和“花早 2
号”(图 2)。
3 结论与讨论
3.1 结论
运东滨海低平原地区种植燕麦可形成一定产量
和生物量, 不同收获时间会显著影响生物量, 成熟
后延迟 20 d收获, 植株生物量显著降低。成熟期盐
分离子浓度和积累量最高, 延迟收获会显著地降低
燕麦各部位 Na+、K+、Mg2+、Cl−浓度和积累量, 从
而影响了燕麦修复盐碱地的效果。土壤盐分含量会
显著影响燕麦植株的生物量和体内离子浓度, 随土
壤盐分的升高生物量显著降低, Na+、Mg2+、Ca2+、
Cl−浓度显著升高而 K+浓度显著降低。尽管植株部分
离子浓度升高但秸秆离子积累量显著下降。燕麦改
良盐碱地不适宜在高含盐量土壤上进行。3 个品种
之间, 成熟期生物量, 秸秆中 Na+、K+、Mg2+浓度存
在显著差异, 导致秸秆对 Na+、K+、Mg2+、Cl−积累
量之间的显著差异 , 影响了燕麦改良盐碱地的效
果。因此, 在利用燕麦改良滨海盐碱地时应选择合
适品种、较佳收获时间在中轻度盐碱地进行。燕麦
秸秆中 Na+、K+、Mg2+和 Cl−浓度是土壤中的数十倍,
Ca2+浓度是土壤中的几倍至十几倍, 从理论上燕麦
具有改良中、轻度土壤盐碱的潜力。
3.2 讨论
武俊英等[15]利用 NaCl和 Na2SO4复盐溶液胁迫
处理 36 个燕麦品种, 采用培养皿纸上发芽法, 进行
种子萌发和幼苗的耐盐能力鉴定, 认为燕麦品种之
间存在耐盐性的差异, 并通过主成分分析将 36份燕
麦分成 3 个耐盐等级, 其中“白燕 2 号”属于中等
耐盐品种。本研究中通过不同品种之间的比较也发
现燕麦秸秆中 Na+、K+、Mg2+浓度存在显著差异。
在不同土壤盐分浓度胁迫试验中, 由于试验规模的
限制选择了生产上常用的中等耐盐品种“白燕 2号”,
其对土壤盐分的响应代表了中等耐盐品种的特性 ,
部分地说明了燕麦对土壤盐分的响应机制和量级 ,
而高耐盐品种对土壤盐分浓度胁迫的响应有待进一
步研究。
燕麦在内陆盐碱地得到广泛栽培, 并被认为具
有盐碱地改良潜力 [8−10], 本研究在运东近滨海盐碱
地的试验结果也证实了燕麦理论上具有改良 NaCl
型盐碱地的潜力。但是燕麦作为改良盐碱地的植物
第 12期 韩立朴等: 运东近滨海地区燕麦秸秆盐分积累与改良盐碱地潜力分析 1711




图 2 燕麦秸秆离子浓度与土壤离子浓度比(a: “坝莜 1号”
不同采样时期秸秆与土壤离子浓度比; b:不同土壤盐分浓
度下“白燕 2号”秸秆与土壤离子浓度比; c: 3个供试燕麦
品种的秸秆与土壤离子浓度比比较)
Fig. 2 Ion concentration ratios of oat straw to soil (a:
“Bayou1” at different sampling times; b: “Baiyan2” at harvest
stage under different soil salinities; c: comparison among three
oat varieties)

仍然存在诸多问题。运东近滨海盐碱地早春干旱少
雨, 3—5月份降水量多年平均为 64.8 mm[16], 水分过
分亏缺或后期降水过量均不利于燕麦干物质积累和
水分高效利用[17]。延迟播种期, 难以发挥燕麦耐冷
凉的作用又会使燕麦生育后期遇到高温导致结实率
低下, 影响产量[17]。干旱和盐分胁迫也会影响植物
对离子的吸收[7,9,11]。
Flowers 等[18]认为 Na+/K+比值与植物耐盐性相
关, 其比值越小, 植物的耐盐性越强。而维持较高的
K+/Na+比值是盐胁迫下保证气孔正常开闭及细胞代
谢的前提[19], 根系对 Na+的过量吸收会抑制 K+的利
用, 导致植株 K+/Na+比值下降。本研究中“白燕 2号”
随着土壤盐分的升高, 其秸秆中的 Na+、Mg2+、Ca2+
和Cl−浓度显著升高, 而K+浓度呈显著下降趋势, 导
致 K+/Na+比值显著下降。虽然燕麦能够通过气孔排
盐提高对盐碱环境的适应能力[20], 但过高的土壤含
盐量或土壤干旱可导致 K+/Na+比值下降, 从而使气孔关
闭, 光合作用受到抑制, 导致植株生物量下降[19−20]。本
研究中“白燕 2 号”的生物量随土壤盐分升高呈显著
下降体现了这一规律。生物量作为植物耐盐的直接
指标, 可以反映植物对盐碱胁迫的适应性[21]。虽然
燕麦植株体内盐分浓度很高, 但由于高土壤盐分下
生物量有限, 其可移出盐分的潜力有限。
另一方面, 在自然水位条件下, 滨海地下水浅
埋区土壤蒸发补充到耕层的盐分[22]很可能大于燕麦
积累和可移出的盐分, 种植燕麦后耕层土壤盐分的
动态平衡需要进一步研究。
综上所述, 在常规情况下燕麦难以实现运东近
滨海盐碱区土壤改良, 主要有 3 点障碍: (1)春季降
水偏少影响燕麦的正常生长; (2)土壤盐分过高影响
Na+、K+等离子的吸收, 导致生物量过低; (3)地下水
埋深浅蒸发返盐抵消了燕麦移出盐分的作用。倘若
通过其他栽培技术或农业工程手段, 改变现有状况,
则有可能实现燕麦改良盐碱地的设想。如采用冬季
咸水结冰灌溉, 可降低土壤中盐分含量并增加土壤
水分[23]。暗管工程是通过地下管道汇集地下水, 从
而控制地下水位的工程体系[24]。在暗管控制地下水
埋深后 , 土壤蒸发返盐减少 , 土壤盐分降低 , 此时
利用燕麦吸收土壤盐分并移出田间, 其有效性理论
上应较自然水位下高, 暗管控制水位后燕麦对土壤
改良作用有待进一步研究。
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Faculty positions: Center for Agricultural Resource Research,
Chinese Academy of Sciences
The Center for Agricultural Resource Research (CARR), the Institute of Genetics and Developmental Biology (IGDB), Chi-
nese Academy of Sciences, invites applicants for several research group leader positions.
CARR is one of the research organizations in Chinese Academy of Sciences (CAS). We seek nominations and applications
from individuals who have expertise and a record of accomplishment in research areas related to ecology, agro-hydrology,
agro-biology, crop genetics and breeding, and agro-informatics. The successful candidates for the research group leader posi-
tions will be expected particularly to farmland water transfer and development of water saving technologies, farmland related
groundwater management and hydrochemistry, hydrology, agricultural water resource management, remote sensing application
in agriculture, soil microbiology, agro-ecosystems, plant physiology of drought tolerance, and molecular genetics and breeding
to address fundamental and application agricultural questions.
The appointment of all positions will be at Principal Investigator (full professor) level. Candidates are expected to hold a Ph.D.
degree and postdoctoral experience. Start-up package will be accompanied by either the “One-Hundred Talents Program of
CAS” (minimal four-year postdoctoral required.) or the “One-Thousand Youth Talents Program of China” (three-year post-
doctoral required.). Very compatible Salary, benefits, and research funding will be provided based on the qualifications of
selected candidates. More information about CARR can be found at http://www.sjziam.cas.cn.
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periences and interests as well as the names and contact information of two referees to:

Dr. Yibo Han, or Chunsheng Hu, Co-Chair of the Research Committee
Center for Agricultural Resource Research
Institute of Genetics and Developmental Biology
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