免费文献传递   相关文献

豆科牧草对滨海盐渍土壤盐分特性和肥力影响的研究



全 文 :黄河三角洲是我国著名的三大河口三角洲,具有待开
发利用的盐渍土面积达54万hm2,主要包括盐化潮土和滨
海盐土,除少部分土地被耕种外,大部分为荒地、滩涂地,是
山东唯一较大面积的后备土地资源。改良利用盐渍土的途
径很多,筛选、培育和种植耐盐植物的生物措施被普遍认为
是经济有效的措施之一[1]。利用耐盐牧草建植的人工草地具
有增加地表覆盖,控制水土流失,改良土壤,治理沙化和盐
渍化,保护和改善生态环境的作用[2-3]。盐生植物中亚滨藜和
星星草具有降低土壤表层含盐量,增加土壤有机质、全氮、
有效磷和有效钾含量的效果,可用于滨海重盐渍土和盐土
的生物改良[4-5]。但是利用耐盐植物,尤其是耐盐豆科牧草生
物改良滨海盐渍土的研究报道较少。笔者利用田间长期定
位试验,研究了滨海盐渍土壤上不同种植年限的豆科牧草
林生山黧豆(Lathyrussylvestris)和紫花苜蓿(LucerneAurora)
草地盐分特性和肥力的变化,旨在为开发利用滨海盐渍土
壤提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料 试验地位于寿光北部的山东省农业科学院寿
光试验站,试验地块为滨海盐渍荒地,砂质壤土,天然植被
以芦苇、碱茅和黄须菜为主。
1.2 方法 试验地的耕层土壤理化性状见表1。1990年4
月翻地修畦田(4m×4m),5月中旬灌水压盐后播种林生山
黧豆。播种前种子用浓硫酸处理10min,清水反复冲洗干净
后,自来水浸泡过夜。播种量15kg/hm2,行距40cm,株距20
cm,小区面积16m2,3次重复,另留16m2畦田翻耕灌水压
盐后不予播种,此后保持自然荒地状态,作为空白处理。林
生山黧豆生长期间不施任何肥料,仅旱季浇水抗旱,作为
种子田管理使用,种子成熟收获后,刈割植株地上部分用作
饲料。
紫花苜蓿于1993年4月平整土地,耕翻灌水淋盐后播
试验地种植前
Beforeplantinginexperimentalfield
盐分含量
Salinity
content∥%
有机质
Organic
mater∥g/kg
全氮
Totalnitrogen
g/kg
碱解氮占全氮量
Alkalinehydrolytic
nitrogen∥%
速效磷
Rapidlyavailable
phosphorus∥mg/kg
速效钾
Rapidlyavailable
potassium∥mg/kg
pH值
pHvalue
紫花苜蓿地Lucernefield 0.405 8.97 5.49 35.11 4.3 169.6 8.1
林生山黧豆地Lathyrussylvestrisfield 0.203 5.77 4.63 8.61 2.5 152.3 9.0
表1 试验地0~20cm耕层土壤基本理化性状
Table1 Basicphysicalandchemicalcharacteristicsof0-20cmtilthsoilinexperimentalfield
豆科牧草对滨海盐渍土壤盐分特性和肥力影响的研究
董晓霞 1,刘兆辉 1,李志禄 2,王学君 1,江丽华 1,李彦 1
(1.山东省农业科学研究院,山东济南250100;2.煤炭工业济南设计研究院,山东济南250031)
摘要 [目的]探讨豆科牧草用于滨海盐渍土生物改良的可性行。[方法]利用田间长期定位试验,研究种植豆科牧草林生山黧豆和紫花
苜蓿的人工草地对滨海盐渍土壤盐分特性和肥力的影响。[结果]与自然盐碱空白地相比,长期种植紫花苜蓿和林生山黧豆的人工草
地的土壤盐分含量明显降低,0~40cm土层脱盐最为强烈,脱盐率达47.8%~48.8%,土壤盐分分布由柱状型转变为底积型;0~20cm土
壤pH值明显降低;0~20cm土层的有机质、全氮含量分别提高了28.4%、42.5%和95.6%、69.8%。紫花苜蓿草地与自然盐碱空白地的
盐分离子运移存在着差异。[结论]中度盐渍化土壤种植紫花苜蓿,轻度盐渍化土壤种植林生山黧豆,是生物改良滨海盐渍土的有效
途径。
关键词 滨海盐渍土;脱盐率;有机质;全氮;紫花苜蓿;林生山黧豆
中图分类号 S156.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)14-06060-03
EfectsofPlantingLegumeForageonSoilSalinityCharacteristicsandFertilityinCoastalSalineSoil
DONGXiao!xiaetal(ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan,Shandong250100)
Abstract [Objective]Thisstudyaimedtodiscussthefeasibilityofplantinglegumeforageforimprovedsoastalsalinesoil.[Method]Through
plantingLathyrussylvestrisandLucerneinartificialgrassland,theefectsoflegumegrassonsoilsalinityandfertilityincoastalsalinesoilwere
studiedbylong!termfeildlocationexperiment.[Result]Comparedwithnaturalsalineblankland,thesoilsalinityoftheartificialgrasslandof
long!termplantingL.sylvestrisandLucernewasmarkedlydecreased,thesoilin0-40cmlayerdesaltedmoststrongly,thedesalinationratewas
47.8%-48.8%andthedistributionofsoilsalinitychangedfromcolumnartypetobotom! accumulationtype.In0-20cmlayersoil,pHwas
decreasedclearly,theorganicmaterandtotalnitrogencontentwereincreasedby28.4%,42.5%and95.6%,69.8%resp.Thetransportofsalinity
ioninthelandofplantinglucerneandnaturalsalineblankhadsomediference.[Conclusion]PlantingLucerneinthemediumsalinesoiland
plantingL.sylvestrisintheslightsalinesoil,weretheefectivewaystoimprovecoastalsalinesoilbybiologicalimprovement.
Keywords Coastalsalinesoil;Desalination;Organicmater;Totalnitrogencontent;Lucerne;Lathyrussylvestris
种,播种量 30kg/hm2,行距 50cm,株距 15cm,小区面积
16m2,3次重复,另留 16m2畦田耕翻灌水淋盐后不予播
种,此后保持其自然荒地状态,作为空白对照地。紫花苜蓿生长
期间不施任何肥料,仅旱季浇水抗旱,作为种子田管理使用,
每年种子成熟收获后,刈割苜蓿地上部分作为饲料。
2000年5月于紫花苜蓿地、林生山黧豆地以及空白地
分别取0~20、20~40、40~60、60~80、80~100cm土层土样,测
定土壤可溶性盐总量、pH值以及有机质和全氮含量,紫
花苜蓿草地和空白地分别测定不同土层的水溶性盐分离子
Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、Na+、Mg2+、Ca2+、K+含量,土壤含盐量的
基金项目 国家“十一五”科技支撑项目“黄淮海平原中低产土壤综合
治理技术模式研究与示范”(2006BAD05B04)资助。
作者简介 董晓霞(1971-),女,山东定陶人,副研究员,从事土壤生态
与植物营养方面的研究。
收稿日期 2008!01!03
安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2008,36(14):6060-6062 责任编辑 张杨林 责任校对 况玲玲
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2008.14.065
8.2,耕层土壤碱性变弱。
2.2 紫花苜蓿草地与空白地土壤盐分离子运移的差异性 图
1表明,与空白地相比,紫花苜蓿0~40cm土层的Cl-和Na+
含量显著降低,40~60cm土层的Cl-和Na+含量略有降低,而
在土体深层60~100cm二者均出现积累现象。从试验测定
结果看,紫花苜蓿草地和空白地的盐分运移具有离子差
异性,1m土体除了K+和CO32-含量无明显差异外,其他盐分
离子在同一土层的变化幅度不同,而同一盐分离子在不同
土层间运移也存在差异,其中以Cl-和Na+含量的变化最为
强烈。与空白地相比,紫花苜蓿草地0~40cm土层主要盐分
离子Cl-、Na+、SO42-、Mg2+和HCO3-含量均降低,其降低幅度由
大到小为:Cl->Na+>SO42->Mg2+>HCO3-,40~60cm土层的降低
幅度较缓和,60~100cm土层除HCO3-含量继续降低外,Cl-、
Na+、SO42-和 Mg2+含量均出现积累。Ca2+含量表现出增加趋
势,仅在20~40cm土层出现降低。在以上两种不同土地利
用方式下,盐渍土不同土层的盐分离子变化趋势与可溶性
盐总量的变化趋势一致,前者决定了后者的变化。
2.3 人工草地对滨海盐渍土壤有机质和全氮含量的影响 表
3表明,与空白地相比,紫花苜蓿和林生山黧豆草地的0~80
cm土壤有机质和全氮含量均提高,其中0~20cm土层变化
最显著,紫花苜蓿草地的有机质、全氮含量分别比空白地提
高了28.4%和42.5%;林生山黧豆草地的有机质、全氮分别
比空白地提高了95.6%和69.8%。紫花苜蓿草地 20~40cm
土层有机质和全氮含量分别提高了 19.8%和 5.8%,40~60
cm分别提高了 38.6%和 13.4%,60~80cm提高幅度较小,
80~100cm含量出现降低现象;林生山黧豆草地20~40cm
土壤有机质和全氮含量分别提高了54.9%和26.0%,40~60
cm提高了46.8%和23.5%,60~80cm提高幅度较小,80~100
cm含量降低。
测定采用电导法,pH值测定采用酸度计法,有机质的测定
采用高温外加热重铬酸钾氧化-容量法,全氮含量测定采用
开氏消煮法,8种盐分离子及其他项目的测定方法见《土壤
理化分析》[6]。
脱盐率计算公式为:脱盐率(%)=(空白地可溶性盐总
量-草地可溶性盐总量)/空白地可溶性盐总量×100。
2 结果与分析
2.1 人工草地对滨海盐渍土壤表层土体可溶性盐总量和
pH值的影响 表2表明,与空白地相比,紫花苜蓿草地不
同土层的盐分变化幅度不同,0~20、20~40cm土层含盐量
变化最活跃,脱盐率分别达到63.9%和67.1%,脱盐强烈;
40~60cm土层的盐分基本无变化;60~100cm的盐分含量
略有增加。0~20cm土壤pH值由8.1降至7.6,耕层土壤由
偏碱性趋于中性。林生山黧豆草地与空白地相比,0~20、20~
40cm土层含盐量变化活跃,脱盐率分别达到 47.8%和
48.8%,脱盐较强烈,40~60cm土层脱盐率为12.3%,60~100
cm土层的盐分含量略有增加,含盐量变化较小。土壤盐分
分布由柱状型转为底积型。0~20cm土壤pH值由9.0降至
表2 人工草地与空白地1m土体可溶性盐总量和pH值变化
Table2 ChangesoftotalamountofsolublesaltandpHvalueat1msoillayerinartificialgrassplotandblankground
土层深度
Soillayer
depth∥cm
紫花苜蓿空白地
BlankgroundofLucerne
紫花苜蓿草地
GrassplotofLucerne
林生山黧豆空白地
BlankgroundofLathyrussylvestris
林生山黧豆草地
GrassplotofLathyrussylvestris
含盐量Salt
content∥g/kg
pH值
pHvalue
含盐量Salt
content∥g/kg
pH值
pHvalue
脱盐率
Desaliniza!
tionrate∥%
含盐量Salt
content∥g/kg
pH值
pHvalue
含盐量Salt
content∥g/kg
pH值
pHvalue
脱盐率
Desaliniza!
tionrate∥%
0~20 3.57 8.1 1.29 7.6 63.9 2.01 9.0 1.05 8.2 47.8
20~40 3.95 8.0 1.30 8.1 67.1 2.40 8.6 1.23 8.5 48.8
40~60 3.66 8.0 3.57 7.8 2.5 2.35 8.6 2.06 8.4 12.3
60~80 3.46 7.9 3.80 7.8 -9.8 2.16 8.4 2.37 8.0 -9.7
80~100 3.17 7.8 3.63 6.9 -14.5 2.07 8.1 2.44 7.6 -17.9
表3 人工草地与空白地土壤有机质和全氮含量的变化
Table3 Changesofsoilorganicmaterandtotalnitrogencontentinartificialgrassplotandblankgound
土层
Soil
layer
cm
紫花苜蓿空白地
Blankgroundof
Lucerne
紫花苜蓿草地
GrassplotofLucerne
林生山黧豆空白地
Blankgroundof
Lathyrussylvestris
林生山黧豆草地
GrassplotofLathyrussylvestris
有机质
Organic
mater
g/kg
全氮
Total
nitrogen
g/kg
有机质
Organic
mater
g/kg
有机质增减
Fluctuation
oforganic
mater∥%
全氮
Total
nitrogen
g/kg
全氮增减
Fluctuation
oftotal
nitrogen∥%
有机质
Organic
mater
g/kg
全氮
Total
nitrogen
g/kg
有机质
Organic
mater
g/kg
有机质增减
Fluctuationof
organic
mater∥%
全氮
Total
nitrogen
g/kg
全氮增减
Fluctuation
oftotal
nitrogen∥%
0~20 8.30 5.43 10.66 28.4 7.74 42.5 5.41 4.53 10.58 95.6 7.69 69.8
20~40 5.21 3.97 6.24 19.8 4.20 5.8 4.74 4.07 7.34 54.9 5.13 26.0
40~60 4.84 4.17 6.71 38.6 4.73 13.4 4.23 3.53 6.21 46.8 4.36 23.5
60~80 4.73 3.05 5.24 10.8 3.15 3.3 3.90 2.30 4.36 11.8 2.42 5.2
80~100 2.45 2.10 2.04 -16.7 1.73 -17.6 2.37 1.67 2.04 -13.9 1.48 -11.4
0.4
0
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
60~80 80~10040~6020~400~20
空白地Cl-含量
Cl-contentofblankground
苜蓿草地Cl-含量
Cl-contentofLucerne
grassplot
空白地Na+含量
Na+contentofblankground
苜蓿草地Na+含量
Na+contentofLucerne
grassplot
土层深度Soillayerdepth∥cm


C
on
te
nt

g/
kg
图1 紫花苜蓿种子田和空白地不同土层盐分离子含量变化
Fig.1 Changesofsalinityioncontentsindiferentsoil
layersofLucerneseedbedandblankground
3 结论与讨论
(1)试验结果表明,与自然荒地相比,长期栽培紫花苜
蓿和林生山黧豆的人工草地土壤盐分含量呈明显降低的趋
势,不同土层的盐分变化幅度不同,0~40cm土层脱盐最为
董晓霞等 豆科牧草对滨海盐渍土壤盐分特性和肥力影响的研究36卷14期 6061
强烈,而底层变化较小,土体盐分分布由柱状型转变为底积
型。紫花苜蓿草地与空白地相比,0~40cm土层主要盐分离
子Cl-、Na+、SO42-、Mg2+和HCO3-含量均降低,以Cl-和Na+含量
降低最为显著,其降低幅度由大到小为:Cl->Na+>SO42->
Mg2+>HCO3-,而在60~100cm除HCO3-含量继续降低外,Cl-、
Na+、SO42-和Mg2+含量均出现积累。其原因在于耐盐牧草本
身具有生物脱盐作用,吸收了土壤中的可溶性盐分离子,并
积累于体内,随收获物的转移而被带走,从而降低了土壤盐
分[7]。
(2)紫花苜蓿和林生山黧豆草地0~80cm土层有机质
和全氮含量均提高,其中0~20cm土层变化最显著,紫花苜
蓿草地的有机质、全氮含量分别比空白地提高了28.4%和
42.5%;林生山黧豆草地的有机质、全氮含量分别比空白地
提高了95.6%和69.8%。
(3)尽管紫花苜蓿和林生山黧豆生长期间未施用任何
肥料,但是草地耕层土壤有机质和全氮含量提高幅度较大,
主要原因在于紫花苜蓿和林生山黧豆均是豆科植物,在生
长过程中,其根部形成的根瘤能够固定土壤空气中的氮素,
固定的氮素除了满足作为种子田的牧草生长外,还能增加
土壤中的氮素含量。与自然状态下的盐渍荒地相比,人工草
地的生物量大得多,在牧草生长过程中,不断有大量的细根
和根瘤死亡脱落,以及地上部秋冬季的枯枝落叶增加了归
还土壤的有机物质数量,这些有机物质腐解后,提高了土壤
有机质含量。
(4)在含盐量0.3%~0.5%的中度盐渍化土壤上种植紫
花苜蓿,在轻度盐渍化的碱性土壤上种植林生山黧豆,可以
生物改良盐碱土、培肥地力,并获得一定的经济收益,是生
物改良滨海盐渍土的有效途径。
参考文献
[1]ASHRAF M.Selection and heribabilityoftolerancetosodium
chlorideinfourforagespecies[J].CropScience,1987,104:227-234.
[2]黄文惠.草地改良利用[M].北京:金盾出版社,1993:31.
[3]董晓霞,高贤彪,郭洪海,等.植被更新对滨海盐渍土壤微形态的影
响[J].山东农业科学,2003(5):33-35.
[4]刘玉新,张立宾,崔宏伟.中亚滨藜的耐盐性及其对滨海盐渍土的改
良效果研究[J].山东农业大学学报:自然科学版,2006,37(2):l67-
l7l.
[5]张立宾,刘玉新,张明兴.星星草的耐盐能力及其对滨海盐渍土的改
良效果研究[J].山东农业科学,2006(4):40-42.
[6]中国科学院南京土壤所.土壤理化分析[M].上海:上海科学技术出
版社,1978:62-231.
[7]由懋正.农业资源评价管理与利用[M].北京:气象出版社,1998:238.
表1 施药后20d各处理对杂草株数的防效统计
Table1 Statisticsoftreatmentcontrolefectonweedplant
numberafter20dofpesticideapplication
注:大写字母表示在0.01水平上差异显著,小写字母表示在0.05水
平上差异显著。
Note:Capitalletersmeansignificantdiferencesat0.01level.
Lowercasesmeansignificantdiferencesat0.05level.
处理Treatment
平均株数
Average
plantnumber
防效
Control
efect∥%
显著性水平
Significantlevel
0.01 0.05
72%大田净乳油1500g/hm2 110.50 77.19 B c
25%宝成干悬浮剂75g/hm2 105.25 78.28 B c
70%都尔乳油1350g/hm2 164.00 66.15 B b
清水对照(CK) 484.50 A a
水平。
2.3 施药40d后除草效果 由表2可知,施药后40d,从
药剂对杂草数量的影响来看,3个处理的防效均较理想,但
药剂间防效差异不显著。从各处理对杂草鲜重的影响(表3)
来看,72%大田净乳油 1500g/hm2处理的防效最高(达
86.86%),优于70%都尔乳油1350g/hm2处理,但两者差异
不显著;25%宝成干悬浮剂 75g/hm2处理对杂草鲜重的防
效最低(仅为34.72%),与72%大田净乳油和70%都尔乳油
处理间的防效差异达0.05显著水平。
3 小结与讨论
试验结果表明,72%大田净乳油、25%宝成干悬浮剂、
70%都尔乳油对烟田杂草都有一定的防除效果,且安全性
较好。其中72%大田净乳油1500g/hm2在施药后40d的株
数防效和鲜重防效分别达69.52%和86.86%,效果较好,且
持效期较长,可进一步示范推广使用。
25%宝成干悬浮剂75g/hm2处理在药后20d效果较好
(株防效为78.28%),在药后40d的效果不佳(株防效和鲜
重防效分别为51.91%和34.72%,显著低于 72%大田净乳
油1500g/hm2和70%都尔乳油1350g/hm2处理),说明其
持效期较短。与张志轩[3]等所得结果(25%宝成干悬浮剂持
效期较短,春季药后为30~35d,秋季药后为25~30d)一致。
25%宝成干悬浮剂药后40d对杂草防效不高的另一个原因
可能是其施药时间偏迟。其他药剂均在移栽前施,而宝成在
杂草 2~4叶期(移栽后 20d左右)施,施药后烟田降水充
足,杂草生长旺盛,在一定程度上影响了该药剂对杂草的防
除效果。
参考文献
[1]任广伟.烟田杂草及其防除方法[J].农业科技通讯,1999(8):32.
[2]白万明,纪成灿,张小云,等.不同除草剂对烟草大田杂草防除研究
初报[J].烟草科技,2001(2):36-38.
[3]张志轩,张建军,王建军,等.25%宝成干悬浮剂防治马铃薯原种繁
育田苗后杂草药效试验[J].中国马铃薯,2004,18(2):92-94.
表2 施药后40d各处理对杂草株数的防效统计
Table2 Statisticsoftreatmentcontrolefectonweedplant
numberafter40dofpesticideapplication
处理Treatment
平均株数
Average
plantnumber
防效
Control
efect∥%
显著性水平
Significantlevel
0.01 0.05
72%大田净乳油1500g/hm2 148.00 69.52 C c
25%宝成干悬浮剂75g/hm2 233.50 51.91 BC c
70%都尔乳油1350g/hm2 152.00 68.69 C c
清水对照(CK) 485.50 A a
表3 施药后40d各处理对杂草鲜重的防效统计
Table3 Statisticsoftreatmentcontrolefectonweedfresh
weightafter40dofpesticideapplication
处理Treatment
平均鲜重
Averageplant
number∥g
防效
Control
efect∥%
显著性水平
Significantlevel
0.01 0.05
72%大田净乳油1500g/hm2 91.92 86.86 B b
25%宝成干悬浮剂75g/hm2 456.66 34.72 AB a
70%都尔乳油1350g/hm2 196.93 71.85 B b
清水对照(CK) 699.54 A a
(上接第5937页)

安徽农业科学 2008年6062