植物对盐碱土的改良效益

1、植物对盐碱土的改良效益目的及意义土壤盐碱化、水土流失、土地沙漠化、环境污染和干旱已成为世界五大灾害因子。据估 计，全球土地受盐渍化影响的国家和地区有100多个，盐渍化土壤面积达1.0X109hm2, 占陆地总面积的30%左右，随着水资源的日益匮乏及土地荒漠化的日益严重，据估计，至 2050年将有过半的耕地盐渍化1。而中国的盐渍土比例明显高于世界平均水平，目前已有近 1/3的灌区土壤存在盐渍化问题。在土地资源日益缩减的情况下，盐碱地的改良利用已成为 全球科研界研究的热点和难点问题之一。随着我国人口增长及在推进工业化和城市化过程 中，人均耕地面积不断减小，盐碱地的改良利用成为新增耕地重要的后备土地

2、资源和确保全 国18亿亩耕地的“红线”不被突破的重要举措。盐碱土的定义一般地，盐碱土（saline-alkali soil）分为盐土和碱土两大类型。通常把含有可溶性 盐类物质含量大于2g/kg，且影响植物正常生长发育的土壤称之为盐土；而碱土用碱化度来 划分，即可溶性盐离子中代换性钠离子阳离子代换量（百分率，用ESP表示）大于20%， pH值大于8的土壤2。因为通常两者是混合存在的，所以合称为盐碱土。我国盐渍化面积约为1亿hm2，约占全球盐碱地面积的10%。其中（活性）盐碱土约占 0.37亿hm2，潜在盐碱化土地约占0.18亿hm2，残余盐碱地约占0.45亿hm2。我国盐碱地 分布范围从青藏高原

3、到东部沿海，从黑龙江到海南岛，地跨东北、西北、黄河上中游、黄淮 海平原和滨海等五大区域，行政区划涉及23个省、自治区及直辖市。截止目前，中国得到 开发利用的盐碱土地仅为20%。中国盐碱地面积最大的是西北干旱盐碱土区，面积约为1300 万hm2，主要包括新疆、青海、甘肃河西走廊和内蒙西部地区；其次为滨海盐碱土区，面积 约为800万hm2,主要分布在黄海、渤海和东海的海岸沿线（气候属于半湿润季风区）3。其 它依次为东北盐碱土区、黄淮海盐碱土区和西北半干旱盐碱土区。东北盐碱土区，面积约为 660万hm2,主要包括呼伦贝尔高原、松嫩平原、辽河平原和三江平原；黄、淮海平原盐碱 土区，面积约为460万hm

4、2,主要指淮海、黄河中下游的沿河低洼、平地和海河泛滥区；西 北半干旱盐碱土区，面积约为27万hm2,包括内蒙古河套地区和宁夏银北平原地区。植物改良盐碱土的实验方法4.1试验设计（1）试验类型选择某一地区盐碱地作为试验场地。本论文以宁夏银北平原地区盐碱地为例。试验盐碱土土壤选择该试验选择土壤为重盐渍土(0-20cm 土壤全盐含量为10.2g/kg 土壤)。试验植物选择结合西北半干旱盐碱土区植物分布，及参考试验所在区域耐盐植物选育研究等，本论文 试验可选择在宁夏银北平原地区三种具有代表性耐盐植物，分别为：代表灌木的柽柳；代表 牧草的苇状羊茅；代表经济作物的油葵。三种耐盐植物耐盐性均为当地同类植物中

5、最强的， 同时又可为试验所在区域带来较大的经济价值。试验布设试验小区布设盐荒地为对照(不种植任何植物)，布设田间小区试验，小区面积为10mX20m，各小区 间设50cm隔离行(土埂)，小区采取完全随机的布设形式。种植柽柳、苇状羊茅和油葵共3 个处理，每个处理重复三次。具体布设如下图1。CKWYCKWYYCKW注：CK对照(盐荒地)；C柽柳；W苇状羊茅；Y油葵。图1-田间试验小区布设种植方式柽柳与每年4月22日左右一次性移栽，株高60cm，株行距100X100cm；苇状羊茅于 每年春播4月20日左右一次性播种，采取条播形式，间距25cm，播种量为75kg/hm2，每 年(7月、10月)刈割；油葵

6、为每年春季播种，株行距40X60cm，秋季收收获留茬，隔年 春季翻耕耙耱除残茬后播种。田间管理常规田间管理，主要为灌水，整个生长期灌水3次，播种前、生长旺盛期和秋收后(灌、 草灌水越冬)，各处理地块灌水量相同，各试验地块每次灌水70m3。4.2测定项目与方法4.2.1物理特性土壤容重测定：环刀法。土壤孔隙度：环刀法。土壤含水量：烘干法。土壤渗透性：采用双环入渗仪测定。4.2.2植物对土壤化学性状的影响（1）土壤有机质含量：采用K2Cr2O7容量法一外加热法；（2）土壤全盐含量：全盐采用重量法测定（采用5:1的水土比提取待测液测定）；（3）土壤盐基离子：K+、Na+采用火焰光度法，Mg2+、Ca

7、2+采用原子吸收法，SO 2-采用EDTA容4量法，Cl-采用AgNO3滴定法；（4）碱化度（ESP%）：采用如下公式计算：ESP%= =工二一. X 100%（5）土壤碱解氮：碱解氮采用碱解扩散法；（6）土壤速效磷：速效磷采用NaHCO3浸提-分光光度计法；（7）土壤速效钾：速效钾采用乙酸氨浸提-火焰光度计法；（8）pH值：采用1:1水土混合液测定。（9）柽柳对土壤性质的区化作用：即分析柽柳对盐碱土土壤性质影响的“作用范围”。主要 方法为：以盐荒地为对照，在柽柳种植3个生长期后的样地进行土样的采集。土样采集方法 为：采用同心圆的方法，围绕柽柳分别在距离其0、10、20和40cm采样，采样深度

8、50cm, 分2层（0-20cm，20-50cm），用于室内分析，测定土壤肥力指标和盐分含量，包括：全盐、 pH值、有机质等指标。测定方法如上所述，采用Excel和Surfer 8.0软件进行数据分析处 理。4.2.3植物对盐碱土微生物的影响土壤微生物是生活在土壤中的细菌、真菌、放线菌及藻类等微小生物的总称，其数量随 土壤环境和土层深度不同而不同。土壤微生物是土壤中的分解者，促进了土壤中有机质的分 解和养分的转化也是土壤中各种生物化学的主要调节者。土壤微生物不但能维持土壤质量， 而且对土壤质量的变化反映敏感，所以其通常作为土壤质量评价的重要指标。土壤微生物数量测定采用稀释平板涂抹法测：在每个试

9、验样地按照“X”形5处采样混 合，采样分两层（0-20cm和20-40cm），利用保险袋和保险箱，8小时内将新鲜土样内带回 实验室，及时进行微生物数量的测定。测定方法为：（1） 土壤悬浊液的制备一一在已采回的 土样中取10克土，制成均匀的土壤悬液，然后用（无菌）蒸馏水按10倍制作一系列的稀释 液。（2）接种一一在超净台59上，将各浓度的土壤悬液取一定量与培养基接种，使土壤悬 液均匀分布于培养基上，每种浓度的土壤悬浊液接种3个培养基（即3次重复）。（3）菌数 计算一一用平板计数法计算各土样每克干土中的菌数。计算公式如下：71N gMF心一用式中：N 1克干土中的菌数（个）；n 每个土样三个同浓度

10、悬液培养基上菌落数 （个）；Vj每个培养基上接种悬液的体积（ml）； P 土样稀释的浓度（%）； R 土 壤含水率（%）。培养基选择为：细菌、真菌和放线菌分别采用牛肉膏一蛋白胨琼脂培养基、 马丁氏琼脂培养基和高氏1号琼脂培养基。4.2.4植物对盐碱土改良效果的生物学响应（1）测试当年种植后的出苗率和成活率，以及第二年和第三年春季的出苗率和返青率。（2）根据耐盐植物每年的出苗率（返青率）和当年相应立地条件，找出出苗（返青）率与 土壤全盐含量或碱化度的关系。（3）生长特性研究，分别测量各耐盐植物在各治理时期的相对生长速率情况，并做横向对 比。同时确定（牧草措施的）刈割期。（4）测定各治理时期各耐盐

11、植物的生物量。测定油葵产量、地径和盘径变化。（5）生物量的测算油葵一一a.地上部分：油葵收获期采取在样地随机布设样方范围，分别称取油葵植 株地上、地下部分鲜重，然后根据样方面积测算出油葵全部地上、地下部分的鲜重。b.地下部分：随机选取油葵植株，去掉地上部分，挖取根部，带回实验室用水冲洗泥土， 测出根部重量。苇状羊茅一一a.地上部分：累加每次刈割称得的鲜重得出每年苇状羊茅的地上部分 鲜重（并同时取茎和叶若干，以备做植株体内盐分测定）b.地下部分：根据本试验的需要， 不测地下部分鲜重。柽柳一一每年秋季（10月6日），随机选取柽柳50株，分别量取株高、地径、冠幅， 并求得各项平均值。选取与平均值相近

12、的植株，采取破坏性试验，截取地上部分测得鲜重， 根据各样地植株数量得出试验区柽柳地上部分鲜重。（并同时采取各级茎和叶子若干，以备 做植株体内盐分测定）。挖取根部带回实验室水冲洗泥土，测出根部重量（并同时采取根部 材料以备做植株体内盐分测定）。4.2.5植物对盐分的吸收、运移（1）植物体内盐分含量的测定测试耐盐植物对土壤盐分的主动吸收、运移。主要方法为： 在植物刈割、生长的主要时期与土壤样品采集相对应，采集其上方的植物叶、茎、根等不同 器官样品，经处理后，测定植物体内不同部位全盐含量、各盐分离子浓度。植物组织内全盐 及盐分离子含量采用马福炉高温灰化（550C），冷却用HNO/肖化，然后过滤，用无

13、离子水 定容制备待测液。其测定方法同土壤盐分含量测定。（2）脱盐率的计算根据土壤中盐分的降低和植物对盐分的吸收，计算植物“吸收运移脱盐率”和“增 渗抑蒸脱盐率”，揭示植物改良措施对盐碱土盐分的“向上”和“向下”迁移出土壤耕 层的比例关系，确定耐盐植物对土壤脱盐的直接与间接影响的关系。结论与讨论以盐碱荒地为对照，测定种植了耐盐植物的土壤的物理指标（土壤容重、土壤孔隙度、 土壤含水率和土壤入渗)的变化、土壤化学指标(土壤有机质、全盐含量、碱解氮、速效磷、 速效钾、碱化度、pH值和土壤盐基离子浓度)的变化、土壤微生物指标(细菌、真菌和放 线菌)的变化、植物生长指标的变化、植物对盐分的吸收运移、柽柳根系区域的性状变化等。 从而揭示植物改良机理，以期为盐碱土植物改良提供科学的依据，同时为依据耐盐植物的耐 盐特性及其作用效果构建盐碱地耐盐植物改良模式，为盐碱地产业发展提出新方向。参