盐渍土壤种植盐生植物对土壤理化性质的影响

盐渍土壤种植盐生植物对土壤理化性质的影响

有100多年的历史。从这个角度来看，许多技术措施已经被用来洗盐、挖沟、排盐、建台田等。这些措施有一定的效果，但也有一些缺点。例如，用淡水洗盐措施时，除了用钠、cl-e和其他盐离子外，土壤中植物所需的矿质元素（如p、fe、mg和zn）同时排盐。此外，这一措施的成本高，淡水不足。如果同时使用其他措施来改善盐碱土，首先考虑的是生物措施。20世纪60年代前后，在碱性土壤上种植了绿色植物和水稻，以改善碱土。根据这项研究，作者考虑了其他方法来改进碱土，并取得了一些成果。1985年，作者以碱蓬巨大的抗盐能力和大量盐分积累，在盐碱蓬中研究了碱蓬土壤，并取得了一些成果。1黄河三角洲盐碱土地区的盐生植物生长特性实验于1988年开始,在中国禹城地区[φ(N)=36°55′,λ(E)=116°40′]的试验田中进行.盐生植物有盐爪爪[Kalidiumfoliatum(Pall.)Moq.]、盐地碱蓬(SuaedasalsaL.Pall)、中亚滨藜(AtriplexcentralasiatieaIljin)、西伯利亚白刺(NitrariasibiricaPall).上述植物种子均采自山东省黄河三角洲盐碱土地区.先将上述4种盐生植物分别播种在中等含盐量(1%～1.3%)的土壤中,小区面积为4m2,每种植物3个重复,以裸露小区为对照(CK).出苗后定苗,株密度80m-2.出苗15d后分别测定植株干重和植株含盐(Na+)量,播种前和收获后测定每块土壤不同深度的盐分,N、P、K,有机质以及细菌和真菌含量.收获后将每种植物拔走,测定植物干重和植株含Na+量,并再次测定每块土壤的上述指标.每小区土壤周边用塑料薄膜(深1m)隔开.田间管理,除人工除草松土外,一律在自然条件下生长.1.1土壤中n含量的测定分别取不同深度的土壤0.3g,放于坩埚内,加60%高氯酸和氢氟酸各5mL,摇动使之均匀混合,置电炉上低温加热,待高氯酸冒白烟时取下坩埚,再加5mL氢氟酸,加热至干为止,取下坩埚加高氯酸3mL,蒸干去除多余的氢氟酸,再加热蒸煮至有少量白烟为止,加4mL2mmolL-1盐酸,置电炉上加热,使残渣溶解,用去离子水定容至100mL,用原子吸收光谱仪(atomicabsorptionspectrophotometre)(日立Z-8000)测定溶液中的Na+含量.土壤中N含量用凯氏定N法测定;P用碳酸钠碱液-钼锑抗坏血酸比色法测定;K利用原子吸收光谱法测定.土壤中有机质含量采用重铬酸钾法测定.1.2植物含盐量和含盐量的测定取烘干的植物材料1g,放入马伏炉中550℃灰化15h,置于干燥器中,冷却后称重,即为植物含盐量.将灰分用蒸馏水定容后用原子吸收光谱法测定Na+含量,用氯离子选择电极法测定Cl-含量.1.3土壤中微生物含量的测定1.3.1培养基细菌培养对真菌生长的影响在播种前和收获后,在不同土壤中的根际和根际外按照无菌操作技术规定取一定量土壤,在无菌室中加入一定量的无菌水,充分摇动打碎土壤,进行多次稀释后,接种到装有细菌培养基的平板上,在25℃培养24、48和72h后,统计细菌数.另外,在培养基中加10mg/mL制霉菌素(nystatin),以抑制霉菌生长.1.3.2测定了真菌含量除培养基中不加制霉菌素外,其它程序同1.3.1.2结果2.1盐生植物干物质积盐能力的比较表1表明,种植在盐渍土壤中的不同盐生植物的能力是不同的,其中盐爪爪和盐地碱蓬从土壤中吸收和积累盐的能力大于西伯利亚白刺和中亚滨藜.它们积盐能力的大小顺序为:盐爪爪>盐地碱蓬>西伯利亚白刺>中亚滨藜.另外,还可以看出4种盐生植物干物质积累的大小顺序:盐爪爪>盐地碱蓬>中亚滨藜>西伯利亚白刺.从表2可以看出,盐爪爪和盐地碱蓬地上部分和地下部分的干重以及含盐量具有明显的差异,根部的干重和含盐量只相当于地上部分的1/10左右;因此,把地上部分收割以后,植物体内所含的盐即可大部分转走,余下的根系所含盐分微乎其微.2.2不同深度的土壤深度的变化盐渍土壤种植盐爪爪、盐地碱蓬、西伯利亚白刺和中亚滨藜收获后不同深度土壤中Na+含量除CK土壤外,均有一定程度的降低(表3):3个不同深度相比,中层土壤降低最多,表层次之,最少的为深层.而不同深度的CK土壤,不但没有减少,反而增加:表层增加最多,其次为中层,深层最少.比较4种植物种植区土壤可知,降低土壤Na+含量能力最强的为盐爪爪,盐地碱蓬次之,再次为中亚滨藜和西伯利亚白刺.2.3不同类型盐生植物种的土壤n、p、k变化对土壤n、p、k的影响由表4可以看出,盐生植物种植前和收获后,盐渍土壤肥力变化随着土壤盐分降低,有不同程度的增加,N增加50%～66%,P增加92%～143%,K增加16%～21%.相反,CK土壤N、P、K分别降低了33.3%、18.7%和12.3%.4种盐生植物种种植区土壤相比,种植中亚滨藜的土壤中N、P、K增加较大,其次为盐地碱蓬、西伯利亚白刺和盐爪爪.2.4不同种植条件下的土壤有机质增加表5表明了盐生植物种植前和收获后土壤中有机质含量的变化.结果表明,种植前和收获后土壤中有机质明显增加,从34.3%增加到69.7%,其中以种植西伯利亚白刺和中亚滨藜的土壤增加得最多,分别较种植前增加了69.7%和58.8%,其次为盐爪爪(44.1%),盐地碱蓬(34.3%)增加最少.在裸露土壤中,有机质含量不但没有增加,反而降低了39%.2.5不同类型盐生植物对土壤真菌数量的影响种植不同盐生植物后,土壤细菌数量有明显的变化(表6).种植西伯利亚白刺和中亚滨藜后,增加了208%和287%,其次是盐爪爪和盐地碱蓬,细菌数量分别较种植前增加了151%和155%.CK土壤细菌数量较种植前降低了2.8%.种植不同盐生植物后,土壤真菌数量也有显著的变化(表7).其中种植中亚滨藜增大87倍,种植西伯利亚白刺增大74倍,种植盐爪爪和盐地碱蓬分别增大29倍和30倍.CK土壤真菌数量没有变化.3盐生植物的盐渍土壤特性从上述实验结果可以看出,盐渍土壤种植盐生植物后,土壤含盐量明显降低,其中主要原因为这些植物能够吸收和积累一定数量的盐分,并利用它们作为渗透调节物质,以适应盐碱土的低水势.从4种植物体含Na+量可以算出每株植物体吸收和积累Na+的能力.盐爪爪在一个生长季节中干重可以达到58.9g,含Na+量为11.8g,如果每平方米土地种植80株计,则可以从土壤中吸收Na+9345.6kg/hm2.依次类推,盐地碱蓬可以从盐渍土壤中移走Na+6851.4kg/hm2,西伯利亚白刺可从土壤中移走Na+6019.2kg/hm2,中亚滨藜可从土壤中移走Na+6098.4kg/hm2.不同盐生植物从盐渍土壤中移走盐分数量不同,是由盐生植物吸收和积累盐分的能力大小决定的.盐爪爪吸收和积累盐分的能力最大,从土壤中吸收盐的能力最大,脱盐能力也最大.中亚滨藜的吸收和积累盐分的能力最小,脱盐能力也最小.4种盐生植物吸收和积累盐分的能力大小不同,主要是由于它们在对盐渍生境的适应过程中自身的渗透调节能力不同而造成的.盐爪爪、盐地碱蓬的渗透调节物质主要是盐分(NaCl),而西伯利亚白刺和中亚滨藜的渗透调节物质除部分无机盐外,还有相当数量的有机物质.所以盐爪爪和盐地碱蓬吸收和积累盐分的能力大于西伯利亚白刺和中亚滨藜.当然盐爪爪和盐地碱蓬对盐渍土壤的脱盐能力也必然大于西伯利亚白刺和中亚滨藜.另外,种植盐生植物后,土壤中的N、P、K,有机质以及土壤微生物数量都有增大的趋势,主要原因是盐生植物在盐渍土壤中生长,其枯枝落叶、残留根系、根系分泌物、代谢过程,均有利于土壤有机物质的增长.土壤有机物质的增长必然会导致土壤微生物数量和土壤N素的增加.土壤微生物增加以后,土壤微生物的活动,植物根系呼吸作用放出的CO2溶于水后形成碳酸,此外,盐生植物根系也能分泌柠檬酸和苹果酸等有机酸,对土壤难溶物质的溶解起到促进作用,促进P、K、Ca盐等的溶解,从而全面改善土壤肥力,产生良性循环.4种盐生植物对增加土壤中有机物质含量和微生物数量上的差异,可能与其根冠比有关,西伯利亚白刺和中亚滨藜等的根冠比在一般情况下均大于盐爪爪和盐地碱蓬(未发表资料),这样其根系的代谢活动强度就要大于盐爪爪和盐地碱蓬.其中的详细机理还有待于进一步研究.植株收割晒干后,可以用作提取Na盐和Ca盐的原料,也可以用作薪材,燃烧后的灰