柽柳林对重盐碱地的改良研究

时间：2015-12-21 00:22:01 所属分类：农学 浏览量:

盐碱土是盐土（含有可溶性盐分较高）和碱土（含有代换性钠较多）的总称，二者在形成上联系密切，常交错分布，所以，统称为盐碱土[1].土壤盐碱化是全世界关注的问题[2].我国又是土壤盐碱化程度尤为严重的国家，大约有 9 913 万 hm的盐碱土[3],山西北部的大同

　　盐碱土是盐土（含有可溶性盐分较高）和碱土（含有代换性钠较多）的总称，二者在形成上联系密切，常交错分布，所以，统称为盐碱土[1].土壤盐碱化是全世界关注的问题[2].我国又是土壤盐碱化程度尤为严重的国家，大约有 9 913 万 hm²的盐碱土[3],山西北部的大同盆地盐碱地约 20.4 万 hm²,占山西全省盐碱地总面积的 68.1%,由于气候以及地质条件的特殊，大部分地区盐碱化程度较高，导致土地利用率低或者已荒废，地表裸露，甚至地表泛白，植物稀少，土地利用困难[4].

　　随着人口日益增长与对土地资源的需求，盐碱地作为可再生资源，将其变为可用资源已经成为国内外学者研究的方向[5].改良盐碱地方法有多种，种植耐盐碱植物是改良盐碱地的有效措施之一[6].我国柽柳属树种主要分布在西北干旱、半干旱地区以及华北滨海盐碱地区，该属植物大部分具有耐盐碱、耐水湿、耐贫瘠、抗旱的特性，是优良的盐碱地种植树种，随着生态建设的发展，柽柳的价值逐步受到重视并且得到利用[7].

　　最近几年，国内外针对土壤盐碱性的研究较多[8],从多方面分析盐碱地治理改良的措施、造林植物树种选择和盐碱地可持续发展等，研究区域范围广。郭晔红[9]提出通过种植中药材对盐碱地进行改良。王文杰等[10]研究了施加改良剂（聚马来酸酐（HPMA）和聚丙烯酸（PAA）2 种高分子聚合物配合木焦油、木醋液等）对重度盐碱地的改良效果，以及对耐盐树种杨树的生长影响，结果表明，改良剂的确起到了降低盐碱性的作用，说明杨树能够作为改良剂，从而降低土壤盐碱性。米文精等[11]针对大同盆地盐碱地的状况和耐盐碱树种进行初步评测，结果显示，其耐盐碱性由低到高依次为新疆杨<白榆<杜松<樟子松<枸杞<柽柳。目前，关于晋北地区种植柽柳对盐碱地改良的具体效果研究比较少。

　　本研究以山西省应县 2014 年 3-5 月份柽柳林对重盐碱地的改良为研究对象，从行间、株间、土层深度等方面对柽柳林土壤的理化性质进行研究，从而为应县盐碱地的发展以及土壤状况的改善提供理论依据。

　　1 材料和方法

　　1.1 试验区基本概况

　　试验地为山西省应县七中对面多年生柽柳林地，应县地处 112°58′~113°37′E,39°17′~39°45′N之间，是晋北地区的一个重盐碱地区。晋北地区面积约546667.0hm²,耕地中盐碱地约 455333.3hm²,占总耕地面积的 83%,占平川耕地面积的 94%,严重阻碍着农业生产的发展，多年来粮食产量低而不稳[12].

　　应县土地总面积约 170 733.3 hm²,其中，农耕地面积约 77 533.3 hm²,牧草地面积约 28 000 hm²,林地面积约为 15 800 hm²,未利用地面积达 21 264.1 hm²（占到全县面积的 12.5%,其中包含盐碱土沟、岩石裸露山地、荒地、滩涂）。并且应县地区属于北温带大陆性气候，海拔为 998 m,受到季风影响，四季分明，年平均气温在 7 ℃左右，年降雨量为 360 mm,年蒸发量是降水量的 5 倍，由于冬春少雨多风，地表水位下降，土壤蒸发强烈，导致土壤盐碱性日益严重[13].

　　1.2 土壤样品采集

　　在试验地内，选取已生长数年且生长状况良好、树冠发育正常的标准柽柳 3 株，分别自地径处为起始点对其行间距（南北方向）、株间距（东西方向）每隔 10 cm 为一个取样点，共取 5 点，将植株距离依次标为 0~10,10~20,20~30,30~40,40~50 cm.每点依次自上而下每隔 10 cm 共取 5 层土。选取一片无林试验区，进行同样操作，作为对照。

　　1.3 土壤样品测定 将从样地取回的土样称质量，然后将土样置于烘箱中烘干，将土壤中的根茎叶或者石头、虫体等去除，磨细。使用纸袋保存，标明植被名称、采样地点、样号、深度、采样日期等项目。然后对采集回来的土样分别进行以下测定。

　　pH 值、电导率测定：研磨后土壤与蒸馏水 1∶1混合，充分搅拌，待静置 20 min 后，分别用 pH 计、电导仪测定。

　　含水率测定：称量土壤鲜质量（mt），然后置于105~110 ℃的烘箱中烘 6~8 h 至恒质量，测定烘干土样（ml）、铝盒质量（m）。含水量=（mt-ml）/（ml-m）×100%.

　　有效 Cu,Fe 含量测定：称取磨碎土样 2 g,用王水（浓HCl∶浓HNO3=3∶1）充分浸提土壤金属离子，振荡 30 min,滤纸过滤于容量瓶中，定容至 100 mL.用原子吸收分光光度计测定有效 Fe,Cu 含量。

　　2 结果与分析

　　2.1 3-5 月份林地土壤对柽柳的响应柽柳盐碱试验地内 3-5 月份土壤基本理化性质分析列于表 1.

　　从表 1 可以看出，土壤 pH 值为 9.45,变幅在9.38~9.49 之间，标准差为 0.06,数据分布较为集中，pH 值小于无林试验地，表明试验地盐碱性降低，但是试验地土壤仍为强盐碱性；土壤溶液中的电导率平均值为 0.79 μs/cm,标准差是 0.13,变异系数为 16.46%,低于无林试验地土壤电导率；土壤含水率平均值为 27.44%,最小值为 27.02%,含水率高于无林试验地土壤含水率；土壤中 Cu 含量的平均值为 14.75 mg/kg,略高于无林试验地，在全国土壤 Cu含量分级标准中属于高等指标（大于 4.0 mg/kg）[14],最大值是 16.63 mg/kg,标准差是 1.65,变异系数是11.19%;土壤中 Fe 含量平均值是 13.23 mg/kg,最大值是 16.51 mg/kg,最小值是 11.35 mg/kg,在全国土壤 Fe含量分级标准中属于低等指标（4.5~20mg/kg），且高于无林试验地，标准差是 2.85,变异系数是21.54%,数据分布较为分散。

　　从图 1 可以看出，在柽柳盐碱地 3-5 月份内，土壤溶液电导率随月份呈逐渐上升的趋势，5 月份土壤电导率最高，为 0.91 μs/cm,3 月份最低，为0.66 μs/cm,结果表明，柽柳林改良的盐碱地土壤溶液电导性增大；土壤含水率 3 个月基本保持平稳，平均值为 27.44%.

　　由图 2 可知，在柽柳盐碱地 3-5 月份内，pH值保持平稳；Cu 含量有所下降，其中 3 月份最高，4月份最低，最高、最低值分别为 16.63,13.58 mg/kg;Fe 含量同样呈现先下降后上升的趋势，上升幅度较小，3 月份达到最大值，为 16.51 mg/kg.结果表明，3月份柽柳对盐碱地的土壤化学性质的改良效果明显高于 4,5 月份。

2.2 柽柳对土壤物理性质的影响　　由图 3 可知，土壤溶液电导率随土层深度的加深呈现微上升趋势，平均值达到 0.89 μs/cm,且10~20 cm 处土壤溶液电导率与无林试验地差别较大，明显低于无林试验地，在 0~10,20~50 cm 土层，土壤电导率高于无林试验地；土壤含水率随土层深度的加深呈现上升趋势，平均值达到 24.86%,与无林试验地相比，含水率明显增加。结果表明，采用柽柳改良盐碱土壤，可改善土壤的水分状况，提高了土壤的储水、保水能力。从图 3 还可以看出，土壤溶液电导率随行间距的增大而呈现先下降后上升的趋势，在 20~30 cm 处土壤溶液电导率最低，达到 0.67 μs/cm,最高值在 40~50 cm 处，达到0.80 μs/cm;土壤含水率在逐渐远离植株的过程中，呈现先上升后下降的趋势，其中，10~20 cm 处含水率最大，达到 35.78%,40~50 cm 处土壤含水率最低，为 27.59%.通过对盐碱地 3-5 月份物理性质的研究分析，结果表明，柽柳对盐碱地的改良有一定的效果，含水率和电导率均增大。

　　2.3 柽柳对土壤化学性质的影响

　　土壤 pH 值是反映土壤碱化程度的主要指标，当土壤 pH>10.0 时，此时土壤通常不能生长植物。

　　从图 4 可以看出，柽柳土壤 pH 值平均值为 9.27,明显低于无林试验地 pH 值，但土壤仍然属于强盐碱性，土壤 pH 值随土层加深变化不明显；土壤中有效Cu 含量随土层深度的加深先降低后上升，最后趋于稳定，平均值达到 14.42 mg/kg,在 0~30 cm 土层深度有效 Cu 含量高于无林试验地，30~50 cm 低于无林试验地；有效 Fe 含量随土层深度的加深逐渐呈现上升趋势，平均值达到 13.10 mg/kg,明显高于无林试验地。

　　从图 4 还可以看出，土壤溶液 pH 值随行间距变化则呈现先上升后下降的趋势。在 0~10 cm 土壤溶液 pH 值最低，为 9.40,在 30~40 cm 处 pH 值最大，为 9.66.离植株越远，土壤中有效 Cu 含量呈折线变化，有效 Fe 呈现出先下降后上升的趋势，在10~20 cm 处达到最低值。

　　通过 3-5 月份柽柳对盐碱地化学性质的研究表明，柽柳盐碱地 pH 值减小，有效元素增加，柽柳对盐碱地的改良效果较为显着。

　　3 讨论与结论

　　在 3-5 月份试验地内，柽柳改良后的盐碱地，土壤溶液电导率保持稳定状态；土壤含水率明显增加，可能是由于柽柳本身以及雨雪因素[15],由于试验时间相对较短，今后需要进行较长时间试验。土壤溶液随着物理性质的改善，其化学性质也相应地发生着变化，主要表现在试验地土壤含水率升高，pH 值降低，土壤金属元素含量增加，营养状况有所改善。张平[16]研究表明，改变土壤的化学性质能从根本上解决土壤的盐碱化问题。

　　本研究结果表明，在柽柳试验地内，土壤含水率较大，平均值达 27.44%,pH 值平均值是 9.27,仍是强碱性土壤，Cu 含量增加不明显，而 Fe 含量明显增加。随土层深度加深，柽柳地土壤 pH 值、电导率、含水率均表现上升，但不显着。随着离植株距离越来越远，含水量下降，而电导率、pH 值表现为先上升后下降的趋势，有效铜含量在 0~20 cm 内呈上升趋势，有效铁含量表现为先下降后上升的趋势。整体可以看出，种植柽柳对应县盐碱地的改良有一定效果，盐分明显有减小趋势。离植株越来越远，含水量减少，有机物质减少，对土壤改良效果减弱，说明柽柳在水平方向一定程度上决定着土壤的理化性质。

　　参考文献：

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　　[2]王斌，马兴旺，单娜娜，等。 新疆盐碱地土壤改良剂的选择与应用[J]. 干旱区资源与环境，2014,28（7）：111-115.

　　[3]郭世乾，崔增团，傅亲民。 甘肃省盐碱地现状及治理思路与建议[J]. 中国农业资源与区划，2013,34（4）：75-79.

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