榆林沙區(qū)鹽漬化土地防治技術(shù)研究*

董 強(qiáng),張繼平,宋愛(ài)平,尤 飛,李 劍,李軍保

(1陜西省治沙研究所,陜西榆林 719000;2陜西省吳堡縣林業(yè)工作站,陜西榆林 718200)

土壤鹽漬化是當(dāng)今世界上土地荒漠化和土地退化的主要類型之一,也是世界性的資源問(wèn)題和生態(tài)問(wèn)題。鹽漬化土地的改良和防治是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,應(yīng)視各地具體情況制定不同的措施,進(jìn)行防治。本項(xiàng)目根據(jù)榆林沙區(qū)的實(shí)際情況主要開展了以生物防治為主的試驗(yàn)研究,通過(guò)植樹造林,建立防護(hù)林體系,使植物從土壤中吸取水分,減少土壤中的水分含量,起到降低地下水位的作用,同時(shí)增加植被覆蓋度,減少地表蒸發(fā)可有效防止土壤鹽分積累,另一方面植物可以改良土壤結(jié)構(gòu),增加土壤肥力,從而使鹽漬土得到逐步改良[1]。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選在定邊縣城北的馬蓮灘林場(chǎng),屬長(zhǎng)城沿線風(fēng)沙灘地區(qū),該區(qū)年均氣溫7.8℃,年均降水量316.9 mm,無(wú)霜期120 d。試驗(yàn)區(qū)地勢(shì)平緩,土壤以沙土和鹽堿土為主,土壤含鹽量較低,屬于輕度鹽漬化土地,在積鹽期土壤鹽分含量較高,而到淋溶期隨著降水的增加,土壤鹽分逐漸降低(見表1)。

表1 試驗(yàn)地不同時(shí)期鹽分含量調(diào)查

2 研究方法和內(nèi)容

2.1 研究方法

選擇不同植物種進(jìn)行不同的整地方式、栽植技術(shù)以及生化制劑處理試驗(yàn),通過(guò)對(duì)供試植物種抗鹽堿能力及鹽漬化土地土壤理化性質(zhì)的觀察測(cè)定,提出改造鹽漬化土地的適宜樹種和相應(yīng)治理技術(shù)。

2.2 研究?jī)?nèi)容

2.2.1 耐鹽堿植物種選擇試驗(yàn) 本項(xiàng)目選擇造林試驗(yàn)的樹種有8種,其中喬木有新疆楊、河北楊、旱柳、漳河柳、沙棗,灌木有檉柳、沙棘、四翅濱藜,造林株行距喬木為2 m×2 m或2 m×3 m,灌木為1 m×1 m或1 m×2 m。

2.2.2 常規(guī)造林試驗(yàn) 選擇沙棘、檉柳、四翅濱藜、漳河柳、沙棗進(jìn)行常規(guī)造林試驗(yàn)。灌木株行距1 m×2 m;喬木株行距為2 m×3 m。

2.2.3 不同整地方法造林試驗(yàn) 本試驗(yàn)選擇沙棘、檉柳、四翅濱藜進(jìn)行高壟栽植、低床栽植、穴栽試驗(yàn),壟高 30 cm,床寬80 cm,壟寬 120 cm,將床面15 cm表土翻至壟臺(tái)上,栽植穴規(guī)格為30 cm×30 cm×40 cm。

2.2.4 生化制劑改良造林試驗(yàn) 用生化制劑“康地寶”進(jìn)行土壤改良試驗(yàn)。選擇沙棘、檉柳穴栽,生化制劑用3種不同濃度(1 000、3 000、5 000倍),株行距1 m×1 m,栽植穴規(guī)格為30 cm×30 cm×40 cm。

2.2.5 植物殘?bào)w填充阻鹽造林試驗(yàn) 以沙棘、檉柳、四翅濱藜為供試樹種,將玉米秸稈粉碎成長(zhǎng)約5 cm的小段,設(shè)置在栽植坑的四周及底部,然后填土覆蓋,栽植深度40 cm,株行距1 m×1 m,栽植穴規(guī)格為30 cm×30 cm×40 cm。

2.2.6 深栽避鹽造林試驗(yàn) 選擇河北楊、新疆楊和旱柳3個(gè)樹種作為供試材料,其中旱柳為截干造林,柳干直徑8～15 cm,高2.5 m,河北楊和新疆楊為2年生苗,分別高2 m和2.5 m。栽植時(shí),河北楊、新疆楊分0.8、0.5 m 兩個(gè)栽植深度,旱柳分0.6、1.0 m兩個(gè)栽植深度,株行距2 m×2 m,栽植后進(jìn)行澆水、防蟲,抹芽管理。

3 結(jié)果與分析

鹽堿地造林成功的前提是選擇耐鹽樹木。鹽分對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有一定的抑制作用。但是,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然選擇和適應(yīng)馴化,一些樹木仍然能夠在鹽脅迫環(huán)境下生長(zhǎng),說(shuō)明它們?cè)陂L(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中對(duì)鹽分脅迫有了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施[2]。

3.1 不同植物種的耐鹽性

不同植物種造林試驗(yàn)從4月7日開始16日結(jié)束,造林后一直未遇有效降水,4～7月的降水量?jī)H為36.8 mm,為該縣30年同期平均降水量的24.3%,(其中4月份 9.4 mm、5月份2.3 mm、6月份1.3 mm,7月份 23.8 mm),為了減輕干旱對(duì)造林成活的影響,此間先后人工澆水3次,但由于空氣干燥,氣溫高,蒸騰強(qiáng)烈,幼苗失水嚴(yán)重,仍導(dǎo)致試驗(yàn)成活率普遍不高,生長(zhǎng)不良(見圖1),對(duì)試驗(yàn)造成嚴(yán)重影響。同比條件下沙棘的成活率最好,大田穴栽為59%,采用植物殘?bào)w填充造林達(dá)到81%,其次是河北楊、檉柳、旱柳,最高成活率分別為 70%、63%、61%,四翅濱藜、漳河柳、沙棗、新疆楊的成活率分別為 56%、49%、39%、24%。由試驗(yàn)分析可知,沙棘、河北楊、檉柳和旱柳是在該鹽堿地區(qū)比較適生的植物品種。

圖1 造林試驗(yàn)成活及生長(zhǎng)情況圖

3.2 不同整地方法對(duì)造林成效的影響

造林地的整理是在造林前改善環(huán)境條件的一項(xiàng)措施。通過(guò)整地可以改善造林的立地條件、清除灌木、雜草和采伐剩余物。在造林前后的一段時(shí)間里,增加直接投射到地面的透光度,還可以改變小地形,使透光度增加或減少。整地清除了地表植被,增加透光度,因而在白天地表層的溫度要比有植被覆蓋時(shí)上升得快,整地后改變了土壤物理性,使土壤溫度狀況發(fā)生變化[3]。因而,能提高造林成活率及使幼林的生長(zhǎng)情況顯著改善。整地還能保持水土、減免土壤侵蝕,同時(shí)也有利于造林施工,提高造林質(zhì)量。

3.2.1 生長(zhǎng)情況調(diào)查 在高壟這種微地形情況下,壟臺(tái)處于高處,暴露面積大,地溫回升快,風(fēng)吹強(qiáng)烈,致使土壤蒸發(fā)強(qiáng)烈,因此含鹽量比低床高。低床由于含鹽高的表土被鏟除,因此其表土含鹽較低(見表2)。

表2 溝壟整地措施后不同部位土壤水分和鹽分情況

通過(guò)調(diào)查分析沙棘、檉柳、四翅濱藜?jí)排_(tái)和低床造林試驗(yàn)數(shù)據(jù),可以看出低床的效果較好,3個(gè)樹種的成活率比對(duì)照提高5%～16%,而壟臺(tái)造林中,四翅濱藜成活率高于對(duì)照,沙棘、檉柳成活率均低于對(duì)照(見表3)。

表3 壟作整地措施造林試驗(yàn)生長(zhǎng)情況調(diào)查

3.2.2 抗鹽堿機(jī)理分析 壟作作為一種保護(hù)性耕作方式,主要通過(guò)改變地表微地形,擴(kuò)大田間光照面積,提高土壤溫度,攔蓄徑流,相對(duì)增加土壤蓄水 ,有效協(xié)調(diào)水、肥、氣 、熱 、光 、溫等關(guān)系 ,為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。低床種植通過(guò)調(diào)節(jié)自然降水的再分配,增加床面土壤水分含量,提高水分利用率,通過(guò)淋溶作用降低土壤鹽分含量,有利于提高造林成活率,但在地下水位較高的地方,淋溶不暢,由于處于較低位置,反而容易返鹽,聚集鹽分,影響林木的生長(zhǎng)發(fā)育。

3.3 植物殘?bào)w填充阻鹽造林

3.3.1 生長(zhǎng)情況調(diào)查 通過(guò)調(diào)查分析沙棘、檉柳、四翅濱藜在造林過(guò)程中填充植物殘?bào)w的生長(zhǎng)情況,可以看出,不同程度地提高了造林成活率(見表4)。因此,在鹽漬化土地造林中可推廣使用植物枯殘物填充來(lái)提高造林成效。

3.3.2 抗鹽堿機(jī)理分析 在造林過(guò)程中施用植物殘?bào)w,可以改善土壤通透性,表現(xiàn)在土壤容重降低0.1 g/cm3,土壤孔隙度增加4%,從而有利于降水下滲及鹽分的淋洗下移和有害物質(zhì)的降解。分析發(fā)現(xiàn)土壤水分含量增加1.4%～2.5%,而植物殘?bào)w腐解所產(chǎn)生的有機(jī)酸,能中和土壤堿性,土壤p H值降低0.35～0.8,從而減少鹽堿對(duì)植物根系的傷害(見圖2)。

表4 植物殘?bào)w填充造林試驗(yàn)生長(zhǎng)情況調(diào)查

圖2 植物殘?bào)w填充物對(duì)土壤物理性狀影響

3.4 深栽避鹽造林

3.4.1 成活率調(diào)查 從試驗(yàn)結(jié)果看,河北楊、旱柳、新疆楊的成活率比其對(duì)照分別提高20%、15%、5%(見表5),可以看出深栽造林有利于提高林木的成活率。

表5 深栽造林成活率調(diào)查

3.4.2 抗鹽堿機(jī)理分析 分布在半干旱地區(qū)的鹽漬化土壤的積鹽層和鹽結(jié)皮均較薄,鹽分表聚性強(qiáng),季節(jié)性變化大,但心底土含鹽量較低,多呈斑塊狀分布,為了使根系層避開鹽分較高的土層,減少鹽堿對(duì)根系的傷害,可進(jìn)行深栽[3]。

3.5 生化制劑改良造林

據(jù)資料報(bào)道,通過(guò)生物制劑對(duì)鹽漬化土壤進(jìn)行化學(xué)改良,可以改善土壤結(jié)構(gòu),降低容重和堅(jiān)實(shí)度,提高土壤孔隙度,從而增強(qiáng)土壤的滲透性,減少地面蒸發(fā),抑制水鹽向上運(yùn)行,加速水鹽向下淋洗,有利于鹽分的淋洗和減少鹽分向地表積聚,使土壤鹽分含量減少,從而有利于植物的生長(zhǎng)。

本試驗(yàn)采用“康地寶”土壤改良劑對(duì)栽植的沙棘、檉柳進(jìn)行澆灌處理,澆灌濃度分別為1 000、3 000和5 000倍稀釋液,澆灌3次后調(diào)查其成活率。這3個(gè)濃度試驗(yàn)的效果不佳。但據(jù)呼和浩特市土壤肥料工作站郝尚華等“康地寶改良鹽堿地試驗(yàn)研究”表明,鹽堿地施用康地寶,能夠明顯地降低土壤 pH值與含鹽量,具有良好的改良作用[4]。因此,本試驗(yàn)對(duì)于“康地寶”土壤改良劑的應(yīng)用有待于進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。

4 結(jié)論

試驗(yàn)表明:在榆林沙區(qū)無(wú)排灌條件的鹽堿地造林,在遭受特大旱災(zāi)的情況下,選擇栽植的沙棘、檉柳、河北楊、旱柳在參試植物中成活率較高,說(shuō)明以上樹種有較強(qiáng)的耐鹽性,造林后,通過(guò)植物根系吸收土壤水分,葉面蒸騰將水分送入大氣,調(diào)節(jié)和降低地下水,在水文意義上具有生物排水作用,可促進(jìn)鹽堿地生態(tài)平衡;鹽堿地壟作造林,造林時(shí)由于將表層含鹽量高的土層翻到壟頂,低床土層含鹽量降低,有利于提高造林成活率,但在地下水位較高的地方,淋溶不暢,由于處于較低位置,積鹽期反而容易返鹽,聚集鹽分,影響林木的生長(zhǎng)發(fā)育;植物殘?bào)w填充阻鹽造林,可以改善土壤通透性,利于降水下滲及鹽分的淋洗下移和有害物質(zhì)的降解,減少鹽堿對(duì)植物根系的傷害,促進(jìn)了造林的成活和生長(zhǎng);喬木深栽避鹽造林可使苗木根系層避開鹽分較高的土層,減少鹽堿對(duì)根系的傷害,一般栽植深度以不小于80 cm為宜;生化制劑“康地寶”試驗(yàn)效果不明顯。

[1] 李 昂.不同綠色覆蓋模式的抑鹽效應(yīng)研究[D].蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2005.

[2] 王志平.重度造堿地的糠醛法改良與植物修復(fù)初步研究[D].長(zhǎng)春:東北師范大學(xué),2005.

[3] 謝承陶.鹽漬土改良原理與作物抗性[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,1992:3-5.

[4] 郝尚華,劉林貴,王冠男.康地寶改良鹽堿地試驗(yàn)研究[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2004,22(4):78.