種植檉柳對重度鹽堿地改良效果分析*——以應(yīng)縣為例

劉　艷　姚延梼

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院　山西太谷　030801

摘要：以晉北朔州市應(yīng)縣多年生檉柳地鹽堿土為研究對象，按土壤深度和行間變化采集土壤樣品，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方式分析土壤基本情況，探討鹽堿分布格局。結(jié)果表明：在試驗(yàn)地內(nèi)，樣地含水率較大，pH值為9.56，為極強(qiáng)堿性土質(zhì)；土壤有效銅含量與電導(dǎo)率之間存在正相關(guān)，但并不顯著；隨著土層深度的增加，檉柳地土壤pH值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，電導(dǎo)率、含水率均表現(xiàn)為逐漸上升；在遠(yuǎn)離植株的過程中，pH值和電導(dǎo)率均表現(xiàn)為先下降后上升，含水率逐漸下降。應(yīng)縣鹽堿地土壤有效銅含量屬于高等水平，積累現(xiàn)象明顯，且有效銅含量會隨著距離植株遠(yuǎn)近而變化，卻不會隨著土壤深度的變化而變化。試驗(yàn)得出，檉柳種植對降低鹽堿度有一定效果，經(jīng)過種植檉柳的鹽堿土鹽分明顯低于對照，檉柳根系分布的范圍在一定程度上決定了土壤鹽堿性。

關(guān)鍵詞：土壤鹽堿化，有效銅含量，檉柳

種植檉柳對重度鹽堿地改良效果分析*——以應(yīng)縣為例

劉艷姚延梼

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院山西太谷030801

摘要：以晉北朔州市應(yīng)縣多年生檉柳地鹽堿土為研究對象，按土壤深度和行間變化采集土壤樣品，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方式分析土壤基本情況，探討鹽堿分布格局。結(jié)果表明：在試驗(yàn)地內(nèi)，樣地含水率較大，pH值為9.56，為極強(qiáng)堿性土質(zhì)；土壤有效銅含量與電導(dǎo)率之間存在正相關(guān)，但并不顯著；隨著土層深度的增加，檉柳地土壤pH值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，電導(dǎo)率、含水率均表現(xiàn)為逐漸上升；在遠(yuǎn)離植株的過程中，pH值和電導(dǎo)率均表現(xiàn)為先下降后上升，含水率逐漸下降。應(yīng)縣鹽堿地土壤有效銅含量屬于高等水平，積累現(xiàn)象明顯，且有效銅含量會隨著距離植株遠(yuǎn)近而變化，卻不會隨著土壤深度的變化而變化。試驗(yàn)得出，檉柳種植對降低鹽堿度有一定效果，經(jīng)過種植檉柳的鹽堿土鹽分明顯低于對照，檉柳根系分布的范圍在一定程度上決定了土壤鹽堿性。

關(guān)鍵詞：土壤鹽堿化，有效銅含量，檉柳

收稿日期：*基金項(xiàng)目：國家公益項(xiàng)目晉北重度鹽堿地植被恢復(fù)集成技術(shù)研究(201304326)；山西林業(yè)廳晉北鹽堿地困難立地造林配套;技術(shù)研究(2012HX32)

作者簡介：劉艷，在讀研究生，研究方向?yàn)樯峙嘤?/p>

通信作者：姚延梼，博士，教授，主要從事林木經(jīng)營及育種研究，E-mail：sxndyaoyantao@126.com

Abstract:ThesalinesoilofperennialTamarixchinensisinYingCountyofShuozhouinNorthShanxiProvincewasstudiedandanalyzedwithsoilsamplescollectedatdifferentdepthandleadingchangesforunderstandingthebasicconditionofsoilandexploringthesalinitydistributionpattern.Theresultsshowedthatwithinthetestplot,itsmoisturecontentwashigh,andthepHvaluewas9.56,whichindicatedthatthesoilisstrongalkalinesoil.Positivecorrelationbetweenavailablecoppercontentinsoilandelectricconductivitycouldbefound,butitswasnotsignificant.Withtheincreaseofsoildepth,thepHofT.chinensisforestsoilfirstwentdownandthenrose,whileelectricconductivityandmoisturecontentweregraduallyrising.Intheprocessofstayingawayfromtheplants,thepHvalueandelectricconductivitydeclinedfirstandthenrose,whilethemoisturecontentgraduallydecreased.Theavailablecoppercontentinsaline-alkalisoilinYingCountystaysathighlevel,showingaobviousaccumulatingphenomenon.Andtheavailablecoppercontentwillchangeasthedistancesfromtheplantvary,butwillnotchangewiththechangeofsoildepth.ExperimentsresultsshowedthatplantingT.chinensishascertaineffectonreducingsalinity.Andthesalinityinthesaline-alkalisoilplaceswhereT.chinensisgrowsislowerincontentthanthatincontrolgroup.ThedistributionareaofofT.chinensisrootsystemdeterminestosomeextentthesalinityofsoil.

EffectofTamarixchinensisontheImprovementofSevereSaline-alkaliLand:ACaseStudyofYingCounty

LiuYanYaoYantao

(CollegeofForestry,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,Shanxi,China)

Keywords:soilsalinization,availablecoppercontent,Tamarixchinensis

鹽堿土也可稱為鹽漬土，包括鹽土和堿土2種不同類型[1]。其產(chǎn)生的主要原因是在蒸騰作用下，溶于水中的土壤鹽分隨毛細(xì)管上升至土壤表層，水分蒸發(fā)，而鹽分則留在表層，伴隨降水量小，不能把土壤表層的鹽分淋溶排走，致使土壤表層積鹽逐年嚴(yán)重[2]。土壤的鹽堿化目前已經(jīng)是一個(gè)世界性難題[3-4]。世界約20%的農(nóng)業(yè)用地鹽堿程度仍在不斷加重[5]，常造成土壤一毛不拔，嚴(yán)重浪費(fèi)土地資源[6]。治理和改造鹽堿地的方法主要包括排水溝排鹽[7]、生物改良、化學(xué)改良、農(nóng)業(yè)改良[8]等，而生物改良措施被認(rèn)為是當(dāng)前最具經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的措施。

近年來，國內(nèi)外針對土壤鹽堿性的研究較多[9]，從鹽堿地治理改良的措施、造林植物樹種選擇和鹽堿地可持續(xù)發(fā)展等多方面進(jìn)行了分析。王文杰等[10]討論了施加改良劑對重度鹽堿地的改良效果及其對耐鹽樹種楊樹的生長影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)改良劑的確起到了導(dǎo)致鹽堿地pH值和鹽分下降的作用，而且種植楊樹能夠強(qiáng)化改良劑的效果。米文精等[11]對大同盆地鹽堿地狀況和抗堿樹種進(jìn)行了初步評測，其耐鹽性為檉柳>枸杞>樟子松>杜松>白榆>新疆楊。郭曄紅[12]提出了通過種植中藥材對鹽堿地進(jìn)行改良。高彥花等[13]對濱海鹽堿地的不同耐鹽堿植物進(jìn)行了探索，發(fā)現(xiàn)白刺改良堿土效果最好，杜梨次之，銀水牛果較差?，F(xiàn)今，鹽堿地改良的研究已有不少報(bào)道，而關(guān)于種植檉柳對鹽堿地改良的具體效果和根系主要分布對土壤的影響研究較少。本研究以山西省朔州市應(yīng)縣鹽堿地內(nèi)抗逆樹種檉柳為研究對象，對其改良效果和方式進(jìn)行測定分析，研究行間、深度變化、根系分布等因素的影響，以期為改善土壤狀況提供理論依據(jù)。

1材料和方法

1.1　試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)地處山西省朔州市應(yīng)縣，位于39°17′—39°45′N，112°58′—113°37′E。應(yīng)縣土地總面積17.07萬hm2，其中農(nóng)耕地7.75萬hm2，牧草地為2.8萬hm2，林地1.58萬hm2，未利用地2.13hm2(占到全縣面積的12.5%，其中包含鹽堿土溝、巖石裸露山地、荒地、灘涂)。應(yīng)縣海拔1000～2300m，東北、西北為黃土丘陵區(qū)。平川區(qū)是大同盆地的組成部分，鹽堿荒灘位于盆地低洼處。土壤pH值在8.45～10.45，呈堿性。應(yīng)縣境內(nèi)氣候寒冷干燥，年平均氣溫7℃左右，年均降水量360mm，年蒸發(fā)量是降水量的5倍。由于冬春少雨多風(fēng)，土壤蒸發(fā)強(qiáng)烈，地表水位下降，導(dǎo)致地表積鹽和土壤鹽堿性日益嚴(yán)重。

1.2　土壤樣品采集

試驗(yàn)樣地位于應(yīng)縣七中對面，海拔998m，已種植成片抗逆樹種檉柳多年，土壤鹽堿化嚴(yán)重，極具代表性。檉柳平均樹高1.5m。在試驗(yàn)地內(nèi)選取長勢良好、樹冠發(fā)育正常的檉柳平均木3株。以所選檉柳地徑處為起始點(diǎn)，沿垂直于行間方向每隔20cm為一個(gè)取樣點(diǎn)，共取5點(diǎn)。用鋁盒分別采集土層為0～20cm，20～40cm，40～60cm，60～80cm，80～100cm，共150個(gè)土樣，包含平行樣，設(shè)置空白對照。將烘干后的土樣充分?jǐn)噭颍蕹捶纸庵参锔?、莖，研磨、過篩保存以備用。為防止土樣污染，土樣采集、粉碎、保存均使用塑料制品和木質(zhì)工具。

1.3　土壤分析方法

1)含水量測定。稱量土壤鮮重(mt)，置于105～110℃的烘箱中烘6～8h至恒重，然后測定烘干土樣(m1)、鋁盒重(m)。含水量=(mt-m1)/(m1-m)×100%。

2)pH值、電導(dǎo)率測定。研磨后土壤與蒸餾水1∶1混合，充分?jǐn)嚢?，靜置20min后分別用pH計(jì)、電導(dǎo)儀測定。

3)有效Cu測定。稱取磨碎土樣2g，用王水充分浸提土壤金屬離子，震蕩30min，濾紙過濾于容量瓶中，定容至100ml，用原子吸收分光光度計(jì)測定有效Cu含量。

2結(jié)果與分析

2.1　種植檉柳對土壤基本狀況的影響

在試驗(yàn)地內(nèi)，分別對3株檉柳的15個(gè)樣點(diǎn)150個(gè)土壤有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。由表1可以看出，檉柳地土壤含水量平均值30.19%，最小含水量20.07%，最大達(dá)到54.81%(約為最小值的2倍)，標(biāo)準(zhǔn)差為0.06，變異系數(shù)18.51%，遠(yuǎn)高于空白土壤。土壤溶液pH值為8.45～10.45，平均值9.56，屬于強(qiáng)堿、極強(qiáng)堿性土壤，標(biāo)準(zhǔn)差0.56；數(shù)據(jù)分布較為集中，且低于空白土壤pH值。檉柳可以提高土壤的保水力，降低土壤鹽堿性。

表1　試驗(yàn)地土壤含水量、pH值、電導(dǎo)率、有效銅含量分析結(jié)果

注：t0.05(23)=2.069t0.01(23)=2.807

圖1　試驗(yàn)地各土層深度、離植株不同距離土壤電導(dǎo)率、pH值、含水量變化

土壤有效銅含量變化范圍在11.14～29.70mg/kg，平均值16.51mg/kg，在全國土壤有效銅分級標(biāo)準(zhǔn)中屬于高等指標(biāo)(>4.0mg/kg)，標(biāo)準(zhǔn)差為4.83，數(shù)據(jù)分布偏離散。土壤的鹽堿性可用電導(dǎo)率來表示，電導(dǎo)率的高低表明土壤溶液傳導(dǎo)電流的高低。實(shí)驗(yàn)測得土壤電導(dǎo)率變化范圍在0.05～1.26，平均值0.16，變異系數(shù)34.19%，數(shù)據(jù)分布較為分散。土壤電導(dǎo)率在土樣之間存在較大的變異性反映了不同檉柳間對鹽堿地電導(dǎo)率產(chǎn)生了明顯的影響。從表1得知，在鹽堿試驗(yàn)地內(nèi)，土壤有效銅含量與電導(dǎo)率之間存在相關(guān)性，但并不顯著，與pH之間不存在相關(guān)性。電導(dǎo)率與有效銅含量的相關(guān)系數(shù)為0.14，其值大于0，表明有效銅含量與電導(dǎo)率之間存在正相關(guān)，即隨著有效銅含量增大，電導(dǎo)率也增大；但有效銅與電導(dǎo)率的t值為0.69，均遠(yuǎn)低于t0.05(23)和t0.01(23)。這表明有效銅含量與電導(dǎo)率之間關(guān)系并不顯著。Cu2+的多少對電導(dǎo)率的高低并不能起到?jīng)Q定性的作用，這與土壤中存在的其他有效金屬離子(Mg2+、Zn2+、Fe3+等)有關(guān)。

2.2　各土層深度，離植株不同距離對土壤基本狀況的影響

在不同土層深度、離植株不同距離下，對所采集土樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。由圖1可知，在檉柳試驗(yàn)地內(nèi)隨著土層深度的逐漸加深，土壤電導(dǎo)率呈現(xiàn)逐漸上升趨勢，在80～100cm處最大，達(dá)到0.74，且仍低于空白土壤電導(dǎo)率。在逐漸遠(yuǎn)離檉柳的過程中，土壤溶液電導(dǎo)率呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，其中在40～60cm處出現(xiàn)最小值0.45。土壤pH值隨著土層深度的不斷加深，表現(xiàn)為先上升后降低，中間層pH值達(dá)到最大(9.62)，最小值出現(xiàn)在表層(9.48)，低于空白土壤。在逐漸遠(yuǎn)離檉柳的過程中，表現(xiàn)為在0～80cm范圍內(nèi)逐漸降低，80～100cm處又上升，最低值僅為8.80。檉柳土壤含水率遠(yuǎn)高于空白土壤含水率，且兩者均表現(xiàn)為隨著深度的增加而上升，在逐漸遠(yuǎn)離植株的過程中，土壤含水率逐漸下降，在100cm處僅為27.18%。

所選檉柳試驗(yàn)地內(nèi)，數(shù)據(jù)顯示電導(dǎo)率、pH值均低于空白對照，含水率高于空白土壤。電導(dǎo)率和pH值是反應(yīng)土壤鹽堿性的2個(gè)重要指標(biāo)，且相比空白對照呈現(xiàn)降低的趨勢，說明檉柳的確對試驗(yàn)地起到了降低鹽堿的作用。造成土壤鹽堿化的重要原因是蒸發(fā)強(qiáng)度過大，地下水上升、鹽分析出。檉柳此時(shí)還對鹽堿地起到保持水分的作用，同時(shí)降低土壤鹽堿化。在土層深度加深和遠(yuǎn)離植株的過程中，檉柳根系伸張長度和范圍起到了至關(guān)重要的作用，決定其能夠在惡劣的環(huán)境中生長。在測量過程中發(fā)現(xiàn)，檉柳根系主根粗壯明顯，長度達(dá)100cm左右，直徑大約10cm，側(cè)根、須根少且短，地面向下40～60cm處根量達(dá)到最大，水平伸展范圍在80cm以內(nèi)。這試驗(yàn)說明根系是降低土壤鹽堿性、增強(qiáng)保水性的重要因素。

2.3　檉柳對土壤有效Cu含量的影響

有效Cu是植物生長必須的營養(yǎng)元素，在植物的生理代謝上發(fā)揮重要作用[14-15]。

表2的方差分析顯示，不同土層深度下土壤有效Cu含量差異不顯著，表明雖土壤深度不斷變化，但有效Cu含量變化不明顯。離植株不同距離的土壤有效Cu含量差異顯著，即離植株距離會影響有效土壤有效Cu含量。在離植株距離A因素與土層深度因素互作的影響下，有效Cu含量差異不顯著。這同樣與檉柳根系延伸所及范圍有關(guān)。

表2　試驗(yàn)地土壤有效銅方差分析結(jié)果

注：t0.05(23)=2.069t0.01(23)=2.807

3結(jié)論

1)在試驗(yàn)地內(nèi)，土壤含水率較大，pH值為9.56，為極強(qiáng)堿性土質(zhì)。土壤有效銅含量增加，電導(dǎo)率也會增加，存在正相關(guān)，但并不顯著。

2)隨著土層深度的增加，檉柳地土壤pH值呈現(xiàn)先上升后下降，電導(dǎo)率、含水率均表現(xiàn)為逐漸上升。在遠(yuǎn)離植株的過程中，pH值和電導(dǎo)率均表現(xiàn)為先下降后上升，含水率則逐漸下降。整體可以看出，檉柳種植對降低鹽堿度有一定效果，檉柳根系分布范圍在一定程度上決定了土壤鹽堿性。

3)與全國土壤背景值相比，應(yīng)縣鹽堿地土壤有效銅含量屬于高等水平，積累現(xiàn)象明顯。有效銅含量會隨著距離植株遠(yuǎn)近而變化，卻不會隨著土壤深度的變化而變化。

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