【摘要】：土壤鹽堿化是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要脅迫因素之一，鹽堿土改良利用長期以來也是全球退化土地治理領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一。鹽堿地的改良利用是一個(gè)長期的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其改良利用的核心是減少土壤有害鹽分，改善作物生長發(fā)育所需的土壤環(huán)境。針對傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)不能滿足鹽堿地改良和持續(xù)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力需求的問題，探索新的鹽堿地改良技術(shù)成為急切解決的科學(xué)難題。當(dāng)前，以耐鹽植物利用為核心的技術(shù)被普遍認(rèn)為是未來鹽堿地改良修復(fù)和高效利用的突破口。 本文為探求不同類型耐鹽植物對鹽堿土改良效果及其機(jī)理，在寧夏銀北地區(qū)以鹽堿荒地為對照，選取3種有代表性的不同類型耐鹽植物（檉柳、葦狀羊茅、油葵），從土壤、植物兩方面入手進(jìn)行試驗(yàn)研究。經(jīng)過3年（2008-2010）的試驗(yàn)，觀測分析了不同類型耐鹽植物對鹽堿土壤理化性質(zhì)、土壤鹽分含量、土壤微生物特性的變化、耐鹽植物對鹽分的吸收、運(yùn)移的及其生物學(xué)響應(yīng)等。得出以下主要結(jié)論： （1）耐鹽植物對土壤物理性質(zhì)改善明顯。主要表現(xiàn)在：土壤容重的逐年減少，土壤孔隙度明顯增加。改善的土層順序?yàn)?-20cm＞20-40cm＞40-60cm。與對照相比，檉柳、葦狀羊茅、油葵0-20cm土層，土壤容重分別降低了14.04%、15.73%和10.11%，土壤孔隙度增加了15.05%、18.50%和10.45%。對土壤物理性狀改善能力為：檉柳＞葦狀羊茅＞油葵。葦狀羊茅和油葵對0-40cm土層物理性狀改善明顯，檉柳對0-60cm土層物理性狀改善明顯。土壤水分分布表明，耐鹽植物作用下，表現(xiàn)出明顯的抑制春季土壤返鹽，增加秋季鹽分向下淋洗；土壤的初始入滲速率和穩(wěn)定入滲速率均得到不同程度的增加，入滲由強(qiáng)到弱的順序?yàn)闄f柳＞葦狀羊茅＞油葵。三種耐鹽植物作用下的土壤，通過物理性質(zhì)的改善，與植物的覆蓋、對水分的吸收，改變了土壤水鹽的運(yùn)動(dòng)方向，抑制了鹽分的上升，且鹽分向下淋洗作用增強(qiáng)，利于土壤耕層排鹽。 （2）耐鹽植物作用下土壤有機(jī)質(zhì)均呈增加趨勢，增幅順序?yàn)闄f柳＞葦狀羊茅＞油葵。各土層的鹽分呈現(xiàn)波動(dòng)狀降低，后一年春季大于前一年秋季，即春季返鹽現(xiàn)象較為嚴(yán)重。土壤返鹽程度為0-20cm＞20-40cm＞40-60cm。土壤全鹽含量降低為0-20cm＞20-40cm＞40-60cm、檉柳＞葦狀羊茅＞油葵。耐鹽植物根系作用區(qū)土壤營養(yǎng)成分均呈現(xiàn)波動(dòng)狀變化趨勢，播種前高于收獲后；檉柳對土壤中的堿解氮總體具有富集作用，而葦狀羊茅和油葵對堿解氮消耗較大，需要及時(shí)施用氮可提高其改良效果。檉柳和油葵可以促進(jìn)土壤中緩效磷向速效磷轉(zhuǎn)化，而種植葦狀羊茅需要及時(shí)施磷肥可提高其改良效果。油葵作用下的土壤含鉀量略有上升，葦狀羊茅和檉柳作用下的土壤則呈現(xiàn)相反趨勢。這主要是由于經(jīng)過改良后的土壤物理性質(zhì)得到改善，土壤固持的鉀素得到釋放，因此鹽堿土中的鉀的釋放、肥力的發(fā)揮與全鹽含量密切相關(guān)；堿化度變化均隨治理時(shí)間的延長呈現(xiàn)波動(dòng)狀減少趨勢。油葵第一個(gè)生長期亞表層出現(xiàn)代換性鈉離子“聚集”現(xiàn)象，表明淺層翻耕、耙磨對土壤洗鹽效果不明顯，改善土壤的通透性才是洗鹽的前提條件。 （3）耐鹽植物對鹽堿土微生物環(huán)境有明顯的改善作用。對微生物環(huán)境的改善能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)闄f柳＞葦狀羊茅＞油葵。土壤全鹽、容重和堿化度均與土壤細(xì)菌、真菌呈顯著負(fù)相關(guān)。說明鹽堿脅迫不利于土壤微生物環(huán)境的良好發(fā)展。有機(jī)質(zhì)、速效鉀分別與堿解氮、速效磷、真菌、放線菌呈顯著正相關(guān)，表明增加土壤有機(jī)肥可提高土壤微生物數(shù)量，改善土壤微生物環(huán)境。由此可知，鹽堿地改良目標(biāo)就是降低鹽分含量、容重，增加土壤通透性和土壤肥力，，從而改善土壤理化性質(zhì)和微生態(tài)環(huán)境。 （4）試驗(yàn)結(jié)果表明，土壤全鹽含量與耐鹽植物出苗（返青）率呈線性負(fù)相關(guān)。從連續(xù)3年的出苗（返青）率可以看出，土壤含鹽量逐漸減少，土壤結(jié)構(gòu)逐漸改善；從相對生長速率（RGV）和自由水與束縛水比值綜合來看，三種植物的耐鹽性能為：葦狀羊茅＞檉柳＞油葵。一年生經(jīng)濟(jì)作物作為研究對象，其生物量的增加可更清楚地反映治理效果。 （5）初步得出各鹽基離子在植物根莖葉中的分配比例（Cl-在檉柳、葦狀羊茅和油葵體內(nèi)根莖葉分配比例分別為：1.7:1:7.0、0.5:1:2和0.3:1:0.3；Ca2+分別為：1.5:1:4、4.7:1:2、1:1:5；K+分別為：1.4:1:2.1、0.6:1:1.5和0.2:1:1；Na+分別為：1.3:1:2.2、5:1:1.3和2.5:1:0.8）。檉柳對Na+的主動(dòng)吸收、運(yùn)輸能力很強(qiáng)，檉柳更適合在含Na+高的鹽堿土上種植。計(jì)算出耐鹽植物對土壤鹽分的主動(dòng)吸收量。計(jì)算出三種耐鹽植物（檉柳，葦狀羊茅和油葵）的“吸收運(yùn)移脫鹽率”（分別為0.8%、2.0%和4.3%）和“增滲抑蒸脫鹽率”（分別為81.1%、65.9%和46.8%）。所以，土壤鹽分的降低不但與水分的淋洗有關(guān)，而且與耐鹽植物的吸收亦有密切關(guān)系。植物對鹽分的主動(dòng)吸收、運(yùn)移，使其在眾多改良措施具有不可替代性。測試得出檉柳對鹽堿土土壤性質(zhì)影響的“作用范圍”，并提出檉柳的密植度及種植方式——株行距80cm×80cm，且為“品”字形交錯(cuò)栽植為宜。 綜上所述，種植耐鹽植物是鹽堿土改良的有效途徑，即可以改良土壤理化、微生物性質(zhì)，又可對鹽分的主動(dòng)吸收、運(yùn)移，且可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，具有不可替代性。另外，復(fù)合耐鹽植物改良措施、耐鹽植物與耕作措施相結(jié)合等措施將會取得更為顯著的改良效益。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：S156.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2672940