硫酸盐型盐土掺拌细沙对土壤改良效应的影响

硫酸盐型盐土掺拌细沙对土壤改良效应的影响

根据2003年的研究，阿拉森旗的城市绿化仍然存在空洞的空间，城市沙害严重，属于重盐碱城市。有关该区盐碱地的治理及城镇绿化植物的引种研究还未见报道。城市绿化已成为我国城市文明建设不可缺少的重要组成部分,近几年来我国城市绿化尤其是草坪业的发展速度很快,有关盐碱土草坪草引种的研究也很多,其中以引进国外高羊茅Festucaelata为盐碱地绿化的首选草种。但有关专家一致认为,现进口各草种与国内自产草业资源的一些种或品种相比,其耐盐碱能力很差,还没有一种如同国内自产草种马蔺Irislactea、盐角草Salicorniaeuropaea等耐重盐碱、能在含盐量7%以上、pH值为8.8的重盐碱地上正常生长的草坪草种。孙吉雄指出,“进口草坪对趋向成熟阶段的中国现代草坪业发展正在产生不利影响,应充分开发国内草坪草种资源,培育耐盐碱、抗旱等适应能力强、获种容易、耐粗放管理的乡土草种,以适应现阶段草坪普及需要,才是发展我国草坪业的主旋律”。为此,研究选择阿右旗额肯呼都格镇为引种研究区,引进国内同一气候带、同一地域、抗盐碱、抗风沙的乡土草种,不仅对当地城镇的绿化指导准确而及时,对同类地区的绿化事业也具有非常重要的指导意义。1材料和方法1.1降水量、温度、水质阿右旗全旗没有森林,属典型的暖温带干旱荒漠区,举世闻名的巴丹吉林沙漠横贯境内。额肯呼都格镇地处北纬38°39′,东经101°44′,海拔1310m,年均降水量72.4mm,年均蒸发量3900mm,全年平均风速4.4m/s,每年4-6月为大风天气,最大风速达30m/s,年平均8级以上大风有78d,且一次能持续5~6d。年均温8.4℃,极端最高温41.5℃,极端最低温-27.8℃,无霜期155d。水资源极端匮乏,质差,含氟量极高。研究区机井水样化验测得平均矿化度为1.56g/L,pH值8.57。土壤为沙土质类型,土样化验测定为硫酸盐(SO42-)型盐土,平均含盐量1.44,pH值8.64。1.2试验方法和设计1.2.1土样的确定在引种试验地60cm土层内均匀拌有细沙(原土∶细沙=2∶1)的处理土壤(处理)和未拌细沙(CK)的原土上,分别随机确定3个样点,作为3次重复,每个样点挖深30cm取剖面土,处理3个土样用T1、T2、T3表示,CK用C1、C2、C3表示(见表1)。1.2.2osaiva和h-elat分析选择引入甘肃永昌县的马蔺、紫花苜蓿Medicagosativa及产自美国的高羊茅Festucaelata草坪草种(CK)于2003年4月18日种植于额肯呼都格镇内蒙古太西煤集团公司大院。1.2.3引种物的处理马蔺(播量:20g/m2)、紫花苜蓿(播量:6g/m2)和高羊茅(播量:30g/m2)种植前随机抽取样本,室内布置研究区水样浸种的盐胁迫发芽试验。试验地引种小区有拌沙(原土∶细沙=2∶1)、补施腐熟羊粪(0.01m3/m2)和原土(CK)3个处理,每个处理重复3次,每小区面积12m2,小区隔离带宽0.5m。引种试验小区采用列区设计,一因素3个草种3个水平,二因素土壤处理3个水平,共计9个处理水平。在正常管理下,种植当年观测统计各草种的出苗时间、出苗率、保苗密度、盖度、成坪速度、修剪次数及枯黄期;2005、2006年春季观测统计越冬率、返青期,每年5月底观测各草坪地被的盖度,冬季观察记录枯黄期。1.3地被越冬率确定采用单因素和双因素方差分析、LSR法多重比较等数理统计学方法,且规定引进草坪地被越冬率(翌年覆盖率)大于80%以上为适宜引进植物。2结果与讨论2.1高羊茅种子的来源室内发芽试验结果表明,参试种子在矿化度为1.56g/L的盐分胁迫下平均发芽率为76.7%,其中发芽率最低的草种为引自美国的高羊茅种子,为72%;各草坪地被植物种子在蒸溜水中(CK)的平均发芽率为87.7%,最低发芽率是引自甘肃永昌的马蔺种子,为81%。说明参试草坪种子生活力较高,可作为引种试验材料。另外,试验还测得参试种子在盐分胁迫下的平均发芽势为58%,对照为85.3%,盐分胁迫下的平均发芽速度滞后3~5d,从而证明盐分胁迫可降低种子的发芽势、发芽率,对种子的活力影响较大。2.2不同季节不同返青期对土壤盐分运动及绿化植物的影响引进各草坪草种播种后当年(2003年)及第2年春季的田间适应性表现见表3,2005-2006年的田间适应性表现见表4。从表3、表4可知,马蔺、紫花苜蓿的越冬率明显高于高羊茅的越冬率。马蔺、紫花苜蓿的越冬率较高,很重要的一个原因是这2种植物为深根系植物,根系深达1m多,而高羊茅为浅根系植物,根系主要集中在土壤表层10cm内,受土壤表层高浓度盐分的影响较大,尤其在春季返盐高峰期,往往抑制了高羊茅春季根部萌生新芽的活力,致使迟迟不能返青,高羊茅返青速度平均为32d,而马蔺、紫花苜蓿返青平均速度分别为19和20d(见表5);研究还发现,高羊茅春季返青期有大量死苗现象,其主要原因可能是浅根性的高羊茅,春季返青期正是土壤表层聚盐高峰期,根系在冻融交替的高盐分环境中萌发能力受到抑制而部分死亡,这种现象可通过秋季少灌水,使其根系老化且向土壤深层延伸以吸收水分,立冬前后灌足冬水等措施来减缓。刘会超等在天津、河北和山东3个盐碱化城市绿化调查和对87种耐盐绿化植物的对比研究中发现,马蔺等强耐盐植物的研究虽然很多,但在城市园林绿化中的应用很少,盐碱化城市绿化中应用最多最广的高羊茅等几十种绿化植物中,没有一种植物属于特耐盐植物和强耐盐植物,这一结果与本研究极其相似。大量资料还表明,马蔺和进口草坪草对比,其特别耐干旱,耐盐碱酷暑,形成自然循环生长的永久性寿命,是各种进口草坪草无法比拟的。2.3不同处理土壤的生态特性表1表明,研究区土壤为硫酸盐(SO42-)型盐土。处理土壤与对照间有机质的差异性分析结果见表6,采用的数学模型为:Xij=μ+αi+εij(i=2,j=3)表6表明,样点间F<F0.05,样点间有机质含量差异不显著;处理土壤与CK间F>F0.05,说明土壤拌沙处理与不拌沙有机质含量具有显著性差异(P<0.05)。用同样的方法可知土壤全盐量、pH值均为样点间差异不显著,处理与CK间具有显著性差异(P<0.05)。样点间差异不显著,更有利于降低因土壤不均一而带来的试验误差,使引种试验结果更具有可靠性;处理土壤与对照间差异显著,充分证明了土壤拌沙是一种行之有效且效果显著的改良方法。处理土壤与对照间有机质、全盐量、pH值的多重比较见表7。为比较不同土壤处理间的差异,还可通过表4计算马蔺、紫花苜蓿、高羊茅3个草坪在同一土壤处理下成坪速度、返青速度、盖度、越冬率4个指标各自的平均值(见表8)。表8表明,不同土壤处理A、B、CK、盖度、越冬率依此均有降低的趋势,草坪成坪速度、返青速度的总天数依此增大,但成坪、返青的速度依此减小,其变化趋势见图1。综上,掺拌细沙处理土壤的含盐量、pH值等指标均显著(P<0.05)低于对照土壤,而有机质显著高于对照土壤;补施腐熟羊粪与对照土壤间无差异显著性(P>0.05);引进草坪在掺拌细沙处理土壤的田间表现性状最好,在对照土壤的表现最差。有关这一研究,赵可夫等在我国北方滨海盐碱地、利用细沙掺拌改良盐碱土种植马蔺、多变小冠花等的研究得出相似的结论。赵可夫等在含盐量为1.0%的Na2SO4、NaCl重盐碱土以原土∶细沙=7∶3的比例均匀掺拌改良,测得改良后的土壤含盐量降低为0.77%,降低了23.0%,而本研究中盐化土以原土∶细沙=2∶1的比例均匀掺拌,改良后的土壤含盐量降低为1.27%,降低了11.4%。2.4不同土壤处理对草种越冬率的影响通过对表3中不同草坪不同土壤处理的成坪速度差异显著性分析,可得土壤处理间F=12.98>Fα=0.05(2,4)=6.94。所以A、B、CK不同处理间具有显著性差异(P<0.05),用最小显著极差法(LSR法)进行多重比较(见表9)。用同样的方法对各草种越冬率进行F检验,多重比较得表10。表9表明,3个不同土壤处理间,A处理与CK成坪速度具有显著性差异(P<0.05),而与B处理差异不显著,B处理与CK无显著差异。说明在研究区通过土壤拌沙改良(原土∶细沙=2∶1),对提高马蔺、紫花苜蓿、高羊茅的平均生长率具有显著性影响,能够显著加快成坪速度,而施有机肥(0.01m3/m2)无显著影响。表10表明,3个草种在不同土壤处理的平均越冬率具有显著差异,马蔺、紫花苜蓿的平均越冬率较高,分别为100%和85.7%,显著高于高羊茅的平均越冬率(P<0.05),而马蔺与紫花苜蓿的平均越冬率间差异不显著(P>0.05)。另外,不同土壤处理间F=3.77<Fα=0.05(2,4)=6.94,即不同土壤处理间草种的越冬率差异不显著(P>0.05),说明土