硫酸鹽型鹽土摻拌細(xì)沙對土壤改良效應(yīng)的影響

硫酸鹽型鹽土摻拌細(xì)沙對土壤改良效應(yīng)的影響

根據(jù)2003年的研究，阿拉森旗的城市綠化仍然存在空洞的空間，城市沙害嚴(yán)重，屬于重鹽堿城市。有關(guān)該區(qū)鹽堿地的治理及城鎮(zhèn)綠化植物的引種研究還未見報(bào)道。城市綠化已成為我國城市文明建設(shè)不可缺少的重要組成部分,近幾年來我國城市綠化尤其是草坪業(yè)的發(fā)展速度很快,有關(guān)鹽堿土草坪草引種的研究也很多,其中以引進(jìn)國外高羊茅Festucaelata為鹽堿地綠化的首選草種。但有關(guān)專家一致認(rèn)為,現(xiàn)進(jìn)口各草種與國內(nèi)自產(chǎn)草業(yè)資源的一些種或品種相比,其耐鹽堿能力很差,還沒有一種如同國內(nèi)自產(chǎn)草種馬藺Irislactea、鹽角草Salicorniaeuropaea等耐重鹽堿、能在含鹽量7%以上、pH值為8.8的重鹽堿地上正常生長的草坪草種。孫吉雄指出,“進(jìn)口草坪對趨向成熟階段的中國現(xiàn)代草坪業(yè)發(fā)展正在產(chǎn)生不利影響,應(yīng)充分開發(fā)國內(nèi)草坪草種資源,培育耐鹽堿、抗旱等適應(yīng)能力強(qiáng)、獲種容易、耐粗放管理的鄉(xiāng)土草種,以適應(yīng)現(xiàn)階段草坪普及需要,才是發(fā)展我國草坪業(yè)的主旋律”。為此,研究選擇阿右旗額肯呼都格鎮(zhèn)為引種研究區(qū),引進(jìn)國內(nèi)同一氣候帶、同一地域、抗鹽堿、抗風(fēng)沙的鄉(xiāng)土草種,不僅對當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)的綠化指導(dǎo)準(zhǔn)確而及時(shí),對同類地區(qū)的綠化事業(yè)也具有非常重要的指導(dǎo)意義。1材料和方法1.1降水量、溫度、水質(zhì)阿右旗全旗沒有森林,屬典型的暖溫帶干旱荒漠區(qū),舉世聞名的巴丹吉林沙漠橫貫境內(nèi)。額肯呼都格鎮(zhèn)地處北緯38°39′,東經(jīng)101°44′,海拔1310m,年均降水量72.4mm,年均蒸發(fā)量3900mm,全年平均風(fēng)速4.4m/s,每年4-6月為大風(fēng)天氣,最大風(fēng)速達(dá)30m/s,年平均8級以上大風(fēng)有78d,且一次能持續(xù)5~6d。年均溫8.4℃,極端最高溫41.5℃,極端最低溫-27.8℃,無霜期155d。水資源極端匱乏,質(zhì)差,含氟量極高。研究區(qū)機(jī)井水樣化驗(yàn)測得平均礦化度為1.56g/L,pH值8.57。土壤為沙土質(zhì)類型,土樣化驗(yàn)測定為硫酸鹽(SO42-)型鹽土,平均含鹽量1.44,pH值8.64。1.2試驗(yàn)方法和設(shè)計(jì)1.2.1土樣的確定在引種試驗(yàn)地60cm土層內(nèi)均勻拌有細(xì)沙(原土∶細(xì)沙=2∶1)的處理土壤(處理)和未拌細(xì)沙(CK)的原土上,分別隨機(jī)確定3個(gè)樣點(diǎn),作為3次重復(fù),每個(gè)樣點(diǎn)挖深30cm取剖面土,處理3個(gè)土樣用T1、T2、T3表示,CK用C1、C2、C3表示(見表1)。1.2.2osaiva和h-elat分析選擇引入甘肅永昌縣的馬藺、紫花苜蓿Medicagosativa及產(chǎn)自美國的高羊茅Festucaelata草坪草種(CK)于2003年4月18日種植于額肯呼都格鎮(zhèn)內(nèi)蒙古太西煤集團(tuán)公司大院。1.2.3引種物的處理馬藺(播量:20g/m2)、紫花苜蓿(播量:6g/m2)和高羊茅(播量:30g/m2)種植前隨機(jī)抽取樣本,室內(nèi)布置研究區(qū)水樣浸種的鹽脅迫發(fā)芽試驗(yàn)。試驗(yàn)地引種小區(qū)有拌沙(原土∶細(xì)沙=2∶1)、補(bǔ)施腐熟羊糞(0.01m3/m2)和原土(CK)3個(gè)處理,每個(gè)處理重復(fù)3次,每小區(qū)面積12m2,小區(qū)隔離帶寬0.5m。引種試驗(yàn)小區(qū)采用列區(qū)設(shè)計(jì),一因素3個(gè)草種3個(gè)水平,二因素土壤處理3個(gè)水平,共計(jì)9個(gè)處理水平。在正常管理下,種植當(dāng)年觀測統(tǒng)計(jì)各草種的出苗時(shí)間、出苗率、保苗密度、蓋度、成坪速度、修剪次數(shù)及枯黃期;2005、2006年春季觀測統(tǒng)計(jì)越冬率、返青期,每年5月底觀測各草坪地被的蓋度,冬季觀察記錄枯黃期。1.3地被越冬率確定采用單因素和雙因素方差分析、LSR法多重比較等數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,且規(guī)定引進(jìn)草坪地被越冬率(翌年覆蓋率)大于80%以上為適宜引進(jìn)植物。2結(jié)果與討論2.1高羊茅種子的來源室內(nèi)發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果表明,參試種子在礦化度為1.56g/L的鹽分脅迫下平均發(fā)芽率為76.7%,其中發(fā)芽率最低的草種為引自美國的高羊茅種子,為72%;各草坪地被植物種子在蒸溜水中(CK)的平均發(fā)芽率為87.7%,最低發(fā)芽率是引自甘肅永昌的馬藺種子,為81%。說明參試草坪種子生活力較高,可作為引種試驗(yàn)材料。另外,試驗(yàn)還測得參試種子在鹽分脅迫下的平均發(fā)芽勢為58%,對照為85.3%,鹽分脅迫下的平均發(fā)芽速度滯后3~5d,從而證明鹽分脅迫可降低種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率,對種子的活力影響較大。2.2不同季節(jié)不同返青期對土壤鹽分運(yùn)動(dòng)及綠化植物的影響引進(jìn)各草坪草種播種后當(dāng)年(2003年)及第2年春季的田間適應(yīng)性表現(xiàn)見表3,2005-2006年的田間適應(yīng)性表現(xiàn)見表4。從表3、表4可知,馬藺、紫花苜蓿的越冬率明顯高于高羊茅的越冬率。馬藺、紫花苜蓿的越冬率較高,很重要的一個(gè)原因是這2種植物為深根系植物,根系深達(dá)1m多,而高羊茅為淺根系植物,根系主要集中在土壤表層10cm內(nèi),受土壤表層高濃度鹽分的影響較大,尤其在春季返鹽高峰期,往往抑制了高羊茅春季根部萌生新芽的活力,致使遲遲不能返青,高羊茅返青速度平均為32d,而馬藺、紫花苜蓿返青平均速度分別為19和20d(見表5);研究還發(fā)現(xiàn),高羊茅春季返青期有大量死苗現(xiàn)象,其主要原因可能是淺根性的高羊茅,春季返青期正是土壤表層聚鹽高峰期,根系在凍融交替的高鹽分環(huán)境中萌發(fā)能力受到抑制而部分死亡,這種現(xiàn)象可通過秋季少灌水,使其根系老化且向土壤深層延伸以吸收水分,立冬前后灌足冬水等措施來減緩。劉會(huì)超等在天津、河北和山東3個(gè)鹽堿化城市綠化調(diào)查和對87種耐鹽綠化植物的對比研究中發(fā)現(xiàn),馬藺等強(qiáng)耐鹽植物的研究雖然很多,但在城市園林綠化中的應(yīng)用很少,鹽堿化城市綠化中應(yīng)用最多最廣的高羊茅等幾十種綠化植物中,沒有一種植物屬于特耐鹽植物和強(qiáng)耐鹽植物,這一結(jié)果與本研究極其相似。大量資料還表明,馬藺和進(jìn)口草坪草對比,其特別耐干旱,耐鹽堿酷暑,形成自然循環(huán)生長的永久性壽命,是各種進(jìn)口草坪草無法比擬的。2.3不同處理土壤的生態(tài)特性表1表明,研究區(qū)土壤為硫酸鹽(SO42-)型鹽土。處理土壤與對照間有機(jī)質(zhì)的差異性分析結(jié)果見表6,采用的數(shù)學(xué)模型為:Xij=μ+αi+εij(i=2,j=3)表6表明,樣點(diǎn)間F<F0.05,樣點(diǎn)間有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著;處理土壤與CK間F>F0.05,說明土壤拌沙處理與不拌沙有機(jī)質(zhì)含量具有顯著性差異(P<0.05)。用同樣的方法可知土壤全鹽量、pH值均為樣點(diǎn)間差異不顯著,處理與CK間具有顯著性差異(P<0.05)。樣點(diǎn)間差異不顯著,更有利于降低因土壤不均一而帶來的試驗(yàn)誤差,使引種試驗(yàn)結(jié)果更具有可靠性;處理土壤與對照間差異顯著,充分證明了土壤拌沙是一種行之有效且效果顯著的改良方法。處理土壤與對照間有機(jī)質(zhì)、全鹽量、pH值的多重比較見表7。為比較不同土壤處理間的差異,還可通過表4計(jì)算馬藺、紫花苜蓿、高羊茅3個(gè)草坪在同一土壤處理下成坪速度、返青速度、蓋度、越冬率4個(gè)指標(biāo)各自的平均值(見表8)。表8表明,不同土壤處理A、B、CK、蓋度、越冬率依此均有降低的趨勢,草坪成坪速度、返青速度的總天數(shù)依此增大,但成坪、返青的速度依此減小,其變化趨勢見圖1。綜上,摻拌細(xì)沙處理土壤的含鹽量、pH值等指標(biāo)均顯著(P<0.05)低于對照土壤,而有機(jī)質(zhì)顯著高于對照土壤;補(bǔ)施腐熟羊糞與對照土壤間無差異顯著性(P>0.05);引進(jìn)草坪在摻拌細(xì)沙處理土壤的田間表現(xiàn)性狀最好,在對照土壤的表現(xiàn)最差。有關(guān)這一研究,趙可夫等在我國北方濱海鹽堿地、利用細(xì)沙摻拌改良鹽堿土種植馬藺、多變小冠花等的研究得出相似的結(jié)論。趙可夫等在含鹽量為1.0%的Na2SO4、NaCl重鹽堿土以原土∶細(xì)沙=7∶3的比例均勻摻拌改良,測得改良后的土壤含鹽量降低為0.77%,降低了23.0%,而本研究中鹽化土以原土∶細(xì)沙=2∶1的比例均勻摻拌,改良后的土壤含鹽量降低為1.27%,降低了11.4%。2.4不同土壤處理對草種越冬率的影響通過對表3中不同草坪不同土壤處理的成坪速度差異顯著性分析,可得土壤處理間F=12.98>Fα=0.05(2,4)=6.94。所以A、B、CK不同處理間具有顯著性差異(P<0.05),用最小顯著極差法(LSR法)進(jìn)行多重比較(見表9)。用同樣的方法對各草種越冬率進(jìn)行F檢驗(yàn),多重比較得表10。表9表明,3個(gè)不同土壤處理間,A處理與CK成坪速度具有顯著性差異(P<0.05),而與B處理差異不顯著,B處理與CK無顯著差異。說明在研究區(qū)通過土壤拌沙改良(原土∶細(xì)沙=2∶1),對提高馬藺、紫花苜蓿、高羊茅的平均生長率具有顯著性影響,能夠顯著加快成坪速度,而施有機(jī)肥(0.01m3/m2)無顯著影響。表10表明,3個(gè)草種在不同土壤處理的平均越冬率具有顯著差異,馬藺、紫花苜蓿的平均越冬率較高,分別為100%和85.7%,顯著高于高羊茅的平均越冬率(P<0.05),而馬藺與紫花苜蓿的平均越冬率間差異不顯著(P>0.05)。另外,不同土壤處理間F=3.77<Fα=0.05(2,4)=6.94,即不同土壤處理間草種的越冬率差異不顯著(P>0.05),說明土