硫酸鹽型鹽土摻拌細沙對土壤改良效應的影響

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，城市沙害嚴重，屬于重鹽堿城市。有關該區(qū)鹽堿地的治理及城鎮(zhèn)綠化植物的引種研究還未見報道。城市綠化已成為我國城市文明建設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,有關鹽堿土草坪草引種的研究也很多,其中以引進國外高羊茅Festucaelata為鹽堿地綠化的首選草種。但有關專家一致認為,現(xiàn)進口各草種與國內自產草業(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自產草種馬藺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)展正在產生不利影響,應充分開發(fā)國內草坪草種資源,培育耐鹽堿、抗旱等適應能力強、獲種容易、耐粗放管理的鄉(xiāng)土草種,以適應現(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),引進國內同一氣候帶、同一地域、抗鹽堿、抗風沙的鄉(xiāng)土草種,不僅對當?shù)爻擎?zhèn)的綠化指導準確而及時,對同類地區(qū)的綠化事業(yè)也具有非常重要的指導意義。1材料和方法1.1降水量、溫度、水質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。額肯呼都格鎮(zhèn)地處北緯38°39′,東經101°44′,海拔1310m,年均降水量72.4mm,年均蒸發(fā)量3900mm,全年平均風速4.4m/s,每年4-6月為大風天氣,最大風速達30m/s,年平均8級以上大風有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,質差,含氟量極高。研究區(qū)機井水樣化驗測得平均礦化度為1.56g/L,pH值8.57。土壤為沙土質類型,土樣化驗測定為硫酸鹽(SO42-)型鹽土,平均含鹽量1.44,pH值8.64。1.2試驗方法和設計1.2.1土樣的確定在引種試驗地60cm土層內均勻拌有細沙(原土∶細沙=2∶1)的處理土壤(處理)和未拌細沙(CK)的原土上,分別隨機確定3個樣點,作為3次重復,每個樣點挖深30cm取剖面土,處理3個土樣用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)內蒙古太西煤集團公司大院。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)種植前隨機抽取樣本,室內布置研究區(qū)水樣浸種的鹽脅迫發(fā)芽試驗。試驗地引種小區(qū)有拌沙(原土∶細沙=2∶1)、補施腐熟羊糞(0.01m3/m2)和原土(CK)3個處理,每個處理重復3次,每小區(qū)面積12m2,小區(qū)隔離帶寬0.5m。引種試驗小區(qū)采用列區(qū)設計,一因素3個草種3個水平,二因素土壤處理3個水平,共計9個處理水平。在正常管理下,種植當年觀測統(tǒng)計各草種的出苗時間、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)計學方法,且規(guī)定引進草坪地被越冬率(翌年覆蓋率)大于80%以上為適宜引進植物。2結果與討論2.1高羊茅種子的來源室內發(fā)芽試驗結果表明,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,可作為引種試驗材料。另外,試驗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動及綠化植物的影響引進各草坪草種播種后當年(2003年)及第2年春季的田間適應性表現(xiàn)見表3,2005-2006年的田間適應性表現(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,很重要的一個原因是這2種植物為深根系植物,根系深達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,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。劉會超等在天津、河北和山東3個鹽堿化城市綠化調查和對87種耐鹽綠化植物的對比研究中發(fā)現(xiàn),馬藺等強耐鹽植物的研究雖然很多,但在城市園林綠化中的應用很少,鹽堿化城市綠化中應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耐鹽植物,這一結果與本研究極其相似。大量資料還表明,馬藺和進口草坪草對比,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質的差異性分析結果見表6,采用的數(shù)學模型為:Xij=μ+αi+εij(i=2,j=3)表6表明,樣點間F<F0.05,樣點間有機質含量差異不顯著;處理土壤與CK間F>F0.05,說明土壤拌沙處理與不拌沙有機質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值均為樣點間差異不顯著,處理與CK間具有顯著性差異(P<0.05)。樣點間差異不顯著,更有利于降低因土壤不均一而帶來的試驗誤差,使引種試驗結果更具有可靠性;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質、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計算馬藺、紫花苜蓿、高羊茅3個草坪在同一土壤處理下成坪速度、返青速度、蓋度、越冬率4個指標各自的平均值(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,摻拌細沙處理土壤的含鹽量、pH值等指標均顯著(P<0.05)低于對照土壤,而有機質顯著高于對照土壤;補施腐熟羊糞與對照土壤間無差異顯著性(P>0.05);引進草坪在摻拌細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。有關這一研究,趙可夫等在我國北方濱海鹽堿地、利用細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論。趙可夫等在含鹽量為1.0%的Na2SO4、NaCl重鹽堿土以原土∶細沙=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)進行多重比較(見表9)。用同樣的方法對各草種越冬率進行F檢驗,多重比較得表10。表9表明,3個不同土壤處理間,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,而施有機肥(0.01m3/m2)無顯著影響。表10表明,3個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