含鹽油田土壤上鹽生植物的生長(zhǎng)及耐鹽性研究

鄧 皓，李方敏，魏平方，黃 河

(1.中國(guó)石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院，北京 100083；2.長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

在石油鉆探、開(kāi)采過(guò)程中，產(chǎn)生的含鹽泥漿、深層巖屑及注入的飽和鹽水泥漿溢出物等嚴(yán)重污染井場(chǎng)周?chē)寥?，加上以前?duì)泥漿池治理力度不夠、治理效果不理想，致使新、老井場(chǎng)周?chē)脑S多農(nóng)田鹽分濃度嚴(yán)重超標(biāo)，造成井場(chǎng)周?chē)r(nóng)田土壤次生鹽漬化[1，2]，導(dǎo)致土壤長(zhǎng)期荒蕪，甚至寸草不生，嚴(yán)重破壞了當(dāng)?shù)赝寥郎鷳B(tài)環(huán)境和土地資源[3]。

目前，鹽漬化土壤改良的方法有物理改良法、化學(xué)改良法和生物改良法[4～6]，其中，生物改良法投資少、無(wú)二次污染、處理費(fèi)用低、不破壞土壤結(jié)構(gòu)，已有成功利用鹽生植物改良鹽堿土和次生鹽漬土壤的報(bào)道[7，8]，但在鹽濃度高的廢棄油田土壤上種植鹽生植物進(jìn)行植物修復(fù)的報(bào)道則不多。

作者在此采用土壤培養(yǎng)試驗(yàn)法，選擇鹽地堿蓬、黑麥草、莎草、紫花苜蓿等4種鹽生植物在不同鹽分濃度的黃土塬土壤上種植，比較其耐鹽性，為含鹽油田土壤的有效治理和生態(tài)恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 鹽生植物的種植

鹽地堿蓬、紫花苜蓿、黑麥草采用播種的方法種植，莎草采用移栽的方法種植。

1.2 鹽生植物耐鹽性研究

采用土壤培養(yǎng)試驗(yàn)法。即將土壤(取自含鹽油田周邊)風(fēng)干后，破碎，過(guò)0.5 mm篩；稱(chēng)取5 kg分別置于6個(gè)直徑為15 cm、高為20 cm的塑料桶中，使其鹽分(NaCl)濃度[g·(kg土)-1]分別為0、2.5、5、10、15、20。

7月14日，疏松上層土壤，將鹽地堿蓬、黑麥草、紫花苜蓿種籽播入土中，然后灌水300 mL，以后每3～4 d灌水1次，使土壤含水量達(dá)到田間持水量的70%左右。7月20日，將莎草移栽入盆缽中，每盆種植10株、灌水300 mL。鹽地堿蓬于8月27日間苗，每盆間苗6株，其它植物無(wú)需間苗。定期測(cè)量10株植株的株高，取其平均值。鹽地堿蓬于11月1日收獲，其它植物于11月7日收獲，測(cè)定鮮重，再在85℃下殺青、65℃下烘干24 h后，測(cè)其干重。

2 結(jié)果與討論

2.1 鹽分濃度對(duì)鹽地堿蓬生長(zhǎng)的影響(表1)

表1 鹽分濃度對(duì)鹽地堿蓬生長(zhǎng)的影響(播種60 d)

由表1可以看出，隨著鹽分濃度的增加，鹽地堿蓬的株高呈緩慢下降的趨勢(shì)，當(dāng)鹽分濃度≤10 g·kg-1時(shí)，株高下降較小，為對(duì)照的92.6%～94.1%；當(dāng)鹽分濃度為15 g·kg-1時(shí)，株高約為對(duì)照的61.6%；當(dāng)鹽分濃度為20 g·kg-1時(shí)，株高受到很大影響，僅為對(duì)照的46.3%。隨著鹽分濃度的增加，鹽地堿蓬的鮮重和干重均先平緩上升再顯著下降，當(dāng)鹽分濃度為≤10 g·kg-1時(shí)，鮮重為對(duì)照的95.3%～112.0%、干重為對(duì)照的88.1%～106.6%；當(dāng)鹽分濃度≥15 g·kg-1時(shí)，鮮重僅為對(duì)照的21.2%～48.2%、干重僅為對(duì)照的34.8%～56.4%。

因此，從鹽地堿蓬的生長(zhǎng)指標(biāo)可以看出：中低鹽分濃度(≤5 g·kg-1)對(duì)鹽地堿蓬的生長(zhǎng)幾乎沒(méi)有影響甚至略有促進(jìn)；當(dāng)鹽分濃度≥15 g·kg-1時(shí)，鹽地堿蓬生長(zhǎng)遲緩，植株矮小，但仍能在此高濃度下適應(yīng)性生長(zhǎng)。

2.2 鹽分濃度對(duì)黑麥草生長(zhǎng)的影響(表2)

表2 鹽分濃度對(duì)黑麥草生長(zhǎng)的影響(播種37 d)

由表2可以看出，當(dāng)鹽分濃度為≤5 g·kg-1時(shí)，黑麥草株數(shù)略有增加；當(dāng)鹽分濃度為10 g·kg-1時(shí)，株數(shù)僅為對(duì)照的47.3%；當(dāng)鹽分濃度≥15 g·kg-1時(shí)，黑麥草幾乎不能生長(zhǎng)。隨著鹽分濃度的增加，黑麥草株高呈顯著下降趨勢(shì)，當(dāng)鹽分濃度為2.5 g·kg-1、5 g·kg-1時(shí)，株高分別為對(duì)照的82.6%、54.4%。當(dāng)鹽分濃度為2.5 g·kg-1時(shí)，黑麥草鮮重和干重分別為對(duì)照的96.3%和95.3%；當(dāng)鹽分濃度為5 g·kg-1時(shí)，鮮重和干重分別為對(duì)照的61.6%和56.1%；當(dāng)鹽分濃度為10 g·kg-1時(shí)，鮮重和干重分別為對(duì)照的2.1%和3.3%。

因此，從黑麥草的生長(zhǎng)指標(biāo)可以看出：低鹽分濃度(≤2.5 g·kg-1)對(duì)黑麥草生長(zhǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)幾乎沒(méi)有影響；但當(dāng)鹽分濃度為5 g·kg-1時(shí)，除對(duì)株數(shù)不產(chǎn)生影響外，對(duì)其它指標(biāo)均有較大影響；當(dāng)鹽分濃度≥10 g·kg-1時(shí)，則嚴(yán)重影響了黑麥草的分蘗，甚至在苗期即出現(xiàn)死苗現(xiàn)象。

2.3 鹽分濃度對(duì)莎草生長(zhǎng)的影響(表3)

表3 鹽分濃度對(duì)莎草生長(zhǎng)的影響(移栽30 d)

由表3可以看出，隨著鹽分濃度的增加，莎草株數(shù)顯著下降，當(dāng)鹽分濃度為2.5 g·kg-1時(shí)，株數(shù)為對(duì)照的75.7%；當(dāng)鹽分濃度為5 g·kg-1時(shí)，株數(shù)為對(duì)照的35.5%；當(dāng)鹽分濃度≥10 g·kg-1時(shí)，嚴(yán)重影響莎草的正常分蘗。隨著鹽分濃度的增加，莎草株高亦顯著下降，當(dāng)鹽分濃度為2.5 g·kg-1時(shí)，株高為對(duì)照的76.3%；當(dāng)鹽分濃度為5 g·kg-1時(shí)，株高為對(duì)照的67.4%；當(dāng)鹽分濃度≥10 g·kg-1時(shí)，則嚴(yán)重影響莎草的正常生長(zhǎng)。當(dāng)鹽分濃度為2.5 g·kg-1、5 g·kg-1時(shí)，莎草干重分別為對(duì)照的71.0%和52.7%；當(dāng)鹽分濃度為10 g·kg-1時(shí)，干重為對(duì)照的42.2%；當(dāng)鹽分濃度為15 g·kg-1時(shí)，干重僅為對(duì)照的6.9%。

因此，從莎草的生長(zhǎng)指標(biāo)可以看出：在鹽分濃度≥2.5 g·kg-1時(shí)，對(duì)莎草的生長(zhǎng)影響較顯著，表現(xiàn)為莎草生長(zhǎng)遲緩、植株矮小、生物量減小；但當(dāng)鹽分濃度達(dá)到5 g·kg-1和10 g·kg-1時(shí)，莎草仍有較強(qiáng)的生長(zhǎng)適應(yīng)能力；當(dāng)鹽分濃度≥15 g·kg-1時(shí)，莎草幾乎不能正常生長(zhǎng)發(fā)育。

2.4 鹽分濃度對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)的影響(表4)

表4 鹽分濃度對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)的影響(播種37 d)

由表4可以看出，當(dāng)鹽分濃度為2.5 g·kg-1時(shí)，紫花苜蓿株數(shù)為對(duì)照的83.6%，株高僅為對(duì)照的37.1%；當(dāng)鹽分濃度為5 g·kg-1時(shí)，株數(shù)下降十分明顯，僅為對(duì)照的31.5%，株高則為對(duì)照的4.7%；當(dāng)鹽分濃度≥10 g·kg-1時(shí)，則幾乎沒(méi)有出苗或出現(xiàn)死苗現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了紫花苜蓿的生長(zhǎng)發(fā)育。當(dāng)鹽分濃度為2.5 g·kg-1時(shí)，紫花苜蓿鮮重和干重分別為對(duì)照的52.9%和43.1%；當(dāng)鹽分濃度為5 g·kg-1時(shí)，鮮重和干重下降十分明顯，僅為對(duì)照的4.3%和4.6%。

因此，從紫花苜蓿的生長(zhǎng)指標(biāo)可以看出：紫花苜蓿對(duì)鹽分較敏感，當(dāng)鹽分濃度≥5 g·kg-1后，嚴(yán)重影響紫花苜蓿的正常生長(zhǎng)，甚至不能發(fā)芽。

3 結(jié)論

(1)隨鹽分濃度的增加，4種供試植物的生長(zhǎng)指標(biāo)均不同程度地呈現(xiàn)出顯著下降的趨勢(shì)，其耐鹽性大小依次為：鹽地堿蓬>黑麥草>莎草>紫花苜蓿。當(dāng)鹽分濃度≤5 g·kg-1時(shí)，對(duì)鹽地堿蓬的株高、鮮重、干重等指標(biāo)幾乎沒(méi)有影響甚至略有促進(jìn)；但當(dāng)鹽分濃度≥15 g·kg-1時(shí)，則對(duì)鹽地堿蓬的生長(zhǎng)影響嚴(yán)重，但鹽地堿蓬仍能在此高濃度下適應(yīng)性生長(zhǎng)。

(2)當(dāng)鹽分濃度≤2.5 g·kg-1時(shí)，對(duì)黑麥草株數(shù)、株高、鮮重、干重等指標(biāo)幾乎沒(méi)有影響；當(dāng)鹽分濃度為5 g·kg-1時(shí)，除對(duì)株數(shù)不產(chǎn)生影響外，對(duì)其它指標(biāo)均有較大影響；當(dāng)鹽分濃度≥10 g·kg-1時(shí)，則嚴(yán)重地影響了黑麥草的分蘗，甚至出現(xiàn)死苗，從而嚴(yán)重影響了黑麥草的正常生長(zhǎng)。

(3)莎草對(duì)鹽分也有一定的適應(yīng)能力，當(dāng)鹽分濃度≤2.5 g·kg-1時(shí)，對(duì)莎草的分蘗及其生長(zhǎng)影響不顯著；但當(dāng)鹽分濃度≥5 g·kg-1時(shí)，開(kāi)始嚴(yán)重影響莎草的正常生長(zhǎng)；當(dāng)鹽分濃度≥15 g·kg-1時(shí)，則出現(xiàn)死苗，幾乎不能正常生長(zhǎng)發(fā)育。

(4)當(dāng)鹽分濃度為2.5 g·kg-1時(shí)，紫花苜蓿的株數(shù)、株高、鮮重、干重等指標(biāo)均受到嚴(yán)重影響；當(dāng)鹽分濃度≥5 g·kg-1時(shí)，紫花苜蓿的出苗和生長(zhǎng)嚴(yán)重受阻。

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