工業(yè)鹽和生態(tài)凈化劑配施對黑麥草生長和土壤性質的影響

秦 琳，段英華,2，王伯仁，蔡澤江，徐明崗,2，文石林

（1.中國農業(yè)科學院祁陽紅壤實驗站，湖南 祁陽 426182；2.中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所，農業(yè)部作物營養(yǎng)與施肥重點開放實驗室,北京 100081）

在我國北方和世界上許多高緯度、高海拔地區(qū)，冬季積雪常導致交通阻塞、高速公路停運，機場關閉等嚴重后果，同時也是冬季交通事故多發(fā)的重要原因。我國自20世紀70年代在北京首先使用了融雪劑以來，隨后在北方地區(qū)得以廣泛應用，使用最多的即是工業(yè)用鹽的氯鹽型（NaCl，KCl，CaCl2，MgCl2）融雪劑。該類融雪劑價格便宜，來源廣泛，但其長期使用引發(fā)的土壤、地下水和流域等一系列生態(tài)環(huán)境問題已越來越受到各國植物、生態(tài)和環(huán)境科學者的關注。

為降低化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響，各國學者開始研究融雪劑的替代品或者凈化品。本試驗以黑麥草為材料，采用室內培養(yǎng)法，研究了施用不同濃度工業(yè)鹽及其和生態(tài)凈化劑的混合物后，黑麥草的生長狀況和土壤的理化性質變化，為降低化學融雪劑對農業(yè)生產和生態(tài)環(huán)境的影響提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

黑麥草種子選用“玲瓏”品種。種子用30%H2O2溶液消毒30 min，蒸餾水清洗干凈，置于27℃恒溫培養(yǎng)箱中，再用蒸餾水浸泡48 h。2 d后黑麥草長出芽及根，移栽到裝有5 kg土的塑料盆中培養(yǎng)。盆裝土壤母質為石灰性堿性土，工業(yè)鹽由市場購得，生態(tài)凈化劑由相關研究院提供。

1.2 試驗設計

采用盆栽試驗，設置6個處理，分別為：對照（CK）、0.1%工業(yè)鹽、0.3%工業(yè)鹽、0.5%工業(yè)鹽、0.5%+1%工業(yè)鹽生態(tài)凈化劑、1%生態(tài)凈化劑。每個處理3次重復。分別在處理后3、10、20和30 d后測定植株株高。施鹽30 d后，收獲植株樣品。整個植株分為地上部和根系，分別測定其干重。取土測定土壤理化性狀。

1.3 測定方法

電導率EC采用電導儀法，酸堿度pH采用酸度計法，交換性鈉離子含量采用離子色譜法測定。

2 結果與分析

2.1 不同處理下植株株高

由表1可見，施鹽處理3 d后黑麥草株高明顯降低，其中，0.3%工業(yè)鹽和0.5%工業(yè)鹽處理黑麥草株高顯著低于其他處理，而0.1%工業(yè)鹽處理黑麥草株高與CK處理的差異不顯著；植株株高在生態(tài)凈化劑與0.5%工業(yè)鹽配施下較單施0.5%工業(yè)鹽的增加2.2 cm，說明施用生態(tài)凈化劑能顯著緩解工業(yè)鹽對株高的抑制作用。隨著處理時間的延長，0.3%工業(yè)鹽處理的植株株高逐漸與對照處理差異不明顯，但0.5%工業(yè)鹽處理的黑麥草株高一直顯著低于其他處理。這說明施用0.5%工業(yè)鹽可顯著抑制黑麥草生長，且很難得到緩解。

表1 不同處理下黑麥草株高 （cm）

2.2 不同處理下植株生物量

由表2可以看出，與CK相比，單施工業(yè)鹽后黑麥草的地上部干重、根系干重和總干重均顯著降低。隨著施用工業(yè)鹽濃度的提高，黑麥草的生物產量逐漸降低，0.5%工業(yè)鹽處理的黑麥草的總干重較0.1%工業(yè)鹽處理的降低了25.3%。與施用0.5%工業(yè)鹽相比，0.5%工業(yè)鹽與生態(tài)凈化劑配施后黑麥草生物量顯著增加，地上部干重、根系干重和總干重分別增加了63.4%、152.2%和73.8%，說明施用生態(tài)凈化劑可明顯緩解工業(yè)鹽對黑麥草生長的抑制，且對根系生長的促進作用較對地上部的更為明顯。

表2 不同處理下黑麥草生物產量 （g）

2.3 不同處理下土壤酸堿度（pH）

由圖1可見，在空白處理和生態(tài)凈化劑處理下，土壤pH值最低。施用工業(yè)鹽后土壤pH值明顯上升，且pH值隨著工業(yè)鹽的濃度增加而增加，施用0.5%的工業(yè)鹽后土壤pH值升高了0.26。與施用0.5%的工業(yè)鹽相比，生態(tài)凈化劑和0.5%工業(yè)鹽配施后土壤pH值降低了0.13，說明施用生態(tài)凈化劑可降低工業(yè)鹽對土壤的堿化。

圖1 不同處理下土壤pH值

2.4 不同處理下土壤電導率

土壤電導率在施用工業(yè)鹽后明顯增加，且隨著鹽濃度的增加而增加（圖2）。工業(yè)鹽濃度由0.1%增加到0.5%，土壤電導率增加了94%。對于施用0.5%工業(yè)鹽的土壤配施生態(tài)凈化劑后，土壤電導率下降了52%，說明對于工業(yè)鹽配施生態(tài)凈化劑可顯著降低土壤電導率。在單施生態(tài)凈化劑條件下，土壤電導率與自然條件下的相近。

圖2 不同處理下土壤電導率

2.5 不同處理下土壤交換性鈉離子含量

由于工業(yè)鹽中主要陽離子含量為Na+，因此施用工業(yè)鹽后土壤交換性Na+含量較高（圖3）。施用0.1%的工業(yè)鹽，土壤交換性Na+含量僅上升了0.87 cmol/kg，但工業(yè)鹽濃度增加到0.5%時，土壤交換性Na+含量上升到了4.62 cmol/kg。配施生態(tài)凈化劑后，施用0.5%工業(yè)鹽的土壤交換性Na+含量降低了47%，說明施用生態(tài)凈化劑可減少土壤中有效態(tài)Na+，有效地避免土壤鹽堿化。

圖3 不同處理下土壤交換性鈉離子含量

3 小結與討論

通過對施用不同濃度工業(yè)鹽后黑麥草植株株高、生物產量，土壤pH值、電導率、交換性Na+含量等方面的分析發(fā)現，隨著施入工業(yè)鹽濃度的增加，土壤pH值升高，土壤鹽堿化程度加重，植株生長受到抑制，且隨著鹽濃度的增加抑制作用愈加嚴重。施用生態(tài)凈化劑能夠明顯減弱工業(yè)鹽對植株生長的抑制作用，而且能夠促進黑麥草根系的生長。生態(tài)凈化劑和工業(yè)鹽配施可降低工業(yè)鹽對土壤的影響，緩解土壤鹽堿化，保護土壤環(huán)境。

[1]高鴻文，孟 林.人工草地建設管理技術[M].北京：中國農業(yè)科學技術出版社，2003.13-14.

[2]陳靜波，閻 君，張婷婷，等.四種暖季型草坪草對長期鹽脅迫的生長反應[J].草業(yè)學報，2008，17（5）：30-36.

[3]楊自輝，王繼和，紀永福，等.河西走廊鹽堿地治理模式研究[J].土壤通報，2005，36（4）：479-482.

[4]姜世成，周道瑋，勒英華.松嫩平原鹽堿化草地消融期土壤水鹽運移特征[J].東北師大學報，2006，38（4）：124-128.

[5]周淑清，黃祖杰，阿 榮.狼毒水浸液對幾種主要牧草種子發(fā)芽的影響[J].中國草地，1993，（4）：77-79.

[6]周興元，幾種暖季型草坪草耐鹽及耐蔭性研究[D].南京：南京林業(yè)大學，2004.

[7]王 慧，衛(wèi)智軍，周淑清，等.狼毒對新麥草、無芒雀麥化感作用的研究[J].草業(yè)與畜牧，2011，（1）：17-20.

[8]陳 濤，李 健，白史且，等.紫羊茅新品系抗旱性比較研究[J].草業(yè)與畜牧，2011，（9）：1-6.

[9]呂世海，吳新宏.巴格那紫羊茅在我國干冷氣候區(qū)適應性研究[J].中國草地，1997（6）：65-66.

[10]任繼周.草業(yè)科學研究方法[M].北京：中國農業(yè)科學技術出版社，2003.13-14.

[11]楊勁松.灌溉土地利用的可持續(xù)性與鹽漬土的修復[J].土壤通報，1999，30（專輯）：78-81.

[12]嚴 霞，李法云，劉桐武，等.化學融雪劑對生態(tài)環(huán)境的影響[J].生態(tài)學雜志，2008，27（12）：2209-2214.

[13]叢日晨，李 芳，古潤澤.融雪劑對城市園林植物傷害機理的研究[J].中國園林，2005，（12）：60-64

[14]謝振宇，楊光穗.牧草耐鹽性研究進展[J].草業(yè)科學，2003，20（8）：11-17.

[15]陳 軍.沈環(huán)SH-IV型融雪劑試驗研究[J].江蘇環(huán)境科技，2006，19（S1）：8-9.