種植枸杞對晉北重度鹽堿地的改良作用

劉 艷，姚延梼

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山西 太谷 030801)

種植枸杞對晉北重度鹽堿地的改良作用

劉 艷，姚延梼

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山西 太谷 030801)

筆者以晉北應(yīng)縣多年生枸杞地的鹽堿土為研究對象，按土壤深度和行間變化采集土壤樣品，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析土壤基本情況，探討鹽堿分布格局。結(jié)果表明:在試驗(yàn)地內(nèi)，土壤含水率偏低，pH值為8.56，為強(qiáng)堿性土質(zhì)。與全國土壤背景值相比，枸杞試驗(yàn)地內(nèi)的有效Fe含量積累現(xiàn)象極為顯著。隨土壤深度的變化，有效Fe含量無明顯差異;但離植株不同遠(yuǎn)近，會影響土壤有效Fe含量，并呈現(xiàn)升高趨勢。隨著土層深度的增加，枸杞地土壤pH值和含水率逐漸上升，電導(dǎo)率變化不明顯;在遠(yuǎn)離植株的過程中，pH值、電導(dǎo)率和含水率均在20 cm～30 cm處出現(xiàn)高峰值，然后又下降。pH值和電導(dǎo)率均低于空白對照。整體可以看出，種植枸杞對應(yīng)縣鹽堿地有改良作用。

土壤鹽堿化;枸杞;有效Fe;電導(dǎo)率;含水率;pH值

鹽堿地一直以來都是世界性的低產(chǎn)土壤，鹽堿化形成的主要原因是氣候干旱、土壤排水不暢、地下水位高、礦化度大及其它重要條件，同時伴隨地形、母質(zhì)、植被等自然條件綜合影響所造成的。

目前，鹽堿地改良的相關(guān)研究已有不少報道，而關(guān)于有較強(qiáng)生態(tài)適應(yīng)性、耐鹽堿、耐瘠薄、抗旱、抗風(fēng)沙的枸杞對鹽堿地改良的具體效果和與金屬元素鐵之間的相關(guān)性研究較少。筆者以山西省應(yīng)縣鹽堿地內(nèi)抗逆樹種枸杞為研究對象，研究了枸杞對鹽堿地不同土壤深度、離植株不同距離等的改良效果，以期為今后改善鹽堿地狀況提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于山西省朔州市應(yīng)縣，39°17'～39°45'N，112°58'～113°37'E，海拔1 000 m～2 300 m.土壤pH值8.45～10.45.境內(nèi)氣候寒冷干燥，年平均氣溫7℃左右，年均降水量360 mm，年蒸發(fā)量是年降水量的5倍。

1.2 土壤樣品采集

試驗(yàn)樣地位于應(yīng)縣七中對面，海拔998 m，土壤鹽堿化嚴(yán)重，極具代表性。已種植成片抗逆樹種枸杞多年，枸杞平均樹高1.5 m.在試驗(yàn)地內(nèi)選取長勢良好，樹冠發(fā)育正常的枸杞3株，作為3次重復(fù)。以所選枸杞地徑處為起始點(diǎn)，沿垂直于行間方向，每隔10 cm為1個取樣點(diǎn)，共取7點(diǎn)。每個點(diǎn)分5層采集土樣，從土壤表層至下0 cm～10 cm，10 cm～20 cm，20 cm～30 cm，30 cm～40 cm，40 cm～50 cm，共采集105個土樣，包含平行樣，裝于鋁盒，并記錄。在未種植植物的試驗(yàn)地設(shè)置空白對照。將烘干后的土樣充分?jǐn)噭?，剔除未分解的植物的根、莖，研磨、過篩保存?zhèn)溆?防止土樣污染)。

1.3 土壤相關(guān)指標(biāo)的分析方法

pH值、電導(dǎo)率測定:研磨后土壤與蒸餾水1∶1混合，充分?jǐn)嚢?，靜置20 min后，分別用pH計(jì)、電導(dǎo)儀測定。

含水率測定:稱量土壤鮮重(mt)，然后置于105℃～110℃的烘箱中烘6 h～8 h至恒重，之后測定烘干土樣(m1)、鋁盒重(m)。含水率=(mtm1)/(m1-m)×100%.

有效Fe測定:稱取磨碎土樣2 g，用王水(濃HCl∶濃HNO3=3∶1)充分浸提土壤金屬離子，震蕩30 min，經(jīng)濾紙過濾于容量瓶中，定容至100 mL.用原子吸收分光光度計(jì)測定有效Fe含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植枸杞對土壤狀況的影響

在試驗(yàn)地內(nèi)，對采集的21個樣點(diǎn)105個土壤樣品的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，見表1.

表1 種植枸杞對土壤狀況的影響

由表1可以看出，枸杞地土壤含水率平均值為2.68%，最小含水率為2.60%，最大僅為5.29%，約為最小值的2倍;標(biāo)準(zhǔn)差為0.57%.試驗(yàn)地的鹽堿性可用土壤溶液電導(dǎo)率和pH值來表示。測得試驗(yàn)地pH值為8.34～8.82，平均值為8.56，屬于強(qiáng)堿性土壤，低于空白對照10.13;標(biāo)準(zhǔn)差為0.08，數(shù)據(jù)分布集中。電導(dǎo)率的平均值為0.075 ms/cm，小于空白對照，變化范圍在0.050 ms/cm～0.130 ms/cm之間，標(biāo)準(zhǔn)差為0.020 ms/cm，數(shù)據(jù)分布密集。土壤電導(dǎo)率在土樣之間基本不存在差異性，反映了不同枸杞間對鹽堿地電導(dǎo)率無明顯的影響。枸杞地土壤有效Fe含量變化范圍在74.80 mg/kg～187.90 mg/kg之間，平均值為113.27 mg/kg，在全國土壤有效Fe分級標(biāo)準(zhǔn)中屬于極高等指標(biāo)(＞10.00 mg/kg);標(biāo)準(zhǔn)差為28.56 mg/kg，數(shù)據(jù)分布較為離散，但明顯高于空白對照(8.57 mg/kg)。

進(jìn)一步對土壤樣品的含水率、pH值、電導(dǎo)率、有效Fe含量等指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行分析，見表2.

表2 土壤樣品測定指標(biāo)相關(guān)性分析

從表2得知，在枸杞鹽堿試驗(yàn)地內(nèi)，pH值的變異系數(shù)是電導(dǎo)率的5倍;土壤有效Fe含量在電導(dǎo)率和pH值之間均存在相關(guān)性，pH值與有效Fe含量的相關(guān)系數(shù)為0.190.相關(guān)系數(shù)大于0，表明有效Fe含量與pH值之間存在正相關(guān)，即隨著有效Fe含量的增加，電導(dǎo)率增大。有效Fe與電導(dǎo)率的t值為0.68，均低于t0.05(33)=2.035和t0.01(33)=2.725;電導(dǎo)率與有效Fe含量的相關(guān)系數(shù)為0.057，明顯低于t0.05(33)和t0.01(33)，相關(guān)性均不明顯。土壤有效Fe含量可能是多種因素共同作用的結(jié)果導(dǎo)致，其與含水率(A)、pH值(B)、電導(dǎo)率(C)的線性回歸方程為:

y=-10.97A+95.52B+14.56C-663.87.

2.2 枸杞對土壤有效Fe含量的影響

Fe是植物生長必需的營養(yǎng)元素，在植物的生理代謝上發(fā)揮著重要作用，對105個土樣的有效Fe含量進(jìn)行方差分析，見表3和第18頁表4.

表3 不同土層深度有效Fe含量方差分析

表3的方差分析顯示，不同土層深度下土壤有效Fe含量差異不顯著(F=0.005，F(xiàn) =2.690)。表明隨著土壤深度不斷變化，有效Fe含量變化并不明顯。表4結(jié)果顯示，離植株不同距離的土壤有效Fe含量差異性極顯著，F(xiàn)=208.224，明顯大于F0.05=2.450.表明離植株遠(yuǎn)近不同，會影響土壤有效Fe含量。

表4 離植株不同距離有效Fe含量方差分析

2.3 土層深度和離植株距離不同對土壤的影響

枸杞各土層深度和離植株不同距離對土壤pH值、電導(dǎo)率、含水率的影響，見圖1.

圖1 各土層深度和離植株不同距離土壤性質(zhì)的變化規(guī)律

由圖1可知，枸杞試驗(yàn)地內(nèi)土壤pH值隨土層深度的不斷加深而逐漸升高，最小值和最大值之差為0.14，分別出現(xiàn)在表層和底層。在逐漸遠(yuǎn)離枸杞的過程中，其pH值變化呈現(xiàn)波浪形，最低值8.49，出現(xiàn)在距枸杞0 cm～10 cm處;最高值8.69，出現(xiàn)在50 cm～60 cm處;另一次峰值出現(xiàn)在20 cm～30 cm處。土壤溶液電導(dǎo)率隨著土層深度的增加而保持穩(wěn)定，變化不明顯。在逐漸遠(yuǎn)離枸杞的過程中，電導(dǎo)率先升高后降低，逐漸趨于平穩(wěn)，并且在距植株20 cm～30 cm處出現(xiàn)最大值0.11 ms/cm，而后基本保持在0.07 ms/cm左右。枸杞試驗(yàn)地內(nèi)含水率表現(xiàn)為隨著土層深度的增加，含水率逐漸升高，但差異性不明顯。在逐漸遠(yuǎn)離植株的過程中，土壤含水率先升高后降低，在距植株20 cm～30 cm處達(dá)到最大值，含水率為4.61%.

試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，枸杞試驗(yàn)地土壤的電導(dǎo)率、pH值、含水率均低于空白對照。其中，電導(dǎo)率和pH值是反應(yīng)土壤鹽堿性的2個重要指標(biāo)，且相比空白對照呈現(xiàn)降低的趨勢，說明枸杞的確降低了試驗(yàn)地的鹽堿度。

3 結(jié)論

1)在試驗(yàn)地內(nèi)，土壤含水率偏低，pH值為8.56，為強(qiáng)堿性土質(zhì)。與全國土壤背景值相比，枸杞試驗(yàn)地內(nèi)的有效Fe含量積累現(xiàn)象極為明顯。有效Fe與電導(dǎo)率、pH值之間存在正相關(guān)關(guān)系，但差異性并不顯著。

2)隨土壤深度的變化，不同土層間有效Fe含量的差異性不顯著。但離植株距離的遠(yuǎn)近，會影響土壤有效Fe的含量。

3)隨著土層深度的增加，枸杞地土壤pH值和含水率表現(xiàn)為逐漸上升，電導(dǎo)率的變化不明顯。在遠(yuǎn)離植株的過程中，pH值、電導(dǎo)率和含水率均在20 cm～30 cm處出現(xiàn)高峰值，然后又下降，且pH值和電導(dǎo)率均低于空白對照。整體可以看出，種植枸杞對應(yīng)縣鹽堿地有一定的改良作用。經(jīng)過種植枸杞，土壤的鹽堿度明顯低于對照。

［1］ 王春裕.中國東北鹽漬土［M］.北京:科學(xué)出版社，2004.

［2］ 教忠意，王保松，施士爭，等.林木抗鹽性研究進(jìn)展［J］.西北林學(xué)院學(xué)報，2008，23(5):60-64.

［3］ 郭繼勛，姜世成，孫 剛.松嫩平原鹽堿化草地治理方法的比較研究［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，1998，9(4):425-428.

［4］ 余世鵬，楊勁松，劉廣明.不同水肥鹽調(diào)控措施對鹽堿耕地綜合質(zhì)量的影響［J］.土壤通報，2011，42(4): 942-946.

［5］ 米文精，劉克東，趙永剛，等.大同盆地鹽堿地生態(tài)修復(fù)利用植物的初步選擇［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，33(1):49-54.

［6］ 郭曄紅，藺海明，賈恢先，等.種植中藥材對鹽堿地的

Improvement Effect Research on Lycium chinense in Severe Saline-alkali Soil in North Shanxi Province

Liu Yan，Yao Yantao
(College of Forestry，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China)

The saline-alkali soil of perennial Lycium chinense in Ying county in north Shanxi province as the research object，we took soil samples by soil depth and leading change.The basic situation of the soil was analyzed by mathematical statistics to explore the saline-alkali distribution pattern.The results showed that in the field，soil moisture content was low，the pH value was 8.56，as the alkaline soil.Compared with the national soil value，available Fe accumulation phenomenon in Lycium chinense field was remarkably effective.As the change of soil depth，available Fe content had no obvious difference.Distance from plant would affect the soil available Fe content，and showed a trend of rise.With the increase of soil depth，soil pH and moisture content in Lycium chinense field was gradually rising，conductivity change was not obvious.Far away from the plant，pH value，conductivity and moisture content were at the peak between 20 cm～30 cm，and then fell.pH value and conductivity were lower than CK.Overall，plantation of Lycium chinese could improve saline-alkai soil.

Soil salinization;Lycium chinense;Available Fe;Conductivity;Moisture content;pH value

S567.1

A

1007-726X(2015)03-0016-04

2015-06-05

晉北重度鹽堿地植被恢復(fù)集成技術(shù)研究(201304326);晉北鹽堿地困難立地造林配套技術(shù)研究(2012HX32)

劉 艷(1991— )，女，山西大同人，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)在讀碩士研究生。

姚延梼(1956— )，男，山西臨猗人，1988年畢業(yè)于北京林業(yè)大學(xué)，教授，主要從事林木經(jīng)營及育種。