3種觀賞草對鹽堿土理化性質(zhì)的影響

郭興

摘要 [目的]篩選抗鹽堿性較強的優(yōu)良品種。[方法] 結(jié)合上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院奉賢校區(qū)的實際情況和鹽堿土的特點，選擇須芒草、斑葉芒、柳枝稷3種常見觀賞草為研究對象，觀察其田間種植時葉片生長狀況，并對采集土樣的有機質(zhì)含量、鹽分含量、pH等土壤理化性質(zhì)進行分析。[結(jié)果]斑葉芒較適宜在鹽堿土上生長。觀賞草種植對土壤改良有良好作用，可以適當(dāng)降低土壤pH，減少土壤鹽分含量，改良鹽堿土。[結(jié)論]該研究為抗鹽堿性品種的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 觀賞草；生長；鹽堿土；改良

中圖分類號 S156.4 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）21-0133-04

Abstract [Objective]To select the good varieties with strong salinealkali resistance. [Method]Combined with the actual situation of Shanghai fengxian campus of Application Technology College and the characteristics of the saline soil， choosing three common ornamental grasses （miscanthus， variegated miscanthus， switchgrass ）as the research object， the growth condition of leaves in field planting was observed ， and the organic matter content，salt content， pH and soil physical and chemical properties of soil samples collected were analyzed.[Result]Variegated mans was suitable for growing in saline soils. The ornamental grass planting had good effect on soil improvement，and could reduce the soil pH， appropriately reduce the soil salt content， improve saline soil.[Conclusion]The study provides a theoretical basis for the application of salinealkali resistant varieties.

Key words Ornamental grass；Growth；Saline soil；Improvement

觀賞草作為園林景觀設(shè)計的新材料， 可以豐富城市景觀， 提高城市生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性[1]，研究觀賞草的理論及園林應(yīng)用對豐富我國園林景觀和改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義[2]。

目前我國對觀賞草的基礎(chǔ)理論和園林應(yīng)用均有一定的研究，但均不夠深入細致，對其抗鹽堿性的研究較少，尚未對其建立一個完整的研究體系。在國外，觀賞草已被廣泛應(yīng)用于園林景觀設(shè)計中，以達到城市綠化植物物種的多樣性和消除人們的審美疲勞，滿足人們回歸自然的需求[3-5]。上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院奉賢校區(qū)靠近海邊，土壤鹽堿性高。筆者結(jié)合上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院奉賢校區(qū)的實際情況和鹽堿土的特點，選擇須芒草、斑葉芒、柳枝稷3種觀賞草對研究對象[6]，研究觀賞草的生長習(xí)性、生理特征及其抗鹽堿性，旨在篩選出抗鹽堿性較高的優(yōu)良品種。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 須芒草、斑葉芒、柳枝稷3種觀賞草，均由上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院生態(tài)學(xué)院提供。試驗所用試劑規(guī)格及來源見表1，試驗儀器設(shè)備的型號及生產(chǎn)廠家見表2。

1.2 試驗方法

1.2.1 土壤有機質(zhì)含量的測定。

取不同地點土壤，篩選出過1 mm篩孔的風(fēng)干土樣0.5 g，加入試管，用移液管準(zhǔn)確加入重鉻酸鉀5.00 mL，再用量筒加入5 mL濃硫酸，搖勻；放入170 ℃油浴，自氣泡冒出沸騰5 min后取出冷卻，擦干放涼；將試管中液體洗入250 mL三角瓶，達70 mL左右，加入鄰菲羅啉4滴，搖勻；用硫酸亞鐵溶液滴定，溶液顏色由橙紅（或黃綠）經(jīng)綠色、灰綠色變?yōu)樽丶t色即為終點。計算公式：

有機質(zhì)=[C（V0-V）×0.003×1.724×1.1]/（風(fēng)干土樣重×水分系數(shù)）

式中，C為硫酸亞鐵消耗摩爾濃度；V0為空白試驗消耗的硫酸亞鐵溶液的體積；V為滴定待測土樣消耗的硫酸亞鐵溶液的體積；0.003為1/4 mol碳的克數(shù)；1.724為由土壤有機碳換算成有機質(zhì)的換算系數(shù)；1.1為校正系數(shù)（用此法氧化率為90%）。

1.2.2 土壤容重及孔隙度的測定。

取直徑與高各5 cm的環(huán)刀一把，計算其體積并稱重；選擇觀賞草種植地塊，先將地面刮平，然后將環(huán)刀輕輕垂直壓入土中，至環(huán)刀內(nèi)充滿土壤為止，但不要破壞自然狀態(tài)的土壤；用土鏟把環(huán)刀挖出來，兩端刮平，環(huán)刀壁擦干凈，蓋上環(huán)刀蓋，帶回實驗室；于烘箱在105 ℃下連續(xù)烘6～8 h，冷卻后稱重，測定土壤含水量；計算干土重量。計算公式：

環(huán)刀內(nèi)干土重（g）=1/[1+土壤含水量×環(huán)刀內(nèi)濕土重（g）]

土壤容重（g/ cm3）=環(huán)刀內(nèi)干土重（g）/ 環(huán)刀體積（cm3）

土壤孔隙度=（1 - 土壤容重/土壤密度）×100%（土壤密度取2.65 g/cm3）

1.2.3 土壤酸堿度的測定。稱過1 mm篩孔的風(fēng)干土樣10.0 g，放入50 mL的高型小燒杯中；加入25 mL 1mol/L的KCl溶液攪動1 min；靜置30 min；用pH計測定，每測一個樣品，要用蒸餾水沖洗電極球部，并用吸水紙輕輕吸干水分，進行下一個測定。

1.2.4 土壤速效鉀含量的測定。

稱過1 mm篩孔的風(fēng)干土樣5.00 g，放入100 mL的窄口三角瓶中；加入50 mL醋酸銨溶液，用橡皮塞塞緊；振蕩15 min；過濾，取濾液，在火焰光度計上測定。計算公式：

土壤速效鉀（mg/kg）=（C×V）/風(fēng)干土重

式中，C為標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出的試液含鉀濃度（mg/L）；V為浸提液體積（ mL）。

1.2.5 土壤全鹽量的測定。

稱過1 mm篩孔的風(fēng)干土樣5.00 g，放入50 mL的錐形瓶中；用量筒加入無二氧化碳的純水25 mL，加塞，振蕩3 min；過濾，取清亮的浸出液；采用電導(dǎo)法GB 7871—87 測定土壤電導(dǎo)率，并直接用電導(dǎo)率表示土壤含鹽量[7]。

1.2.6 田間耐鹽試驗。

試驗地點設(shè)在上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院奉賢校區(qū)生態(tài)學(xué)院實驗種植地。將須芒草、斑葉芒、柳枝稷3種觀賞草種植在3塊地塊，各取5株測量植物葉片生長數(shù)量、長度、寬度。

2 結(jié)果與分析

2.1 觀賞草種植對土壤理化性狀的影響

2.1.1 觀賞草種植對土壤有機質(zhì)含量的影響。

由圖1可知，觀賞草種植后，土壤有機質(zhì)含量降低。須芒草地表土壤有機質(zhì)含量降低84%，地下20 cm土壤有機質(zhì)含量降低26%；斑葉芒地表土壤有機質(zhì)含量降低33%，地下20 cm土壤有機質(zhì)含量降低8%；柳枝稷地表土壤有機質(zhì)含量降低39%，地下20 cm土壤有機質(zhì)含量降低3%，其中須芒草種植地有機質(zhì)含量最低。

2.1.2 觀賞草種植對土壤容重及孔隙度的影響。由表3可知，觀賞草種植后，須芒草地表土壤容重升高9%，土壤孔隙度降低5.33%，地下20 cm土壤容重降低23%，土壤孔隙度升高12.67%；斑葉芒地表土壤容重升高1%，土壤孔隙度降低0.51%，地下20 cm土壤容重降低19%。土壤孔隙度升高10.43%；柳枝稷地表土壤容重升高7%，土壤孔隙度降低4.24%，地下20 cm土壤容重升高9%，土壤孔隙度降低5%，其中須芒草地表土壤容重上升最多，土壤孔隙度下降最多，地下20 cm土壤容重下降最多，土壤孔隙度上升最多。

2.1.3 觀賞草種植對土壤酸堿度的影響。由圖2可知，觀賞草種植后，土壤pH均下降。須芒草地表土壤pH降低3.26%，地下20 cm土壤pH降低3.61%；斑葉芒地表土壤pH降低2.73%，地下20 cm土壤pH降低3.61%；柳枝稷地表土壤pH降低2.34%，地下20 cm土壤pH降低1.54%；其中須芒草種植地pH降低最多，改良土壤效果最顯著。

2.1.4 觀賞草種植對土壤速效鉀含量的影響。

由圖3可知，觀賞草種植后，土壤速效鉀含量均下降。須芒草地表土壤速效鉀含量降低79%，地下20 cm土壤速效鉀含量降低77%；斑葉芒地表土壤速效鉀含量降低75%，地下20 cm土壤速效鉀含量降低66%；柳枝稷地表土壤速效鉀含量降低58%，地下20 cm土壤速效鉀含量降低36%；其中須芒草種植地速效鉀含量降低最多。

2.1.5 觀賞草種植對土壤鹽分含量的影響。

由圖4可知，觀賞草種植后，須芒草地表土壤鹽分含量升高113%，地下20 cm土壤鹽分含量升高17%；斑葉芒地表土壤鹽分含量降低24%，地下20 cm土壤鹽分含量降低6%；柳枝稷地表土壤鹽分含量升高239%，地下20 cm土壤鹽分含量升高271%。其中斑葉芒土壤鹽分含量降低。

2.2 大田試驗結(jié)果

由表4可知，柳枝稷、須芒草、斑葉芒抽芽時間均為2012年4月10日，展葉時間均為2012年4月15日，從4月25日到5月27日，柳枝稷平均長出5.4片葉子，每片葉子長22.64 cm，寬1.00 cm，面積22.64 cm2；須芒草長出8.4片葉子，每片葉子長33.84 cm，寬0.40 cm，面積13.54 cm2；斑葉芒長出8.2片葉子，每片葉子長26.99 cm，寬0.92 cm，面積24.83 cm2。其中平均葉子數(shù)量須芒草最多，平均葉子長度須芒草最長，平均葉子寬度柳枝稷最寬，平均葉子面積斑葉芒最大。從目前種植情況看，斑葉芒在鹽堿地上生長最好。

3 結(jié)論與討論

（1）該研究結(jié)果表明，種植觀賞草后較裸土有機質(zhì)含量均下降，這可能與觀賞草種植時間較短有關(guān)。土壤有機質(zhì)來源主要有植物殘體，包括各類植物的凋落物、死亡的植物體及根系；動物、微生物殘體，包括土壤動物和非土壤動物的殘體，及各種微生物的殘體；動、植、微生物的排泄物和分泌物；人為施入土壤中的各種有機肥料（綠肥、堆肥、漚肥等），工農(nóng)業(yè)和生活廢水、廢渣等，還有各種微生物制品、有機農(nóng)藥等。土壤有機質(zhì)的組成主要有5類有機化合物和灰分物質(zhì)：糖類化合物、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、含N化合物、脂肪、樹脂、蠟質(zhì)和單寧，灰分物質(zhì)Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、Mn。其中土壤有機質(zhì)的主要元素組成是C、O、H、N，分別占52%～58%、34%～9%、3.3%～4.8%、3.7%～4.1%。該觀賞草種植地植物種植時間低于180 d，再加上原來為荒廢空置土地，動植物稀少，因此一些動、植、微生物的殘體、排泄物和分泌物可能也較少，再加上很少施肥，植物僅吸收利用土壤中的有機質(zhì)，在短時間內(nèi)，有機物的消耗大于生成，造成土壤有機物含量減少，如果種植時間較長，土壤有機質(zhì)含量可能會有所提高，張素瑛等[9]研究表明，鹽堿地在種植玉米1年后土壤有機質(zhì)含量明顯提高。土壤中的有機質(zhì)可以促進植物生長發(fā)育，促進微生物和土壤動物的活動，提高土壤的保肥性和緩沖性，起到活化磷的作用，改善土壤物理性質(zhì)，其中最主要、最直接的作用是改良土壤結(jié)構(gòu)，促進團粒狀結(jié)構(gòu)的形成，從而增加土壤的疏松性，改善土壤的通氣性和透水性，通過改善土壤黏性，降低土壤的脹縮性，防止土壤干旱時出現(xiàn)大的裂隙，土壤有機質(zhì)含量高的土壤其土壤溫度相對較高，且變幅小，保溫性好，因此土壤有機質(zhì)含量的提高對土壤改良起到很大的作用[10]。

（2）該研究結(jié)果表明，須芒草、斑葉芒和柳枝稷的地表土壤較裸土容重均升高，孔隙度降低，這可能與觀賞草種植后未對土壤進行施肥和中耕松土除草有關(guān)，柳枝稷地下20 cm土壤較裸土容重升高，孔隙度降低，這可能與觀賞草種植時間有關(guān)，柳枝稷由于種植時間較短，無法對土壤容重和孔隙度進行明顯改良，但須芒草和斑葉芒地下20 cm土壤較裸土容重均降低，孔隙度升高，對土壤的改良效果明顯。根據(jù)孔隙中的土壤水吸力大小將孔隙劃分為3種類型：非活性孔隙，也稱無效孔隙、束縛水孔隙或微孔隙，是土壤中最細的孔隙，當(dāng)量孔徑小于0.002 mm，根毛和微生物不能進入此孔隙；毛管孔隙，當(dāng)量孔徑為0.002～0.020 mm，由于此種孔隙的毛細管作用非常明顯，因此稱為毛管孔隙；通氣孔隙，當(dāng)量孔徑>0.02 mm，水分在重力的作用下迅速排出土體，或下滲補充地下水，成為通氣的通道。土壤的孔隙度對作物的生長非常重要，因為土壤孔隙度關(guān)系到土壤的通氣狀況，特別是氧氣的含量，土壤中含有很多微生物，這些微生物通常都是需氧生物，它們需要在有氧情況下對土壤腐殖質(zhì)進行腐熟，土壤微生物對土壤結(jié)構(gòu)的改善是一種微觀的行為，如果土壤經(jīng)常處于板結(jié)狀態(tài)，微生物的活動受阻，不利于微生物的繁殖及對土壤的有益改造。另一方面是土壤孔隙度關(guān)系到土壤中水分的運動，作物生長需要大量的水分，地下水分主要通過土壤毛細管運輸?shù)街参锏母浚寥腊褰Y(jié)對水分的運輸產(chǎn)生不利影響。因此提高土壤孔隙度對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常必要，它關(guān)系到作物的產(chǎn)量。影響土壤孔隙度的因素有土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)、有機質(zhì)含量和農(nóng)業(yè)耕作措施等。 要提高土壤孔隙度，可以增施有機肥，如農(nóng)家肥、牲畜糞類、綠肥類；也可以對土壤進行改良，向土壤中增添沙子，改善土壤結(jié)構(gòu)；還可進行中耕松土除草，明顯改善土壤的孔隙度；還可以在耕地時對土地進行深耕，使土壤變得疏松；另外還可在土地上種植可以改善土壤結(jié)構(gòu)的作物[11]。

（3）該研究結(jié)果表明，種植觀賞草后，土壤pH均下降，對土壤鹽堿性有很好的改良效果。影響土壤酸堿性的因素：①氣候。氣候?qū)ν寥浪釅A性有較大影響。南方多雨，鹽基淋失強烈，土壤鹽基飽和度低，土壤多呈酸性；西北雨量較少，鹽基淋失較弱，鹽基飽和度較高，土壤多呈堿性[12]。②母質(zhì)。石灰?guī)r、基性巖、超基性巖的鹽基含量較高，當(dāng)土壤的淋溶程度較弱時，土壤pH比附近其他母質(zhì)上發(fā)育的土壤高；濱海鹽土含有豐富的易溶鹽類及碳酸鈣，加之地下水礦化度較高，因此，發(fā)育的土壤pH一般較高，土壤呈堿性[13]。③自然植被。不同植被凋落物的分解產(chǎn)物對土壤酸堿性產(chǎn)生不同影響。如針葉林凋落物分解后形成的有機酸較多，鹽基較少，故其土壤一般呈酸性。濱海紅樹林殘體分解后形成大量SO42-，使土壤呈強酸性[14]。一些耐鹽、耐堿的植物會選擇性地富集鹽基離子，其殘體分解后會促進土壤堿性的發(fā)展[15]。④地形。不同地形部位的鹽基淋失和富集狀況不同，土壤pH也有差異。地形高的土壤鹽基淋失較強烈，pH可能較低；低洼處的土壤多接受鹽基的淀積，因此pH可能較高；內(nèi)陸一些閉流區(qū)域或集水洼地，由于大量富集徑流水帶來的Ca、Mg、K、Na的重碳酸鹽類，pH可能較高。⑤人類耕作活動。施肥和灌溉會改變土壤酸度。酸性肥料降低土壤pH；施用石灰提高土壤pH；污染水的灌溉；大氣污染；淹水耕作。上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院奉賢校區(qū)土壤呈堿性，觀賞草種植后，土壤堿性明顯減弱。對于堿化土壤的改良，除采用植物種植的方法外，還可配合采用化學(xué)、生物、水利等措施。如施用石膏降低土壤堿性，蓄洪洗鹽脫堿，進行科學(xué)灌溉排水，降低地下水位，增施有機肥料，翻砂壓堿等都是改良鹽堿土行之有效的措施。

（4）該研究結(jié)果表明，土壤速效鉀含量與其他試驗數(shù)據(jù)有較大出入，可能是在試驗中出現(xiàn)誤差。土壤速效鉀含量的測定方法還有四苯硼鈉比濁法。但火焰光度法快速簡便，結(jié)果較好，避免了其他化學(xué)方法存在的NH4+干擾。鉀是植物的重要營養(yǎng)元素之一，它雖不參加植物的組成，但對植物代謝的調(diào)節(jié)起重要作用，鉀在土壤中以各種礦物及鹽類的狀態(tài)存在，大部分不能為植物吸收利用，只有速效性鉀（包括水溶性鉀和交換性鉀）才能為植物吸收利用。因此，測定土壤中速效性鉀的含量對于判斷土壤中鉀供應(yīng)狀況、檢驗土壤性質(zhì)具有重要意義。土壤中速效鉀的來源：一是土壤礦物質(zhì)的分解；二是有機肥的施入；三是化學(xué)肥的補充。土壤中速效鉀含量易受施肥、溫度、水分、作物吸收等影響。由于作物耗竭吸收，土壤速效性鉀含量降至某一“最低值”以后不再降低，能維持交換性鉀最低能力，也就是鉀的緩沖能力，不同土壤不同。作物在生育過程中吸收溶液中鉀，當(dāng)交換性鉀下降到一定水平時，非交換性鉀開始釋放出來，植物吸收的鉀是交換性鉀的幾倍。因此速效性養(yǎng)分的測定值僅是供互相比較的相對值，沒有絕對含量的意義。單憑速效性鉀含量不夠，還應(yīng)同時考慮緩效性鉀。當(dāng)2個土壤交換性鉀含量相近，而緩效性鉀含量不同時，緩效性鉀含量高的土壤，鉀肥往往效果不顯著，緩效性鉀低者，則相反。當(dāng)前根據(jù)有關(guān)養(yǎng)分有效性和吸收新概念，認為交換性鉀并不是鉀有效度的良好指標(biāo)。在土壤速效鉀含量下降時，要重視鉀肥的施用，靈活運用鉀肥，改良土壤，促進植物生長[16]。

（5）該研究結(jié)果表明，斑葉芒種植地土壤鹽分含量較裸土明顯降低，但須芒草和柳枝稷種植地土壤鹽分含量反而升高，可能與種植時間與植物種植適應(yīng)鹽分含量范圍有關(guān)。土壤鹽分是土壤鹽漬化后，溶解于土壤水中的溶質(zhì)（鹽分離子等）遷移至近根區(qū)，由于植物根系對養(yǎng)分和水分的吸收速率不同，使根際土壤鹽分離子（包括養(yǎng)分）或為植物大量吸收，出現(xiàn)虧缺，或在根際富集，土壤表土含鹽量對植被發(fā)育起決定性作用。土壤水溶性鹽數(shù)量與組成是鹽堿土的一個重要屬性，也是影響濱海鹽漬土理化性狀的主要因素之一。種植植物能降低土壤含鹽量，主要有2種機制，其一是土壤蒸發(fā)量大于降水量是鹽堿土形成的主要原因，在鹽土上種植耐鹽植物，將裸露的土壤覆蓋，以植物蒸騰代替土壤蒸發(fā)，減少了土壤蒸發(fā)量，降低土壤積鹽速度，減少了鹽分在耕層的累積；其二是鹽生植物生長過程中其根系能從土壤中吸收通過收獲帶走一部分鹽離子，土壤含鹽量的降低還有水分淋洗作用。深根、淺根植物種植時，耕作層內(nèi)根系數(shù)量增加，一方面植物可以從土壤中吸收帶走更多鹽分，另一方面間作增加地面覆蓋，減少蒸發(fā)抑制土壤返鹽。裸地由于無植被覆蓋，土壤蒸發(fā)量大，導(dǎo)致含鹽量上升[17]。

（6）在大田試驗中，柳枝稷、須芒草、斑葉芒抽芽時間為2012年4月10日，展葉時間為2012年4月15日，從2012年4月25日至2012年5月27日，柳枝稷平均長出5.4片葉子，每片葉子面積22.64 cm2，須芒草平均長出8.4片葉子，每片葉子面積13.54 cm2，斑葉芒長出8.2片葉子，每片葉子面積24.83 cm2，2012年5月27日均未抽穗和開花。3種觀賞草在同一地區(qū)分塊種植，保證了同樣的生長環(huán)境，再在其生長過程中每樣隨機抽取5株進行觀察記錄，保證了試驗的客觀性，但由于試驗只進行到2012年5月27日，植物尚未抽穗和開花，時間太過短暫，無法更全面地反映植物生長狀況。在3種觀賞草種植中，斑葉芒生長最為旺盛，葉子大而多，其次為須芒草，但須芒草出現(xiàn)蟲害，部分葉子出現(xiàn)不同程度損傷。

（7）該研究結(jié)果表明，3種觀賞草中斑葉芒最適合在鹽堿地上生長；3種觀賞草的種植對土壤改良效果良好，可以降低土壤pH，減少土壤鹽分含量，改良鹽堿地。

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