耐盐碱植物对滨海盐碱地的改良效果_高彦花
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第 39 卷 第 8 期 2011 年 8 月
东 北 林 业 大 学 学 报 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY
Vol． 39 No． 8 Aug． 2011
耐盐碱植物对滨海盐碱地的改良效果
高彦花 张华新 杨秀艳 刘 涛
（ 中国林业科学研究院林业研究所， 100091 ） 北京，
出现下层土壤盐分质量分数高 随雨水入渗向下层土壤移动， 于上层土壤。可见， 种植耐盐碱植物可以有效降低盐碱土盐 分质量分数。
表1 植被类型 白 杜 对 刺 梨 照 各林地土壤盐分的空间分布 盐分质量分数 / g·kg －1 10 cm＜ h≤． 900b 1． 427c 4． 286a 1． 430c 1． 513b 1． 429c 5． 717a
表明， 种植柠条的试验地同原生盐碱滩地相比， 土壤盐分质量 ［6 ］ 分数明显减少， 土壤养分含量增加。 林学政等 通过比较种 植盐地碱蓬土壤和对照土壤的电导率 、 有机质和微生物差异， 电导率与对照相比下降 13% ， 有机质和总氮与对照土壤相比 微生物数量明显增加， 表明种植盐地 分别增加 43% 和 18% ， 碱蓬对改善滨海盐碱地的生态环境有明显效果 。 系统、 深入 地研究不同耐盐碱植物对土壤肥力状况的影响， 选择适宜的 对开发滨海地区盐碱化土地， 改善生 树种对盐碱土进行改良， 态环境具有重要意义。 白刺（ Nitraria tangutorum ） 、 杜梨（ Pyrus betulaefolia ） 和银 水牛果（ Shepherdia argentea） 是重要的耐盐碱植物。笔者以在 天津滨海盐碱地栽植这 3 种植物 4 a 后的林地土壤为研究对 象， 对林地土壤微生物、 养分、 盐分质量分数及其相关关系进行 分析， 研究不同耐盐碱植物对该地区盐碱地的改良情况， 旨在 为滨海盐碱地的开发利用和生态环境植物修复提供科学依据。
0＜ h≤10 cm 1． 426b 1． 454b 1． 430b 2． 143a
2
材料与方法
饮水牛果
样地设置与土壤样品采集： 2006 年春， 在耐盐碱植物科 技园内布设相邻的 3 块 30 mˑ30 m 试验林地， 各林地间隔 5 m， 分别栽植 1 年生苗木白刺、 杜梨、 银水牛果 3 种耐盐碱植 物， 株行距分别为： 白刺 0． 5 mˑ0． 5 m、 杜梨 2 mˑ2 m、 银水牛 果 2 mˑ2 m。2010 年 8 月份在 3 块林分中分别随机选取 5 个 点进行土样采集， 因为在 3 块林地中植物根系主要分布在 0 30 cm 土层中， 10 cm ＜ h ≤ 20 所以采样深度 （ h ） 为 0 ＜ h ≤ 10 cm、 20 cm＜ h≤30 cm， cm、 取适量土壤装入无菌袋， 每个样装 2 份。 1 份保存在 4 ħ 冰箱中， 用于微生物的测定； 另一份风干后测 定土壤养分和盐分质量分数 。另取林地间隔地带中间处土壤 取样方法同上。 作为对照， 土壤微生物数量测定： 细菌、 放线菌、 真菌利用稀释平板 ［7 ］ 土壤稀释质量 法测定 。细菌： 采用牛肉膏蛋白胨培养基， －3 10 －4 、 10 －5 ； 放线菌： 采用改良高氏一号培养基， 土 分数为 10 、 －3 10 －4 、 10 －5 ； 真菌： 采用马丁氏培养基， 壤稀释质量分数为 10 、 －1 10 －2 、 10 －3 ， 土壤稀释质量分数为 10 、 每一质量分数分别做 3 次重复。细菌在 35 ħ 温度下恒温培养 24 h， 真菌和放线菌在 28 ħ 条件下恒温培养 72 h， 然后选取每皿菌落数量为 15 150 个的一个稀释质量分数统计菌落数量， 按如下公式计算 微生物数量。 菌落平均数量 ˑ 稀释倍数 。 微生物数量 = 烘干土质量 土壤养分和盐分质量分数测定： 土壤盐分质量分数采用 常规的残渣烘干法进行测定； 有机质采用重铬酸钾容量法测 定； 全 N 用半微量凯氏法； 全 P 用 H2 SO4 －HClO4 消煮， 钼蓝比 色法测定； 有效 N 用碱解扩散法测定； 有效 P 利用 0． 15 mol / L 的碳酸氢钠提取样品后， 用钼蓝比色法测定； 有效 K 用 1 mol / ［8 ］ L 的醋酸钠提取土壤样品后， 用火焰光度计测定 。 SPSS16． 0 进行 数据处理与分析： 用 Excel 进行图表处理， 数据分析。
1）
摘 要 为了解不同耐盐碱植物对盐碱地的改良效果 ， 在天津滨海地区营造白刺 、 杜梨、 银水牛果 3 种林地， 造林 4 a 后分别对 3 种林地的土壤微生物数量 、 养分和盐分质量分数进行了研究 。结果表明： 土壤养分和微生物数 量在土壤剖面上具有相同的垂直分布特征 ， 随着土层深度增加而减少 。白刺、 杜梨和银水牛果林地土壤在各土层 －1 10 cm＜ h≤20 cm、 20 cm＜ h ≤30 cm 中盐分质量分数为 1． 426 1． 900 g·kg ， 基本无差别； 对照土壤在 0＜ h≤10 cm、 4． 286 、 5． 717 g·kg －1 ， 土层盐分质量分数分别为 2． 143 、 呈现随土壤深度加深而增加的分布特征 ， 白刺、 杜梨和银水 牛果的林地土壤同对照土壤相比盐分质量分数显著降低 。土壤养分和微生物数量在 3 种林地土壤中的排序都为 ： 白刺 ＞ 杜梨 ＞ 银水牛果， 其中白刺和杜梨林地土壤养分和微生物数量远大于对照 ， 差异达到显著水平 （ P ＜0． 05 ） 。 银水牛果林地同对照土壤相比 ， 除细菌、 放线菌、 全 N 差异未达显著水平（ P ＜0． 05 ） ， 其它养分指标和真菌数量差异 均达到显著水平（ P ＜0． 05 ） 。土壤微生物和土壤养分呈正相关关系 ， 二者与土壤盐分质量分数都成负相关关系 。 总体来看， 白刺改良盐碱土的效果最好 ， 杜梨次之， 银水牛果较差。 关键词 耐盐碱植物； 土壤微生物； 土壤养分； 盐分质量分数 分类号 S715． 3 Ameliorative Effect of SalineAlkali Tolerant Plants in Coastal SalineAlkali Land / Gao Yanhua，Zhang Huaxin， Yang Xiuyan，Liu Tao（ Research Institute of Forestry，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091 ，P． R． China ） / / Journal of Northeast Forestry University． －2011 ， 39 （ 8 ） ． －43 46 A study was conducted to explore the ameliorative effect of salinealkali tolerant plants on salinealkali land through Pyrus betulaefolia， Shepherdia argentea in Tianjin coastal region． The amount of microorganisms， planting Nitraria tangutorum， nutrient content and salt content in soil in the three forestlands were studied 4 years after afforestation． Results showed that soil nutrient content and amount of microorganisms decreased with soil depth． Salt content in different soil layers ranged from 1． 426 to 1． 900 g · kg －1 ． There was no difference in salt content between the three forestlands． However，the salt contents in 0－10 ， 10－20 ， 20－30 cm soil layers in the control were 2． 143 ， 4． 286 ， 5． 717 g·kg －1 ，which increased with soil depth． Salt content in N． tangutorum，P． betulaefolia and S． argentea forestlands was obviously lower than that in the control． Soil nutrient content and amount of soil microorganisms in N． tangutorum forestland were highest，followed by P． betulaefolia and S． argentea． The soil nutrient content and amount of microorganisms in N． tangutorum and P． betulaefolia forestlands were much higher than those in the control，and there was a significant difference at the 0． 05 level． Except for amounts of bacteria and actinomycetes and total nitrogen content in S． argentea forestland， other nutrient indexes and amount of fungi were all significantly different from those in the control at P ＜0． 05． Amount of microorganisms was positively correlated with soil nutrient content， while they were both negatively related with soil salt content． On the whole，N． tangutorum is the best plant for the improvement of salinealkali soil， followed by P． betulaefolia and S． argentea． Keywords Saline alkali tolerant plants； Soil microbes； Soil nutrients； Salt content 在盐碱地中， 土壤盐分是影响土壤微生物和土壤养分的 主要限制因子， 而土壤微生物和土壤养分是陆地生态系统的 ［1 ］ 重要组成成分， 也是衡量土壤肥力的重要指标 。 所以， 研 究滨海盐碱地的土壤微生物和土壤养分的分布状况及其与土 对于合理利用滨海和改善生态环境具有重大 壤盐分的关系， 意义。天津地处华北平原东北部， 该地区盐碱地分布广泛， 据 49． 3 第二次天津土壤普查资料统计， 天津盐碱地面积达 万 ［2 ］ hm2 ， 占全市土地总面积的 42． 3% ， 对于该地区盐碱地的改 良与利用一直备受重视 。 近年来， 有学者对该地区盐碱土做 ［3－4 ］ ， 然而， 对于如何有效地改良该地区盐碱地的 了相关研究 研究鲜有报道。 种植耐盐碱植物是改良盐碱地的最佳措施之一， 如张丽 ［5 ］ 珍等 在大同盆地盐碱滩地上进行柠条的种植试验 。 结果
1
研究地概况
试验地位于天津滨海新区耐盐碱植物科技园内（ 38ʎ76' 117ʎ22'E） 。地势平坦， N， 平均海拔为 3 m， 属暖温带半湿润
44
东
北
林
业
大
学
学
报
第 39 卷
大陆性季风气候， 四季分明， 冬季寒冷干燥， 夏季高温高湿。 年平均气温 12． 1 ħ ， 年平均无霜期为 211 d， 年平均降水量 593 ． 6 mm ， 约 75 % 的降水量集中于 7 — 9 月 份 ， 年蒸发量为 1 800 mm， 是降水量的 3 倍。该区属于华北平原滨海沉积区， 地质结构简单。土壤属于滨海盐土， 土质黏重， 渗透性很差。 土壤 pH = 7． 5 8． 5 ， 偏碱性， 肥力较低， 天然地被植物主要有 稗草（ Echinochloa crusgalli ） 、 芨芨草 油蒿（ Artemisia ordosica） 、 （ Achnatherum splendens） 等杂草。
1 ） 国家 “十一五” 科技支撑计划专题（ 2009BADB2B0103 ） 。 1984 年 10 月生， 第一作者简介： 高彦花， 女， 中国林业科学研究 硕士研究生。 院林业研究所， 通信作者： 张华新， 中国林业科学研究院林业研究所， 研究员。E－ mail： zhanghx@ caf． ac． cn。 收稿日期： 2011 年 3 月 4 日。 责任编辑： 戴芳天。
东 北 林 业 大 学 学 报 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY
Vol． 39 No． 8 Aug． 2011
耐盐碱植物对滨海盐碱地的改良效果
高彦花 张华新 杨秀艳 刘 涛
（ 中国林业科学研究院林业研究所， 100091 ） 北京，
出现下层土壤盐分质量分数高 随雨水入渗向下层土壤移动， 于上层土壤。可见， 种植耐盐碱植物可以有效降低盐碱土盐 分质量分数。
表1 植被类型 白 杜 对 刺 梨 照 各林地土壤盐分的空间分布 盐分质量分数 / g·kg －1 10 cm＜ h≤． 900b 1． 427c 4． 286a 1． 430c 1． 513b 1． 429c 5． 717a
表明， 种植柠条的试验地同原生盐碱滩地相比， 土壤盐分质量 ［6 ］ 分数明显减少， 土壤养分含量增加。 林学政等 通过比较种 植盐地碱蓬土壤和对照土壤的电导率 、 有机质和微生物差异， 电导率与对照相比下降 13% ， 有机质和总氮与对照土壤相比 微生物数量明显增加， 表明种植盐地 分别增加 43% 和 18% ， 碱蓬对改善滨海盐碱地的生态环境有明显效果 。 系统、 深入 地研究不同耐盐碱植物对土壤肥力状况的影响， 选择适宜的 对开发滨海地区盐碱化土地， 改善生 树种对盐碱土进行改良， 态环境具有重要意义。 白刺（ Nitraria tangutorum ） 、 杜梨（ Pyrus betulaefolia ） 和银 水牛果（ Shepherdia argentea） 是重要的耐盐碱植物。笔者以在 天津滨海盐碱地栽植这 3 种植物 4 a 后的林地土壤为研究对 象， 对林地土壤微生物、 养分、 盐分质量分数及其相关关系进行 分析， 研究不同耐盐碱植物对该地区盐碱地的改良情况， 旨在 为滨海盐碱地的开发利用和生态环境植物修复提供科学依据。
0＜ h≤10 cm 1． 426b 1． 454b 1． 430b 2． 143a
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材料与方法
饮水牛果
样地设置与土壤样品采集： 2006 年春， 在耐盐碱植物科 技园内布设相邻的 3 块 30 mˑ30 m 试验林地， 各林地间隔 5 m， 分别栽植 1 年生苗木白刺、 杜梨、 银水牛果 3 种耐盐碱植 物， 株行距分别为： 白刺 0． 5 mˑ0． 5 m、 杜梨 2 mˑ2 m、 银水牛 果 2 mˑ2 m。2010 年 8 月份在 3 块林分中分别随机选取 5 个 点进行土样采集， 因为在 3 块林地中植物根系主要分布在 0 30 cm 土层中， 10 cm ＜ h ≤ 20 所以采样深度 （ h ） 为 0 ＜ h ≤ 10 cm、 20 cm＜ h≤30 cm， cm、 取适量土壤装入无菌袋， 每个样装 2 份。 1 份保存在 4 ħ 冰箱中， 用于微生物的测定； 另一份风干后测 定土壤养分和盐分质量分数 。另取林地间隔地带中间处土壤 取样方法同上。 作为对照， 土壤微生物数量测定： 细菌、 放线菌、 真菌利用稀释平板 ［7 ］ 土壤稀释质量 法测定 。细菌： 采用牛肉膏蛋白胨培养基， －3 10 －4 、 10 －5 ； 放线菌： 采用改良高氏一号培养基， 土 分数为 10 、 －3 10 －4 、 10 －5 ； 真菌： 采用马丁氏培养基， 壤稀释质量分数为 10 、 －1 10 －2 、 10 －3 ， 土壤稀释质量分数为 10 、 每一质量分数分别做 3 次重复。细菌在 35 ħ 温度下恒温培养 24 h， 真菌和放线菌在 28 ħ 条件下恒温培养 72 h， 然后选取每皿菌落数量为 15 150 个的一个稀释质量分数统计菌落数量， 按如下公式计算 微生物数量。 菌落平均数量 ˑ 稀释倍数 。 微生物数量 = 烘干土质量 土壤养分和盐分质量分数测定： 土壤盐分质量分数采用 常规的残渣烘干法进行测定； 有机质采用重铬酸钾容量法测 定； 全 N 用半微量凯氏法； 全 P 用 H2 SO4 －HClO4 消煮， 钼蓝比 色法测定； 有效 N 用碱解扩散法测定； 有效 P 利用 0． 15 mol / L 的碳酸氢钠提取样品后， 用钼蓝比色法测定； 有效 K 用 1 mol / ［8 ］ L 的醋酸钠提取土壤样品后， 用火焰光度计测定 。 SPSS16． 0 进行 数据处理与分析： 用 Excel 进行图表处理， 数据分析。
1）
摘 要 为了解不同耐盐碱植物对盐碱地的改良效果 ， 在天津滨海地区营造白刺 、 杜梨、 银水牛果 3 种林地， 造林 4 a 后分别对 3 种林地的土壤微生物数量 、 养分和盐分质量分数进行了研究 。结果表明： 土壤养分和微生物数 量在土壤剖面上具有相同的垂直分布特征 ， 随着土层深度增加而减少 。白刺、 杜梨和银水牛果林地土壤在各土层 －1 10 cm＜ h≤20 cm、 20 cm＜ h ≤30 cm 中盐分质量分数为 1． 426 1． 900 g·kg ， 基本无差别； 对照土壤在 0＜ h≤10 cm、 4． 286 、 5． 717 g·kg －1 ， 土层盐分质量分数分别为 2． 143 、 呈现随土壤深度加深而增加的分布特征 ， 白刺、 杜梨和银水 牛果的林地土壤同对照土壤相比盐分质量分数显著降低 。土壤养分和微生物数量在 3 种林地土壤中的排序都为 ： 白刺 ＞ 杜梨 ＞ 银水牛果， 其中白刺和杜梨林地土壤养分和微生物数量远大于对照 ， 差异达到显著水平 （ P ＜0． 05 ） 。 银水牛果林地同对照土壤相比 ， 除细菌、 放线菌、 全 N 差异未达显著水平（ P ＜0． 05 ） ， 其它养分指标和真菌数量差异 均达到显著水平（ P ＜0． 05 ） 。土壤微生物和土壤养分呈正相关关系 ， 二者与土壤盐分质量分数都成负相关关系 。 总体来看， 白刺改良盐碱土的效果最好 ， 杜梨次之， 银水牛果较差。 关键词 耐盐碱植物； 土壤微生物； 土壤养分； 盐分质量分数 分类号 S715． 3 Ameliorative Effect of SalineAlkali Tolerant Plants in Coastal SalineAlkali Land / Gao Yanhua，Zhang Huaxin， Yang Xiuyan，Liu Tao（ Research Institute of Forestry，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091 ，P． R． China ） / / Journal of Northeast Forestry University． －2011 ， 39 （ 8 ） ． －43 46 A study was conducted to explore the ameliorative effect of salinealkali tolerant plants on salinealkali land through Pyrus betulaefolia， Shepherdia argentea in Tianjin coastal region． The amount of microorganisms， planting Nitraria tangutorum， nutrient content and salt content in soil in the three forestlands were studied 4 years after afforestation． Results showed that soil nutrient content and amount of microorganisms decreased with soil depth． Salt content in different soil layers ranged from 1． 426 to 1． 900 g · kg －1 ． There was no difference in salt content between the three forestlands． However，the salt contents in 0－10 ， 10－20 ， 20－30 cm soil layers in the control were 2． 143 ， 4． 286 ， 5． 717 g·kg －1 ，which increased with soil depth． Salt content in N． tangutorum，P． betulaefolia and S． argentea forestlands was obviously lower than that in the control． Soil nutrient content and amount of soil microorganisms in N． tangutorum forestland were highest，followed by P． betulaefolia and S． argentea． The soil nutrient content and amount of microorganisms in N． tangutorum and P． betulaefolia forestlands were much higher than those in the control，and there was a significant difference at the 0． 05 level． Except for amounts of bacteria and actinomycetes and total nitrogen content in S． argentea forestland， other nutrient indexes and amount of fungi were all significantly different from those in the control at P ＜0． 05． Amount of microorganisms was positively correlated with soil nutrient content， while they were both negatively related with soil salt content． On the whole，N． tangutorum is the best plant for the improvement of salinealkali soil， followed by P． betulaefolia and S． argentea． Keywords Saline alkali tolerant plants； Soil microbes； Soil nutrients； Salt content 在盐碱地中， 土壤盐分是影响土壤微生物和土壤养分的 主要限制因子， 而土壤微生物和土壤养分是陆地生态系统的 ［1 ］ 重要组成成分， 也是衡量土壤肥力的重要指标 。 所以， 研 究滨海盐碱地的土壤微生物和土壤养分的分布状况及其与土 对于合理利用滨海和改善生态环境具有重大 壤盐分的关系， 意义。天津地处华北平原东北部， 该地区盐碱地分布广泛， 据 49． 3 第二次天津土壤普查资料统计， 天津盐碱地面积达 万 ［2 ］ hm2 ， 占全市土地总面积的 42． 3% ， 对于该地区盐碱地的改 良与利用一直备受重视 。 近年来， 有学者对该地区盐碱土做 ［3－4 ］ ， 然而， 对于如何有效地改良该地区盐碱地的 了相关研究 研究鲜有报道。 种植耐盐碱植物是改良盐碱地的最佳措施之一， 如张丽 ［5 ］ 珍等 在大同盆地盐碱滩地上进行柠条的种植试验 。 结果
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研究地概况
试验地位于天津滨海新区耐盐碱植物科技园内（ 38ʎ76' 117ʎ22'E） 。地势平坦， N， 平均海拔为 3 m， 属暖温带半湿润
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东
北
林
业
大
学
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第 39 卷
大陆性季风气候， 四季分明， 冬季寒冷干燥， 夏季高温高湿。 年平均气温 12． 1 ħ ， 年平均无霜期为 211 d， 年平均降水量 593 ． 6 mm ， 约 75 % 的降水量集中于 7 — 9 月 份 ， 年蒸发量为 1 800 mm， 是降水量的 3 倍。该区属于华北平原滨海沉积区， 地质结构简单。土壤属于滨海盐土， 土质黏重， 渗透性很差。 土壤 pH = 7． 5 8． 5 ， 偏碱性， 肥力较低， 天然地被植物主要有 稗草（ Echinochloa crusgalli ） 、 芨芨草 油蒿（ Artemisia ordosica） 、 （ Achnatherum splendens） 等杂草。
1 ） 国家 “十一五” 科技支撑计划专题（ 2009BADB2B0103 ） 。 1984 年 10 月生， 第一作者简介： 高彦花， 女， 中国林业科学研究 硕士研究生。 院林业研究所， 通信作者： 张华新， 中国林业科学研究院林业研究所， 研究员。E－ mail： zhanghx@ caf． ac． cn。 收稿日期： 2011 年 3 月 4 日。 责任编辑： 戴芳天。