植物对盐碱土的改良效益

植物对盐碱土的改良效益
1.目的及意义
土壤盐碱化、水土流失、土地沙漠化、环境污染和干旱已成为世界五大灾害因子。

据估计，全球土地受盐渍化影响的国家和地区有 100 多个，盐渍化土壤面积达 1.0×109hm2，占陆地总面积的 30%左右，随着水资源的日益匮乏及土地荒漠化的日益严重，据估计，至2050 年将有过半的耕地盐渍化1。

而中国的盐渍土比例明显高于世界平均水平，目前已有近1/3 的灌区土壤存在盐渍化问题。

在土地资源日益缩减的情况下，盐碱地的改良利用已成为全球科研界研究的热点和难点问题之一。

随着我国人口增长及在推进工业化和城市化过程中，人均耕地面积不断减小，盐碱地的改良利用成为新增耕地重要的后备土地资源和确保全国 18 亿亩耕地的“红线”不被突破的重要举措。

2.盐碱土的定义
一般地，盐碱土（saline-alkali soil）分为盐土和碱土两大类型。

通常把含有可溶性盐类物质含量大于 2g/kg，且影响植物正常生长发育的土壤称之为盐土；而碱土用碱化度来划分，即可溶性盐离子中代换性钠离子阳离子代换量（百分率，用 ESP 表示）大于20%，pH值大于8的土壤2。

因为通常两者是混合存在的，所以合称为盐碱土。

3.我国盐碱土的分布
我国盐渍化面积约为 1亿hm2，约占全球盐碱地面积的 10%。

其中（活性）盐碱土约占0.37亿hm2，潜在盐碱化土地约占 0.18亿hm2，残余盐碱地约占 0.45亿hm2。

我国盐碱地分布范围从青藏高原到东部沿海，从黑龙江到海南岛，地跨东北、西北、黄河上中游、黄淮海平原和滨海等五大区域，行政区划涉及 23 个省、自治区及直辖市。

截止目前，中国得到开发利用的盐碱土地仅为 20%。

中国盐碱地面积最大的是西北干旱盐碱土区，面积约为 1300万hm2，主要包括新疆、青海、甘肃河西走廊和内蒙西部地区；其次为滨海盐碱土区，面积约为800万hm2，主要分布在黄海、渤海和东海的海岸沿线（气候属于半湿润季风区）3。

其它依次为东北盐碱土区、黄淮海盐碱土区和西北半干旱盐碱土区。

东北盐碱土区，面积约为660万hm2，主要包括呼伦贝尔高原、松嫩平原、辽河平原和三江平原；黄、淮海平原盐碱土区，面积约为460万hm2，主要指淮海、黄河中下游的沿河低洼、平地和海河泛滥区；西北半干旱盐碱土区，面积约为27万hm2，包括内蒙古河套地区和宁夏银北平原地区。

4.植物改良盐碱土的实验方法
4.1试验设计
（1）试验类型
选择某一地区盐碱地作为试验场地。

本论文以宁夏银北平原地区盐碱地为例。

（2）试验盐碱土土壤选择
该试验选择土壤为重盐渍土（0-20cm土壤全盐含量为10.2g/kg土壤）。

（3）试验植物选择
结合西北半干旱盐碱土区植物分布，及参考试验所在区域耐盐植物选育研究等，本论文试验可选择在宁夏银北平原地区三种具有代表性耐盐植物，分别为：代表灌木的柽柳；代表牧草的苇状羊茅；代表经济作物的油葵。

三种耐盐植物耐盐性均为当地同类植物中最强的，同时又可为试验所在区域带来较大的经济价值。

（4）试验布设
a.试验小区布设
盐荒地为对照（不种植任何植物），布设田间小区试验，小区面积为10m×20m，各小区间设50cm隔离行（土埂），小区采取完全随机的布设形式。

种植柽柳、苇状羊茅和油葵共3个处理，每个处理重复三次。

具体布设如下图1。

注：CK——对照（盐荒地）；C——柽柳；W——苇状羊茅；Y——油葵。

图1-田间试验小区布设
b.种植方式
柽柳与每年4月22日左右一次性移栽，株高 60cm，株行距 100×100cm；苇状羊茅于每年春播4月20日左右一次性播种，采取条播形式，间距 25cm，播种量为 75kg/hm2，每年（7 月、10 月）刈割；油葵为每年春季播种，株行距 40×60cm，秋季收收获留茬，隔年春季翻耕耙耱除残茬后播种。

c.田间管理
常规田间管理，主要为灌水，整个生长期灌水 3 次，播种前、生长旺盛期和秋收后（灌、草灌水越冬），各处理地块灌水量相同，各试验地块每次灌水 70m3。

4.2测定项目与方法
4.2.1物理特性
（1）土壤容重测定：环刀法。

（2）土壤孔隙度：环刀法。

（3）土壤含水量：烘干法。

（4）土壤渗透性：采用双环入渗仪测定。

4.2.2植物对土壤化学性状的影响
（1）土壤有机质含量：采用K2Cr2O7容量法－外加热法；
（2）土壤全盐含量：全盐采用重量法测定（采用5:1的水土比提取待测液测定）；
（3）土壤盐基离子：K+、Na+采用火焰光度法，Mg2+、Ca2+采用原子吸收法，SO42-采用EDTA容量法，Cl-采用AgNO3滴定法；
（4）碱化度（ESP%）：采用如下公式计算：
ESP%=×100%
（5）土壤碱解氮：碱解氮采用碱解扩散法；
（6）土壤速效磷：速效磷采用NaHCO3浸提-分光光度计法；
（7）土壤速效钾：速效钾采用乙酸氨浸提-火焰光度计法；
（8）pH值：采用1:1水土混合液测定。

（9）柽柳对土壤性质的区化作用：即分析柽柳对盐碱土土壤性质影响的“作用范围”。

主要方法为：以盐荒地为对照，在柽柳种植3个生长期后的样地进行土样的采集。

土样采集方法为：采用同心圆的方法，围绕柽柳分别在距离其0、10、20和40cm采样，采样深度50cm，分2层（0-20cm，20-50cm），用于室内分析，测定土壤肥力指标和盐分含量，包括：全盐、pH值、有机质等指标。

测定方法如上所述，采用Excel和Surfer 8.0软件进行数据分析处理。

4.2.3植物对盐碱土微生物的影响
土壤微生物是生活在土壤中的细菌、真菌、放线菌及藻类等微小生物的总称，其数量随土壤环境和土层深度不同而不同。

土壤微生物是土壤中的分解者，促进了土壤中有机质的分解和养分的转化也是土壤中各种生物化学的主要调节者。

土壤微生物不但能维持土壤质量，而且对土壤质量的变化反映敏感，所以其通常作为土壤质量评价的重要指标。

土壤微生物数量测定采用稀释平板涂抹法测：在每个试验样地按照“X”形5处采样混合，采样分两层（0-20cm和20-40cm），利用保险袋和保险箱， 8小时内将新鲜土样内带回实验室，及时进行微生物数量的测定。

测定方法为：（1）土壤悬浊液的制备——在已采回的土样中取10克土，制成均匀的土壤悬液，然后用（无菌）蒸馏水按10倍制作一系列的稀释液。

（2）接种——在超净台59上，将各浓度的土壤悬液取一定量与培养基接种，使土壤悬液均匀分布于培养基上，每种浓度的土壤悬浊液接种3个培养基（即3次重复）。

（3）菌数计算——用平板计数法计算各土样每克干土中的菌数。

计算公式如下：
N=
式中：N —— 1 克干土中的菌数（个）；n ——每个土样三个同浓度悬液培养基上菌落数（个）；Vj——每个培养基上接种悬液的体积（ml）；P——土样稀释的浓度（%）；R——土壤含水率（%）。

培养基选择为：细菌、真菌和放线菌分别采用牛肉膏—蛋白胨琼脂培养基、
马丁氏琼脂培养基和高氏1号琼脂培养基。

4.2.4植物对盐碱土改良效果的生物学响应
（1）测试当年种植后的出苗率和成活率，以及第二年和第三年春季的出苗率和返青率。

（2）根据耐盐植物每年的出苗率（返青率）和当年相应立地条件，找出出苗（返青）率与土壤全盐含量或碱化度的关系。

（3）生长特性研究，分别测量各耐盐植物在各治理时期的相对生长速率情况，并做横向对比。

同时确定（牧草措施的）刈割期。

（4）测定各治理时期各耐盐植物的生物量。

测定油葵产量、地径和盘径变化。

（5）生物量的测算
①油葵——a. 地上部分：油葵收获期采取在样地随机布设样方范围，分别称取油葵植株地上、地下部分鲜重，然后根据样方面积测算出油葵全部地上、地下部分的鲜重。

b.地下部分：随机选取油葵植株，去掉地上部分，挖取根部，带回实验室用水冲洗泥土，测出根部重量。

②苇状羊茅——a. 地上部分：累加每次刈割称得的鲜重得出每年苇状羊茅的地上部分鲜重（并同时取茎和叶若干，以备做植株体内盐分测定）。

b. 地下部分：根据本试验的需要，不测地下部分鲜重。

③柽柳——每年秋季（10月6日），随机选取柽柳50株，分别量取株高、地径、冠幅，并求得各项平均值。

选取与平均值相近的植株，采取破坏性试验，截取地上部分测得鲜重，根据各样地植株数量得出试验区柽柳地上部分鲜重。

（并同时采取各级茎和叶子若干，以备做植株体内盐分测定）。

挖取根部带回实验室水冲洗泥土，测出根部重量（并同时采取根部材料以备做植株体内盐分测定）。

4.2.5植物对盐分的吸收、运移
（1）植物体内盐分含量的测定测试耐盐植物对土壤盐分的主动吸收、运移。

主要方法为：在植物刈割、生长的主要时期与土壤样品采集相对应，采集其上方的植物叶、茎、根等不同器官样品，经处理后，测定植物体内不同部位全盐含量、各盐分离子浓度。

植物组织内全盐及盐分离子含量采用马福炉高温灰化（550℃），冷却用HNO3硝化，然后过滤，用无离子水定容制备待测液。

其测定方法同土壤盐分含量测定。

（2）脱盐率的计算
根据土壤中盐分的降低和植物对盐分的吸收，计算植物“吸收运移脱盐率”和“增
渗抑蒸脱盐率”，揭示植物改良措施对盐碱土盐分的“向上”和“向下”迁移出土壤耕
层的比例关系，确定耐盐植物对土壤脱盐的直接与间接影响的关系。

5.结论与讨论
以盐碱荒地为对照，测定种植了耐盐植物的土壤的物理指标（土壤容重、土壤孔隙度、
土壤含水率和土壤入渗）的变化、土壤化学指标（土壤有机质、全盐含量、碱解氮、速效磷、速效钾、碱化度、pH值和土壤盐基离子浓度）的变化、土壤微生物指标（细菌、真菌和放线菌）的变化、植物生长指标的变化、植物对盐分的吸收运移、柽柳根系区域的性状变化等。

从而揭示植物改良机理，以期为盐碱土植物改良提供科学的依据，同时为依据耐盐植物的耐盐特性及其作用效果构建盐碱地耐盐植物改良模式，为盐碱地产业发展提出新方向。

参考文献：
1.Ashraf M．Breednig for sailntiy tolerance in plants [J]．Crti Rev Plant Sci，1994(13): 17-4
2.
2.Jian-Kang Zhu. Plant Salt Tolerance[J]，Trends in Plant Science 2001, 2 (6):66-71.
3.温静. 天津滨海新区盐碱地景观生态化设计研究[D]. 河北农业大学，2008（6）.。