滨海盐碱地棉田盐度等级划分
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山东农业科学2012,44(3):36 39Shandong Agricultural Sciences
收稿日期:2011-08-22
基金项目:国家自然科学基金项目(30971720)、现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS -18-21)和山东省重大应用技术研究项目(2010-棉花)资助。
作者简介:董合忠(1965-),男,博士,研究员,主要从事棉花生理生态研究。
E -mail :donghz@
滨海盐碱地棉田盐度等级划分
董合忠,辛承松,李维江
(山东棉花研究中心/山东省棉花栽培生理重点实验室,山东济南250100)
摘
要:我国植棉区内的滨海盐碱地主要呈带状分布在山东、河北、天津和苏北沿海低平原海岸地区,滨
海盐碱地已成为我国重要的棉田生态类型。
为满足盐碱地棉花生产发展的需要,
本研究在参考前人研究与实践的基础上,基于盐碱地棉田土壤盐分的季节性变化、土壤盐分对棉花出苗、成苗和产量的影响,以春季(3月中下旬)0 20cm 表层土壤全盐含量为指标,将滨海盐碱地棉田划分为脱盐非盐碱地(<0.10%)、轻度盐碱地(0.10% 0.25%)、中度盐碱地(0.25% 0.45%)和重度盐碱地(0.45% 0.80%)。
各类盐碱地应根据盐度等级采取针对性成苗和管理技术措施,才能实现全苗壮苗和丰产丰收。
关键词:滨海盐碱地;棉花;盐度中图分类号:S562.061
文献标识号:A
文章编号:1001-4942(2012)03-0036-04
Soil Salinity Grading of Cotton Field in Coastal Saline Area
DONG He -zhong ,XIN Cheng -song ,LI Wei -jiang
(Shandong Cotton Research Center /Key Laboratory for Cotton Cultivation and Physiology of
Shandong Province ,Jinan 250100,China )
Abstract Coastal saline soil within cotton cultivating areas in China is mainly distributed in the coastal
low plain of Shandong ,Hebei ,Tianjin and north of Jiangsu Province.It has become one of the most important ecotypes of cotton field in China.On the basis of previous research and practice ,the seasonal dynamics of soil salinity and its effect on cotton emergence ,seedling establishment and lint yield were analyzed.To meet the demand of developing cotton production ,the saline cotton fields were divided into four grades according to the total salt content in soil of 0 20cm in spring (the middle and later ten days of March ).They were desali-nized non -saline soil (<0.10%),low salinity (0.10% 0.25%),moderate salinity (0.25% 0.45%)and high salinity soil (0.45% 0.80%).It was suggested that each type of saline cotton field should adopt pertinent and appropriate technical measures to improve the seedling establishment and cotton yield.
Key words
Coastal saline soil ;Cotton ;Salinity grading
盐土、碱土和各种盐化、碱化土壤统称盐碱
土、
盐渍土或盐碱地[1]。
据联合国粮农组织(FAO )统计,世界上近百个国家分布有盐渍土,
全世界盐渍土总面积大致为10.1ˑ108hm 2
,约占
陆地总面积的25%[2]。
而且因灌溉不当或排水
不良,每年大约有30ˑ104hm 2
的耕地在发生次生盐渍化。
每年由于盐碱造成的直接经济损失达
25亿元[1]。
改造治理及合理开发利用盐碱地资源,是中国农业发展的重要途径和保证,对改善生
态环境,推动区域经济和社会可持续发展也具有
重要意义。
盐碱地由于地域、成因不同,土壤中总含盐量、离子组成和pH 值等存在很大差异。
土壤学界已经根据地域、土壤颜色、土壤特性以及总盐含量等将盐碱地划分为各种类型,现有类型划分对于认识和改造盐碱地发挥了重要作用,但尚不能
完全满足盐碱地农业生产的现实需要[6]。
例如,棉花生产中迫切需要根据土壤总含盐量划分棉田
的盐度等级,从而因地制宜地分类采取相应的栽培管理措施,提高棉花产量。
但是,目前尚无针对盐碱地棉田的盐度分类标准,基于一般盐碱地的盐度等级标准也很不一致。
为此,本研究在分析评述现有滨海盐碱地盐度等级划分研究报道的基础上,结合我们在黄河三角洲盐碱地棉田的研究结果,总结提出了植棉区内滨海盐碱地棉田的盐度等级划分标准,以期为滨海盐碱地棉花生产提供指导和参考。
1滨海盐碱地棉田的分布
中国是世界上盐碱地面积最大的国家之一,盐碱地总面积约为3600ˑ104hm2[3];分布广泛,从热带到寒温带、滨海到内陆、湿润地区到极端干旱的荒漠地区,均有盐碱地分布。
位于植棉区内的盐碱地约有1700ˑ104hm2,已有800ˑ104hm2得到不同程度的开发利用,其中开发植棉130ˑ104hm2,既有内陆盐碱地棉田,也有滨海盐碱地棉田[5]。
内陆盐碱地棉田主要分布于华北冲积平原的山东、河北、河南等省及江苏、安徽两省的北部,西北内陆干旱地区的新疆自治区;滨海盐碱地主要呈带状分布在天津、河北、山东和苏北沿海低平原海岸地区。
这些盐碱地集中分布区域都是中国最重要的棉花产区,盐碱地棉花也早已成为中国棉花主要生态类型之一。
随着粮食安全问题备受重视和粮棉争地矛盾日益显现,盐碱地棉花在全国棉花生产体系中所占份额会越来越大,地位也越来越重要,开发盐碱地植棉、促进盐碱地棉花增产增收极具战略意义。
2滨海盐碱地类型划分
2.1滨海盐碱地类型的一般划分
滨海盐碱地一般是综合含盐量、离子组成以及pH值等各项指标来划分类型。
据此,通常将滨海盐碱地划分为滨海盐土、滨海重度氯化物盐土、滨海中度氯化物盐土、滨海轻度氯化物盐土4种类型[5]。
滨海盐土可根据土壤pH值的不同进一步分为中性盐土(潜水矿化度大于50g/L,表层土壤pH值7 7.5,含盐量1.5% 2.5%,基本是光板地,植被稀少)、碱性盐土(地下水矿化度10 50 g/L,表层土壤pH值8 9,含盐量0.1% 1.5%,主要生长小芦草、马绊草、星星草、碱蓬等植物)和酸性盐土(土壤和地下水的pH值2.2 3.5,盐分组成以钠镁-硫酸盐为主);滨海重度氯化物盐土的地下水矿化度为5 15g/L,表土含盐量0.6% 1.0%,植被覆盖度70%左右;滨海中度氯化物盐土地下水矿化度5 10g/L,表土层含盐量0.2% 0.4%,一般生长有芦苇、马绊草等植物;滨海轻度氯化物盐土分布在距海较远的地区,地下水埋深在2m左右,矿化度在1 10g/L,表层含盐量0.2%以下[7]。
2.2滨海盐碱地类型的农业划分
农业生产中主要根据土壤全盐含量将滨海盐碱地划分为非盐碱地以及轻度、中度和重度盐碱地等不同等级。
但是,目前对滨海盐碱地的分级标准不尽一致,辽宁省是以0 30cm土层内含盐量、含盐种类来划分,浙江海涂土壤分级则以土壤粒径与含盐程度为依据,河北、山东、江苏等省主要是根据土壤总盐含量并参考作物种类及自然植被生长、分布情况,将滨海盐碱地划分为脱盐好地、轻度、中度和重度盐碱地以及盐荒地[7](表1)。
表1滨海盐碱地依据土壤表土总含盐量
的盐化等级标准(%)
盐度等级江苏省河北省山东省
脱盐好地<0.1<0.2<0.2
轻度0.1 0.20.2 0.40.2 0.4
中度0.2 0.4-0.4 0.7
重度>0.40.4 0.6 1.0 1.5
盐荒地->0.6>1.5
滨海盐碱地随土壤的脱盐,地下水也随之相应淡化,即在一定地区内,一定盐碱化程度的土壤,则常有一定矿化度和化学性质与其相适应的地下水类型[8](表2)。
张文渊(1999)根据1m 土体平均含盐量和矿化度,将江苏滨海盐渍土划分为5类,一是滨海脱盐盐碱土,平均含盐量小于0.1%,地下水矿化度小于10g/L;二是滨海轻盐碱土,平均含盐量为0.1% 0.2%,地下水矿化度为10 20g/L;三是滨海中盐碱土,平均含盐量为0.2% 0.4%,地下水矿化度为10 30g/L;四是滨海重盐碱土,平均含量0.4% 1.0%,地下水矿化度20 40g/L;五是滨海盐土,平均含盐量大于1.0%,地下水矿化度大于30g/L[9]。
73
第3期董合忠等:滨海盐碱地棉田盐度等级划分
表2土壤含盐量与地下水矿化度的关系
土壤类型脱盐地轻盐碱地中盐碱地重盐碱地土壤含盐量(%)<0.10.1 0.20.2 0.4>0.4
地下水矿化度(g/L)1 51 55 10>10
植物对土壤盐分敏感,几乎每种植物对土壤盐分含量的高低都能起到指示性反应。
但每种植物都有一定的耐盐范围,超出其能力和范围,生长发育就会受到抑制甚至死亡。
因此,根据盐分含量,并综合考虑作物耐盐范围和生产需要提出土壤盐度分级是必要的[10]。
作物的耐盐能力和适应范围多在0.1% 0.2%,适合这些作物种植的土壤为脱盐化和轻度盐渍化土壤。
当超出这一范围,土壤含盐量达到0.3% 0.4%时,土壤的适种性变小,只能种植小部分较为耐盐的作物,土壤需要进行脱盐改良。
由地下水矿化度看,深根系的乔木树种,当其根系下伸接触到高矿化地下水时,将因生理吸水困难而引起焦梢或枯萎死亡。
这是本区植树造林难以成活、成林的根本原因。
但是当高矿化地下水埋深在1m以下时,栽植根系较小且水平分布的枣树及小灌木等树种最为适宜(表3)。
表3滨海盐渍土土壤盐分分级
土壤盐渍化
分级1m土体平均
含盐量(%)
地下水矿
化度(g/L)
适种作物
脱盐化<0.109.3小麦、玉米、大豆、花生、高粱、谷子和棉花等
轻度盐渍化0.1 0.2 1.8小麦、大豆、谷子、棉花、苜蓿等
中度盐渍化0.2 0.412.6耐盐性较强的棉花、向日葵、高粱和谷子等
重度盐渍化0.4 1.022.8耐盐牧草
盐土>1.023.7不能种植,土壤需要进行脱盐改良
以上分析可见,根据土壤表层总含盐量并参考覆盖作物或植物的种类对滨海盐碱地的盐度划分等级是可行的。
目前也比较一致地把滨海盐碱地划分为脱盐化、轻度、中度、重度以及光板地等几种类型。
但是,各种类型的具体标准不尽一致,这可能与取样土层深度、取样时间等不同所致,也与研究分析之目的或目标不同有关。
由此也提示我们,对滨海盐碱地等级划分时也必须明确土壤样本的土层深度、取样时间以及拟种植的作物类型等。
3滨海盐碱地棉田类型划分
3.1表层土壤盐分时空变化规律
2004年10月12日我们在东营市东营区牛庄镇岳家村选取了3块盐碱程度不同的盐碱地,取0 20cm的土样测定发现,其含盐量分别为0.106%、0.313%和0.489%。
2005年不同时间对3块地0 20cm土层土壤盐分含量的测定结果表明,土壤盐分含量在一年中的季节性变化明显。
春季淡水压盐前(3月15日)3块棉田的盐分含量分别在0.15%、0.35%和0.50%左右,比2004年秋季的含盐量有所升高,说明在春季棉田已经返盐;棉花播种前1天(4月25日),3类盐碱地的含盐量皆比压盐前显著降低,达到棉花可以发芽出苗的要求,说明淡水压盐的效果非常理想;之后在降雨淋溶和蒸发失水的双重作用下,土壤含盐量反复变化,但总体呈现上升的趋势,并在9月份棉花吐絮前后基本恢复到接近压盐前的水平[11]。
以上结果说明,黄河三角洲滨海盐碱地表层土壤的盐分含量一年四季中在不断变化,但基本上以春季最高。
播种到7月底是棉花生长发育的关键时期,能够造墒压盐的棉田基本维持了各自较低水平的含盐量,对棉花生长发育和产量形成无疑是有利的。
3.2对棉花出苗和生长发育的影响
前人研究表明,盐分胁迫影响棉花种子吸水膨胀,造成萌发慢、萌发率低[12]。
当土壤含盐量在0.2% 0.3%时出苗困难,0.4% 0.5%时种子不能出土,大于0.65%时种子很难发芽[13]。
我们在黄河三角洲滨海盐碱地对不同含盐量棉田棉花出苗情况的调查发现,当春季土壤表层含盐量超过0.1%时,棉花出苗会受到一定抑制,但未采用地膜覆盖的棉田只要含盐量不超过0.2%、采用地膜覆盖的棉田含盐量不超过0.25%,棉花种子能正常萌发,出苗率在80%以上,成苗率接近70%,生长也比较正常;当土壤含盐量在0.2% 0.4%时,萌发出苗受到较重影响,虽然有70%左右的种子能够出苗,但只有50%左右能够成苗;超过0.4%时,只有40%左右的能够出苗,成苗率只有25%左右[14]。
同时,出苗期也随着盐分升高而大大延长,说明盐分不仅影响出苗率,还影响出苗时间。
3.3滨海盐碱地棉田等级划分标准
基于盐碱地棉田取样的方便,加之春季压盐前表层积盐多,以春季0 20cm表层土壤的总含
83山东农业科学第44卷
盐量作为盐碱地棉田的等级划分依据比较可靠。
由于春季不采用地膜覆盖,0 20cm表层土壤达到0.1%时棉花种子出苗就会受到抑制,据此,把总含盐量≥0.1%的棉田作为盐碱地棉田。
在此基础上,我们根据对不同盐碱地棉田棉花出苗情况以及棉花产量的实际观察,并参考前人研究报道,将盐碱地棉田划分为3个等级(表4):一是轻度盐碱地棉田,春季0 20cm表层土壤的总含量0.1% 0.25%,在此范围内,借助于地膜覆盖,棉花种子能正常萌发,出苗率在80%以上,成苗率接近70%,生长也比较正常,产量基本接近同等肥力的非盐碱地;二是中度盐碱地,春季0 20 cm表层土壤的总含量0.25% 0.45%,在淡水压盐和地膜覆盖的帮助下,棉花基本可以实现全苗,产量通常能达到常规产量的70% 80%;三是重度盐碱地,春季0 20cm表层土壤的总含量0.45% 0.8%,需要淡水压盐、沟畦覆盖[15]并适当加大播种量等保苗措施,产量因盐碱程度和地力水平差异较大,一般为常规产量的40% 60%。
表层含盐量超过0.7%,直接植棉难以成苗,需要经过工程措施改良后方可植棉。
表4滨海盐碱地棉田盐度等级划分
棉田分级
0 20cm土
层含盐量(%)
产量比较保苗措施
脱盐好地<0.1当地常规产量常规造墒+正常播种轻度盐碱地0.1 0.25接近常规产量常规造墒+地膜覆盖中度盐碱地0.25 0.4570% 80%常规产量淡水压盐+地膜覆盖重度盐碱地0.45 0.840% 60%常规产量淡水压盐+沟畦覆盖
4结论
为满足盐碱地棉花生产的需要,本研究以土壤取样的难易和代表性,盐碱地棉田盐分的时空变化,盐分对棉花种子萌发出苗及产量的影响等为依据,将盐碱地棉田划分为轻度盐碱地、中度盐碱地和重度盐碱地。
苗全苗壮是盐碱地棉花丰产丰收的基础,各类盐碱地成苗难易程度不一,需要根据盐碱程度采取不同的保苗措施。
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第3期董合忠等:滨海盐碱地棉田盐度等级划分。