發布時間：2019-12-27所屬分類：園林工程師瀏覽：1次
摘 要： 摘 要: 在松嫩平原西部地區重度鹽堿地上，連續 2 年研究了地膜覆蓋措施對土壤水分、鹽堿程度和移栽羊草成活率與生產力的影響。結果表明: 地膜覆蓋能夠有效提高土壤含水量，降低土壤 pH 和電導率，尤其是對 0 ～ 10 cm 土壤水鹽狀況影響更為明顯; 經過 2 年試
摘 要: 在松嫩平原西部地區重度鹽堿地上，連續 2 年研究了地膜覆蓋措施對土壤水分、鹽堿程度和移栽羊草成活率與生產力的影響。結果表明: 地膜覆蓋能夠有效提高土壤含水量，降低土壤 pH 和電導率，尤其是對 0 ～ 10 cm 土壤水鹽狀況影響更為明顯; 經過 2 年試驗后，與對照的羊草移栽零成活率相比，2017 年地膜覆蓋處理 C、E 和 F 樣點羊草成活，同時各樣點地膜覆蓋處理生物量均顯著或極顯著高于對照。這說明地膜覆蓋是改良重度鹽堿化土壤的有效措施。
關鍵詞: 羊草; 地膜覆蓋; 重度鹽堿地
松嫩平原西部地區鹽堿土屬于內陸型蘇打鹽堿土[1]，土壤呈強堿性，鹽分組成以蘇打為主，鹽化嚴重，土壤結構散失，滲透性差，同時，潛水位接近地表，蒸發強烈，土壤極易積鹽、返鹽。鑒于蘇打鹽堿地土壤交換性鈉含量高、鹽分淋洗困難等的特殊性和復雜性，導致蘇打鹽堿地、尤其是重度蘇打鹽堿地一直是世界級難題。以往已有大量的文獻報道蘇打鹽堿地的改良方法，如農田施磷改善鹽堿地土壤供肥狀況[2-3]，施用硫酸鋁對蘇打鹽堿土進行改性[4-6]，鹽堿地種稻應用于水源充足地區的蘇打鹽堿地改良[7-10]等，多地針對土壤母質、鹽堿成因、生產情況等多種因素，選擇不同措施進行退化土地的改造和治理。羊草( Leymus chinensis) 是一種分布在松嫩平原西部的耐寒、耐旱、耐鹽堿的優質牧草，因其羊草根莖無性繁殖能力和生長勢極強的特性，在松嫩平原鹽堿土分布區植被恢復中，是公認的首選耐鹽堿植物種類之一，種子直播、大苗移栽等措施取得了良好的應用效果[11]。地膜覆蓋具有節水保墑、減少棵間蒸發、抑制鹽分積累的作用[12]，利用地膜覆蓋減少地表水分蒸發、抑制土壤積鹽的作用，將該措施應用在鹽堿化農田種植中，可為作物根系創造相對低鹽的土壤環境。本研究將地膜覆蓋措施與羊草移栽技術相結合，通過研究地覆膜后植被特征和土壤環境的變化，探討地膜覆蓋措施作為重度退化鹽堿地恢復的技術可行性，以期為探索恢復重度退化鹽堿地的地力提供理論依據和技術參考。
1 材料與方法
1. 1 試驗地概況
試驗地位于吉林省松原市乾安縣水字鎮西，該地區屬于溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫 5. 6 ℃，日 照 時 間 2 866. 6 h，全 年 積 溫 2 884. 5 ℃，無 霜 期 平 均 146 d，年 均 降 水 量 425. 8 mm。試驗地所在地地勢較平坦、低洼，草地由于人為過度放牧已經嚴重退化，地表零星分布角堿蓬( Suaeda glauca) ，偶見堿茅( Puccinellia tenuiflora) ，土壤類型為蘇打鹽堿土，土壤可溶性離子組成以 Na+ 和 HCO3 -為主，Na2 HCO3 是造成土壤鹽堿化加重的主要因素，為重度蘇打鹽堿土典型代表區域。
1. 2 試驗材料與方法
選擇地上無植被的堿斑地( 光板地) ，每個試驗樣點為 2 m×2 m，于 2016 年 7 月下旬進行羊草移栽，羊草苗使用提前培育的 10 ～ 12 葉齡羊草缽苗( 8 cm × 8 cm 營養缽) ，定植株行距 0. 33 m × 0. 33 m，每個試驗地塊周圍栽 2 行保護行。樣地選擇著生堿斑、堿蓬等不同地表覆蓋類型的 6 個地點，樣地編號分別為 A、B、C、D、E、F。使用幅寬 75 cm 的農用可降解黑色地膜在羊草移栽 3 d 后進行覆膜處理( FM) ，然后不再進行任何管理，以相鄰同類型的相同面積樣地不覆膜處理為對照 ( ck) 。各樣點電導率和 pH 見表 1。
2016 年和 2017 年 10 月上中旬統計各樣地的羊草存活率，按照 5 cm 間隔進行分層采樣至 30 cm深，由于試驗樣地為自然土壤，土壤理化性質極差，變異較大，每塊樣地均取 5 點以上混合樣，用烘干法測定土壤含水量、電導率、pH。此外，植被蓋度采用 5 cm×5 cm 網格的樣方框進行網格法測定，記錄每個網格內的物種，并將樣方內的各種植物齊植株基部剪下，裝入信封袋，帶回實驗室于 105 ℃ 殺青 30 min，在 80 ℃ 下烘干至恒重，計算地上生物量。
2 結果與分析
2. 1 地膜覆蓋對表層土壤含水量的影響
由 2016 年末和 2017 年末地膜覆蓋措施下土壤含水量的情況( 表 2) 可知: 與對照相比，2016 年土壤含水量總體上高于對照，覆膜保水的效果從土表下層向上層大致上呈現逐漸加強的趨勢，其中在 10 cm 內的土壤表層含水量極顯著高于對照。進入 2017 年，土壤含水量在不同處理之間仍然存在一定差異( 表 2) ，但地膜的保水效果已經不如 2016 年，因農用地薄膜到 2017 年 8 月末時大部分就已經風化破損。除了地膜覆蓋樣地在 0 ～ 5 cm土層內的含水量顯著高于對照外，其他土層含水量與對照相比差異不顯著。但是，對照處理20 ～ 25 cm、25 ～ 30 cm 土層內的平均含水量分別為 17. 44% 和 17. 61%，反而高于覆膜處理的 16. 85%和 16. 87%。
2. 2 地膜覆蓋對土壤 pH 的影響
從年際間不同處理土壤 pH 的變化趨勢來看 ( 表 3) ，2016 年處理間土壤 pH 差距很小 ，處理間差異不顯著; 地膜覆蓋 1 年后，2017 年覆膜處理土壤表層的 pH 明顯低于對照，其中覆膜處理 5 ～ 10 cm 內土壤 pH 顯著低于對照，其他土層處理間差距不顯著。因此，地膜覆蓋降低了 25 cm 內表層土壤 pH，從而削弱了碳酸鹽離子對植物根系的脅迫作用，為植物生長創造一個良好的土壤環境。
2. 3 地膜覆蓋對土壤電導率的影響
從年際間土壤電導率的演變趨勢來看( 表 4) ，2016 年 10 月中旬的測定結果表明，對照處理 30 cm 內土壤呈現從土壤表層由下至上土壤電導率逐漸升高的趨勢，說明鹽分向地表匯集，土壤表面發生返鹽現象。與對照相比，地膜覆蓋的各層土壤電導率雖然也呈現與對照相同的趨勢，但這種趨勢放緩，0 ～ 5 cm 和 25 ～ 30 cm 的土壤電導率相差 0. 25 mS /cm，遠遠小于對照的 0. 89 mS /cm。由此說明，在地膜覆蓋的當年，其抑制鹽分上返的效果已經體現出來，但效果還不十分明顯，僅能初步減緩鹽分上返。
2017 年土壤電導率測定結果表明( 表 4) ，地膜覆蓋能明顯降低表層土壤的電導率。覆膜處理 10 ～ 20 cm內土壤電導率極顯著低于對照，0 ～ 10 cm、20 ～ 25 cm 內土壤電導率顯著低于對照，而 25 cm以下的土壤電導率與對照相比差異不顯著。由此說明，覆膜處理顯著降低了 0 ～ 25 cm 內的土壤電導率，但對 25 cm 以下的土壤電導率影響較小。地膜覆蓋處理對表層土壤抑鹽壓鹽的效果已經充分顯現。
2. 4 地膜覆蓋對羊草成活情況的影響
地膜覆蓋可以顯著提高移栽羊草的成活率 ( 表 5) ，2016 年各樣地移栽羊草的成活率為 20. 83% ～ 70. 83%，而對照除鹽堿較輕的 F 處理以外，由于土壤鹽堿化較重，全部死亡; 2017 年由于旱情較重，在土壤鹽堿脅迫下，對照樣地羊草全部死亡，2016 年有羊草存活的 A、B、D 樣地上羊草全部死亡，C、E 和 F 樣地的羊草成活率也大幅度下降，分別為 8. 33%、18. 46%和 37. 50%。
2. 5 地膜覆蓋對地上部生物量的影響
包括地表植株殘體在內的植被生物量大小，能夠反映土壤條件的改善程度，同時地表植被生物量的提高也有助于減少地表蒸發，抑制土壤鹽分上返。2017 年的試驗結果表明( 表 6) ，與對照相比，覆膜處理生物量( 含枯死植株殘體) 明顯高于對照。覆膜處理 A、B、D 樣地地上部生物量顯著高于對照，而 C、E、F 樣地地上部生物量則極顯著高于對照，由此說明地膜覆蓋可以明顯提高重度蘇打鹽堿化草地的地上部生物量。
期刊推薦：《吉林農業大學學報》Journal of Jilin Agricultural University(雙月刊)1979年創刊，是綜合性農業學術期刊。以反映作物栽培、植物保護、土壤與植物營養、農業化學、農業應用物理、果樹、蔬菜、園林、藥用植物、貯藏加工、農牧業經濟管理、農業機械化、農業工程技術等專業的科研成果和開展學術交流為主要任務。有投稿需求的作者，可以直接與在線編輯聯系。
3 討 論
地膜覆蓋措施應用在棉花、玉米等多種作物生產上，可有效控制土壤與大氣的空氣交換，減少土壤水分散失[13-14]，同時下層土壤水汽在壓力勢差作用下順著毛細管向表層土壤積聚[15]，提高了表層土壤水分含量，這不僅有利于植物根系吸收水分，而且表層土壤含水量的升高，也可以促進土壤水分在重力作用下的向下運移[16]，將鹽分帶到下層，從而起到保水抑鹽的作用，因而在本試驗中地膜覆蓋措施能夠起到明顯的土壤保水效果，以往同類試驗結果也說明了這一點[17-18]。
地膜覆蓋措施在重度蘇打鹽堿化草地應用近 2 年后，明顯地降低了表層土壤鹽堿化程度，這有利于土壤溶質水勢的提高，減輕土壤環境對植物的鹽堿脅迫[19-20]，從而使表層土壤鹽堿成分降低至羊草能夠忍受的程度，多個樣地有羊草存活， 2 年的生長時間也證明了移栽的羊草已經具備了自我擴繁的能力。更值得重視的是，由于光板地地表光滑，地表種子極易被風刮走而難以存留在地表，相對高大的羊草植株的定居，將有利于攔截更多的種子，從而為后續植物的生長和抵御外來植物的入侵奠定良好的基礎[21]。
雖然地膜覆蓋對于重度蘇打鹽堿地改良已經顯示了初步的良好效果，但也有 2 個問題需要解決，即: ①選擇生物可降解膜替代塑料地膜來減少環境污染; ②降低地膜覆蓋技術的使用成本。
綜合 2 年的數據來看，地膜覆蓋能夠有效提高土壤含水量，降低土壤 pH 和電導率，尤其是對 0 ～ 10 cm 土壤水、鹽狀況影響更為明顯; 與對照的羊草移栽零成活率相比，2017 年地膜覆蓋處理 C、E 和 F 樣點羊草成活，同時各樣點地膜覆蓋處理生物量，均顯著或極顯著高于對照。地膜覆蓋的保水、抑鹽作用使得原來不能生長羊草的土壤上移栽羊草成活，而且地膜覆蓋有效促進了植物地上部生物量的增加。因此，地膜覆蓋是改良重度鹽堿化土壤的一種有效措施。
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