[关键词]植物景观营造;土壤改良方法
中图分类号:S156.44文献标识码:A文章编号:1009-914X(2016)21-0210-01
根据“盐随水来,盐随水去,涝盐相随,干旱积盐”的盐分运动规律,要解除盐害,加快土壤脱盐,必须水先行,建立完整的排水系统,以利排水淋盐,降低地下水位和抑制土壤返盐。盐碱地排水有明沟排水、暗沟排水、竖井排水和生物排水等多种方法,其中最经济、最普遍的是明沟排水。暗沟排水工程投资较大,一般在重盐碱区采用,此法可局部降低地下水位,防止土壤返盐,欧美、日本等国多采用暗管、缸瓦管、混凝土管和塑料管等排水。竖井排水对降低地下水位效果明显,可加强土壤水分垂直下降运动,促进地面与地下水的循环达到早涝、盐碱综合治理的作用。
在灌区采用防渗、截渗措施不仅可以节约用水,扩大灌溉面积,也是防止地下水位升高和次生盐碱化不可缺少的措施。建立完善的灌排系统,根据其气候条件、作物类型、水源情况和地下水状况,科学浇水,注意控制土壤水分平衡,能不浇水一定不要浇水,避免大水漫灌,有条件的采用喷灌,把握水盐运动规律,控制返盐,以防止土壤次生盐碱化发生。土地面积的大小,视土壤质地和盐碱轻重以及改良的难易而定。一般应控制在200-300亩之间,排渠间距为100-200米。若质地轻、盐碱不重,排渠间距可增大。渠深2-2.5米,要达到地下水位。灌水洗盐,是重盐渍土地改良的有效措施。为了提高灌水洗盐的效果,应根据土壤盐碱含量和成分、气候、地下水条件等因素。
一般选择在水源丰富、地下水位低、温度较高的季节。地下水位低,表层土壤盐分可随水向下渗的深;温度高,则盐分易于溶解,如硫酸盐的溶解度,在水温30℃时比20℃时大一倍,比10℃时大两倍。灌水洗盐用水量大,脱盐效果好,但用水量过大,不仅浪费水,还会带来副作用,如升高地下水位,土壤有效养分流失,降低地力。适宜的洗盐用水量,应根据土壤盐分种类、含量及土壤质地而定。如以硫酸盐为主的土壤用水可大些,以氯化物为主的土壤可小些:土壤含盐量高或透水性差用水可大些;反之可小些。洗盐总用水量一般每亩为300-400立方米,分3-4次进行。洗盐前深翻与平整好土地,做好畦埂,畦不宜过大,便于平整,使灌水均匀,增强土壤吸水渗水能力。分次灌水可达到省水、脱盐效果好的目的。第一次灌水,由于土地干旱,吃水量大,可适当多灌些,每亩约120-150立方米,以地表水深10-15厘米为宜。此后视土壤质地和渗水情况,每隔3-5天灌水一次,使土壤中过多的盐分冲洗到不致危害选定的造林树种能忍耐的程度,并能保证其正常生长为止。
在水利工程措施上,加强农业生物措施,以巩固和提高土壤脱盐的效果,是防治土壤盐碱化的一个重要方面。这些措施包括合理耕作、增施有机肥料,选育耐盐植物、合理密植、合理轮作套种、种稻脱盐等。采取各种耕作和培肥熟化土壤的措施,增加地面覆盖度,改善耕层土壤结构,减弱土壤毛细管水的上升运动,降低土壤地下水的蒸发强度,以抑制土壤返盐。
实行以增施土壤有机质为中心的综合改良措施,收效显著。有机肥料在微生物的作用下,转化为腐殖质,可加速土壤脱盐,并有抑制土壤返盐的作用。腐殖酸类肥料(如腐殖酸氮磷钾复合肥)特别使用于盐碱和缺磷的土壤。腐殖酸有较强的离子交换作用,可以同有害的离子进行交换吸附,减低土壤盐分浓度,减少钠离子对植物的危害。另外,腐殖质本身具有强大的吸附力,有吸盐的效果,还能产生有机酸,增大阳离子的溶解度,活化钙镁盐类,有利于土壤脱盐;增施麦糠、锯末、马粪,有明显的保墒、抑盐,提高地温和促进土壤脱盐作用;施过磷酸钙、硫按、硫酸钾、磷酸二按等化肥,可以降低土壤碱性,配以适量的复合肥或硫酸亚铁效果更好;宜施豆饼、棉籽饼,也有良好的改土治碱的作用。重盐渍土地采取深耕晒堂,脱盐效果更为显著。深耕晒垫,在新疆有两个适应时期。一是春末夏初,此时气候干燥,气温升高;深耕后,土块容易干燥,又值杂草萌生,深耕还可以起到灭草的目的,二是初秋,地下水位处于回落时期,气候干燥,也是土壤返盐盛期,此时进行深耕,可同时发挥防止土壤返盐的作用。
平整土地此项作业是加速土壤脱盐、消灭盐斑地、改良盐渍土的一项基本功。要依各地的不同自然地形条件,因地制宜采取适当的方法,达到土地整平的目的。中耕松土在土壤含盐量未达到造林树种所能忍受的限度以前,中耕松土十分重要。灌水后及时中耕,疏松表土,切断土壤毛细管,减少水分蒸发,有利于阻止返盐和加速脱盐。
【论文关键词】:城镇园林绿化;园林用土;生态改良;合理调配;储备机制
植物生长不良的现象在城镇比比皆是,这其中有植物本身、养护管理和气候等因素的影响,更有土壤的原因[1]。植物健康茂盛的景观秘诀是良好的土壤质量,通过了解土壤不同类型的肥沃程度,是建设可持续景观的重要开端。在城镇园林绿化的实施过程中,苗木的种类、规格、外形、栽植及后期管理成为人们关注的焦点,而对立基之本的土壤却少有要求或敷衍了事,要么土壤质量差,各种建筑与生活垃圾混杂其中;要么贫瘠,缺少植物生长所需养料;或者土壤合格但厚度不足,难以满足植物生长要求[2]。植物对土壤的要求,主要体现在深度和理化性能两方面,尽管不同植物对土壤的要求不尽相同,但总体来说,透气透水良好、深厚肥沃的中性土壤适合多数植物的生长。不合格的土壤抑制了植物长势,增加了植物病虫害的感染率,降低了植物成活率与观赏价值,提高了后期的养护难度和成本,浪费了宝贵的植物资源和城镇建设中有限的资金,由此影响了植物生态效益与社会效益的充分发挥,进而影响了城镇建设的可持续性发展。在这种先天不足的情况下,以现有管理制度与管理条件,无法通过后期施肥来改良土壤。占用无数耕田(具备良好土壤)的城镇,也面临“无土”可用的问题。
城镇在发展,园林绿化的标准也要提高,要保证植物生长的良性循环与可持续性,前提之一是提供合适的土壤并为其合理使用创造条件与环境,由此探讨城镇园林绿化用土问题很有必要,尤其在适合植物生长表层土壤较薄的地区更具有现实意义。现从城镇建设的整体性出发,结合园林绿化行业的自身特点,提出以规划设计为源头、调配与改良为核心、辅助相关机制的系统解决方法。
1生态改良,实施绿化用土储备制度
对于高速发展的城镇建设来说,调配新建设用地的优质土,是远不能满足需要的,而从农田取土的后果更严重,这种拆东墙补西墙的做法只会使破坏转移化、扩大化。解决城镇用土危机的根本出路在于采取多种有效措施改良不合格土壤,并根据城镇建设的需要有计划地进行适量储备。城镇储备和改良土壤需要一个较大的场所,可利用城镇垃圾处理厂或城镇废弃地等,一方面节约了土地资源,同时也可结合园林绿化改变现状场地的脏乱差的面貌。
2循环利用城镇代谢物
对于一些城镇代谢物,如能经过一定措施处理,不但能增加土壤有机质含量、改善土壤的透气透水性,调节保湿性与酸碱性,固定其中危害人类健康的重金属,还能一定程度上实现城镇区域生态系统内的物质循环和物质再利用,体现城镇发展的可持续性,这也是废物处理的一个既经济又环保的途径[3]。一是植物垃圾。每年城镇中都会有大量的枯枝落叶等植物垃圾,燃烧会对环境造成污染,最好的办法是让它进入生物循环链,经粉碎机集中粉碎后,可作生态型铺装材料使用,环保节能,也可沤制成有机肥料,掺入土中改良土壤。二是淤泥。城镇湖面清淤的淤泥和污水厂沉淀淤泥,富含有机质,但直接使用对植物容易造成伤害,可行的办法是经处理后改良作绿化用土。三是粪便。无害化处理后可用于改良土壤。四是污水。结合污水的生态化处理,改良贫瘠土壤,使其恢复成具有生产力的土地。五是生活垃圾。可将其转化为有机肥改良土壤。
3合理使用优质土壤,形成配套机制
更换土壤过深,对植物生长当然无害,但不是经济的做法。优质土壤是有限的,不同植物对土壤的要求不一样,乔木、灌木和地被对土壤的深度要求也不一样,要区别对待,有效合理地使用有限资源,以达到优化的目的。制订有关绿地种植土壤的强制性规定,健全行业主管部门机制机构,充实监理公司园林人才,形成与建筑行业类似的审批、监督、验收程序,不仅关注苗木规格质量和栽植规范,也应该强调土壤的要求,并保证措施的落实。另外,由于优质土壤的调配牵涉到建设、园林、交警、镇容、环保等多部门,因此要区别于一般的渣土,在手续上和经济上应给予实质性的帮助。
4尊重自然,倡导场所的个性化设计
现状场地中丰富的地形地貌是地域的特征,如把环境中这些因子纳入设计视野中,尽量避免对环境大动干戈,会使设计本身具有更多魅力和特色,也为设计人员的个性展示创造了条件。因地制宜的设计原则不但使地理文脉得到延续[4],创造了丰富的城镇肌理,也为建设时土壤的合理利用提供了有利的前提条件。合理的规划应是寻求人与生存环境之间的最佳关系。当前社会最显著的特征并非规模发展,而是完全蔑视自然,忽视地形、表土、气流、水文、森林和植被。
5合理调配,建立信息共享网络
目前
关键词:耕地;土壤;改良;对策
中图分类号:F323.211文献标识码:A
敦化市位于吉林省东部长白山西麓,隶属于延边朝鲜族自治州。地处东经127°28′-129°13′,北纬42°42′-44°30′之间,总面积11957平方公里,境内平均海拔756米。总的地形是一个西南高东北低的箕型盆地,四周环山,中间为河谷平原,既有构造地貌,又有河谷地貌和火山地貌。土壤的水平和垂直分布规律明显。
1敦化市土壤分类情况及耕地地力现状
(1)土壤类型及分布面积(表一)
(2)敦化市耕地地力现状
敦化市现有耕地面积147.16万亩。按照全省耕地地力调查与质量评价的要求,划分为8个等级,其中一级地和二级地为高产类型田,种植大豆常年产量水平约为每亩170公斤左右;三级地、四级地和五级地为中产类型田,种植大豆常年产量水平约为每亩140公斤左右;六级地、七级地和八级地为低产类型田,大豆常年产量水平约为每亩120公斤左右。各类型土壤面积及所占总耕地面积比例如表二。
敦化市高肥高适应性土壤主要是地形较好或排水能力较强,并且有较好的供肥能力的黑土型暗棕壤和质地沙黏适当的冲积土,主要分布在北部牡丹江河谷,耕地面积为8.22万亩,占总耕地面积的5.59%;中肥中适应性土壤广泛分布于全市各地,是一些土壤肥力相对较高的土种,黑土层深度相对较厚,地形和土壤剖面排水相对较好,没有明显的障碍因素,耕地面积为33.07万亩,占总耕地面积的22.47%;低肥低适应性土壤主要是黑土层薄,土壤养分含量低,土壤物理性质差,耕性不好,存在障碍因素,但尚可作为耕地的土壤,土壤改良的迫切性较大,面积为105.81万亩,占总耕地面积的71.94%。
以上数据表明,敦化市现有耕地中,有74.82%属于中低产田,严重制约了粮食生产。主要原因是由于农业生产当中耕地地力建设尚未引起人们的高度重视,长期对耕地存在重用轻养倾向,导致耕地地力迅速下降。
2加强耕地地力建设和土壤改良利用对策建议
根据敦化市耕地的实际情况和限制因素,加强耕地地力建设,对现有耕地实行合理利用并采取适当措施进行有效改良,从而遏制地力下降,促进地力升级,提高土地承载能力,实现农业可持续发展。现对各土壤类型针对性分析,提出以下土壤改良利用对策。
(1)坡耕地治理
①耕作治理
把顺坡垄改为横坡垄,拦蓄一部分雨水,增加土壤透水量和抗冲能力。
采取深松技术,打破犁底层,增肥改土,增强土壤的透水性能,深耕可以促进土壤耕作层的熟化,提高土壤肥力,改良土壤结构,增加土壤蓄水保水能力,减少地面径流,防止土壤冲刷。
通过种植各种农作物,可以增加地面覆盖,延长地面覆盖时间,提高土壤抗蚀能力,减少水土流失。
对坡度较陡的耕地兴修水平梯田,田埂种植灌木缓冲带。
对沟壑采取沟头防护,修筑小型塘坝等措施,控制冲刷强度。大力开展小流域综合治理,合理利用土地资源,做到宜农则农,宜林则林,宜牧则牧,建立新的生态系统平衡,治理和控制水土流失。
②林草治理
采取造林种草和封山(封沟、封滩)育林、育苗等手段,治理坡耕地水土流失,增加地面植被,保护坡面土壤不受暴雨径流的冲刷。
(2)涝洼地治理
1、工程措施:根据涝洼地的类型采取相应的工程治理措施。主要有:开沟排水,除涝防渍;修筑台、条田;筑堤防洪;滞洪、截洪、分割流域;建站排洪,分散水势。
2、农业措施:改善土壤结构,调节土壤通透性,提高土壤肥力。主要有:压沙,可降低土壤的黏结性和可塑性,提高土壤的适耕性;施炉灰渣,增加土壤的孔隙度,从而调节土壤的水、气、热状况,特别是改变了涝洼地土壤冷凉特性,而且炉灰还含有少量的磷、钾成分及其他微量元素;压黄土,改善土壤物理性质;增施有机肥,实施秸秆还田。
(3)低产田治理
①白浆良
敦化市的耕地土壤以白浆土面积最大,遍布全市16个乡镇,占全市耕地面积的44.79%,大部分均待改良。白浆土黑土层薄,土壤肥力过低,土体结构不良,透水性差,持水量低,既不抗涝又不抗旱。改良利用白浆土主要还是针对土壤瘠薄和土壤酸性等方面来考虑。
科学施用有机肥、微生物肥,增加土壤的有机质和养分,改善土壤的物理性质,增进土壤肥力。
施用客土、石灰改良土壤:白浆土质地黏重,耕性不良,掺入适量的沙或炉灰渣等,以改变沙黏比例;利用泥炭改良白浆土,增加土壤腐殖质和养分含量,改善其物理性状;施入石灰,中和土壤酸度,消除有毒物质,加强土壤供肥能力,改善土壤腐殖质性质,调解速效养分的释放,促进土壤微生物活动能力。
秸秆(根茬)直接还田:增加耕层有机质、改良培肥,增强土壤微生物活性,改善土壤腐殖质组成状况。
(4)深耕深松,挖沟排涝,增强土壤蓄水纳墒的功能。
(5)水土保持:白浆土多分布于坡度较大的岗地,因地制宜地采取各种水土保持措施,防止水土流失,维持和提高土壤肥力。
(6)冷浆型水稻良
本市冷浆型水稻土面积为0.1万亩,占水稻土面积的1.99%。冷浆型水稻土俗称“漂垡地”,土温低、酸性强、土体过轻,不利于水稻的着生;土壤含氮多,早期供氮力弱,后期供氮力猛增,使水稻营养失调,易造成水稻贪青晚熟和引起病虫害发生。此外,由于长期渍水,土体中还原性物质积累较多,易对水稻产生毒副作用。土壤中矿物质成分含量较少,钾素缺乏。
改造冷浆型水稻土应以工程措施为主。
开通排水渠道,排除渍水状态,增强土壤通透性减轻还原物质对水稻的毒害作用。
(客良,改善土壤的物理性状,提高地温,促进土壤中养分释放。
增施磷、钾肥,促进水稻早生快发,提早成熟。
②灰棕壤改良
本市需要改良的灰棕壤耕地面积3.75万亩,坡度较大,一般在21度以上;黑土层薄,有机酸淋溶严重,土壤比较贫瘠;水土流失严重,有的甚至达到砾石遍地难以耕种的程度。灰棕壤改良从防止水土流失,提高土壤的养分含量着手。
采取上沿挖截水沟,下沿开顺水沟,使自然降水不致随坡任意流淌,把耕地表土冲走,以延长耕地的使用年限。
采取上沿种草或植树,下沿栽植耐湿树种,既“穿鞋戴帽”的办法防止水土流失。
采用农作物和豆科牧草轮作的办法,提高土壤的有机质和养分的含量。
参考文献
摘要综述了国内外盐碱地改良概况,介绍了利用生物措施改良盐碱地,以及耐盐牧草在盐碱地改良和生态建设中的重要作用。
关键词盐碱地;生物措施;改良
盐渍土广泛分布于世界干旱地区及沿海平原,据已有资料报道,盐渍土面积约占陆地面积的10%左右。全球灌溉土地面积中,约50%的土地在不同程度地遭受着土壤的次生盐渍化和水淹的危害,每年约有1000万hm2的土地由于土壤次生盐渍化而被丢弃,土壤盐渍化已成为世界性的问题。我国是世界上盐碱土较多的国家之一,盐碱地已由过去的2600万hm2发展到3300万hm2。特别是沿海地区,土地盐碱化、盐渍化十分严峻。人类正面临着日益严重的粮食问题。根据联合国食品与农业组织估计,在未来30年内,仅热带和亚热带地区急速新增的人口就需要额外开发2亿hm2农田来养活。然而,就目前条件来讲,地球上仅仅有0.93亿hm2的土地适合开发,而且这些土地中大部分是应该保护的森林。我国拥有长达18000km的海岸线和众多岛屿,海岸带盐土资源十分丰富。同时,随着河流入海口的不断生长以及修筑海堤等造陆活动,每年可制造面积可观的海涂。对这些盐土的改良利用是解决我国面临的人口、粮食、资源和环境等问题的重要措施。为了合理开发和利用盐碱土地资源,人们进行了不懈的努力,采取了多种措施。随着科技的进步与发展,以及人们对盐碱良认识的不断提高,生物措施改良受到各国的普遍重视,其应用也越来越广。
1国内外盐碱地改良概况
盐渍土的改良利用是一项艰巨而复杂的生态工程,其不仅受技术发展的限制,还受到社会及经济因素的制约。多年来,许多科学家对盐碱地的改良与利用进行了多方面的研讨。20世纪初,科学家们主要对盐碱土的分布、形成过程及发生特性等方面进行研究,20世纪30年代建立了以水利工程、土壤改良为中心的灌溉、水质、防渗以及相应的基础理论研究。水利改良是最早的改良措施,通过排灌防盐工程系统(如挖渠、明沟、暗管、打井),淋溶土壤盐分,排除盐碱水,降低地下水位,保持土壤含水量在一定范围内。如巴基斯坦在印度平原,实施规模宏大的以水井、管道为主的水利工程,用36年时间治理4000万hm2土地,耗资十分巨大。盐碱地改良除水利措施外,前苏联、美国及欧洲一些国家,提出用物理(压沙、施矿渣)、化学(石膏)和农业综合措施(轮作、施有机肥、种植耐盐碱作物)来改良盐碱地,但这些措施均有其局限性,如费用高或工作量大而未被广泛应用。
我国在20世纪50—60年代,对盐碱地的改良多偏重于农业措施,如开沟躲盐、蓄雨淋盐、种稻改盐、种植绿肥、增施有机肥等;70年代以后随着国家经济的发展逐步形成以工程措施为主,如淡水压盐、挖沟排水洗盐、引黄放淤、筑堤种植等,取得了良好的效果。
随着科学技术的发展,人们对盐碱良有了新的认识。对土壤盐渍化的治理,现在比较一致的做法是采取农业生态工程手段综合治理。生物防治措施是农业生态工程的一个组成部分,实施适应性种植业,采用土壤改良与种植利用相结合的方法。世界各国的农业科学工作者,根据各国具体自然环境条件和农业实践,因地制宜地开展了草田论作、种树种草、筛选和培育耐盐碱农作物品种及牧草种类等,均取得了良好的经济效益。如美国采用狗牙根、黑麦、罗得草、白香草木樨及三叶草等植物混播改良碱土,取得一定效果,又用大米草、高冰草、阴翅滨藜改良盐渍土,也获得成功;阿根廷利用羊茅、高冰草、白香草、木樨改良盐碱试验也取得有益经验;澳大利亚在盐土上种植地肤属、滨藜属植物及水牛草取得良好效益;印度在碱土上种植田菁获得成功,尤其盐土上种植灌木滨藜成功解决了奶牛的饲草问题。2008年世界草地与草原大会文献报道,中亚地区的伊朗、吉尔吉斯坦等国家利用驼绒藜属植物治理盐渍土取得良好成效。
近几十年来,我国的农业科技人员在治理盐渍土方面做了大量研究,积累了丰富资料。从东南沿海地区开始,在黄淮平原、华北、西北及东北地区等广阔地域内开展了治理盐地的大量研究,取得了显著成就。例如东南滨海盐土上种植大米草取得良好的生态经济效益;新疆地区在盐渍化土上用胡杨、沙枣、柽柳等耐盐树种,植树造林取得显著效益;宁夏在盐渍土上推广种植湖南稷子,也取得良好的经济效益,最近又推广种植四翅滨藜(从美国引进);山东省沿海盐良中种植高冰草取得较好的生态经济效益,全国各地还筛选出不少耐盐碱牧草及饲用植物品种,如星星草、莱麦草、紫野麦、獐茅、碱谷等。国家对治理盐碱土壤很重视,我国“九五”规划把改良利用盐碱地,培育耐盐植物新品种列为“863”高科技重大攻关项目。
2盐碱地生物措施改良
2.1生物措施改良受到重视的原因
在盐碱地改良过程中,采用工程、物理、化学等各种措施取得了很大成效,但同时存在诸如工程量大,费用高,或改良过程中除把na、cl等盐离子排走外,土壤中一些植物必需的矿物质元素如p、fe、mn和zn等也同时被排走,以及存在地下水,下游水源受到污染及压盐效果难以巩固等缺陷,研究者逐渐明确了盐碱良的目的不仅是去盐,更重要的是达到高产稳产,也就是说,既要排除盐分,又要培肥土壤,于是开始重点关注生物学改良措施。
2.2生物改良盐碱地的方法与原则
近年来,对盐碱地的生物改良措施主要包括以下3个方面:一是开展植物耐盐生理和提高植物耐盐能力的研究。二是在盐碱土壤上引种和驯化有经济价值的盐生植物和耐盐植物。三是利用传统的杂交技术和遗传工程方法培育抗盐新品种和培育转抗盐基因植物。相比较而言,第2种措施投资少,见效快,并可使大面积盐渍土壤不经过工程改良即可被利用而获得良好的经济效益,而盐碱土地在利用的同时,其性质也可得到改良,并在改良过程中提高利用效率。这方面的研究目前已取得很大的进展。
生物改良盐碱土应遵循的原则:一是所选择的抗盐植物应符合农业生产所具备的经济效益和生态效益。二是植物耐盐能力强,对土壤有迅速的脱盐作用,而且植物本身的无机盐含量不得高于一般农作物,并有明显的改良土壤的物理性状功效。三是耐盐牧草应具备较好的饲用品质与饲养价值,无毒无害。
目前,生物改良盐碱土壤所利用的方法主要有:一是种植耐盐树木,如沙枣、胡杨等。树木改良盐碱土壤的作用是多方面的,它可以防风降温,调节地表径流,树木的庞大根系和大量的枯枝落叶也可改善土壤结构,提高土壤肥力,抑制表面积盐。同时,枝繁叶茂的树冠可蒸发大量水分,使地下水位降低,减轻表面积盐。二是种植抗盐性较强的牧草。我国的耐盐牧草资源比较丰富。尤其近年来随着盐碱土壤的改良需要,人们对耐盐品种进行了广泛地筛选,从文献统计来看,涉及到的品种近70个,其中,禾本科植物约49种,豆科植物约17种,还有其他科的一些植物[1]。盐碱草地种植牧草,可以疏松土壤,减少表面土壤积盐,待秋天枯草腐烂分解后,产生的有机酸和co2,可起中和改碱的作用,此外,还可促进成土母质石灰质的溶解。由于牧草有较好的覆盖度,使土壤表面的水分蒸发减少,土表积盐降低。与此同时,土壤的物理性状也得到改善,土壤总孔隙度和毛孔隙度增加,透水性能改善。此外,若在轻度盐渍地种植豆科牧草,可增加土壤有机质,提高土壤肥力。三是利用高抗盐植物,如盐地碱蓬、盐角草等。这些高抗盐植物为退化盐碱地的代表植物,它们本身的灰分含量很高(约27%~39%),当枯枝叶腐烂时,其所含的大量盐分就会遗留在土壤表面,而且,这些植物也不具备饲用价值。因此,利用这类植物来改良盐碱土壤应保持慎重。四是提高植物的抗盐能力。提高植物的抗盐能力比降低土壤的含盐量更具有积极的意义,但难度也很大,这需要培育新的抗盐品种或提高植物的耐盐能力。目前,这方面的研究处于研究阶段。
3耐盐牧草对盐碱地的生物改良机理
在生物改良盐碱土壤的方法中,由于利用耐盐牧草能经人工种植在盐碱土壤上生长发育,对盐碱土壤有一定的改良作用,并具有较好的饲用价值等,近年来在治理碱化地的研究工作中得到了广泛的应用。
3.1耐盐牧草作为生物泵带走土壤中的盐分
由于耐盐牧草对土壤盐分的大量吸收和体内累积作用,土壤中一部分盐分被植物吸收后,通过收割带走和去除盐分,不同耐盐牧草带走盐分含量不同。
滨海盐土上种植鲁梅克斯(rumex),其在含盐量0.3%的土壤上生长良好,产量达150t/hm2。通过收割,一年可带走土壤中盐分150~200kg/hm2[2]。若连续种植鲁梅克斯3~4年,脱盐率可达61.78%~80.71%[3]。吕彪等[4]在盐土上种植耐盐植物碱茅草进行脱盐改土效果研究,结果表明,种植碱茅草3~4年,脱盐率达到77.00%~84.63%。张永宏[5]在宁夏银北盐碱地上种植耐盐牧草红豆草、苜蓿、聚合草、小冠花、苇状羊茅,结果表明,耐盐牧草具有明显的脱盐作用,可使盐碱地0~20cm、0~100cm土层平均土壤脱盐率分别达31.1%和19.1%。
3.2种植耐盐牧草减少土壤蒸发,阻止耕层盐分积累
土壤蒸发量大于降水量是盐土形成的原因之一,在盐土上种植耐盐牧草,将的土壤覆盖起来,以植物蒸腾代替土壤蒸发,减少了土壤蒸发量,降低了土壤的积盐速度,减少了盐分在耕层的累积。此外,由于植物吸收和水分淋洗作用,耕层土壤中盐分越来越少,数年后,耕作层的盐分含量可以达到一般农作物的耐盐水平。
有关研究证实,发育良好的碱茅草丛,可使土壤蒸发量降低到22.1%~28.0%[6-7]。0~40cm土层,碱茅草地的脱盐速度为-11.6~-1.3g/(m2·d),积盐速度为1.1~4.1g/(m2·d);而灌水裸地脱盐速度为-10.6~-2.1g/(m2·d),积盐速度为8.9~11.4g/(m2·d)。碱茅草地的积盐速度仅为裸地的1/7~1/3。在含盐量1.0%~1.5%的土壤上种植滨藜2年后,植被覆盖度达到100%,土壤含盐量下降到0.6%以下,下降率约65%。
3.3种植耐盐牧草可以改善盐土理化性状,提高土壤肥力
种植耐盐牧草后,由于植物根系的穿插作用,土壤容重、总空隙度、通透性、总团聚体等物理性质得到改善;由于植物枯枝落叶及死根的腐殖作用,土壤有机质增加,促进了土壤微生物的生长和繁殖,改善了土壤养分状况和化学性状,提高了土壤肥力。
魏忠平等[8]采用工程措施为先导、生物措施为核心,在北方泥质海岸盐碱荒地上种植田菁、苜蓿2种牧草对土壤进行培肥效果研究。结果表明,种植田菁、苜蓿一个生长季结束后,土壤盐分和ph值下降;土壤有机质含量有所提高,氮、磷营养状况得到改善;与对照处理相比,2种牧草处理在l0~50cm层次的肥土效果好于0~10cm层次;2种牧草相比,田菁处理好于苜蓿处理。张永宏[5]在宁夏银北盐碱地上种植耐盐牧草的结果表明,种植耐盐牧草可促进土壤团粒结构的形成,改善土壤理化性质,使土壤有机质、速效氮增加。胡发成[9]研究表明,种植苜蓿改善了土壤物理性质、土壤容重下降,孔隙度提高,土壤的颗粒结构更趋合理,水分渗透性土壤通气状况改善,提高了保肥蓄水功能,土壤养分发生变化,全氮、有机质含量明显提高。
3.4耐盐牧草可以改善盐土区微生态环境
耐盐牧草的开发利用增加了废弃盐土的植被覆盖度,有十分显著的生态效益,对维护自然生态平衡、改善和保护人类生存环境有重要作用。首先,耐盐牧草可以调节生物圈中大气成分的平衡,特别是co2和o2的平衡;其次,它有过滤尘埃、吸收毒气、降低噪音、改变空气质量的作用。再者,可调节气候,减少温差,增加雨量、湿度,减少地表风蚀和干热风危害,增加地面覆盖可降低土壤温度0.7~3.2℃,降低地面温度0.5~2.5℃;形成群落内小气候,白天中午和夏天的温度比裸地低,昼夜和全年温度变化幅度小,比较缓和。湿度的变化与温度相似。随着植被的自然演替,生态多样性和平衡得到恢复,人类生活环境得到改善。
4小结
盐渍危害是限制发展农业生产的主要障碍因素。因地势、气候、环境等各种原因,我国大部分地区的农业生产将继续受到盐渍危害。传统的改良方法虽然也可起到促进农业发展的目的,但却不能使盐渍土最大限度地发挥其生产能力。对盐渍土进行生物措施改良,特别是种植耐盐牧草,不仅能够降低盐碱地土壤含盐量,增加土壤肥力,而且可以作为优质牧草发展畜牧业,起到改良和利用的双重作用。对促进盐碱地生态条件改善、农牧产业结构的调整、增加农民收入、实现农业可持续发展意义十分重大。
5参考文献
[1]阎秀峰,孙国荣,李景信.我国耐盐牧草的研究现状[j].中国草地,1994(3):68-72.
[2]董宝娣,刘小京,董文崎,等.近滨海区鲁梅克斯k-1杂交酸模的引种及耐盐研究[j].干旱地区农业研究,2000,18(4):120-126.
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[4]吕彪,赵芸晨,陈叶,等.河西走廊盐土资源及生物改土效果[j].土壤通报,2001,32(4):149-150.
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[7]朱兴运,沈禹颖,王锁民,等.盐渍化草地培育的理论基础[j].草业科学,1997,14(5):20-22.
关键词:鸡腿蘑菌糠;苏打盐渍土;土壤改良
中图分类号:S14文献标识码:A文章编号:1674-0432(2011)-04-0082-2
土壤改良菌糠是利用秸秆、木屑等原料进行食用菌代料栽培,收货后的培养基剩余物,俗称食用菌栽培废料、菌渣或余料;是食用菌菌丝残体及经食用菌酶解,结构发生质变的粗纤维等成分的复合物。食用菌培养基通过食用菌菌体的生物固氮作用、酶解作用等一系列生物转化过程,粗蛋白质、粗脂肪含量均比不经过食用菌发酵前明显提高,纤维素、半纤维素、木质素和抗营养因子均已被不同程度的降解,同时还产生了多种糖类、有机酸类和生物活性物质。菌糠疏松,透气性好,可在土壤中逐步分解成保水能力较好的腐殖质,可增强土壤的渗透性,避免土壤板结等现象。菌糠富含农作物所必需的营养元素、有机物和多种矿质,可提高土壤肥力,提高作物的生长发育能力,提高农作物的产量及品质。菌糠能够保持土壤的团粒结构和理化性能,是一种改良盐渍土的良好菌肥[1-3]。本文针对盐碱土的理化性质,探讨以食用菌菌糠作为基质的新型有机改良剂,对盐碱土的改良效果进行初步研究,确定菌糠改良盐碱土的可行性。
1材料与方法
1.1供试土壤
供试土壤吉林省松原市乾安县盐渍土,pH为9.52,碱化度为65%。
1.2鸡腿蘑菌糠各营养成分比例
木屑30%,麦麸10%,干牛粪6%,石灰2%,草木灰3%,石膏粉1%,尿素0.2%,含水量65%,拌匀后发酵,中间翻堆2-3次。pH为5.15。
1.3试验设计盆栽试验:
采用直径5cm,高10cm的塑料盆,每盆称量风干土1500g。菌糠用量梯度为:0、15、30、45、60和75g/kg6种处理,种植大豆每盆定苗3株,3次重复。盆栽试验于2009年5月-2009年10月在吉林农业大学应用化学实验室内进行。
1.4测定方法土壤容重采用环刀法;
土壤容重采用环刀法;土壤pH值采用酸度计pHS-25测定;交换性阳离子组成及阳离子交换量均采用火焰光度法;可溶性盐浓度采用数显电导率仪DDS-11A测定[4]。
2结果与讨论
2.1鸡腿蘑菌糠对苏打盐渍土物理性质的影响
2.1.1鸡腿蘑菌糠对苏打盐渍土容重及总孔隙度的影响鸡腿蘑菌糠对苏打盐渍土容重、总孔隙度的影响作物采收后采集土样测定,结果表明:随鸡腿蘑菌糠用量的增加,其容重下降见图1,孔隙度提高见图2
2.2鸡腿蘑菌糠对苏打盐渍土化学性质的影响
2.2.1鸡腿蘑菌糠对苏打盐渍土pH值的影响每月中旬采集一次土样测定,结果显示,鸡腿蘑菌糠能降低苏打盐渍土的pH值见图3。土壤pH下降原因一方面鸡腿蘑菌糠pH值为5.15,本身具有降低苏打盐渍土pH值的作用;另一方面菌糠通过微生物分解产生的有机酸以及土壤中的CO2积累生成碳酸可能中和土壤中的OH-所致。
2.2.2鸡腿蘑菌糠对苏打盐渍土水溶性盐的影响
表1为菌糠不同用量对水溶性盐离子的影响。看出,菌糠的加入使HCO3-、CO32-含量降低,使Na+减少,K+增加。这是因为土壤中交换性的Na+被Ca2+交换,在土壤碱性不断得到改善的同时,矿物钾不断分解,从而K+含量增加,土壤物理结构变好。
阴离子含量下降,其原因是一方面改良剂中含有大量的酸性物质,能将碱土中的CO32-和HCO3-分解,另一方面改良剂中大量的Ca2+和CO32-反应生成CaCO3沉淀,从而使HCO3-、CO32-的含量降低,从处理3开始CO32-被反应完全,土壤总碱度大幅度下降。
表1改良剂不同处理对水溶性盐离子的影响
2.3鸡腿蘑菌糠对大豆生长发育的影响
作物生生长发育状况是对苏打盐碱良作用检验的优质指标[7-8]。菌糠用量对大豆各阶段株高的变化见图5。看出:在生长的前期阶段变化并不明显。开花期,处理A的增长速度开始明显高于其他处理,处理A、E、C、B、D,分别为28.67、26.44、24.94cm、23.22和21.22(cm)。
菌糠用量对大豆茎粗的影响见图6。看出:在生长的前期表现并不明显。生长期内处理C和处理B的茎粗一直优于其他处理。结荚期各处理的茎粗值均达高峰,大小依次为:C>B>E>D>A,其茎粗分别为0.927、0.857cm、0.808cm、0.723和0.638(cm)。鸡腿蘑的不同用量对大豆株高和茎粗都起到促进作用;处理A的株高值最大,茎粗值最小,其生长发育过旺。菌糠用量对大豆叶片数的影响见图7。看出:大豆的叶片数都有所增长,鸡腿蘑菌糠用量不同,增长率也不同。出枝期,处理A、D和E植株生长较一致,无显著差异,处理B、处理C生长势较弱,与处理A、D和E差异显著。在该试验中大豆的生长速度反映了鸡腿蘑菌糠的性质,即菌糠肥效持续时间较长。
3结论
鸡腿蘑菌糠施入苏打盐渍土后,改善了土壤的物理性质,同时改善了苏打盐渍土中盐分含量组成,使土壤团粒结构得到优化,同时降低了苏打盐渍土pH值,极大地促进了土壤中碱土金属碳酸盐的溶解,改善了土壤的交换性盐基离子的组成,促进了Ca2+、Mg2+等二价阳离子与Na+的交换作用,从而降低了土壤的碱化度,提高了土壤肥力[5]。在施入鸡腿蘑菌糠的苏打盐渍土上种植大豆,其生长发育状况良好。研究表明,鸡腿蘑菌糠改良苏打盐渍土是可行的[6]。
参考文献
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[8]刘宝东,王跃,梁绮兰.土壤改良剂对苏打盐碱良效果和对牧草发芽率的影响.东北林业大学学报,2006,34(3):52-53.
关键词茶叶;土壤改良;硫磺;草炭
中图分类号S156文献标识码A文章编号1007-5739(2015)08-0232-01
茶树(Camelliasinensis)属山茶科山茶属多年生常绿木本植物,性喜温暖湿润气候,多生长在温暖湿润的热带、亚热带和暖温带地区。茶树属于典型的喜酸性植物,其根系必须在酸性土壤下生长。
济源市地处北纬35°12′,东经112°,属于典型的温带大陆性季风气候,土壤多为石灰质土壤,pH值多在7~8之间。由于济源是茶仙卢仝故里,为弘扬卢仝茶文化,培育地方特色产业,增加农民收入,在中国农科院茶叶研究所的指导下,选择条件相对适宜的地方进行土壤改良调节,进行了茶叶栽植试验,并进行跟踪检测和茶叶栽培研究,目前茶叶长势良好,取得了初步成效。
1材料与方法
1.1试验地选择
依据茶叶生长特性,选择背风向阳、土质中性偏酸的区域进行土壤改良和种植茶叶试验,本研究选择了王屋镇清虚村和思礼镇郑坪村2个地方。两地地表耕层土壤均为弱酸性,自然环境优美,周边远离工业企业。王屋清虚试验地位于王屋山区的清虚发山村,地处两山之间,为20世纪70年代人工建造的梯田,土质为少砾质中性砂石土,周边山林茂密,山上有机质含量高,沟内山泉水充足。思礼郑坪试验地毗邻九里沟景区,三面环山,为山区自然梯田,土质为多砾质薄层砂石土和红黏土。
1.2试验材料
硫磺:S的含量≥99%,水分≤2%,砷含量≤0.0001%,细度不低于400目。草炭:pH值≤6.0,有机质≥60%,腐植酸≥10%。茶树品种选择适应性较强的龙井43、天台黄茶、北斗等品种,所有茶苗均在3月22日前栽植完成。
1.3试验方法
2013年3月初,用挖掘机对茶园土地进行深翻和改良,全园深翻80cm,在深翻前将硫磺粉1950kg/hm2均匀撒施在地表,然后进行深翻,将硫磺均匀混入土中,并平整土地,捡拾石块和杂物[1-2],共深翻改良土地4.2hm2。
土壤深翻后,按照茶园种植要求,采用双行双株条栽方式种植,大行距1.5~1.6m,小行距30~40cm,株距25cm。在茶苗定植前按规定的行株距开好种植沟,种植沟宽50cm、深30cm。开好种植沟后将草炭165~180m3/hm2均匀施入沟内(厚约5cm),并将硫磺按0.1kg/m(种植沟长度)均匀撒施在草炭表面,然后覆土回填,等待种植[3-4]。
1.4数据采集
土壤改良前,在2个试验区域共选择有代表性的5个地块,每个地块分别采集20、50、80cm3个不同深度的土样进行检测。每块地进行3点混合取样,所有地块不同深度按平均值进行记录。土壤改良60d后,每月中旬对上述5个点分别采集土样进行检测,分别于5月、6月、7月、8月、10月、11月重复采集土样进行检测,跟踪pH值变化情况[5]。
每次土壤检测后,对5个试验点数据进行原始记录,为降低试验误差,每次对不同深度数据进行算术平均,取平均值进行记录分析。
2结果与分析
将不同深度土壤pH值在坐标上进行标注,形成土壤pH值变化曲线,与对照不同土壤深度pH值进行比较。由土样检测数据(表1、图1)可以看出,由于试验地区属于典型的温带大陆性季风气候,年降雨量在600mm左右,且降雨多集中在夏季,土壤蒸发量明显大于降雨量,因此土壤逐渐碱化,并且在一定范围内随深度增加,土壤pH值逐渐增加。
在施用硫磺、草炭改良后,土壤pH值明显降低。20cm的耕层土壤,未处理前pH值已经在6.25,属于酸性土壤,并且受灌溉、降雨、耕作等农事影响,土壤pH值有所降低,但变化幅度不大;50、80cm土壤,在改良后效果显著,达到了茶叶生长的要求。
从土壤深度看,处于50cm深的土壤,由于受其他干扰因素较少,且在改良过程中硫磺、草炭等施用均匀,因此改良效果最好,pH值相对稳定均匀。
从硫磺施用时间来看,从60d开始,土壤pH值已经明显降低,在4个月后效果达到最好,在未来的连续监测中,pH值变化不大,相对稳定,并且均在茶叶生长的适宜范围,达到了预期目的。
3结论
试验结果表明,用硫磺、草炭调节土壤pH值是可行的。硫磺对土壤pH值的调节主要特点是效果持久稳定,其作用机理是硫磺施入土壤后被硫细菌氧化成硫酸酐,硫酸酐再转化成硫酸起到了调节pH值的作用,硫磺施入土壤后需要分解后才能起到调节土壤pH值的作用;草炭用于土壤改良最主要的作用是能够增加土壤的有机质。
综上所述,通过调节土壤pH值和添加土壤有机物料,可以有效地解决土壤条件对茶叶栽培的限制,为扩大茶叶种植范围,实现南茶北移,弘扬历史文化,提供切实可行的方法。
4参考文献
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