滨海盐渍土适宜土壤盐碱改良剂的筛选研究

针对黄河三角洲地区的实际情况和滨海盐渍土特点,进行利用土壤盐碱改良剂改良盐渍土的研究。引进了4种土壤盐碱改良剂,通过在中度和重度盐渍土上的试验,分析化验土壤含盐量和测定作物产量,对所测定结果进行综合分析,筛选出适宜于滨海盐渍土的最佳改良剂。试验分析结果表明,4种土壤盐碱改良剂都能降低土壤含盐量,其中盐碱土壤修复材料效果最好,是滨海盐渍土适宜的土壤盐碱改良剂。     

中国盐渍土研究的发展历程与展望

盐渍土在我国广泛分布,西北、华北、东北及沿海是我国盐渍土的主要集中分布地区,耕地中也有大量盐渍化土壤分布。盐渍土是我国最主要的中低产土壤类型之一,人类活动对其作用明显。本文回顾了我国盐渍土研究工作的发展历程,分析了我国目前盐渍土相关研究工作的现状和近期主要研究工作进展,并结合目前国内外相关研究的前沿和热点问题,提出了我国盐渍土研究的展望。建议重点进行土壤盐渍化评估和预警、土壤水盐运移过程及其模拟、植物与土壤盐分相互作用机制、土壤水盐优化调控、盐碱障碍治理与修复和盐渍化的生态环境效应等方面的研究。     

天津滨海盐渍土客土改良后的土壤理化性质与持水特性

为了解天津滨海新区盐渍土采用客土法改良后的土壤理化性质的变化情况,该研究选取滨海新区汉沽区的滨海盐渍土以及采用客土改良后历经5 a的土壤(配制客土)作为研究对象,测定分析这2种土壤0~60 cm不同土层土样的基本理化性质、土壤水分特征曲线,探讨了理化性质和土壤水分参数的差异。结果表明:客土改良后历经5 a的配制客土电导率远低于未改良的滨海盐渍土,降幅约为97%,有效含水量以及田间持水量明显低于滨海盐渍土。有机质质量分数和阳离子交换量分别增加了29.65%和8.36%,pH值和容重变化不大。综合分析后认为,滨海盐渍土经配制的客土改良后,盐渍化程度减弱,有机质增大,但持水特性和物理性质却没有明显的改善。土壤质地黏重是影响该地区土地资源开发利用的主要因素之一。     

下辽河平原两种类型水稻土有机氮组分的研究

结合野外调查取样,采用Bremner法测定下辽河平原两种类型(草甸土型和滨海盐渍土型)水稻土有机氮组分含量。结果表明:1两种类型水稻土均以酸解氮为主体。草甸土型水稻土酸解氮含量显著高于滨海盐渍土型水稻土(P0.01),其分配比例则显著低于滨海盐渍土型水稻土(P0.01)。2两种类型水稻土酸解各组分氮含量及其分配比例的分布规律不同,其差异因酸解氮组分的不同而异。草甸土型水稻土表现为未知态氮氨态氮氨基酸态氮氨基糖态氮,滨海盐渍土型水稻土则表现为氨基酸态氮未知态氮氨态氮氨基糖态氮;草甸土型水稻土酸解氨态氮与氨基酸态氮总量及其分配比例显著低于滨海盐渍土型水稻土(P0.01),酸解未知态氮含量及其分配比例则显著高于滨海盐渍土型水稻土(P0.01)。3两种类型水稻土酸解氮含量均与其土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关(P0.01)。因此,该地区两种类型水稻土有机氮组分含量及其分配比例的显著差异是影响土壤氮素有效性的重要因素。     

生物基复合改良剂对滨海盐渍土综合地力的提升作用

[目的] 研究生物基复合改良剂对黄河三角洲和苏北滩涂盐渍土壤理化性质及微生物区系的影响,为该区域盐碱地的改良利用和实现生态农牧建设提供科学参考。[方法] 采用由蚯蚓粪、活性酶调理剂和内生菌根菌剂组成的生物基复合改良剂为试验材料,研究其在种植耐盐苜蓿条件下对黄河三角洲盐渍土、苏北滩涂盐渍土土壤理化性质和微生物区系的影响。共设置了4个处理：黄河三角洲盐渍土不添加改良剂和添加改良剂,苏北滩涂盐渍土不添加改良剂和添加改良剂。[结果] 在紫花苜蓿分枝期,与不添加改良剂相比,黄河三角洲和苏北滩涂两种盐渍土壤添加改良剂处理的土壤有机质含量分别增加了45.30%,32.45%;速效钾含量分别增加了41.00%,39.92%。在紫花苜蓿现蕾期,与不添加改良剂处理相比,黄河三角洲和苏北滩涂两种盐渍土壤添加改良剂处理的土壤全盐量分别降低了14.10%和27.85%;土壤有机质含量分别提高了51.99%,73.59%。此外,现蕾期的土壤微生物群落多样性指数明显增加,优势菌门主要为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)和放线菌门(Actinobacteria)。土壤全盐量和速效钾含量是驱动细菌群落结构变化的主要环境因子。[结论] 生物基复合改良剂可以有效降低土壤全盐量,增加土壤速效养分含量,并改善土壤微生物区系,从而显著提升土壤综合地力,是改良滨海盐渍土的有效措施。     

下辽河平原两种类型水稻土有机氮组分的研究

结合野外调查取样,采用Bremner 法测定下辽河平原两种类型（草甸土型和滨海盐渍土型）水稻土有机氮组分含量。结果表明：（1）两种类型水稻土均以酸解氮为主体。草甸土型水稻土酸解氮含量显著高于滨海盐渍土型水稻土（P<0.01）,其分配比例则显著低于滨海盐渍土型水稻土（P<0.01）。（2）两种类型水稻土酸解各组分氮含量及其分配比例的分布规律不同,其差异因酸解氮组分的不同而异。草甸土型水稻土表现为未知态氮 > 氨态氮 > 氨基酸态氮 > 氨基糖态氮,滨海盐渍土型水稻土则表现为氨基酸态氮 > 未知态氮 > 氨态氮 > 氨基糖态氮;草甸土型水稻土酸解氨态氮与氨基酸态氮总量及其分配比例显著低于滨海盐渍土型水稻土（P<0.01）,酸解未知态氮含量及其分配比例则显著高于滨海盐渍土型水稻土（P<0.01）。（3）两种类型水稻土酸解氮含量均与其土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关（P<0.01）。因此,该地区两种类型水稻土有机氮组分含量及其分配比例的显著差异是影响土壤氮素有效性的重要因素。     

苏打盐渍土区土壤理化性质及植物生物量与微地形空间异质性关系

在干旱半干旱地区,微地形是影响盐渍化土壤性质和植物分布的重要因素之一。为深入明晰东北苏打盐渍土微地形下土壤物理、化学性质的空间变异特点以及植物对微地形的响应,选择具有典型微地形特征的苏打盐渍土作为试验区,运用经典统计学、地统计学相结合的方法对试验区内相对高程、土壤物理性质(容重、总孔隙度、土壤质量含水量)、土壤化学性质(p H、电导率、钠吸附比)和植物生物量进行空间变异特征研究,并进行空间插值绘制空间分布图。结果表明:在微地形影响下,所测的土壤物理、化学性质的变异系数均小于0.7,为中等及弱空间变异;地统计分析结果表明:所测的土壤理化性质的块金系数均小于75%,具有中等及强空间自相关性,且土壤物理指标(质量含水量)较土壤化学的盐碱指标(p H、电导率、钠吸附比)有更强的空间自相关,即微地形对于土壤水分的影响更为剧烈;空间插值分布图显示土壤各指标在空间上呈现带状或斑块状分布。所测的土壤理化性质均与相对高程之间显著相关,植物生物量与相对高程之间呈显著负相关,且微地形对于土壤水分比土壤理化性质的相关系数大,微地形与植物生物量的相关系数最小,表明微地形导致坡地不同高程位置的土壤水分产生差异,进而改变土壤理化性质,间接影响植物变化。回归分析得到土壤理化指标与相对高程之间呈现二次函数关系,即微斜坡地上土壤盐碱达到最高阈值时的微地形高程为50～60 cm,其植物生物量也最低。高程阈值的发现为苏打盐渍土的差异化修复和耕作管理提供了理论依据。     

不同来源蜈蚣草吸收富集砷的特征及植物修复效率的探讨

蜈蚣草是一种As的超富集植物,在As污染土壤的植物修复上具有极大的潜力.对中国南方广泛分布的蜈蚣草及其生长的土壤的As含量、形态及土壤理化性质的调查分析表明,蜈蚣草生长的土壤As含量范围为33.7～1396 mg/kg,相应地,蜈蚣草地上部As含量范围为48.5～1104 mg/kg.除阳离子交换量(CEC)外,不同采样地区蜈蚣草生长土壤的理化性质指标,包括pH、总有机质(TOM)和质地均存在显著性差异,反映野外蜈蚣草可生长在不同性质的土壤上.基于回归分析的预测模型显示,蜈蚣草对As污染土壤的植物修复效率随土壤As含量的增加而逐渐降低,蜈蚣草较适用于轻度As污染土壤的修复,对于高As污染土壤,需结合其他修复措施.     

调控措施对滨海盐渍土磷素形态及作物磷素吸收的影响

滨海盐渍化土壤存在磷素有效性低的问题。本试验采用根袋法盆栽试验,共设不施磷肥、常规磷肥、磷肥+生物质炭、磷肥+腐殖酸、磷肥+商品有机肥5个处理,分析不同调控措施对非盐渍土、轻度盐渍土和中度盐渍土有效磷含量、磷素形态以及大麦磷素吸收利用的影响。结果表明:①盐碱障碍降低根区内外土壤有效磷含量,表现为非盐渍土轻度盐渍土中度盐渍土。添加生物质炭能显著提高轻度、中度盐渍土根区内外土壤有效磷含量,较常规磷肥对照处理分别提高40.72%、84.80%。②盐碱障碍降低大麦产量,抑制地上部对磷素的吸收,不同调控措施均能促进盐渍土上大麦对磷素的吸收,提高磷肥利用率。轻度盐渍土上不同调控措施的增产效果不显著,中度盐渍土上添加生物质炭处理显著提高大麦产量,较常规磷肥对照处理提高63.20%。③盐碱障碍降低土壤活性无机磷、NaOH-Pi、NaHCO_3-Po、NaOH-Po比例,增加HCl-Pi比例。添加生物质炭处理能显著提高盐渍土活性无机磷比例,提高土壤磷的有效性。添加生物质炭和商品有机肥处理对中度盐渍土上HCl-Pi比例的降低效果优于轻度盐渍土。     

不同隔盐材料对滨海盐渍土水盐动态和树木生长的影响

[目的]揭示不同隔盐材料对滨海盐渍土水盐动态和树木生长的影响,为滨海地区盐渍土改良和沿海防护林营造等林业工程提供理论依据。[方法]采用单因素方差分析及多重比较方法,于2010—2013年在天津滨海重度盐碱地区的大田试验中,开展了沸石、陶粒、蛭石和河沙4种隔盐材料对盐渍土0—80cm土层水盐动态及4个树种(刺槐、国槐、香花槐和红叶臭椿)生长影响的研究。[结果](1)在树穴底部和侧壁铺设隔盐层可以明显降低土壤含盐量并显著增加土壤含水量。沸石处理(FS)能显著降低0—80cm土体内盐分含量,控抑盐效果明显优于其他处理。陶粒处理(TL)在40—80cm土层有显著的降盐效果,但其控盐效果比沸石差。蛭石处理(ZS)仅在40—60cm土体内显著降低土壤含盐量。河沙处理(HS)中,0—80cm土体内盐分含量虽低于对照,但与对照之间无显著差异,降盐效果最差;(2)铺设隔盐层可显著降低土壤盐分离子含量,其中对Na+,Cl-和SO2-4这3种滨海盐碱地主要盐分离子的去除效果排序为:FSTLZSHS;(3)隔盐层材料能有效改善树种根区土壤物理性质,提高各树种成活率和保存率,并能明显促进植物生长,其中沸石效果最佳。[结论]可将沸石作为滨海地区4个树种造林时隔盐材料的最优选择。     

玉米秸秆和污泥共热解制备的生物质炭及其对盐碱土壤理化性质的影响

[目的]研究不同温度制备的玉米秸秆和污泥基生物质炭不同施加量对盐碱土壤基本理化性质的影响,为盐碱土改良及土壤污染物质的生态修复等方面的研究提供科学依据。[方法]以质量比5∶2的玉米秸秆和剩余活性污泥为原料,分别在300,350,400,450,500℃共5个不同温度条件下热解制备生物质炭,通过扫描电镜、元素分析和红外光谱对其性质及结构进行分析,并通过培养试验研究其对盐碱土壤基本理化性质的影响。[结果]随着热解温度的升高,生物质炭微观结构越发达,比表面积越大,表面官能团的种类和数量也产生了显著性变化;同时随着热解温度逐渐升高,生物质炭C含量不断增加,而O,H和N含量却逐渐降低;添加玉米秸秆和污泥共热解制备的生物质炭能够显著增加盐碱土壤中有机碳含量,而土壤中总氮、总磷、有效磷、速效钾含量变化幅度较小;水溶性盐含量降低明显;加入生物质炭后大幅度提高了土壤阳离子交换能力,添加量越大,阳离子交换量越大;但生物质炭对土壤pH值影响不大。[结论]玉米秸秆和污泥基生物质炭提高了土壤养分含量和肥力指标,降低了土壤盐碱性。玉米秸秆和污泥基生物质炭可用于盐碱土壤的改良。     

生物炭对滨海盐渍土理化性质及玉米幼苗抗氧化系统的影响

以黄河三角洲典型盐化潮土为供试土壤,设置12.5,25.0,50.0,100 g/kg 4个梯度生物炭添加量,通过盆栽试验研究不同添加量下生物炭对滨海盐渍土理化性质及玉米幼苗抗氧化系统的影响。结果表明:(1)与对照相比,随着生物炭添加量的增加,盐渍土的电导率、速效磷、速效钾、阳离子交换量及易氧化有机碳的含量呈现显著增加的趋势;不同生物炭添加量下,盐渍土的pH、碱解氮含量略有下降,但各添加量处理间差异不显著;而生物炭对盐渍土可交换态钠含量无显著影响。(2)添加适量生物炭(12.5,25.0,50.0 g/kg)可显著提高玉米幼苗叶片抗氧化酶活性和根系活力,并降低叶片超氧阴离子产生速率和过氧化氢含量,从而改善玉米幼苗的生理性状;然而,较高的生物炭添加量(100 g/kg)对幼苗抗氧化系统产生不良影响,造成植物体内活性氧的累积。因此,添加适量生物炭可以改善滨海盐渍土的理化性质,并在一定程度上有效改善盐胁迫下玉米幼苗的生理特性,但较高用量对作物抗氧化系统具有抑制作用。     

北方滨海盐碱地冬季咸水结冰灌溉对菊芋生长及离子分布的影响

为探讨冬季咸水结冰灌溉对河北省滨海平原区盐碱土的土壤盐分变化以及对菊芋生长的影响,在冬季利用地下苦咸水对河北海兴盐碱地进行咸水结冰灌溉试验,设冬灌覆膜处理,其中包括膜上挖孔直接播种处理（T1）和揭膜播种再覆膜处理（T2）,以无冬灌＋覆膜处理作为第一对照（CK1）,不冰灌和不覆膜的小区作为第二对照（CK2）。结果表明,冬季灌溉咸水结冰、春季咸水冰融化入渗后土壤各层次脱盐效果明显,播种期T1和T2处理的0～5cm、5～20cm表层土壤含盐量较CK1和CK2分别降低了41.9%、65.0%、46.5%、67.7%、29.9%、47.1%,40.8%和55.3%,在菊芋播种期耕层土壤含盐量降低到0.6%左右,T1和T2单位产量分别较CK1和CK2高54%、115%、97%和175%,T1和T2处理下Na＋和Cl-含量较CK1和CK2显著降低,而K＋含量和K＋/Na＋较CK1和CK2显著增高。通过冬季咸水结冰灌溉和覆膜措施可以确保土壤盐分下降,从而降低了盐分对菊芋生长的毒害作用,使菊芋产量得到显著提高。     

改性泥炭对滨海盐渍土的改良作用研究

采用土培的方法,通过泥炭改性处理,研究不同泥炭对滨海盐渍土物理、化学、生物性质的影响,为滨海盐渍土快速改良提供理论依据。研究结果表明:碱改性泥炭的红外图谱特征与原始泥炭相似,但酸改性泥炭在1 710 cm–1处具有明显的特征峰;扫描电镜下,碱改性泥炭颗粒突起最少,表明碱改性泥炭质地相对均一。碱改性泥炭能够显著降低土壤p H,增加土壤团聚体;而原始泥炭提升土壤有机质和增加碱解氮含量方面效果更加明显。碱改性泥炭和原始泥炭均能够提升土壤酶活性,但酸改性泥炭对土壤酶活性存在抑制作用。相关分析结果表明,土壤p H、有效磷、速效钾与过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶的活性具有显著相关性(P0.05)。综上所述,在本次试验中,碱改性泥炭对滨海盐渍土改良作用最佳,添加改性泥炭能更有效地消减滨海盐渍土盐、碱、瘦、板、活力差等障碍因子。     

有机肥替代部分化肥对滨海盐碱地土壤改良和小麦产量的影响

合理利用有机肥资源,将有机肥替代部分化肥是实现减肥目标的重要技术途径之一。特别对于盐碱化土壤,有机肥替代部分化肥既能减少化肥的使用又能改善土壤的理化性质,促进作物产量的提高。本文以滨海盐碱地为研究对象,2014—2016年连续两年在滨州市无棣县渤海粮仓试验基地通过大田试验,研究了不施肥(CK)、普通化肥(CCF)、有机肥替代低量化肥(LOM)、有机肥替代中量化肥(MOM)、有机肥替代高量化肥(HOM)5种施肥模式对盐碱地土壤改良和小麦产量的影响。结果表明:与CK相比,CCF处理对盐碱地土壤盐分的影响不大,而有机肥替代部分化肥处理显著降低了土壤水溶性盐总量和pH,特别是在小麦开花期,MOM和HOM处理明显改善了土壤盐碱化,显著降低了土壤中水溶性钠和交换性钠的比例,使ESP和SAR值减小,其中以HOM处理对滨海盐碱土的土壤盐分改良效果最佳;与CK相比,各施肥处理的土壤养分含量均有提高,有机肥替代处理与CCF相比,对土壤全氮和有效磷的含量影响不明显,而HOM处理的速效钾含量显著高于其他处理,在一定程度上抑制了Na的毒害,有机肥替代处理还显著提高了土壤有机质的含量,改善了土壤环境;从CK到HOM,小麦产量依次递增,与CCF相比,有机肥替代处理LOM、MOM、HOM分别增产7.5%、18.8%、26.4%。综上,有机肥替代部分化肥,达到了减肥的目的,并对滨海盐碱地有明显的改良效果,提高了小麦产量。且在3个有机肥替代部分化肥的施肥处理中,以HOM施肥处理对滨海盐碱地的改良效果最优,获得的小麦产量最高。     

木霉制剂改良滨海盐渍土台田生态效应

生物改良滨海盐渍土是一种投资少、需时短、见效快、长期受益的环保生态型技术。通过田间试验将木霉制剂[活性成分为木霉分生孢子,1×107(CFU)·g~(-1)]施用到滨海中度盐渍土台田(含盐量2.99 g·kg~(-1),砂壤土),对土壤改良台田试验区不同处理(施用木霉制剂和常规对照处理)及辅助试验区日光温室(含盐量0.98 g·kg~(-1),壤土)、滨海轻度盐渍土开垦田(含盐量1.75 g·kg-1,轻壤土)、滨海重度盐渍土河滩地(含盐量26.19 g·kg~(-1),砂壤土)的耕层土壤取样室内测定,探究木霉在滨海中度盐渍土台田施用的生态效应。滨海中度盐渍土台田木霉处理与对照处理相比,土壤紧实度提高177.04%,土壤水稳性团聚体数量(≥0.25 mm)提高265.78%,土壤含水率提高320.83%,土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量分别提高96.14%、42.17%、105.65%和63.79%;土壤稀释法培养微生物,细菌、放线菌、真菌、固氮菌数量比对照分别提高170.95%、82.68%、152.17%和471.93%。滨海中度盐渍土台田木霉处理与滨海重度盐渍土河滩地比较,有利于植物生长的指标土壤紧实度、水稳性团聚体、有机质和微生物群落数量分别提高1.53倍、2.11倍、3.20倍和28.33倍,不利植物生长的水溶性盐下降96.60%;滨海中度盐渍土台田通过木霉制剂改良,土壤紧实度、总孔隙度、含水率、有效磷、有机质和微生物数量与滨海轻度盐渍土开垦田相比无显著差异;滨海中度盐渍土台田木霉处理后土壤容重降低、总孔隙度增加,与高产日光温室非盐渍化土壤相比接近。滨海重度盐渍土通过沙土抬高1.2 m筑田变为中度盐渍土,降盐效果较好,再通过加入生物改良措施提高土壤营养和有益微生物,优化土壤团粒结构,利于提高滨海中度盐渍土台田改良效率和质量,促进滨海中度盐渍土台田生态的改善。     

不同改良剂对滨海盐渍土水盐特性的影响

针对滨海盐渍土盐分含量高和土壤导水性能差的问题,采用禾康盐碱土改良剂、康地宝盐碱土改良剂、金满田生物菌剂、腐殖酸和石膏5种土壤改良剂,通过田间小区试验,分析测定了土壤含水量、土壤盐分含量、pH值、容重和饱和导水率等指标,并测定了作物收获产量,筛选适宜于改良研究区滨海盐渍土水盐特性的改良剂.试验结果表明:(1)土壤水分含量变化极大地影响着土壤的含盐量,土壤含水量与土壤含盐量呈极显著线性负相关关系.(2)腐殖酸在抑制滨海盐渍土盐分和降低土壤容重方面效果最佳,经腐殖酸(300 kg/hm2)处理后,0-5,5-20和20-40 cm土层盐分含量较CK分别减少了29.2％,32.6％和25.9％,土壤容重较CK减少了10.2％,土壤孔隙度和饱和导水率较CK也相对提高.(3)5种改良剂不同程度提高了作物的产量,以腐殖酸处理作物增产效果最为明显,玉米和油菜产量较CK分别增加了104.8％和41.6％.     

不同人工林对黄河三角洲滨海盐碱地土壤理化性质的影响

为了探讨人工林对黄河三角洲滨海盐碱地土壤理化性质的改良效果,采用野外取样和室内分析测定相结合的方法,以林龄8年的4种人工林为研究对象,未造林空地为对照,对各样地的土壤理化性质指标进行分析。结果表明:(1)4种人工林均能改善黄河三角洲滨海盐碱地的土壤理化特性。与对照空地相比,人工林的平均土壤容重、含盐量、pH值分别降低了4.8%,44.4%,2.5%,平均总孔隙度、毛管孔隙度分别提高了6.0%,4.7%;(2)不同人工林对土壤阳离子交换性能及碱化度的影响效果各异,其碱化度大小依次为:柽柳(27.4%)杜梨(23.3%)对照(19.5%)白蜡(16.0%)盐柳(13.3%)。     

碱蓬的耐盐能力及其对滨海盐渍土的改良效果

试验研究了碱蓬的耐盐能力及其对滨海盐渍土的改良效果。通过盐水浸泡试验,发现碱蓬种子在NaCl浓度<20.0g/kg的溶液中可正常发芽。盆栽和田间耐盐试验表明,碱蓬的耐盐能力在25.0g/kg左右,耐盐极限为35.0g/kg左右。碱蓬种植试验表明,种植碱蓬能够有效地降低土壤表层含盐量,增加土壤有机质含量,提高土壤中N、P、K的含量。研究证明碱蓬是一种耐盐能力很强的盐生植物,对滨海盐渍土具有显著的改良作用。