环渤海缺水区盐碱地改良利用技术研究

针对淡水资源匮乏制约盐碱地改良利用难题,自1982年以来,中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心在环渤海低平原和滨海平原开展了缺水盐渍区盐碱地改良利用研究与示范工作,取得了以下研究成果:1)研究明确了低平原缺水盐渍区盐碱地改良的浅层地下水埋深调控深度,建立了井灌代排、蓄雨淋盐的盐碱地改良技术模式;2)揭示了咸水结冰融水咸淡水分离在滨海盐土的入渗规律,发明了冬季咸水结冰灌溉改良滨海重盐碱地技术;3)提出了耦合盐碱区土壤水盐运移-气候条件-植物生长发育规律的盐碱地改良思路,建立了微域降盐、秸秆隔盐的盐碱地农艺改良技术模式;4)探讨了盐生植物适应盐渍环境的机理,建立了滨海盐碱地盐渍资源高效利用技术模式。形成了以咸水、雨水、耐盐植物高效利用为核心的工程措施、农艺措施与生物措施相结合的盐碱地改良利用技术体系,为环渤海缺水盐渍区农业发展和生态环境建设提供了科技支撑。     

银川市园林植物滞尘量调查

于2018年9月至10月中旬对宁夏回族自治区银川市大专院校校园绿地、道路绿地、厂矿区绿地等3种绿地中的20种常见园林植物的滞尘量进行测定。采集共20种常见园林植物叶片,每7 d同一时间采集1次样本,分别从东、西、南、北4个方向均匀采集能够充分接受灰尘的成熟叶片12片,将叶片封存于密封袋内,带回实验室处理,连续调查5次,比较不同园林植物滞尘差异,通过园林植物滞尘量的差异来判断园林植物对银川生态绿化的作用,为促进本市生态绿化更好发展提供有利依据。     

天津滨海盐碱地盐胁迫对6种树木幼苗生长的影响

为提高天津滨海盐碱地区生态修复植被层次,引种适宜天津滨海盐碱地区的绿化树木,对华北地区常用6种绿化树木(合欢、木槿、紫穗槐、宁夏枸杞、金银忍冬和爬山虎)的抗盐调节规律及其耐盐性进行探索,模拟设计0.2％ ～0.5％共4个NaCl溶液质量分数梯度进行处理,测算不同浓度盐胁迫下各树木的存活率、生物量、相对电导率、丙二醛和可...     

滨海盐碱地绿化理论技术研究进展

从物理、化学、生物等方面综述了滨海盐碱地绿化土壤改良理论与技术,总结了植物耐盐性能、滨海盐碱地绿化植物选育、滨海盐碱地植被体系构建等方面的研究进展,并对滨海盐碱地改土绿化理论技术领域的研究重点与方向进行了展望,以期推动滨海盐碱地绿化进程。     

西安市区不同绿化植物的滞尘效应季节变化研究

以西安市区乔木(山槐)、灌木(丁香)、草本(马蔺)3种植物为试材,研究比较了滞尘量的差异及蒙尘后的生理响应。结果表明:不同绿化植物的滞尘能力差异显著(p0.05),3种植物平均单位面积滞尘量大小顺序依次为:乔木灌木草本;春季和夏季不同绿化植物叶面滞尘量达到饱和时间约为12d,秋季和冬季不同绿化植物叶面滞尘量达到饱和时间约为9d,并且3种植物叶片平均滞尘量依次表现为夏季春季秋季冬季;对叶面尘粒径分析表明,叶面尘中滞留的颗粒物中大多数是TSP(悬浮颗粒物),同时对PM10和PM2.5均有一定量的吸收,降尘物中PM2.5,PM10和TSP相对含量均以乔木最高,灌木和草本较低,其中PM2.5和PM10在乔木、灌木和草本均达到显著差异水平(p0.05),而3种植物TSP差异并不显著(p0.05);随着叶片蒙尘时间的延长,相对含水量出现先下降后上升的趋势,比叶重和脯氨酸含量则呈现先增加后降低趋势,并且3种植物叶片秋季和冬季相对含水量、比叶重和脯氨酸含量均高于春季和夏季。相关性分析表明,3种植物滞尘能力与车流量呈极显著正相关(p0.01)。     

不同类型植物耐盐特性对脱硫废弃物的响应及其耐盐指数综合评价

为探讨施用脱硫废弃物对生长在盐土和碱土上的不同植物耐盐特性的影响,并建立综合评价指标体系,对不同植物的耐盐指数进行综合评价。本试验在2008—2010年期间,分别在碱土区和盐土区2个试点,以施与不施脱硫废弃物为主处理,选用9种不同耐盐植物为副处理开展了田间裂区试验,观测分析了各耐盐植物的出苗特征、生长生理特征、产量等指标及土壤盐分、养分、碱化度(ESP)等性质,从而建立包括植物生长、生理指标、土壤指标和经济指标的综合评价指标体系,并应用TOPSIS法对不同耐盐植物的耐盐指数进行综合评价。结果表明:与CK相比,施用脱硫废弃物能显著改善各耐盐植物的生长发育,提高出苗率、相对生长速率(株高)和相对生物量,增加自由水和束缚水的比值(F/B),且在碱土上效果优于盐土。不同类型耐盐植物之间差异显著,表现出各自的耐盐、碱特性。同时施用脱硫废弃物种植耐盐植物可提高土壤有机质增加速率和全盐、碱化度的降低速率。同样地,对盐碱土的改良效果表现为碱土优于盐土,不同耐盐植物之间差异显著。通过综合评价把不同耐盐植物分为强、较强、中和弱4个耐盐等级。与CK相比,施用脱硫废弃物可提高耐盐植物的耐盐等级,扩展耐盐植物在盐碱地上的种植范围。由此可知,耐盐植物的耐盐特性受植物类型、盐碱地类型、改良措施等因素影响。因此,从生态经济的角度寻求合理的综合评价方法来确定耐盐植物的耐盐特性具有重要科学意义,可为进一步优化盐碱地生态修复模式提供理论支持。     

两种盐生植物在南北疆地区的适生性及吸盐能力

为了摸清盐生植物在南北疆改良盐碱地的实际应用效果,更好地利用盐碱植物,在南北疆地区进行田间试验,研究了两种盐生植物在新疆南北疆盐碱地的适应性及吸盐能力。结果表明,盐生植物在南疆的成活率明显高于北疆;而盐地碱蓬成活率明显要高于海篷子;北疆种植的盐生植物其植物体内的总含盐量明显高于南疆种植的盐生植物,其中盐地碱蓬高出约55%,海篷子高出约46%。由此可以看出,盐地碱蓬和海篷子更适合于南疆地区生长,而在北疆环境两种盐生植物吸盐能力均强于南疆环境,海蓬子吸盐能力明显强于盐地碱蓬。     

耐盐物种选择利用技术研究

通过近几年来对黄淮海平原中低产区区域快速高效治理的研究,引进和筛选出适应重度盐碱地和中度盐碱地的耐盐作物;耐盐牧草;耐盐林木,为盐碱化土地的开发利用提供耐盐物种的选择借鉴。     

青岛盐碱地盲管排盐与绿化改造技术的研究

为适应经济社会的快速发展,青岛市加大了对沿海滩涂地的开发利用,对盐碱地绿化改造的技术措施的需求也愈来愈迫切。在对山东省、天津市等地盐碱地改造措施调研考察的基础上,结合青岛市滨海海涂地的实际情况设计出盲管排盐和隔盐层相结合加客土置换的土工改造措施,盲管与排水系统相接,达到排水排盐作用。在工程排盐的同时,应用不同的绿化改造技术,筛选耐盐碱植物树种,施用改良肥、苗木的栽植方式等,可有效地减少地面水分的蒸发,降低地下水位,并抑制盐碱的上移和积累,形成良好的生态循环。     

绿化栽培在盐碱地区的适用性

我国盐碱化土地面积广大,面临较为紧迫的盐碱化治理任务。国内外经验证明,以培植耐盐植物为途径的绿化栽培行为,不仅可以有效改善盐碱化地区的生态环境,而且有利于充分发掘盐碱土地所蕴含的巨大农业利用潜力,实现经济效益与环境效益的双赢。通过对盐碱地区环境的科学调研,合理择取与搭配耐盐碱绿化植物、建立长久的绿化栽培管理机制。绿化栽培在盐碱地区的适用性将会得到更加充分的发挥。     

咸水结冰灌溉改良盐碱地的研究进展及展望

冬季咸水结冰灌溉技术是滨海区高矿化度咸水利用和盐碱地改良的有效手段,该项技术依据咸水结冰融化过程中咸淡水分离的基本原理,基于区域气候特点、土壤水盐运移规律以及作物生长发育规律,在冬季抽提当地高矿化度地下咸水对盐碱地进行灌溉,并在冬季低温作用下迅速冻结成咸水冰,春季咸水冰层融化过程中,咸淡水分离入渗,其中先融化的高矿度咸水先入渗,而后融化出的低矿化度微咸水和淡水的入渗对土壤盐分具有较好的淋洗作用,以上过程实现了春季土壤返盐期的土壤脱盐,结合春季地表覆盖抑盐措施和夏季降雨淋盐,土壤的低盐条件得到保持,保证了作物和植物整个生长期的正常生长。该项技术改变了滨海盐碱区土壤水盐运移特征,使春季土壤积盐期变为脱盐期,咸水结冰灌溉后,春季耕层土壤盐分由最初的12g×kg~(-1)迅速降低至4 g×kg~(-1)以下,脱盐率达到66%以上,实现了棉花、油葵、甜菜等作物在滨海重盐碱地中的种植,提高了柽柳、枸杞、白蜡等盐生植物和耐盐植物的扦插移栽成活率,咸水结冰灌溉当年便获得了籽棉产量3 t×hm~(-2)、油葵1.5 t×hm~(-2)、甜菜60 t×hm~(-2),以及90%以上的盐生植物和耐盐植物的扦插成活率,促进了滨海盐碱区盐碱地的开发、农业发展和生态环境建设。近年来,通过系统的研究,我们探明了咸水结冰灌溉过程中咸水冻融咸淡水分离规律,明确了咸水结冰灌溉对土壤盐分的淋洗效果,构建了冬季咸水结冰灌溉改良盐碱地技术体系,确立了冬季咸水结冰灌溉的灌溉时间、灌溉水量和水质等指标体系。本文在以上研究基础上,对盐碱地咸水利用的研究进展进行了总结,并对咸水结冰灌溉基本原理、影响因素以及土壤盐分淋洗效果等方面进行了概述,系统分析了冬季咸水结冰灌溉在盐碱地区农业生产、植被恢复以及咸水利用等方面的作用,并就其未来发展趋势进行了展望。     

滨海盐渍区海水养殖废水利用与减蒸抑盐措施研究

在半干旱的莱州地区,利用微区试验研究了海水养殖废水灌溉和秸秆覆盖双重作用下滨海盐土水盐行为及其耐盐能源作物(菊芋)效应。结果表明:秸秆覆盖能明显抑制土面蒸发,具有很好的保墒效果;秸秆覆盖能明显减弱土壤盐分的表聚作用,有效缓解了盐分对作物的直接接触危害。因海水养殖废水灌溉带入土体的大量盐分通过低频次的补充灌溉措施,以及夏季雨水的自然淋洗,土壤表层盐分在可控范围之内。秸秆覆盖能改善作物株形,显著增加作物产量,为我国滨海盐碱地区高矿化度的咸水资源有效利用以及耐盐能源作物生产提供了基本依据。     

滨海盐碱地绿化技术探讨

滨海盐碱地土壤条件苛刻,土地生产力低,难于建立植被,严重制约着我国沿海地区绿化的质量和数量。通过物理、工程、化学和生物的措施对滨海盐碱地进行改良和整治,并选择适合的耐盐碱植物,为这一地区盐碱地改良及城市绿化提供适宜的树种和技术标准,增加树种多样性,改善沿海发达地区的生态环境和投资环境,为我国东部沿海地区园林绿化提供重要保障。     

河北省滨海盐碱地土壤与盐生植物养分特征的研究

对滨海盐碱地土壤和植物样品分析结果表明,生长不同盐生植物的土壤含盐量不同,以生长白刺(Nitraria sibirica Pall.)的土壤含盐量最高,达18.5 g/kg,盐地碱蓬(Suaeda salsa L.Pall.)次之,柽柳的最低。盐生植物的生长改变了土壤养分特征,4种生长盐生植物的土壤养分含量均高于光板地,土壤有机质含量增加44％以上,生长木本盐生植物白刺、柽柳(Tamarix chinensis Lour.)的土壤养分含量高于生长草本盐生植物碱蓬、碱茅(Puccinellia distans Jacq.Parl.)的土壤,且不同盐生植物养分特征不同,白刺、柽柳N和P含量均高于盐地碱蓬、碱茅,K含量则与植物耐盐特性有关。     

外源物缓解植物盐分胁迫的作用机理及其分类

盐分胁迫是制约农业生产和植被构建的关键环境因素之一。为提高植物耐盐能力、降低盐碱地的开发利用难度,前人开展了大量关于外源物缓解植物盐分胁迫的研究。依据搜集到的122篇有关植物耐盐机理和外源物作用的文献,目前报道的缓解植物盐胁迫的外源物有50种。依据作用机理将其分为7类,分别是调节离子平衡及pH、诱导合成渗透调节物质、诱导抗氧化酶、激素调节、诱导基因表达及信号转导、改善光化学系统、微生物调控机制。本文对外源物缓解植物盐分胁迫的7类作用机理的研究进展分别进行总结和分析,并提出了今后需重点跟进的研究方向。     

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。     

连翘的耐盐性研究

连翘(Forsuthia suspensa(Thunb.)Vahl.)作为常见的绿化植物,鲜有应用于盐碱地区。为此,基于室内盐胁迫处理试验,观察分析连翘受盐害影响发生的形态和生理变化,研究其耐盐性,以期为连翘用于盐碱地绿化改良、水土保持工作的实践提供基础资料和科学依据。试验结果表明连翘具有一定的耐盐性,在受到短期、较低浓度的盐胁迫后能够自我调节适应逆境,在浓度低于0.4%的盐胁迫40 d后仍可以正常生长。可以作轻、中度盐土区绿化或植被恢复用途。     

黄河三角洲盐碱地衰退林分的更替改造模式

[目的]探索最优的林分更替改造模式,为黄河三角洲盐碱地退化林分的恢复提供理论依据和技术支撑。[方法]以黄河三角洲盐碱地衰退白榆林和八里庄杨树林为研究对象,采用野外调查与实验室分析测定相结合的方法,对两种衰退林分及各自不同更替改造模式的生长、土壤及植被效益进行分析与评价。[结果]①衰退白榆林和八里庄杨林更替改造的不同模式在郁闭度、林木保存率和生长状况方面差异较大,总体上混交林好于纯林,耐盐能力强的树种好于耐盐能力差的树种。②衰退白榆林和八里庄杨林的不同更替改造模式在土壤理化性能上皆得到提高,均能提升土壤涵蓄降水量和有效涵蓄量;不同更替改造模式均不同程度地降低了土壤的pH值和含盐量;两种衰退林分经更替改造为不同模式后的土壤有机质和养分状况得到较大改善,随着林分模式的不同,其提高程度差异较大。③不同林分模式的植被有所差异,但总体来说,更替改造模式的生境好于衰退林分,出现耐盐能力较低的植物,其植被种类增多,但随着林分郁闭度的增加,耐荫植物出现,耐干旱耐盐植物种类减少。[结论]综合分析两种衰退林分更替改造不同模式的林分生长、土壤及植被,在衰退白榆林分的更替改造中,以竹柳刺槐白榆混交林模式为最佳,白榆纯林次之,刺槐纯林亦可考虑,竹柳纯林模式则不宜选择;在衰退八里庄杨林分更替改造的两种模式中,白榆纯林为最好,盐柳纯林最差,不宜选用。     

曹妃甸滨海盐碱地梯田式吹填土绿化方法

唐山曹妃甸国际生态城的土壤组成为退海成陆的滨海盐土和潮滩土,造林绿化的难度很大。为此,开展了滨海盐碱地梯田式吹填土绿化技术试验研究,通过抬高地面、梯田式造型整地实现了雨水的有效拦蓄利用,不但能增加保水保肥能力,而且可以充分淋洗土壤、降低盐分,同时解决了滨海盐碱地园林绿化淡水资源不足的问题。经过测定,改良后土壤盐分降低至0.3%以下,土壤养分中的全氮、有效磷、速效钾达到了较高水平,植物成活率达到95%以上,且与传统原土绿化方法比较节约成本50%以上。     

盐地碱蓬生长对滨海重盐碱地的改土效应

盐地碱蓬是滨海盐碱地生态系统群落演替中的先锋物种,也是植被建设的重要植物。为探究盐地碱蓬对滨海盐碱地的改土效应以及作用机制,通过滨海平原盐碱地原生盐地碱蓬群落土壤调查,结合室内土柱种植试验,研究了盐地碱蓬生长对滨海盐土土壤结构、土壤水分入渗特征及土壤盐分分布的影响,比较了盐地碱蓬通过植株吸收盐分和通过改善土壤结构促进盐分淋洗对滨海盐碱地降盐、改土的效果。结果表明:1)盐地碱蓬生长对滨海盐土土壤结构有明显的改善效果,野外生长盐地碱蓬的0～20cm土层土壤容重显著低于裸地,而土壤孔隙度显著高于裸地地块;室内土柱种植盐地碱蓬降低了各层土壤容重,平均降低6.16%;增加了各层土壤孔隙度,增加1.59%～5.15%。2)盐地碱蓬生长显著提升了滨海盐土土壤水分入渗性能。野外入渗试验结果显示,相同入渗时间内,生长盐地碱蓬的土壤累积入渗量、初始入渗率及稳定入渗率分别是裸地的3.6倍、2.5倍和3.0倍。室内土柱模拟试验结果显示,盐地碱蓬处理土壤的初始入渗率为0.08mm·min?1,是裸地处理的2.6倍;稳定入渗率为0.03mm·min?1,是裸地处理的3.0倍。3)盐地碱蓬的生长明显降低了土壤含盐量,盐地碱蓬收获后,野外调查试验和室内土柱试验中裸地处理0～40cm土层土壤含盐量分别降低2.67%和12.98%,而盐地碱蓬处理分别降低12.08%和49.28%。野外调查和室内土柱试验中,盐地碱蓬植株移走的盐量分别占总脱盐量的5.60%和2.26%,淋洗脱盐量分别占总脱盐量的94.40%和97.74%。以上结果表明,滨海重盐碱地种植盐地碱蓬具有明显的降低土壤含盐量的作用,这种作用除植株吸收带走部分盐分外,更重要的是通过盐地碱蓬的生长改善了土壤结构、加速了土壤水分入渗、促进了土壤盐分的淋洗。