溫延臣 孔少華 趙同凱 徐久凱 林治安 李志杰

摘要：為充分發(fā)揮和挖掘黃河三角洲地區(qū)鹽漬土地資源潛力，實現(xiàn)黃河三角洲地區(qū)鹽堿地綠色改良、優(yōu)化糧經(jīng)飼作物三元種植結(jié)構(gòu)，2017—2018年度在東營市農(nóng)高區(qū)鹽堿地種植10個耐鹽牧草、4種經(jīng)濟作物和2種糧食作物進(jìn)行耐鹽作物篩選。結(jié)果從中選出在全鹽含量2～4g/kg的中度鹽漬土上表現(xiàn)較好的耐鹽作物有苜蓿（中苜1號）、高丹草、蛋白桑、二月蘭、毛葉苕子、冬牧70黑麥共6個牧草品種和甜高粱、棉花、油葵、油菜4種經(jīng)濟作物。這10個耐鹽作物均可在該地區(qū)種植利用，并能獲得較好的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，加快鹽堿地的修復(fù)改良，為鹽堿地資源高效開發(fā)、種植業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化布局提供支撐依據(jù)。

關(guān)鍵詞：黃河三角洲;鹽堿地;耐鹽作物;篩選

中圖分類號：S502.4文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2019）05-0042-05

我國有著豐富的鹽堿土地資源，主要分布于6大區(qū)域，即黃淮海平原內(nèi)陸鹽堿土區(qū)、濱海鹽堿土區(qū)、東北鹽堿土區(qū)、寧蒙西北半干旱鹽堿土區(qū)、甘新青蒙西干旱鹽堿土區(qū)和青藏高寒鹽漬土區(qū)。其中濱海鹽堿土約214×104hm2，主要分布在北自渤海灣、南至長江三角洲的濱海平原，浙江、福建、廣東、海南沿海也有零星分布[1，2]。

該類土壤富含可溶性鹽分，0～100cm土體含鹽量多在4g/kg左右，高者可達(dá)20g/kg左右。土壤屬氯化物鹽土，鹽分組成以氯化物為主，氯根占陰離子總量的80%～90%，硫酸根占10%左右，重碳酸根占2%～10%。

濱海鹽堿地區(qū)仍有大面積的鹽堿荒地尚待開發(fā)利用，而且面積在不斷增加。鹽漬土是我國最主要的中低產(chǎn)土壤類型之一，其生產(chǎn)力水平與其質(zhì)量狀況有非常密切的關(guān)系。因此，鹽堿地在增加作物總產(chǎn)量方面具有相當(dāng)大的潛力，作為寶貴的土壤資源，其作用不容忽視[3-5]。東營市目前尚有35×104hm2鹽堿荒地，其中600hm2以上成片的待開發(fā)土地達(dá)26×104hm2。據(jù)多年實測資料，黃河年均攜帶10×108t泥沙入海，每年新淤土地2000hm2，是中國東部沿海后備土地資源最富集、人均土地最多、開發(fā)潛力最大的地區(qū)之一。東營市草場面積在16×104hm2以上，適宜進(jìn)行畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化。該區(qū)域過去積累了種稻沖洗壓堿及水旱輪作、深溝臺田、暗管改堿等措施進(jìn)行鹽堿地改良利用的經(jīng)驗，并取得很大成效。今后應(yīng)進(jìn)一步拓展鹽生植物的生物改良利用，從對鹽漬土資源利用著眼，尋求更加簡便、快捷、經(jīng)濟有效的生物改良措施。

鹽堿地改良措施主要有工程措施、農(nóng)藝措施、化學(xué)措施和生物改良措施。采取工程措施改良鹽堿地存在成本高的缺點，而化學(xué)措施和農(nóng)藝措施改良效果有限，并且局限性很大，比如農(nóng)藝措施中的大水壓堿，在“洗鹽排堿”的同時，也會造成土壤中一些植物必需的礦質(zhì)元素流失。采取生物措施，即通過選擇不同耐鹽范圍的植物來適應(yīng)不同的鹽漬土壤進(jìn)行改良的模式越來越受到重視。國內(nèi)外研究證明，生物措施是改良、開發(fā)利用鹽堿地行之有效的方法。因此，根據(jù)該區(qū)鹽堿地特點，選擇適宜的耐鹽作物，操作簡便，改良成本低，是快速治理鹽堿地，改善生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益兼優(yōu)的鹽堿地綠色生物改良技術(shù)[6，7]。

耐鹽和抗鹽植物有很多種，但有實際生產(chǎn)利用價值的卻很少。本試驗針對黃河三角洲地區(qū)的自然條件與鹽堿地實際，實施耐鹽堿牧草和經(jīng)濟作物篩選，為綠色開發(fā)利用鹽堿地資源提供耐鹽作物選擇支撐。

1材料與方法

1.1試驗地基本情況

試驗地設(shè)在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黃河三角洲農(nóng)業(yè)高新技術(shù)園區(qū)（北緯37°19′，東經(jīng)118°38′），位于暖溫帶半濕潤地區(qū)，屬大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同季，四季分明。春季干旱多風(fēng)，早春冷暖無常、常有倒春寒出現(xiàn)，晚春回暖迅速、常發(fā)生春旱;夏季炎熱多雨，溫度高、濕度大，有時受臺風(fēng)侵襲;秋季氣溫下降，雨水驟減，天高氣爽;冬季天氣干燥，寒風(fēng)頻吹，雨雪稀少，多刮北風(fēng)、西北風(fēng)。多年平均氣溫12.5℃，≥10℃的積溫約4300℃，無霜期長達(dá)206天，可滿足農(nóng)作物兩年三熟。年降水量550～600mm，多集中在夏季，7—8月降水量約占全年降水量的一半;降水量年際變化大，易形成旱、澇災(zāi)害。

土壤類型為鹽化潮土，耕層土壤質(zhì)地為輕壤與粘土混合土，0～100cm剖面土壤春季（3月下旬）全鹽含量多為2～4g/kg，土壤容重1.5～1.7g/cm3，pH8.5。土壤鹽漬化學(xué)類型以氯化物鹽土為主。周年土壤鹽分動態(tài)變化表現(xiàn)為春季（3—5月）和秋季（10—11月）兩個積鹽高峰期、夏季脫鹽期（7—9月）、冬季相對穩(wěn)定期（12—2月）[8，9]。

試驗地土壤為中度鹽堿，土壤化學(xué)組成為氯化物-硫酸鹽類型，陽離子以Na+為主（表1）。

1.2供試作物

按照作物抗鹽或耐鹽且生產(chǎn)實用的原則，根據(jù)多年鹽堿地改良技術(shù)研究中積累的經(jīng)驗，參考相關(guān)研究資料，選擇10個耐鹽牧草、4種經(jīng)濟作物和2種糧食作物，見表2。

1.3試驗設(shè)計

試驗于2017—2018年度在黃河三角洲的東營市山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)高新技術(shù)示范園區(qū)進(jìn)行。采用大區(qū)條帶式布置，將試驗地劃分為48個小區(qū)，小區(qū)面積20m×10m=200m2。每個作物隨機種植3個小區(qū)。

由于試驗地鹽分含量的不均一性，春季返鹽季節(jié)根據(jù)作物長勢在小區(qū)內(nèi)劃分樣方，同時在樣方內(nèi)取混合土樣，測定0～20cm和20～40cm土壤鹽分含量。分別選定0～40cm土壤含鹽量在1g/kg以下和2～4g/kg范圍的樣點，做好定位標(biāo)記，作物生長期間觀察各作物生育期、生長特性;收獲季節(jié)每樣方收取3m2樣品，測定生物量或產(chǎn)量。根據(jù)作物在不同鹽分條件下的相對生長量或產(chǎn)量，即在該土壤鹽分下作物產(chǎn)量相對于正常土壤中作物的產(chǎn)量百分比[10，11]，同時結(jié)合作物長勢狀況確定其耐鹽堿程度。

本試驗于2017年4月15日整地、底施復(fù)合肥（N-P2O5-K2O=15-15-15）450kg/hm2、劃分小區(qū)。高丹草、苜蓿、黑麥草、墨西哥玉米、甜高粱、棉花、油葵4月份播種;夏玉米6月10日播種;二月蘭和毛葉苕子9月播種;冬小麥、小黑麥、油菜和冬牧70黑麥10月上旬播種。蛋白桑3月份栽植樹苗（株行距50cm×100cm）。各作物具體收獲時間和次數(shù)按品種特點進(jìn)行。播種量與播種方式及田間管理主要根據(jù)多年種植經(jīng)驗，同時參考《中國主要農(nóng)區(qū)綠肥作物生產(chǎn)與利用技術(shù)規(guī)程》[12]進(jìn)行，適時澆灌。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用MicrosoftExcel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖，采用軟件SPSSStatistics22進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，并用Duncans方法進(jìn)行多重比較。

2結(jié)果與分析

2.1不同耐鹽作物生物量比較

圖1為不同牧草、糧食及經(jīng)濟作物生物量比較，其中無鹽堿障礙耕地作物生物量是根據(jù)查閱文獻(xiàn)計算出的產(chǎn)量或生物量。由圖1可以看出：①中度鹽堿地糧食作物（小麥、玉米產(chǎn)量分別為

0.52kg/m2和0.66kg/m2）產(chǎn)量顯著低于無鹽堿障礙耕地;②經(jīng)濟作物油葵、甜高粱、油菜和棉花的產(chǎn)量分別為0.32、1.19、0.19、0.35kg/m2，略低于無鹽堿障礙耕地;③不同牧草品種表現(xiàn)各不相同，其中高丹草、中苜1號苜蓿、小黑麥、二月蘭、蛋白桑的生物量分別為2.66、1.69、0.16、1.05、20.75kg/m2，與無鹽堿障礙耕地處理差異不顯著;而冬牧70、毛葉苕子、紫花苜蓿、墨西哥玉米、黑麥草的生物量分別為1.50、0.45、1.15、5.20、0.41kg/m2，顯著低于無鹽堿障礙耕地產(chǎn)出水平。

2.2耐鹽作物篩選與評價

將每種作物在中度鹽堿土上的產(chǎn)量或生物量與無鹽堿障礙土壤條件下的產(chǎn)量或生物量相比較，其適應(yīng)性評價標(biāo)準(zhǔn)分為：達(dá)到0.8以上為好，0.7～0.8為較好，0.6～0.7為較差，0.6以下為差。

從表3中可以看出，在全鹽含量2～4g/kg的中度氯化物鹽漬土上種植表現(xiàn)好的有苜蓿（中苜1號）、棉花、高丹草、蛋白桑、二月蘭、甜高粱、油菜共7種作物，表現(xiàn)較好的有毛葉苕子、冬牧70黑麥、油葵共3種作物，這10種耐鹽牧草或耐鹽經(jīng)濟作物可在該地區(qū)種植并能獲得較好的產(chǎn)量與收益;而冬小麥、夏玉米、墨西哥玉米、黑麥草、紫花苜蓿、小黑麥在黃河三角洲中度鹽漬土上表現(xiàn)差或較差。

3討論與結(jié)論

3.1適宜黃河三角洲鹽堿地種植的耐鹽牧草和經(jīng)濟作物

在水肥、氣候、病蟲害等條件相同情況下，植物在鹽漬條件下的產(chǎn)量較非鹽漬條件降低的百分比即相對生長量或產(chǎn)量是衡量植物耐鹽性的重要標(biāo)準(zhǔn)[13]。16種待選作物中，冬小麥、夏玉米、墨西哥玉米、黑麥草、紫花苜蓿、小黑麥在黃河三角洲中度鹽漬土上表現(xiàn)差或較差，種植效益低;表現(xiàn)好的有高丹草、苜蓿（中苜1號）、二月蘭、甜高粱、蛋白桑、棉花、油菜7種作物，表現(xiàn)較好的有毛葉苕子、冬牧70黑麥和油葵，這10種耐鹽牧草和耐鹽經(jīng)濟作物可在該地區(qū)種植并能獲得較好的產(chǎn)量與收益。根據(jù)田間觀察和個別取樣測定，蛋白桑和高丹草甚至在重度鹽漬土上都能獲得較高的生物量。

不同植物和個體其不同發(fā)育階段的耐鹽性不同[14-16]。一般來講，種子比其它任何一個時期更能抵抗不良環(huán)境，而植物萌發(fā)和萌發(fā)后出土階段是耐鹽能力最弱的時期，一旦植株建成，耐鹽能力將會增強[17，18]。而本地區(qū)土壤表層鹽分受季節(jié)性降水影響，周年土壤鹽分動態(tài)變化表現(xiàn)為春季（3—5月）和秋季（10—11月）兩個積鹽高峰期、夏季脫鹽期（7—9月）、冬季相對穩(wěn)定期（12—2月）[19]。因此，本試驗結(jié)果并不一定能全面反映供試作物整個生育期的耐鹽性，只是篩選出了適宜在本地區(qū)鹽堿地上種植的作物。

在耐鹽作物生產(chǎn)中，還需根據(jù)本區(qū)域的自然條件與特點，因地制宜地綜合運用鹽堿地治理改良技術(shù)，如大量施用有機物質(zhì)以改善鹽漬土壤的不良結(jié)構(gòu)，增施有機肥、合理施用化肥以提高作物的抗逆性，采用灌溉壓鹽、躲鹽避鹽及除草松土等綜合農(nóng)藝措施等，使耐鹽作物的抗鹽性大大提高，其產(chǎn)量也會大大提升。

3.2種植耐鹽作物可加速鹽堿地的改良進(jìn)程

鹽堿地因地制宜種植耐鹽作物在高效利用土地資源的同時也加快了鹽堿地的修復(fù)改良。耐鹽植物通過根系的穿透作用，使土壤變得疏松、容重變小、孔隙度增大，繼而提高土壤通透性、改善鹽堿地物理性狀[2]。國外關(guān)于種植耐鹽作物對鹽堿地土壤鹽分的影響有多方面的闡述[20]。植物根系可促進(jìn)土壤中CaCO3的溶解，利于鈣離子和鈉離子的交換[21]。種植耐鹽作物可改善根區(qū)土壤團聚體、土壤水分入滲、土壤板結(jié)、通透性差等鹽漬土不良物理性狀。植物根系可在土壤中形成根系鉆孔[22]，促進(jìn)土壤膠體上Na+淋洗到土壤下層，尤其是根系較深的耐鹽作物更有利于鹽堿土的修復(fù)過程。有研究表明：種植根系較深的多年生牧草可以改善鹽堿土耕層結(jié)構(gòu)，促進(jìn)水的入滲[23]。在鹽堿地上種植耐鹽作物，可以降低土壤含鹽量，研究顯示，種植苜蓿3年后，耕層土壤鹽分含量由4g/kg下降到2g/kg，種植田菁后0～10、10～20cm土層鹽分含量分別下降25%～64%和10%～30%[9]。本試驗篩選出的10種耐鹽作物，除蛋白桑為木本植物外，其余均為禾本科植物，其作物覆蓋度、生物量、根系形態(tài)與分布各有差異，對土壤鹽分的影響效果也會不同，各作物對鹽堿土的改良作用有待進(jìn)一步研究。

有關(guān)收獲作物地上部帶走的鹽分，不同植物類型各不相同，如鹽地堿蓬、鹽角草、鹽爪等吸鹽植物具有較強的吸鹽能力，它們對地下水位較深的鹽堿地效果較好，而對地下咸水位較淺的地域效果甚微。東營市農(nóng)科院長期監(jiān)測結(jié)果顯示，種植鹽地堿蓬10年，其0～20cm土層脫鹽率僅為21.3%[2]。Qadir等[24]研究認(rèn)為，通過收獲苜蓿地上部帶走的Na+含量只占Na+總量減少的1%～2%，對土壤鹽分的影響很小。因此，鹽堿地植物修復(fù)技術(shù)的重點在于將Na+及其它鹽分離子從根區(qū)淋洗到土壤深層。篩選出的10種耐鹽牧草或經(jīng)濟作物，在獲得一定經(jīng)濟效益的同時，通過增加地面覆蓋減少蒸發(fā)積鹽，利用根系穿透增加水分入滲淋鹽，通過根茬及落葉有機物的積累增加土壤微生物活性、改善土壤理化性狀，使鹽堿地在利用的同時得到改良。

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