鹽堿土是鹽土(含有可溶性鹽分較高)和堿土(含有代換性鈉較多)的總稱,二者在形成上聯系密切,常交錯分布,所以,統稱為鹽堿土[1].土壤鹽堿化是全世界關注的問題[2].我國又是土壤鹽堿化程度尤為嚴重的國家,大約有 9 913 萬 hm2的鹽堿土[3],山西北部的大同盆地鹽堿地約 20.4 萬 hm2,占山西全省鹽堿地總面積的 68.1%,由于氣候以及地質條件的特殊,大部分地區鹽堿化程度較高,導致土地利用率低或者已荒廢,地表裸露,甚至地表泛白,植物稀少,土地利用困難[4].
隨著人口日益增長與對土地資源的需求,鹽堿地作為可再生資源,將其變為可用資源已經成為國內外學者研究的方向[5].改良鹽堿地方法有多種,種植耐鹽堿植物是改良鹽堿地的有效措施之一[6].我國檉柳屬樹種主要分布在西北干旱、半干旱地區以及華北濱海鹽堿地區,該屬植物大部分具有耐鹽堿、耐水濕、耐貧瘠、抗旱的特性,是優良的鹽堿地種植樹種,隨著生態建設的發展,檉柳的價值逐步受到重視并且得到利用[7].
最近幾年,國內外針對土壤鹽堿性的研究較多[8],從多方面分析鹽堿地治理改良的措施、造林植物樹種選擇和鹽堿地可持續發展等,研究區域范圍廣。郭曄紅[9]提出通過種植中藥材對鹽堿地進行改良。王文杰等[10]研究了施加改良劑(聚馬來酸酐(HPMA)和聚丙烯酸(PAA)2 種高分子聚合物配合木焦油、木醋液等)對重度鹽堿地的改良效果,以及對耐鹽樹種楊樹的生長影響,結果表明,改良劑的確起到了降低鹽堿性的作用,說明楊樹能夠作為改良劑,從而降低土壤鹽堿性。米文精等[11]針對大同盆地鹽堿地的狀況和耐鹽堿樹種進行初步評測,結果顯示,其耐鹽堿性由低到高依次為新疆楊<白榆<杜松<樟子松<枸杞<檉柳。目前,關于晉北地區種植檉柳對鹽堿地改良的具體效果研究比較少。
本研究以山西省應縣 2014 年 3-5 月份檉柳林對重鹽堿地的改良為研究對象,從行間、株間、土層深度等方面對檉柳林土壤的理化性質進行研究,從而為應縣鹽堿地的發展以及土壤狀況的改善提供理論依據。
1 材料和方法
1.1 試驗區基本概況
試驗地為山西省應縣七中對面多年生檉柳林地,應縣地處 112°58′~113°37′E,39°17′~39°45′N之間,是晉北地區的一個重鹽堿地區。晉北地區面積約546667.0hm2,耕地中鹽堿地約 455333.3hm2,占總耕地面積的 83%,占平川耕地面積的 94%,嚴重阻礙著農業生產的發展,多年來糧食產量低而不穩[12].
應縣土地總面積約 170 733.3 hm2,其中,農耕地面積約 77 533.3 hm2,牧草地面積約 28 000 hm2,林地面積約為 15 800 hm2,未利用地面積達 21 264.1 hm2(占到全縣面積的 12.5%,其中包含鹽堿土溝、巖石裸露山地、荒地、灘涂)。并且應縣地區屬于北溫帶大陸性氣候,海拔為 998 m,受到季風影響,四季分明,年平均氣溫在 7 ℃左右,年降雨量為 360 mm,年蒸發量是降水量的 5 倍,由于冬春少雨多風,地表水位下降,土壤蒸發強烈,導致土壤鹽堿性日益嚴重[13].
1.2 土壤樣品采集
在試驗地內,選取已生長數年且生長狀況良好、樹冠發育正常的標準檉柳 3 株,分別自地徑處為起始點對其行間距(南北方向)、株間距(東西方向)每隔 10 cm 為一個取樣點,共取 5 點,將植株距離依次標為 0~10,10~20,20~30,30~40,40~50 cm.每點依次自上而下每隔 10 cm 共取 5 層土。選取一片無林試驗區,進行同樣操作,作為對照。
1.3 土壤樣品測定
將從樣地取回的土樣稱質量,然后將土樣置于烘箱中烘干,將土壤中的根莖葉或者石頭、蟲體等去除,磨細。使用紙袋保存,標明植被名稱、采樣地點、樣號、深度、采樣日期等項目。然后對采集回來的土樣分別進行以下測定。
pH 值、電導率測定:研磨后土壤與蒸餾水 1∶1混合,充分攪拌,待靜置 20 min 后,分別用 pH 計、電導儀測定。
含水率測定:稱量土壤鮮質量(mt),然后置于105~110 ℃的烘箱中烘 6~8 h 至恒質量,測定烘干土樣(ml)、鋁盒質量(m)。含水量=(mt-ml)/(ml-m)×100%.
有效 Cu,Fe 含量測定:稱取磨碎土樣 2 g,用王水(濃HCl∶濃HNO3=3∶1)充分浸提土壤金屬離子,振蕩 30 min,濾紙過濾于容量瓶中,定容至 100 mL.用原子吸收分光光度計測定有效 Fe,Cu 含量。
2 結果與分析
2.1 3-5 月份林地土壤對檉柳的響應檉柳鹽堿試驗地內 3-5 月份土壤基本理化性質分析列于表 1.
從表 1 可以看出,土壤 pH 值為 9.45,變幅在9.38~9.49 之間,標準差為 0.06,數據分布較為集中,pH 值小于無林試驗地,表明試驗地鹽堿性降低,但是試驗地土壤仍為強鹽堿性;土壤溶液中的電導率平均值為 0.79 μs/cm,標準差是 0.13,變異系數為 16.46%,低于無林試驗地土壤電導率;土壤含水率平均值為 27.44%,最小值為 27.02%,含水率高于無林試驗地土壤含水率;土壤中 Cu 含量的平均值為 14.75 mg/kg,略高于無林試驗地,在全國土壤 Cu含量分級標準中屬于高等指標(大于 4.0 mg/kg)[14],最大值是 16.63 mg/kg,標準差是 1.65,變異系數是11.19%;土壤中 Fe 含量平均值是 13.23 mg/kg,最大值是 16.51 mg/kg,最小值是 11.35 mg/kg,在全國土壤 Fe含量分級標準中屬于低等指標(4.5~20mg/kg),且高于無林試驗地,標準差是 2.85,變異系數是21.54%,數據分布較為分散。