白茎盐生草对盐碱土壤的改良效果

王 文，张德罡

(甘肃农业大学草业学院，甘肃 兰州 730070)

白茎盐生草(Halogetonarachnoideus)为黎科(Chenopodiaceae)盐生草属(Halogeton)一年生草本植物[1-2]，又名蛛丝蓬、灰蓬;广泛分布于西北干旱荒漠、半荒漠地带的甘肃、内蒙古、青海、新疆、宁夏的部分地区，主要生长于干旱或盐渍化程度严重的区域;具有聚盐特性，植株内富含盐分，成熟期植株粗灰分含量高达36.48%[3]。兰州周边地区的人们在很早以前就掌握了白茎盐生草的烧灰制碱技术，利用其植株烧制成天然复合碱，作为传统兰州牛肉拉面的添加剂，在面食制作中使用，增加面团的粘弹性和滑爽口感。白茎盐生草生物量高，植株硕大茂密，通过种植可带走土壤部分盐碱；同时由于其植株覆盖面大，可减少由水分蒸发引起的地表积盐[4]。利用盐生植物富集盐碱地碱且耐旱的特性，在不适宜种植粮食作物的盐碱地中，连续种植数年，并有效利用植株，可使盐碱含量减少，达到生物改良盐碱地的目的[5]。

近年来，利用生物措施改良盐碱地的研究和应用不断深入，典型盐生植物的生态特性、抗旱抗盐机理以及经济利用价值的研究逐渐深化和细化，盐生植物的各种特征特性，被不同程度的加以利用，在改良盐碱地、预防盐渍化和生态环境建设方面发挥着独特的作用。葛莹和李建东[5]、赵芸晨和秦嘉海[6]进行了盐生植物改良盐碱土的研究，效果良好。但对适生面积大、聚盐效果明显的白茎盐生草在盐碱地改良方面的应用研究较少。所以，对白茎盐生草聚集盐碱和对盐碱地改良效果进行研究分析，为进一步探索西北内陆盐碱地区和次生盐渍化区域的生物治理措施具有重要意义。

1 材料与方法

1.1试验地概况 试验地位于甘肃省永登县秦王川农业高科技产业开发示范基地。海拔1 948.6 m，地理位置为36°30′ N，103°37′ E，属于典型的大陆型气候，年降水量261.1 mm，年蒸发量1 879.8 mm,年均温6.5 ℃，≥0 ℃年积温3 104.3 ℃·d，≥10 ℃年积温2 585.8 ℃·d，大气相对湿度为56%，无霜期为138 d左右[7]。

试验地土壤为灰钙土，pH值8.39，有机质12.6 g/kg，速效氮48.45 mg/kg，速效磷23.2 mg/kg，速效钾170 mg/kg，全盐量0.49%。试验前表层土壤含水量15.2%，土壤容重1.14 g/cm3。

1.2试验材料 2007年采自甘肃省永登县秦王川野生白茎盐生草成熟种子，自然风干。

1.3试验设计 试验地在试验开展前多年弃耕，曾生长白茎盐生草和其他杂草，2007年整平翻耕，并灌冬水。试验区设裸地(将自然生长的白茎盐生草拔除)、人工种植(用临近耕作土壤为客土置换原土)、自然生长(保留自然生长的白茎盐生草)3个处理，每个处理3次重复，小区面积为4 m×4 m。于2008年4月下旬播种。试验地不灌水，不追施肥料，不进行人工除杂和病虫害防治。

1.4土壤取样与测定 播种前于试验小区采土样，采样深度0～20和20～40 cm，每一深度重复取土5次，混合样品，测定土壤pH值、全盐含量、容重和水分含量。收获前(10月中旬)再次取样并测定上述指标。全盐总量计算公式为：

全盐总量=土壤含盐量×土壤体积×土壤容重

2 结果

2.1土壤水分及容重比较 试验地前一年秋季耕耙和浇灌冬水，播种前打耱处理，土壤相对疏松，故播种前的土壤容重明显低于收获期。收获期3个处理的土壤容重相比，植株覆盖土壤较裸露土壤低0.02～0.03 g/cm3，但差异不显著(P>0.05)。白茎盐生草具有多实性特点，每棵植株可结出8万～20万粒细小种子，故人工种植处理和自然生长处理的出苗、盖度及生物量相近，裸地幼苗被拔除。由于人工种植和自然生长处理的植被覆盖高，蒸发减少，其土壤水分含量较裸地高2%以上，且差异显著(P<0.05)(表1)。

表1 收获期处理间不同土层土壤水分含量及容重比较

2.2土壤全盐含量的变化 白茎盐生草播种一年后土壤全盐含量明显下降，0～20 cm土层中，人工种植和自然生长处理与试验前相比显著降低(P<0.05)，分别下降了28.57%和32.65%。在20～40 cm土层中，人工种植处理增加2.70%，自然生长处理下降13.51%，但差异不显著(P>0.05)。祼地0～20 cm土层下降18.37%，而20～40 cm土层增加10.81%，但差异均不显著。总体来看，种植白茎盐生草后的土壤全盐含量明显下降，0～20 cm土壤下降幅度较20～40 cm大(表2)。各处理间土壤全盐含量相比较，0～20 cm 土层，人工种植和自然生长处理较裸地显著下降(P<0.05)，20～40 cm土层，人工种植处理与裸地差异不显著，而自然生长处理较裸地显著降低(表2)。

表2 播种前后不同土层土壤全盐含量和pH值的比较

2.3土壤全盐总量的变化 试验区播种前0～20 cm土壤全盐总量约为11.172 t/hm2，播种后人工种植和自然生长处理约为8.738 t/hm2，全盐总量下降2.434 t/hm2，即种植白茎盐生草一年可从0～20 cm土层中除去盐分2.434 t/hm2。

2.4土壤pH值变化 pH值是土壤酸碱度的标志，种植白茎盐生草后土壤pH值下降，裸地的pH值也有较小的变化(表2)。

3 讨论与小结

试验区土壤全盐含量和pH值的下降表明，白茎盐生草具有较强的吸收聚集盐分的作用，成熟期白茎盐生草植株粗灰分含量高达36.48%，这种曾经广泛用于烧灰制碱的盐生植物，有经验的加工者可将其烧制成石盘状的粗碱，其主要成分是白茎盐生草从土壤中吸取的矿物质，即土壤中的盐分，这是导致土壤含盐量下降的主要原因。尽管降水和灌溉的淋溶作用也可导致土壤盐分下降，但秦王川地区年降水量261 mm，且5 mm以下的降水次数较多，降水淋溶的作用微弱。设计本试验时考虑到白茎盐生草耐旱抗盐特性，生育期内没有安排灌溉和施肥。因此，试验区土壤全盐含量下降基本可归因于白茎盐生草。白茎盐生草根系不发达,入土浅，大部分根系分布在30 cm土层内，所以对0～20 cm土壤全盐含量影响较大。本研究中，裸地处理0～20 cm全盐含量略有下降，20～40 cm则略有升高，从0～40 cm土层看全盐含量基本未发生变化。种植耐盐植物是一项行之有效的生物改良盐荒地的措施[8-10]，包志纯[11-12]在内蒙古河套平原盐碱地种植星星草(Puccielliatenuiflora)等耐盐牧草，土壤盐分和pH值逐年下降，养分含量提高，种植4年后，0～15 cm表土层含盐量普遍下降。张永宏[13]在宁夏银北盐碱地种植耐盐植被物发现，0～20和0～100 cm土层土壤有效好的脱盐效果，本试验结果与上述研究相似。

利用植物抗旱、耐盐碱、土壤种子库丰富的特性生物改良盐碱地，是治理受干旱和盐碱双重胁迫的西北内陆盐土地的重要途径，具有经济、生态和易操作等特点。灌溉地区用水不当所导致的水盐重新分布，致使土壤盐渍化问题日益严重，耕地数量和土壤质量下降。利用生物措施改良盐碱地使土壤得以改善，比工程措施投资少，简单实用。生物措施治理盐碱地，必须以系统学的观点，从盐渍土资源、植物资源、水资源等方面综合考虑，把盐碱地作为一种可利用的资源，根据恢复生态学原理，对盐碱地进行生态学修复，统筹开发利用[14]。在盐碱地生态系统中，应用白茎盐生草种植进行盐碱土治理，实施过程必须与植株的有效利用结合起来，使植株携带的盐分移出系统循环之外。如果小范围转移或仅当燃料使用，盐碱仍在系统内迁移转化，则不能解决根本问题。只有对白茎盐生草植株进行加工利用，提取有用成分或脱碱制成饲料，不仅可取得一定的经济效益，而且能彻底消除盐碱，有效改良盐碱土壤。

[1]中国科学院植物研究所.中国植物志[M].北京:科学出版社,1979:3.

[2]贾恢先,孙学刚.中国西北内陆盐地植物图谱[M].北京:中国林业出版社,2005:7.

[3]成若琳.甘肃天然草地饲用植物营养价值评定[M].兰州:甘肃科学技术出版社,1994.

[4]纪永福,蔺海民,杨自辉，等.夏季覆盖盐碱地表面对土壤盐分和水分的影响[J].干旱区研究,2007(3):15-18.

[5]葛莹,李建东.盐生植物在土壤积盐——脱盐过程的作用初探[J].草业学报,1990(1):70-76.

[6]赵芸晨,秦嘉海.几种牧草对河西走廊盐渍化土壤改土培肥的效应研究[J].草业学报,2005，14(6):63-66.

[7]张世彪.秦王川灌区发展节水农业初探[J].中国沙漠,2001(增刊):76-78.

[8]张建锋.盐碱地生态修复研究[J].水土保持研究,2008(4):74-78.

[9]苗济文,王平武.盐碱土种植碱茅草的改土效果及效益[J].盐碱地利用,1993(1):9-12.

[10]王龙强,蔺海民,肖雯.盐地宁夏枸杞生理生化指标及抗盐特性研究[J].甘肃农业大学学报,2004,39(6):611-614.

[11]包志纯.生物治理河套地区盐碱地[J].中国草地,1996(4):16-18.

[12]包志纯.内蒙古河套平原盐碱土耐盐优良牧草引种及改良效益研究[J].中国草地,1992(1):16-21.

[13]张永宏.盐碱地种植耐盐植物的脱盐效果[J].甘肃农业科技,2005(3):48-49.

[14]林慧龙,王军,徐震,等.草地农业生态系统中碳循环研究动态[J].草业科学,2005,22(4):59-62.