基于台田及营养客土基盘技术的滨海重盐碱地桑树造林试验

2011-05-12李国华张建锋赵秀海朱金兆岳增璧

中国水土保持科学 2011年3期

李国华，张建锋，赵秀海，朱金兆，岳增璧

(1.国家林业局管理干部学院，102600，北京;2.北京林业大学，100083，北京;3.中国林业科学研究院亚热带林研所，311400，浙江富阳;4.西北勘测设计研究院，710065，西安)

我国沿海地区有大面积的盐碱地，有一些属于寸草不生的“不毛之地”，还没有得到有效的利用，对环境造成了极大的污染［1-2］。唐山滨海地区由含盐量很高的沙质海岸和泥质海岸组成，其特点是距离海边近，地下水位高，受海水影响及地下咸水浸渍，全年土壤平均含盐量超过6.0‰，主要成分是氯化钠［3］，自然状况下只能生长芦苇(Phragmites)、碱蓬(Suaeda salsa)等杂草;沙质海岸土壤肥力很低，树木、花草和农作物在自然状况下不能生长，进行人工造林绿化异常困难;土壤质地黏，排水冲洗不良，盐碱易返。通过对试验地修建台田，抬高地面，以控制返盐碱、降低地下水位，并采用营养客土基盘排盐阻盐定向生根基盘等方法可对盐碱土进行局部土壤改良［4］。针对以上问题，笔者以唐山市南堡盐场为研究地，在研究区修建台田，并利用营养客土基盘技术，通过桑树造林试验，研究滨海重盐碱地造林绿化技术，研究结果对于推动盐碱地造林工作和唐山市滨海新型生态城市的建设以及环渤海经济圈的生态环境建设具有重要的意义［5］。

1 试验区概况

试验区设在唐山市南堡盐场，E 117°51'43″～118°25'28″，N 39°11'28″～ 39°39'28″，属于暖温带滨海半湿润大陆性季风气候，年平均气温11.9℃，最高气温35.4℃，最低气温-16.3℃，最大冻土深度0.7 m。年平均降雨量573 mm，最高年降雨量1 030 mm，最低年降雨量261 mm，降雨多集中在7—9月，占全年降雨量的80%左右，为“脱盐期”。年平均水面蒸发量1 378 mm，陆面蒸发量为530 mm，沿海风大，蒸发量大，为“返盐期”。试验地临近晒盐池，空旷多风，气候干燥，土地裸露，陆面蒸发量大，强烈的土壤蒸发使土壤表层容易积盐，形成了盐土和盐化土。试验地土壤为泥质盐土，盐分主要为Cl-，含盐量在2‰～10‰之间。

2 试验方法

2.1 台田整地

试验区为2部分，分别为南堡盐场场部内3块大台田(分别为A、B、C)和场部外的8块小台田(编号分别为1～8)。

场部外的8块小台田规格均为12 m×12 m，台田间有约3 m宽的排水明沟相隔。根据沿海地区的盐碱地改造经验，采用铺隔离层的方法，以利于台田洗盐和排盐。隔离层均以大潮基准线为基准位置，基准位置以上为60 cm厚的养虾池池埂土，以下是30 cm厚的隔离层，隔离层上半部分是10 cm厚的芦苇稻秸乱层，下半部分是20 cm厚的建筑垃圾或炉渣层，以便于隔离层上土层洗盐和排盐。8块小台田的铺设方式分别为全铺式(1号炉渣和2号建筑垃圾)、南北两条加塑料布式(3号炉渣和4号建筑垃圾)、南北两条式(5号建筑垃圾和6号炉渣)、南北两条“十”字式(7号炉渣和8号建筑垃圾)。场部内的3块大台田规格分别为A台田28 m×50 m，B台田 25 m×50 m，C台田28 m×50 m，台田间有约4 m宽的排水明沟相隔。3块大台田全部采用炉渣作隔离层，炉渣隔离层的厚度为 20 cm［6-7］。

2.2 营养客土基盘制作及施工

制作营养客土基盘的材料包括客土、海藻复混肥和草帘子。

用水按一定比例把海藻复混肥溶解，然后将客土和海藻复混肥按体积比混合，拌匀后分别填入场部外和场部内的已经挖好的直径30 cm、深50 cm的坑穴中，坑穴底部铺垫草帘子。

营养客土基盘在2008年4月分别布设在场部外的8块小台田上，每块台田布设2排，每排6个坑穴，场部外共计布设96个营养客土基盘;在场部内3块大台田的A台田布设72个营养客土基盘(规格是6排，每排12坑穴)，B台田布设72个营养客土基盘(规格是6排，每排12坑穴)，C台田布设108个营养客土基盘(规格是6排，每排18坑穴)。4月21日，在营养客土基盘内移植入2年生15～20 cm高桑树苗，同时在台田田埂上栽植一定数量的桑树苗作对照(A台田栽植209株，B台田栽植210株，C台田栽植220株，因为小台田土壤含盐量较高，没有设立对照桑树苗)。

利用SPSS统计软件进行统计分析。

3 结果与分析

3.1 营养客土基盘桑树苗生长情况调查

于2008-10-07和2009-10-11分别对所有营养客土基盘桑树苗的生长和成活情况进行调查，结果见表1。

可以看出，经过2008年的生长季节，3块大台田上的营养客土基盘桑树苗存活率都达到了100%，平均苗高为102.06 cm，对照桑树苗存活率仅为4.86%，平均苗高为24.17 cm。经过测定，大台田土壤含盐量介于2‰～5‰之间，主要原因是大台田位于场部内，距离大潮排水道较远，受海水盐分影响较小，而桑树苗耐盐度最高为2‰，所以，对照台田的桑树苗几乎全部死王;8块小台田的营养客土基盘桑树苗存活率为89.59%，平均苗高为52.97 cm，经测定，小台田土壤含盐量介于5‰～10‰之间(主要原因是小台田位于大潮排水道旁边，受海水盐分侵蚀严重)，其土壤含盐量是大台田的2.5倍以上。大台田的营养客土基盘桑树苗生长健壮茂盛，其苗高几乎是小台田桑树苗高的2倍，主要原因是大台田含盐量较低，适宜桑树苗生长。

表1 营养客土基盘桑树苗成活情况统计Tab.1 Survival state of Morus alba Linn seedlings using seed-base technique

桑树苗生长2年后，2009年11月测定大台田土壤含盐量介于2.0‰～4.8‰之间，小台田土壤含盐量介于4.7‰～9.2‰之间，大台田的营养客土基盘桑树苗存活率达到了97.47%，平均苗高为107.07 cm;小台田的营养客土基盘桑树苗大部分生长态势良好，存活率超过77.09%，其中3号和6号台田存活率达到了91.7%，2号和8号台田存活率较低，分别为58.3%和66.7%，平均苗高为62.66 cm;但在大台田上，对照栽植的桑树苗存活率很低，仅仅为2.36%，平均苗高为19.59 cm，说明营养客土基盘具有阻隔盐碱的作用，达到了局部改良植物生长环境的效果［8-9］。由表1还可以看出，桑树苗存活率和苗高均值最好的是大台田的营养客土基盘桑树苗，小台田的营养客土基盘桑树苗次之，对照桑树苗存活率仅为2.36%，几乎全部死亡，表明台田土壤含盐量的高低对营养客土基盘桑树苗的存活率及生长量有影响。

3.2 桑树苗苗高分析

对3块大台田营养客土基盘桑树苗的苗高进行方差分析，结果见表2。

结果显示，P=0.067＞0.05，说明3块大台田的营养客土基盘桑树苗经过2年的生长后，其个体差异性不显著，主要原因是大台田土壤含盐量介于2‰～5‰之间，属于轻度或者中度盐化土，营养客土基盘起到了阻止其渗透作用，营养客土基盘内的土壤保持了相对稳定的植物生长环境，促使营养客土基盘内的桑树苗能够正常生长，没有受到台田土壤盐分的侵害，桑树苗生长量较高，且个体差异性不显著。另外，对8块小台田上的营养客土基盘苗的苗高进行单因素方差分析，结果见表3。P=0.01＜0.05，说明小台田上的营养客土基盘桑树苗经过2年的生长，其个体差异性显著，主要原因是不同的整地方式对桑树苗苗高影响较大，并且小台田土壤盐分含量超过5‰，为重盐碱地。通过SPSS统计软件对小台田营养基盘桑树苗苗高进行多重比较分析，结果见图1。可见，8块小台田中的南北两条式整地方式中的3、6和7号台田上的营养客土基盘桑树苗苗高均值最高，炉渣隔离层处理的3、6和7号小台田上的营养客土基盘桑树苗苗高比建筑垃圾处理的要高，表明炉渣的渗透性好于建筑垃圾，在重盐碱地上应用炉渣洗盐排盐，具有较好的降低台田土壤含盐量的效果。如果台田土壤含盐量超过5‰时，会对营养客土基盘内的植物生长环境产生影响，随着台田土壤含盐量的逐步升高，营养客土基盘内桑树苗的生长会受到限制，当土壤盐分达到一定程度时，营养客土基盘内的桑树苗将出现枯萎现象，存活率降低，最后出现死亡现象。

表2 大台田桑树苗苗高单因素方差分析结果Tab.2 Oneway ANOVA on height of Morus alba Linn seedling

表3 小台田桑树苗苗高单因素方差分析结果Tab.3 Oneway ANOVA on height of Morus alba Linn seedling on small raised fields

图1 小台田上的营养客土基盘桑树苗苗高均值柱图Fig.1 Average height of Morus alba Linn seedlings grown at seed-base with nutrient soil

经过2年的试验，3块大台田的营养客土基盘桑树苗生长正常，主要是因为营养客土基盘具有较强的阻隔盐碱的作用，能够为桑树苗提供一个良好的局部生长环境，土壤盐分没有渗透到营养客土基盘内部。同时，8块小台田土壤盐分含量达到5‰以上时，营养客土基盘内桑树苗的生长量会受到限制，且与台田土壤盐化水平呈负相关关系［10-11］，说明台田土壤水盐动态变化对营养客土基盘桑树苗存活率和生长量影响显著。