河西走廊紫花苜蓿对盐碱土改良作用的研究

杨彬,陈修斌,杨德江

(甘肃河西学院农业与生物技术学院,张掖,734000)

河西走廊紫花苜蓿对盐碱土改良作用的研究

杨彬,陈修斌,杨德江

(甘肃河西学院农业与生物技术学院,张掖,734000)

为合理利用盐碱化土地资源,提高土地利用率,在河西走廊盐碱土上连作紫花苜蓿。试验结果表明,紫花苜蓿连作5 a后,土壤含水量由试验前的28.5%降至9.8%,总孔隙度由45.2%升至58.4%,＞0.25 mm团粒结构由38.5%上升到64.2%,全盐含量从7.3 g/kg降至2.2 g/kg,有机质含量由8.1 g/kg升至12.1 g/kg,土壤速效N、P、K含量也随之增加。种植紫花苜蓿不但改善了土壤结构,提高了盐碱土壤的生产力,同时也促进了畜牧业的发展和草畜平衡,减少了水土流失,改善了环境条件。

紫花苜蓿；盐碱土；改良作用；河西走廊

河西走廓位于北纬37°11′～40°09′,东经93°23′～104°12′,海拔1 138～2 311 m,东西长1 200 km,南北宽40～100 km,属温带大陆性气候,区内光、热、水、土等自然资源充足,利于农作物生长,是全国十大商品粮基地之一。近年来,随着社会经济的发展和人口的增加,土壤荒漠化程度加剧,盐碱荒地面积已达8.35×105hm2[1],严重制约河西农业的可持续发展。为了合理开发利用盐碱化土地资源,提高土地利用率,于2004-2009年开展了紫花苜蓿对盐碱土改良作用的试验研究,取得了较好的研究效果。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2004-2009年在河西走廊中部的张掖市甘峻乡进行。区内海拔1 286 m,年均温度9.4℃,≥10℃积温3 020℃,年均降雨量142.6 mm,年均蒸发量2 364.6 mm,无霜期150 d左右。供试土壤为灰漠土,轻壤质地。0～30 cm耕层理化性质为:土壤含水量28.5%,总孔隙度45.2%,＞0.25 mm团粒结构38.5%,含全盐7.3 g/kg、有机质8.10g/kg、碱解氮30.20 mg/kg、速效磷5.6 mg/kg、速效钾132.3 mg/kg, pH值7.78。

1.2 试验设计

试验设种植紫花苜蓿1 a、2 a、3 a、4 a、5 a和灰漠土荒地(CK)共6个处理。小区面积60 m2,随机区组排列,3次重复。每年4月20日播种,采用条播法,行距25 cm,播种量30 kg/hm2,深度2 cm。供试紫花苜蓿品种为凯恩(Kane)。播前每1 hm2施厩肥45 t,磷酸二氢铵300 kg,全部作基肥施入耕作层。

1.3 测定项目与方法

在种植紫花苜蓿1 a、2 a、3 a、4 a、5 a后的土地上,采集耕层0～30 cm的3次重复的混合土样,自然风干。采用常规方法[2]测定土壤含水量、总孔隙度、＞0.25 mm团粒结构、土壤有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量。

2 结果与分析

2.1 对土壤物理性质的影响

①对土壤含水量的影响紫花苜蓿根系发达,须根主要分布在0～30 cm耕作层中,从图1可以看出,种植紫花苜蓿1 a、2 a、3 a、4 a、5 a后,0～30 cm耕作层中的含水量与CK相比,分别降低3.2%、4.7%、7.9%、13.3%和18.7%,说明随着紫花苜蓿种植年限的延长,主侧根增粗、增长,地上部分枝叶增多,蒸腾作用增强,导致土壤含水量逐年下降。

图1 紫花苜蓿种植年限对土壤含水量的影响

②对土壤总孔隙度和团粒结构的影响 土壤孔隙度影响土壤团粒结构,从图2可知,在种植紫花苜蓿1 a、2 a、3 a、4 a、5 a后,0～30 cm土层内土壤总孔隙度与CK相比,分别增加3.4%、5.1%、 8.5%、11.4%和13.2%,＞0.25 mm团粒结构与CK相比,分别增加11.0%、16.3%、20.1%、21.8%、25.7%。说明随着紫花苜蓿连作时间的增加,土壤总孔隙度提高,有效改善了土壤通透性能,同时紫花苜蓿根系发达,地下部分枯根和地上部分落叶进入土壤,形成了腐殖质,有效增加了土壤团粒结构。

图2 紫花苜蓿种植年限对孔隙度和团粒结构的影响

2.2 对土壤化学性质和养分含量的影响

①对土壤全盐和有机质含量的影响从图3可知,种植紫花苜蓿1 a、2 a、3 a、4 a、5 a后,0～30 cm土层内土壤全盐含量与CK相比,分别下降1.2、1.6、2.5、3.7、5.1 g/kg,有机质含量分别增加0.8、1.2、2.1、3.2、4.0 g/kg,说明种植紫花苜蓿有效抑制了土壤返盐,增加了土壤有机质含量,对土壤有较好的改良作用。

图3 紫花苜蓿种植年限对土壤全盐和有机质含量的影响

图4 紫花苜蓿种植年限对土壤速效N、P含量的影响

②对土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量的影响随着紫花苜蓿种植年限的延长,0～30 cm土层内土壤碱解氮、速效磷逐年增加。种植紫花苜蓿1 a、2 a、3 a、4 a、5 a后,与CK相比,土壤碱解氮含量分别增加3.3、7.6、10.4、13.6、18.5 mg/kg,速效磷含量分别增加3.3、5.0、7.9、11.1、12.8 mg/kg(图4),速效钾含量分别增加16.1、24.0、28.9、35.5、37.4 mg/kg(图5)。说明在河西走廊盐碱土上种植紫花苜蓿,能有效提高土壤中速效N、P、K的含量,以速效N的含量增幅最为明显,这是由于紫花苜蓿根部形成大量根瘤菌,具有固氮作用[3],再加上一部分老根和地上茎叶腐烂进入土壤,增加了土壤养分含量。

2.3 对紫花苜蓿鲜草产量的影响

紫花苜蓿在连作1 a、2 a、3 a、4 a、5 a后,其鲜草产量分别为26.5、32.8、36.2、42.6、48.3 t/hm2(图6),连作年限与产量之间的回归方程为=5.34+21.26 (=0.992 9)。说明,随着紫花苜蓿连作年限的延长,土壤结构改善,土壤养分含量明显增加,紫花苜蓿产量逐年提高。

图5 紫花苜蓿种植年限对土壤速效K含量的影响

图6 种植年限对紫花苜蓿鲜草产量的影响

3 结论

在河西走廊盐碱土地上种植苜蓿5 a后,土壤含水量由试验前的28.5%降至9.8%,总孔隙度由45.2%升至58.4%,＞0.25 mm团粒结构由38.5%上升到64.2%,全盐含量从7.3 g/kg降至2.2 g/kg,有机质含量由8.1 g/kg升至12.1 g/kg,土壤中速效N、P、K含量也随之增加。种植紫花苜蓿后,不但改善了土壤结构,使其理化性状逐步趋向良性循环[4],土壤疏松,透气透水性能好,提高了盐碱土壤的生产力,而且也促进了畜牧业的发展和草畜平衡,减少了水土流失,改善了环境条件。

[1]王继和.甘肃治沙理论与实践[M].兰州:兰州大学出版社, 1999:34-35.

[2]中国土壤学会农业化学专业委员会.土壤农业化学常规分析方法[M].北京:科学出版社,1984.

[3]郭玉泉,王玉芬,高翔.种植紫花苜蓿对土壤养分的影响[J].四川草原,2000(4):20-24.

[4]李月芬,杨洁,林年丰,等.黄花草木樨改良盐碱土的试验研究[J].水土保持通报,2004,24(1):8-11.

Roles of Planting Alfalfa on Improving Saline-alkali Soil in Hexi Corridor

In order to make full use of saline-alkali soil resources and improve the land utilization rate,we planted alfalfa on saline-alkali soil continuously in Hexi corridor.The results showed that,after five years of continuous cropping of alfalfa,soil water content was decreased from 28.5%to 9.8%,with the total porosity increased from 45.2%to 58.4%,the granular structure (＞0.25 mm)proportion increased from 38.5%to 64.2%,the total salt content reduced from 7.3 g/kg to 2.2 g/kg,the organic content increased from 8.1 g/kg to 12.1 g/kg,and the contents of K,P and N were also increased. Planting of alfalfa not only improved the soil structure and productivity of the saline-alkali soil,but also promoted the development of animal husbandry and the balance between forage and animal,and reduced the water and soil loss and improved the environment conditions.

Alfalfa；Saline-alkali soil；Improve role；Hexi corridor

10.3865/j.issn.1001-3547.2013.02.023

杨彬（1977-）,男,硕士,讲师,主要从事植物营养与施肥技术研究,E-mail:yangbinjxq@163.com

2012-10-24