摘 要:本文概述了松嫩平原的自然概况,松嫩平原生态系统的敏感性,松嫩平原土壤类型和盐碱化的变化,星星草形态结构特征和生理学特性以及利用星星草综合治理盐碱地的研究情况。
关键词:星星草;盐碱地
星星草分布于东北、华北、西北和内蒙古等地,为喜凉喜湿喜光牧草。生长在温带和寒带各地。适生在地势低湿、阳光充足的地区。在碱性草地上星星草生长在湿润或凹凸不平的间歇性积水池。在我国位处黑龙江省西部的松嫩平原是我国北方土地荒漠化最严重的地区之一。所以我国关于利用星星草对松嫩平原的治理的研究较多。
1 松嫩平原的概述
1.1 松嫩平原的自然概况
松嫩平原地处北纬43°30′~46°05′,东经122°12′~126°20′。它三面环山, 南为海拔不高的松辽分水岭, 中间为一独立的平原。广大平原低平, 是一个闭流区, 周围百余条无尾河向中间,集中漫散于草地中,积累了大量的有害盐类, 加重了该区土壤的盐渍化。由低湿地的芦苇沼泽群落和碱湖边的碱蓬盐生群落到广大平原的羊草群落、漫岗地的贝加尔针茅群落直到固定沙丘上的灌丛和榆树疏林群落, 构成一个由湿润到干旱的生态系列。
1.2 松嫩平原土壤类型和盐碱化的变化
松嫩平原土壤碱化最为严重,而碱土或碱化土壤的特点之一是土质细密,通透性差,雨后在土壤表层形成水饱和层,既难于透水,更难以透气,使植物窒息难以生长。据林年丰研究表明,松嫩草地盐碱化面积显著增加,以年增长率为1.46%的速度增长着,松嫩草地的生态环境已经严重恶化。通过调查发现,区域内盐碱化土壤类型主要有盐碱化草甸土、盐碱化淡黑钙土、盐碱化沼泽土、盐土、碱土等类型。
据调查统计,90年代比50年代“碱斑”数量明显增多。碱土是最难利用和改良的土壤,盐碱化土壤和盐土均向碱土转化,说明土壤的恶化。土壤的理化性质也发生变化,40多年来,盐碱化草甸土和白盖碱土的盐分含量、土壤的碱化度、PH值均有所增长。因此,土壤盐碱化程度加剧。
2 星星草的概述
2.1 星星草的形态结构特征
星星草又称小花碱茅,是禾本科碱茅属,多年生、旱生盐生草本植物,具有较强的盐碱耐性及抗旱性、抗寒性,能在PH=9~10以上的盐碱地上生长发育,经常在碱斑周围构成星星草群落,羊草+星星草群落等。陆静梅等利用扫描电镜技术,研究了星星草的营养器官解剖结构,发现其根、茎、叶各器官的组织均具有显著的旱生结构特征。对星星草的营养器官特征的分析表明,星星草具备生活在碱性较强的土壤中,具有较强的耐性是有充足的生理条件和理论依据的。
2.2 星星草的生理学特性
星星草能够在碱斑土壤上生长发育,显示出它对盐碱的较强的耐性。星星草是以耐胁变性为主,主要在细胞内合成大量脯氨酸等有机溶质进行渗透调节。星星草具有泌盐能力,这是星星草具有很强耐盐碱能力的机制之一。通过对星星草叶表面超微结构的进一步研究发现,星星草的气孔在一定条件下具有与盐腺相似的泌盐功能,是通过气孔泌盐的植物。
2.3 星星草对环境条件的要求
星星草喜凉湿润的气候条件,适生在温带和寒温带各地。星星草适生在地势低湿,阳光充足的地区。在碱性草地上,星星草易生长在湿润或凹凸不平的间歇性积水地,常大片生长,出现优势或单一小群落。种子发芽需水量较少,常在雨后大批出苗,但扎根较慢,干旱时又常出现大批死苗现象。但是,成株入土较深,能从土壤深处吸收水分,又较抗旱。
星星草对土壤选择不严,各种土壤都能生长,但有惊人的抗碱性,可顺利生长在重盐渍化土壤上,具有碱地指示植物之称。据测定,星星草在pH 8.5以上,表土含盐量1%~3%,钠离子含量0.02%以上;有些地面每百公斤的碱结晶土或碱结皮,能熬出30~40kg面碱,或8~10kg食盐的盐碱地上生长。星星草再生性较强,抗踏压和刈割,一次种植可利用5年以上。
3 目前利用星星草治理盐碱地的研究情况
3.1 星星草的治碱作用
把星星草种植在碱斑地上可以在其周围生长出鲜嫩的牧草,这就攻克了草原建设的难题,因此星星草被牧民们美誉为“攻克草原癌症的良药”。一般种植2年以上的星星草可以覆盖土地达60%~80%左右,最高达到90%以上。有关研究表明通过种植星星草改善了土壤环境,特别是降低了土壤CO32-的含量,从而降低了土壤的酸碱度,使得阴阳离子下降和土壤有机质含量不断增加,透水性和透气性也有所改善。为羊草进驻碱斑地创造了良好的环境。一般种植星星草后3年,羊草即可开始进入。碱斑地通过星星草群落——星星草+羊草群落,最后可以发展成为羊草群落的良好前景。
碱斑地经人工种植星星草,覆盖度明显增大,生长良好,并可正常开花结果。昔日茫茫碱斑,春风刮起,白烟滚滚的草原,如果能够大量种植星星草,不仅可以杜绝碱尘的危害,防止水土的流失,保护农田,改善草地环境,同时还可以提高草原生产力,增加养畜量,重现往昔那个美丽的青青草地。
综上所述,碱化草场种植星星草将会恢复绿色植被,对发展草地畜牧业有着不可估量的作用。
3.2 利用星星草综合治理盐碱地的研究情况
黑龙江省齐齐哈尔种畜场(属松嫩平原地区)2002年曾种植星星草用于改善盐碱土壤,取得良好效果。土壤属碳酸盐草甸土,PH值为7.5~10。其中盐碱土壤表面10厘米混合样PH值为8~10,总盐分含量为0.039%~2.326%。草原碱化严重,明碱斑占35%以上。
种植星星草的当年,星星草高度达到25~55毫米,个别的植株有抽穗的,大约占5%左右,密度为10 000~11 000株/m2。鲜草产量为9750kg/hm2,按风干草计算为1099.5 kg/hm2 。说明碱斑上种植的星星草已经形成了良好的植被,进而改善土壤的性质。
试验地设在山东省滨州地区马山子乡,平均含盐量0.617%,PH7.7,春秋返盐严重时,地表形成盐霜(盐霜含盐量7.6%,PH3.0)。有机质含量0.57%,全氮0.034%,全磷0.05%,土壤容重1.4g/cm3。1994年10月曾种植星星草用于改善盐碱土壤,取得良好效果。有机质、全氮含量的增加说明星星草的生长改善了当地的盐碱土壤的性质。
3.3 利用星星草和其他耐盐碱植物综合治理盐碱地的研究情况
姜家甸草场位于吉林省大安市的西南部,草场总面积8.8万hm2,是松嫩平原的重要组成部分。地处北温带,属大陆性季风气候,当地盐碱斑为次生盐碱斑,PH值9.0以上的地段,种植星星草和虎尾草用于治理盐碱地。三年生星星草地块0~10cm土层的PH值由10.78降至8.75,为恢复羊草植被创造了条件。
肇州县托古乡盐碱土试验区,该地处于松嫩平原西部。试验种植的牧草有星星草、碱草、紫花苜蓿、吉草和披碱草。试验证明以星星草+碱草+耙耢与吉草+苜蓿+耙耢为处理的综合改良模式应是本地区盐渍土改良的经济有效的模式。
据肇东市向阳乡、尚家乡及新城乡的调查表明,种植星星草后覆盖度由播种前的2%~6%,提高到4年后的60%~95%,光碱斑地面积减少60%~70%,碱斑地数量减少56%,碱斑数有每公顷平均15.9个减少8.4个,面积由播种前的每公顷平均3165.6m2下降到现在的2780m2 ,充分说明了星星草对盐碱土壤的治理作用。
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作者简介:李艳波女 (1963-2)硕士 副教授 黑龙江铁力人生命科学与化学学院教师. 13945163172