榆林沙区盐渍化土地防治技术研究*

董 强,张继平,宋爱平,尤 飞,李 剑,李军保

(1陕西省治沙研究所,陕西榆林 719000;2陕西省吴堡县林业工作站,陕西榆林 718200)

土壤盐渍化是当今世界上土地荒漠化和土地退化的主要类型之一,也是世界性的资源问题和生态问题。盐渍化土地的改良和防治是一项复杂的系统工程,应视各地具体情况制定不同的措施,进行防治。本项目根据榆林沙区的实际情况主要开展了以生物防治为主的试验研究,通过植树造林,建立防护林体系,使植物从土壤中吸取水分,减少土壤中的水分含量,起到降低地下水位的作用,同时增加植被覆盖度,减少地表蒸发可有效防止土壤盐分积累,另一方面植物可以改良土壤结构,增加土壤肥力,从而使盐渍土得到逐步改良[1]。

1 试验地概况

试验地选在定边县城北的马莲滩林场,属长城沿线风沙滩地区,该区年均气温7.8℃,年均降水量316.9 mm,无霜期120 d。试验区地势平缓,土壤以沙土和盐碱土为主,土壤含盐量较低,属于轻度盐渍化土地,在积盐期土壤盐分含量较高,而到淋溶期随着降水的增加,土壤盐分逐渐降低(见表1)。

表1 试验地不同时期盐分含量调查

2 研究方法和内容

2.1 研究方法

选择不同植物种进行不同的整地方式、栽植技术以及生化制剂处理试验,通过对供试植物种抗盐碱能力及盐渍化土地土壤理化性质的观察测定,提出改造盐渍化土地的适宜树种和相应治理技术。

2.2 研究内容

2.2.1 耐盐碱植物种选择试验 本项目选择造林试验的树种有8种,其中乔木有新疆杨、河北杨、旱柳、漳河柳、沙枣,灌木有柽柳、沙棘、四翅滨藜,造林株行距乔木为2 m×2 m或2 m×3 m,灌木为1 m×1 m或1 m×2 m。

2.2.2 常规造林试验 选择沙棘、柽柳、四翅滨藜、漳河柳、沙枣进行常规造林试验。灌木株行距1 m×2 m;乔木株行距为2 m×3 m。

2.2.3 不同整地方法造林试验 本试验选择沙棘、柽柳、四翅滨藜进行高垄栽植、低床栽植、穴栽试验,垄高 30 cm,床宽80 cm,垄宽 120 cm,将床面15 cm表土翻至垄台上,栽植穴规格为30 cm×30 cm×40 cm。

2.2.4 生化制剂改良造林试验 用生化制剂“康地宝”进行土壤改良试验。选择沙棘、柽柳穴栽,生化制剂用3种不同浓度(1 000、3 000、5 000倍),株行距1 m×1 m,栽植穴规格为30 cm×30 cm×40 cm。

2.2.5 植物残体填充阻盐造林试验 以沙棘、柽柳、四翅滨藜为供试树种,将玉米秸秆粉碎成长约5 cm的小段,设置在栽植坑的四周及底部,然后填土覆盖,栽植深度40 cm,株行距1 m×1 m,栽植穴规格为30 cm×30 cm×40 cm。

2.2.6 深栽避盐造林试验 选择河北杨、新疆杨和旱柳3个树种作为供试材料,其中旱柳为截干造林,柳干直径8～15 cm,高2.5 m,河北杨和新疆杨为2年生苗,分别高2 m和2.5 m。栽植时,河北杨、新疆杨分0.8、0.5 m 两个栽植深度,旱柳分0.6、1.0 m两个栽植深度,株行距2 m×2 m,栽植后进行浇水、防虫,抹芽管理。

3 结果与分析

盐碱地造林成功的前提是选择耐盐树木。盐分对植物的生长发育有一定的抑制作用。但是,经过长期的自然选择和适应驯化,一些树木仍然能够在盐胁迫环境下生长,说明它们在长期的进化过程中对盐分胁迫有了相应的应对措施[2]。

3.1 不同植物种的耐盐性

不同植物种造林试验从4月7日开始16日结束,造林后一直未遇有效降水,4～7月的降水量仅为36.8 mm,为该县30年同期平均降水量的24.3%,(其中4月份 9.4 mm、5月份2.3 mm、6月份1.3 mm,7月份 23.8 mm),为了减轻干旱对造林成活的影响,此间先后人工浇水3次,但由于空气干燥,气温高,蒸腾强烈,幼苗失水严重,仍导致试验成活率普遍不高,生长不良(见图1),对试验造成严重影响。同比条件下沙棘的成活率最好,大田穴栽为59%,采用植物残体填充造林达到81%,其次是河北杨、柽柳、旱柳,最高成活率分别为 70%、63%、61%,四翅滨藜、漳河柳、沙枣、新疆杨的成活率分别为 56%、49%、39%、24%。由试验分析可知,沙棘、河北杨、柽柳和旱柳是在该盐碱地区比较适生的植物品种。

图1 造林试验成活及生长情况图

3.2 不同整地方法对造林成效的影响

造林地的整理是在造林前改善环境条件的一项措施。通过整地可以改善造林的立地条件、清除灌木、杂草和采伐剩余物。在造林前后的一段时间里,增加直接投射到地面的透光度,还可以改变小地形,使透光度增加或减少。整地清除了地表植被,增加透光度,因而在白天地表层的温度要比有植被覆盖时上升得快,整地后改变了土壤物理性,使土壤温度状况发生变化[3]。因而,能提高造林成活率及使幼林的生长情况显著改善。整地还能保持水土、减免土壤侵蚀,同时也有利于造林施工,提高造林质量。

3.2.1 生长情况调查 在高垄这种微地形情况下,垄台处于高处,暴露面积大,地温回升快,风吹强烈,致使土壤蒸发强烈,因此含盐量比低床高。低床由于含盐高的表土被铲除,因此其表土含盐较低(见表2)。

表2 沟垄整地措施后不同部位土壤水分和盐分情况

通过调查分析沙棘、柽柳、四翅滨藜垄台和低床造林试验数据,可以看出低床的效果较好,3个树种的成活率比对照提高5%～16%,而垄台造林中,四翅滨藜成活率高于对照,沙棘、柽柳成活率均低于对照(见表3)。

表3 垄作整地措施造林试验生长情况调查

3.2.2 抗盐碱机理分析 垄作作为一种保护性耕作方式,主要通过改变地表微地形,扩大田间光照面积,提高土壤温度,拦蓄径流,相对增加土壤蓄水 ,有效协调水、肥、气 、热 、光 、温等关系 ,为植物生长创造良好的生态环境。低床种植通过调节自然降水的再分配,增加床面土壤水分含量,提高水分利用率,通过淋溶作用降低土壤盐分含量,有利于提高造林成活率,但在地下水位较高的地方,淋溶不畅,由于处于较低位置,反而容易返盐,聚集盐分,影响林木的生长发育。

3.3 植物残体填充阻盐造林

3.3.1 生长情况调查 通过调查分析沙棘、柽柳、四翅滨藜在造林过程中填充植物残体的生长情况,可以看出,不同程度地提高了造林成活率(见表4)。因此,在盐渍化土地造林中可推广使用植物枯残物填充来提高造林成效。

3.3.2 抗盐碱机理分析 在造林过程中施用植物残体,可以改善土壤通透性,表现在土壤容重降低0.1 g/cm3,土壤孔隙度增加4%,从而有利于降水下渗及盐分的淋洗下移和有害物质的降解。分析发现土壤水分含量增加1.4%～2.5%,而植物残体腐解所产生的有机酸,能中和土壤碱性,土壤p H值降低0.35～0.8,从而减少盐碱对植物根系的伤害(见图2)。

表4 植物残体填充造林试验生长情况调查

图2 植物残体填充物对土壤物理性状影响

3.4 深栽避盐造林

3.4.1 成活率调查 从试验结果看,河北杨、旱柳、新疆杨的成活率比其对照分别提高20%、15%、5%(见表5),可以看出深栽造林有利于提高林木的成活率。

表5 深栽造林成活率调查

3.4.2 抗盐碱机理分析 分布在半干旱地区的盐渍化土壤的积盐层和盐结皮均较薄,盐分表聚性强,季节性变化大,但心底土含盐量较低,多呈斑块状分布,为了使根系层避开盐分较高的土层,减少盐碱对根系的伤害,可进行深栽[3]。

3.5 生化制剂改良造林

据资料报道,通过生物制剂对盐渍化土壤进行化学改良,可以改善土壤结构,降低容重和坚实度,提高土壤孔隙度,从而增强土壤的渗透性,减少地面蒸发,抑制水盐向上运行,加速水盐向下淋洗,有利于盐分的淋洗和减少盐分向地表积聚,使土壤盐分含量减少,从而有利于植物的生长。

本试验采用“康地宝”土壤改良剂对栽植的沙棘、柽柳进行浇灌处理,浇灌浓度分别为1 000、3 000和5 000倍稀释液,浇灌3次后调查其成活率。这3个浓度试验的效果不佳。但据呼和浩特市土壤肥料工作站郝尚华等“康地宝改良盐碱地试验研究”表明,盐碱地施用康地宝,能够明显地降低土壤 pH值与含盐量,具有良好的改良作用[4]。因此,本试验对于“康地宝”土壤改良剂的应用有待于进一步的试验研究。

4 结论

试验表明:在榆林沙区无排灌条件的盐碱地造林,在遭受特大旱灾的情况下,选择栽植的沙棘、柽柳、河北杨、旱柳在参试植物中成活率较高,说明以上树种有较强的耐盐性,造林后,通过植物根系吸收土壤水分,叶面蒸腾将水分送入大气,调节和降低地下水,在水文意义上具有生物排水作用,可促进盐碱地生态平衡;盐碱地垄作造林,造林时由于将表层含盐量高的土层翻到垄顶,低床土层含盐量降低,有利于提高造林成活率,但在地下水位较高的地方,淋溶不畅,由于处于较低位置,积盐期反而容易返盐,聚集盐分,影响林木的生长发育;植物残体填充阻盐造林,可以改善土壤通透性,利于降水下渗及盐分的淋洗下移和有害物质的降解,减少盐碱对植物根系的伤害,促进了造林的成活和生长;乔木深栽避盐造林可使苗木根系层避开盐分较高的土层,减少盐碱对根系的伤害,一般栽植深度以不小于80 cm为宜;生化制剂“康地宝”试验效果不明显。

[1] 李 昂.不同绿色覆盖模式的抑盐效应研究[D].兰州:甘肃农业大学,2005.

[2] 王志平.重度造碱地的糠醛法改良与植物修复初步研究[D].长春:东北师范大学,2005.

[3] 谢承陶.盐渍土改良原理与作物抗性[M].北京:中国农业科技出版社,1992:3-5.

[4] 郝尚华,刘林贵,王冠男.康地宝改良盐碱地试验研究[J].内蒙古科技与经济,2004,22(4):78.