不同土壤盐浓度和淹水条件对芦苇生长影响的田间试验

李东(盘锦市湿地科学研究所，盘锦 124000)

不同土壤盐浓度和淹水条件对芦苇生长影响的田间试验

李东(盘锦市湿地科学研究所，盘锦 124000)

盘锦芦苇（李东 供图）

芦苇（Phragmites australis）为禾本科多年生草本植物，是形态上高度分化的草甸与湿地植被建群种，广泛分布于世界各地（王振庆等，2006），根据生理类型芦苇属于拒盐植物，根据生态类型芦苇属于水生盐生植物（赵可夫等，1999）。谭大海等（2006）研究了芦苇在盐胁迫下渗透调节物质含量的变化，汪洋等（2007）研究了灌溉水盐度及水层深度与芦苇产量的灰色关联度分析，张爽等（2008）对不同盐度水灌溉对芦苇生物量、产量和品质的影响进行了研究，王铁良等（2008）、王德林等（2007）开展了盐胁迫对芦苇蔗糖和脯氨酸含量的影响以及灌溉方法对芦苇生长影响的研究。综上所述，盐体积浓度和水分条件是影响芦苇生长和产量的主要因素，然而有关土壤盐体积浓度和淹水条件对芦苇生长影响的综合研究还比较少，本研究在田间条件下调查了不同类型苇田的芦苇生长和地下根系分布情况，测定了土壤盐体积浓度、土壤养分、叶绿素等指标，探明了不同土壤盐体积浓度和淹水条件与芦苇生长的相互关系，以期为提高芦苇产量，保护与恢复滨海湿地芦苇资源提供科学依据。

1 研究地概况

盘锦滨海湿地位于辽宁省盘锦市境内，东经121°25′～122°31′，北纬40°39′～41°27′，主要分布于辽东湾北岸，集中于大凌河与辽河之间，属于北温带半湿润季风性气候区，多年平均气温为8.4℃，降水丰富，多年平均降水量为623.3 mm。盘锦湿地总面积314 857 hm2，其中，滨海湿地面积159 919 hm2，人工湿地面积154 938 hm2，是目前世界上保存最好，面积最大，植被类型最完整的滨海湿地，湿地类型分为八大类：河流、沼泽、滩涂、滩地、水稻田、水库、坑塘、虾蟹池；湿地基本植被类型包括芦苇群落、翅碱蓬群落、香蒲群落和柽柳灌丛群落；湿地土壤类型以沼泽土和盐土、潮滩土为主；海岸线118  km，有大、中、小河流21条，总流域面积35.7万 hm2，其中较大的是辽河、大辽河、绕阳河和大凌河。

2 材料与方法

2.1 不同土壤和灌溉水盐体积浓度对芦苇生长的影响试验

在辽滨经济区沿大辽河流域不同区段设点调查不同土壤和灌溉水盐体积浓度对芦苇生长的影响，区段设置为：①西老湾分场：距辽河河口约50 km，系淡水灌溉，一般为二灌二排（即在苇苗生长初期4月中旬至5月初以潜水灌溉为主，保持5 cm水层，5月中旬到6月下旬灌15 cm左右的水层，7月上旬开始排水，7月中旬灌水，7月末到8月末保持水层15 cm左右，9月上旬排干，以此满足芦苇生态需水的要求，促进芦苇群落的健康生长），土壤结构良好，黑土层在1 m以上；②河北分场：距辽河河口约10 km，灌溉水含盐量一般在3‰～10‰，一般为二灌二排，土壤结构较差；③西炮台河滩：处于河口处，均受潮水间歇性灌溉，盐体积浓度含量一般在7‰～15‰，有时会更高，土壤属重盐土类型。调查时间为2013年5月至11月，每月中旬调查1次，在不同区段分别设置3个调查点，每个调查点每次随机取3个点位测量，每个调查点位1 m2，调查内容为芦苇密度、株高，年终测产，取土分析盐浓度含量。

叶绿素含量的测定方法采用混合液法（陈福明等，1984），用丙酮、无水乙醇和蒸馏水按4.5∶4.5∶l的比例配成混合液，将0.1 g芦苇叶剪成细丝，浸泡于盛有10 mL混合液的试管中（加塞），在40℃的黑暗条件下（温箱）提取，用分光光度计在相应波长下测定光密度后，根据Arnon公式计算叶绿素含量（张宪政，1985；苏正淑等，1989；刘秀丽等，1999）。

2.2 早春水分条件变化对芦苇发芽的影响试验

调查地点设在盘锦市湿地科学研究所实验基地，实验基地位于羊圈子苇场高干段、北邻羊圈子苇场、南邻东郭苇场。试验设计2个处理：即早春灌溉苇田和未灌溉苇田，调查分析以下项目。①地温调查：设地温计，调查两种苇田5 cm、15 cm、30 cm、60 cm各土层土壤温度变化，每天调查4次，调查时间固定为8∶00、10∶00、12∶00和14∶00，最后计算平均值。②土壤解冻调查：设冻土器，调查两种苇田0～80 cm土壤解冻情况，每10 d 调查一次；③调查灌溉苇田土壤盐体积浓度变化；分别按0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm取土，从3—6月每月取一次土壤样品，分析土壤Cl-含量；④调查两种苇田芦苇生长情况；在两种苇田各设3点，调查芦苇生长情况，每10 d 调查一次。调查时间2013年3月初到6月初结束。

2.3 不同水分条件变化对芦苇地下根系和地上植株生长的影响试验

调查地点设在盘锦市羊圈子苇场胜利分场，分别选择有代表性的3种苇田作为调查点，每点设3个调查点，每点1 m2。3种苇田分别为：①常年干旱苇田：地势较高，常年不灌溉，只靠降雨维持芦苇生长，地表不积水；②季节性积水苇田：苇田灌排水可控制，根据芦苇需水规律进行苇田灌溉，实行三灌二排；③长期积水苇田：地点选择沼泽化苇田，排水困难，长期积水。主要调查3处苇田芦苇根系分布规律，成熟期芦苇高度、密度、茎粗和产量及0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层的土壤盐体积浓度含量，调查时间为2013年11月20日。

表1 不同灌溉水条件下土壤盐体积浓度和养分的变化

表2 不同土壤盐体积浓度条件下芦苇植株高度的季节变化

表3 不同土壤盐体积浓度条件下芦苇叶片叶绿素含量的差异

3 结果与分析

3.1 不同土壤盐体积浓度对芦苇生长的影响

随灌溉水盐体积浓度的增加，土壤盐体积浓度和养分变化均较大，距河口越远，土壤盐体积浓度越低，土壤氮含量越高，磷含量变化不明显，钾含量越低（表1）。

1）芦苇生长速度随土壤盐体积浓度的变化而变化，在5月中旬土壤盐体积浓度高的西炮台河滩芦苇株高最低，是因为早春灌溉水盐体积浓度较高所致。到生长季后期，在灌溉水条件良好的情况下土壤盐体积浓度降低，芦苇生长较好，其中以西老湾分场芦苇生长最好，芦苇高度达320 cm，而灌溉水含盐量最高、土壤盐体积浓度最高的西炮台河滩，芦苇高度仅88 cm(表2)。

2）在不同土壤盐浓度条件下，芦苇叶片叶绿素含量变化较大，在土壤盐浓度低的西老湾分场芦苇叶片叶绿素含量最高，为6.58 mg/ g，单株干物质重也最高，达40.2 g，为苇田高产奠定了基础，而在土壤盐体积浓度最高的西炮台河滩，芦苇叶片叶绿素含量最低，为3.10 mg/g，单株干物质重也最低，仅8.5g（表3）。

表4 不同土壤盐体积浓度条件下芦苇根状茎发育量的变化

表5 不同土壤盐体积浓度条件下芦苇生长指标的变化

表6 早春灌溉苇田与未灌溉苇田土壤温度差异

3）土壤盐体积浓度不但影响芦苇地上部的生长，而且影响芦苇根系的发育，不同土壤盐体积浓度条件下根状茎发育也不同，在土壤盐体积浓度较低的西老湾分场区域芦苇根状茎发育量最多,达1 237 g,而土壤盐体积浓度最高的西炮台河滩，根状茎总量最少100 g,比轻盐体积浓度区低92%（表4)。

4）土壤盐体积浓度影响芦苇的产量，在土壤盐体积浓度较低的西老湾分场，芦苇单产16.9 t/ hm2，土壤盐体积浓度较高的河北分场，芦苇单产8.2 t/hm2，较轻盐体积浓度区降低51.5%，而重盐体积浓度区的西炮台河滩芦苇单产2.8 t/hm2，较轻盐体积浓度区降低83.4%(表5)。

3.2 早春水分条件变化对芦苇发芽的影响

早春灌溉苇田比未灌溉苇田土壤温度上升较快，3月下旬到4月上旬早春灌溉苇田比未灌溉苇田土壤温度升高2.68～3.19℃，以后变化不明显，这样的条件下有利于早春芦苇的发芽生长（表6）。

在早春灌溉条件下，由于土壤温度升高，解冻也随之加快，早春灌溉苇田比未灌溉苇田土壤解冻提前20 d （表7）。

4月以后气温上升，灌溉苇田在有水层的情况下较未灌溉苇田土壤升温慢，苇芽生长也慢，密度也低，但进入5月以后气温升高，灌溉苇田排水对土壤温度的抑制得到缓解，土壤温度逐渐升高，芦苇生长加快，密度增加，而未灌溉苇田则表现出水分不足，芦苇生长相对较慢，密度相对降低(表8）。

盘锦芦苇湿地属滨海湿地，土壤盐体积浓度较高，尤其是早春土壤容易返盐，影响芦苇发芽和生长，因此，采取早春灌溉可以起到压盐作用，使土壤盐体积浓度随水向土壤深层渗透或随水排出土体，降低土壤含盐量。试验结果表明，不同土层的土壤脱盐率可以达到31.2%～52.3%，以表层土壤脱盐率为最高（表9）。

3.3 不同淹水条件对芦苇地下根系和地上植株生长的影响

在不同的水分条件下，不同类型的苇田芦苇地下根系分布规律有较大的差别。

1）根系分布深度不同。在常年干旱苇田根系分布最深达120 cm，土壤水分少促使根系向土壤深层发展，而长期积水苇田只分布于60 cm土层内，长期积水导致土壤氧气缺乏，致使根系上移，季节性积水苇田根系分布深度居中（表10）。

表8 早春灌溉苇田与未灌溉苇田芦苇生长情况差异调查

表7 早春灌溉苇田与未灌溉苇田土壤解冻时间差异

表9 早春灌溉前后苇田土壤盐体积浓度差异

表10 成熟期三种类型苇田芦苇地下根系量分布规律

2）根系分布层次不同。常年干旱苇田根系主要集中分布于60～100 cm土层内，分布量达到54%，季节性积水苇田根系主要分布于0～40 cm土层内，分布量达78%，长期积水苇田根系主要分布于0～20 cm土层内，分布量达71%（表10）。

3）根系总重量分布不同。常年干旱苇田根系总重量分布最少1 409 g，季节性积水苇田分布居中2 295 g，长期积水苇田分布最多2 639 g，而根状茎重量分布则以常年干旱苇田分布最多1 284 g，其次为季节性积水苇田1 261 g，最少为长期积水苇田1 191 g（表10）。

4）根状茎与须根系重量分布比例不同。常年干旱苇田根状茎与须根比例为11∶1，是因水分缺乏、氧气充足导致以根状茎发育为主，季节性积水苇田根状茎与须根比例为1.2∶1，长期积水苇田根状茎与须根比例为0.82∶1，是因长期积水致使氧气缺乏，在地表形成大量须根以获得生长所需的氧气（表10)。

由于受淹水条件的制约，不仅影响芦苇地下根系发育，同时也影响芦苇地上植株的生长发育。常年干旱苇田虽然通气状况良好，即使根状茎发育较好，但由于地下水位低，缺乏水源供应，使芦苇发芽率低，形成地上植株少，芦苇单产最低2.9 t/hm2；长期积水苇田虽然水分状况良好，但土壤缺乏氧气，水气矛盾加重，造成芦苇根系上移聚集地表，茎秆细、矮、密，芦苇单产较低5.4 t/hm2；季节性积水苇田既满足了土壤氧气供给，又保证了水分供给，使芦苇生长良好,芦苇单产最高6.4 t/ hm2(表11)。

表11 3种类型苇田芦苇地上植株生长情况对比

4 结论

1）随着灌溉水盐浓度增加,土壤盐体积浓度和养分变化均较大，距河口越远土壤盐浓度越低，土壤氮含量越高，磷含量变化不明显，钾含量越低。

2）土壤盐体积浓度越低,芦苇生长越好，叶绿素含量和单株干物质重越高，芦苇根状茎发育量越多，芦苇单产越高，反之亦然。

3）早春及时灌溉可促进土壤提前解冻，降低土壤含盐量，有利于芦苇的发芽生长，显著增加芦苇的密度和株高。

4）常年干旱苇田根系分布最深，主要集中分布于60～100 cm土层内，根系总重量分布最少，根状茎重量最多，根状茎与须根比例为11∶1，芦苇发芽率低，芦苇单产最低。

5）季节性积水苇田根系分布居中，主要分布于0～40 cm土层内，根系总重量和根状茎重量分布居中，根状茎与须根比例为1.2∶1，芦苇生长良好，芦苇单产最高。

6）长期积水条件下芦苇根系上移，主要分布于0～20 cm土层内，根系总重量分布最多，根状茎重量分布最少，根状茎与须根比例为0.82∶1，芦苇茎秆细、矮、密，芦苇单产降低。

综上所述，应根据芦苇的耐盐特性和需水习性实行灌排结合的技术措施，加强苇田生产管理，既能控制好土壤盐体积浓度，又能满足芦苇生长对水、肥、气、热的综合需求，并通过合理调节土壤通气状况和土壤养分，促进芦苇根系发育和植株生长，不断提高芦苇产量，保护与恢复滨海湿地的芦苇资源。

陈福明，陈顺伟．1984．混合液法测定叶绿素含量的研究[J]．林业科技通讯(2)：19-23，36

刘秀丽， 宋平， 孙成明．1999．植物叶绿素测定方法的再探讨[J]．江苏农业研究， 20(3)：46-47

苏正淑， 张宪政．1989．几种测定植物叶绿素含量的方法比较[J]．植物生理学通报(5)：77-78

谭大海， 沙伟， 张莹莹．2006．芦苇盐胁迫下渗透调节物质含量变化研究[J]．齐齐哈尔大学学报， 22(2)：84-86

汪洋， 郭成久， 苏芳莉， 等．2007．灌溉水盐度及水层深度与芦苇产量的灰色关联度分析[J]．中国农村水利水电(8)：22-3，26

王德林， 宋洪海．2007．苇田灌溉水质与提高芦苇的研究[J]．现代农业(7)：8

王铁良， 苏芳莉， 张爽， 等．2008．盐胁迫对芦苇和香蒲生理特性的影响[J]．沈阳农业大学学报， 39(4)：499-501

王振庆， 王丽娜， 吴大千， 等．2006．中国芦苇研究现状与趋势[J]．山东林业科技(6)：85-87，74

张爽， 郭成久， 苏芳莉， 等．2008．不同盐度水灌溉对芦苇生长的影响[J]．沈阳农业大学学报， 39(1)：65-68

张宪政．1985．植物叶绿素含量测定方法比较研究[J]．沈阳农学院学报，16(4)：81-84

赵可夫， 李法曾， 樊守金， 等．1999．中国的盐生植物[J]．植物学通报，16(3)：20l-207

A Field Experiment of Effects of Soil Salt Content and Water logging Conditions on the Growth of Common Reed (Phragmites australis)

LI D ong(Panjin Institute of Wetland Science, Panjin 124000)

在田间条件下，研究了不同土壤和灌溉水盐体积浓度对芦苇生长的影响。结果表明：随着灌溉水盐浓度的增加，土壤盐浓度和养分变化均较大，总的趋势是距河口越远土壤盐浓度越低，土壤氮含量越高，钾含量越低，而磷含量变化不明显；土壤和灌溉水的盐体积浓度越低，芦苇的生长指标越好，叶绿素含量和干物质重越高，根状茎发育量越多，产量越高；早春及时灌溉，可降低土壤盐浓度，有利于芦苇发芽，显著增加芦苇的密度和株高。根据芦苇的耐盐特性和需水习性，应实行灌排结合的技术措施，促进芦苇根系发育和植株生长，提高芦苇产量。

芦苇生长；灌溉水盐浓度；淹水条件；田间试验

Field experiments were conducted to study reed growth under different soil and irrigation water salinity.The results showed that with the increase of irrigation water salinity, changes of soil salinity and nutrients concentrations were significant. As it becoming more distant from the estuary, the soil salinity tended to decline, soil nitrogen content to increase and potassium content to decrease, however, the phosphorus content showed no evident change. As salinity of soil and irrigation water goes lower, the growth of reeds become higher, chlorophyll content and dry matter weight trended to be higher, resulting in better rhizome growth and eventually higher yield. Timely irrigation in early spring reduced the soil salinity, favoring reed germination and leading to significant increases of density and height of reeds. Therefore, in order to promote the root development and plant growth and to increase the yield of reed, proper technical measures combining irrigation and drainage should be taken according to the characteristics of salt resistance and water demanding of reeds.

Growth of reed, Salt concentration of irrigation water, Water logging conditions, Field experiment

10.3969/j.issn.1673-3290.2015.01.16

2014-12-02

2013-2014年辽宁省科技厅农业攻关及产业化计划资助的“苇田高产高效生产模式与芦苇湿地保护技术示范”项目

李东，工程师，硕士研究生，主要从事湿地生态学研究。E-mail：ld -7518470@163.com