3种观赏草对盐碱土理化性质的影响

郭兴

摘要 [目的]筛选抗盐碱性较强的优良品种。[方法] 结合上海应用技术学院奉贤校区的实际情况和盐碱土的特点，选择须芒草、斑叶芒、柳枝稷3种常见观赏草为研究对象，观察其田间种植时叶片生长状况，并对采集土样的有机质含量、盐分含量、pH等土壤理化性质进行分析。[结果]斑叶芒较适宜在盐碱土上生长。观赏草种植对土壤改良有良好作用，可以适当降低土壤pH，减少土壤盐分含量，改良盐碱土。[结论]该研究为抗盐碱性品种的应用提供理论依据。

关键词 观赏草；生长；盐碱土；改良

中图分类号 S156.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）21-0133-04

Abstract [Objective]To select the good varieties with strong salinealkali resistance. [Method]Combined with the actual situation of Shanghai fengxian campus of Application Technology College and the characteristics of the saline soil， choosing three common ornamental grasses （miscanthus， variegated miscanthus， switchgrass ）as the research object， the growth condition of leaves in field planting was observed ， and the organic matter content，salt content， pH and soil physical and chemical properties of soil samples collected were analyzed.[Result]Variegated mans was suitable for growing in saline soils. The ornamental grass planting had good effect on soil improvement，and could reduce the soil pH， appropriately reduce the soil salt content， improve saline soil.[Conclusion]The study provides a theoretical basis for the application of salinealkali resistant varieties.

Key words Ornamental grass；Growth；Saline soil；Improvement

觀赏草作为园林景观设计的新材料， 可以丰富城市景观， 提高城市生态系统的生物多样性[1]，研究观赏草的理论及园林应用对丰富我国园林景观和改善生态环境具有重要意义[2]。

目前我国对观赏草的基础理论和园林应用均有一定的研究，但均不够深入细致，对其抗盐碱性的研究较少，尚未对其建立一个完整的研究体系。在国外，观赏草已被广泛应用于园林景观设计中，以达到城市绿化植物物种的多样性和消除人们的审美疲劳，满足人们回归自然的需求[3-5]。上海应用技术学院奉贤校区靠近海边，土壤盐碱性高。笔者结合上海应用技术学院奉贤校区的实际情况和盐碱土的特点，选择须芒草、斑叶芒、柳枝稷3种观赏草对研究对象[6]，研究观赏草的生长习性、生理特征及其抗盐碱性，旨在筛选出抗盐碱性较高的优良品种。

1 材料与方法

1.1 试验材料 须芒草、斑叶芒、柳枝稷3种观赏草，均由上海应用技术学院生态学院提供。试验所用试剂规格及来源见表1，试验仪器设备的型号及生产厂家见表2。

1.2 试验方法

1.2.1 土壤有机质含量的测定。

取不同地点土壤，筛选出过1 mm筛孔的风干土样0.5 g，加入试管，用移液管准确加入重铬酸钾5.00 mL，再用量筒加入5 mL浓硫酸，摇匀；放入170 ℃油浴，自气泡冒出沸腾5 min后取出冷却，擦干放凉；将试管中液体洗入250 mL三角瓶，达70 mL左右，加入邻菲罗啉4滴，摇匀；用硫酸亚铁溶液滴定，溶液颜色由橙红（或黄绿）经绿色、灰绿色变为棕红色即为终点。计算公式：

有机质=[C（V0-V）×0.003×1.724×1.1]/（风干土样重×水分系数）

式中，C为硫酸亚铁消耗摩尔浓度；V0为空白试验消耗的硫酸亚铁溶液的体积；V为滴定待测土样消耗的硫酸亚铁溶液的体积；0.003为1/4 mol碳的克数；1.724为由土壤有机碳换算成有机质的换算系数；1.1为校正系数（用此法氧化率为90%）。

1.2.2 土壤容重及孔隙度的测定。

取直径与高各5 cm的环刀一把，计算其体积并称重；选择观赏草种植地块，先将地面刮平，然后将环刀轻轻垂直压入土中，至环刀内充满土壤为止，但不要破坏自然状态的土壤；用土铲把环刀挖出来，两端刮平，环刀壁擦干净，盖上环刀盖，带回实验室；于烘箱在105 ℃下连续烘6～8 h，冷却后称重，测定土壤含水量；计算干土重量。计算公式：

环刀内干土重（g）=1/[1+土壤含水量×环刀内湿土重（g）]

土壤容重（g/ cm3）=环刀内干土重（g）/ 环刀体积（cm3）

土壤孔隙度=（1 - 土壤容重/土壤密度）×100%（土壤密度取2.65 g/cm3）

1.2.3 土壤酸碱度的测定。称过1 mm筛孔的风干土样10.0 g，放入50 mL的高型小烧杯中；加入25 mL 1mol/L的KCl溶液搅动1 min；静置30 min；用pH计测定，每测一个样品，要用蒸馏水冲洗电极球部，并用吸水纸轻轻吸干水分，进行下一个测定。

1.2.4 土壤速效钾含量的测定。

称过1 mm筛孔的风干土样5.00 g，放入100 mL的窄口三角瓶中；加入50 mL醋酸铵溶液，用橡皮塞塞紧；振荡15 min；过滤，取滤液，在火焰光度计上测定。计算公式：

土壤速效钾（mg/kg）=（C×V）/风干土重

式中，C为标准曲线上查出的试液含钾浓度（mg/L）；V为浸提液体积（ mL）。

1.2.5 土壤全盐量的测定。

称过1 mm筛孔的风干土样5.00 g，放入50 mL的锥形瓶中；用量筒加入无二氧化碳的纯水25 mL，加塞，振荡3 min；过滤，取清亮的浸出液；采用电导法GB 7871—87 测定土壤电导率，并直接用电导率表示土壤含盐量[7]。

1.2.6 田间耐盐试验。

试验地点设在上海应用技术学院奉贤校区生态学院实验种植地。将须芒草、斑葉芒、柳枝稷3种观赏草种植在3块地块，各取5株测量植物叶片生长数量、长度、宽度。

2 结果与分析

2.1 观赏草种植对土壤理化性状的影响

2.1.1 观赏草种植对土壤有机质含量的影响。

由图1可知，观赏草种植后，土壤有机质含量降低。须芒草地表土壤有机质含量降低84%，地下20 cm土壤有机质含量降低26%；斑叶芒地表土壤有机质含量降低33%，地下20 cm土壤有机质含量降低8%；柳枝稷地表土壤有机质含量降低39%，地下20 cm土壤有机质含量降低3%，其中须芒草种植地有机质含量最低。

2.1.2 观赏草种植对土壤容重及孔隙度的影响。由表3可知，观赏草种植后，须芒草地表土壤容重升高9%，土壤孔隙度降低5.33%，地下20 cm土壤容重降低23%，土壤孔隙度升高12.67%；斑叶芒地表土壤容重升高1%，土壤孔隙度降低0.51%，地下20 cm土壤容重降低19%。土壤孔隙度升高10.43%；柳枝稷地表土壤容重升高7%，土壤孔隙度降低4.24%，地下20 cm土壤容重升高9%，土壤孔隙度降低5%，其中须芒草地表土壤容重上升最多，土壤孔隙度下降最多，地下20 cm土壤容重下降最多，土壤孔隙度上升最多。

2.1.3 观赏草种植对土壤酸碱度的影响。由图2可知，观赏草种植后，土壤pH均下降。须芒草地表土壤pH降低3.26%，地下20 cm土壤pH降低3.61%；斑叶芒地表土壤pH降低2.73%，地下20 cm土壤pH降低3.61%；柳枝稷地表土壤pH降低2.34%，地下20 cm土壤pH降低1.54%；其中须芒草种植地pH降低最多，改良土壤效果最显著。

2.1.4 观赏草种植对土壤速效钾含量的影响。

由图3可知，观赏草种植后，土壤速效钾含量均下降。须芒草地表土壤速效钾含量降低79%，地下20 cm土壤速效钾含量降低77%；斑叶芒地表土壤速效钾含量降低75%，地下20 cm土壤速效钾含量降低66%；柳枝稷地表土壤速效钾含量降低58%，地下20 cm土壤速效钾含量降低36%；其中须芒草种植地速效钾含量降低最多。

2.1.5 观赏草种植对土壤盐分含量的影响。

由图4可知，观赏草种植后，须芒草地表土壤盐分含量升高113%，地下20 cm土壤盐分含量升高17%；斑叶芒地表土壤盐分含量降低24%，地下20 cm土壤盐分含量降低6%；柳枝稷地表土壤盐分含量升高239%，地下20 cm土壤盐分含量升高271%。其中斑叶芒土壤盐分含量降低。

2.2 大田试验结果

由表4可知，柳枝稷、须芒草、斑叶芒抽芽时间均为2012年4月10日，展叶时间均为2012年4月15日，从4月25日到5月27日，柳枝稷平均长出5.4片叶子，每片叶子长22.64 cm，宽1.00 cm，面积22.64 cm2；须芒草长出8.4片叶子，每片叶子长33.84 cm，宽0.40 cm，面积13.54 cm2；斑叶芒长出8.2片叶子，每片叶子长26.99 cm，宽0.92 cm，面积24.83 cm2。其中平均叶子数量须芒草最多，平均叶子长度须芒草最长，平均叶子宽度柳枝稷最宽，平均叶子面积斑叶芒最大。从目前种植情况看，斑叶芒在盐碱地上生长最好。

3 结论与讨论

（1）该研究结果表明，种植观赏草后较裸土有机质含量均下降，这可能与观赏草种植时间较短有关。土壤有机质来源主要有植物残体，包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系；动物、微生物残体，包括土壤动物和非土壤动物的残体，及各种微生物的残体；动、植、微生物的排泄物和分泌物；人为施入土壤中的各种有机肥料（绿肥、堆肥、沤肥等），工农业和生活废水、废渣等，还有各种微生物制品、有机农药等。土壤有机质的组成主要有5类有机化合物和灰分物质：糖类化合物、纤维素、半纤维素、木质素、含N化合物、脂肪、树脂、蜡质和单宁，灰分物质Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、Mn。其中土壤有机质的主要元素组成是C、O、H、N，分别占52%～58%、34%～9%、3.3%～4.8%、3.7%～4.1%。该观赏草种植地植物种植时间低于180 d，再加上原来为荒废空置土地，动植物稀少，因此一些动、植、微生物的残体、排泄物和分泌物可能也较少，再加上很少施肥，植物仅吸收利用土壤中的有机质，在短时间内，有机物的消耗大于生成，造成土壤有机物含量减少，如果种植时间较长，土壤有机质含量可能会有所提高，张素瑛等[9]研究表明，盐碱地在种植玉米1年后土壤有机质含量明显提高。土壤中的有机质可以促进植物生长发育，促进微生物和土壤动物的活动，提高土壤的保肥性和缓冲性，起到活化磷的作用，改善土壤物理性质，其中最主要、最直接的作用是改良土壤结构，促进团粒状结构的形成，从而增加土壤的疏松性，改善土壤的通气性和透水性，通过改善土壤黏性，降低土壤的胀缩性，防止土壤干旱时出现大的裂隙，土壤有机质含量高的土壤其土壤温度相对较高，且变幅小，保温性好，因此土壤有机质含量的提高对土壤改良起到很大的作用[10]。

（2）该研究结果表明，须芒草、斑叶芒和柳枝稷的地表土壤较裸土容重均升高，孔隙度降低，这可能与观赏草种植后未对土壤进行施肥和中耕松土除草有关，柳枝稷地下20 cm土壤较裸土容重升高，孔隙度降低，这可能与观赏草种植时间有关，柳枝稷由于种植时间较短，无法对土壤容重和孔隙度进行明显改良，但须芒草和斑叶芒地下20 cm土壤较裸土容重均降低，孔隙度升高，对土壤的改良效果明显。根据孔隙中的土壤水吸力大小将孔隙划分为3种类型：非活性孔隙，也称无效孔隙、束缚水孔隙或微孔隙，是土壤中最细的孔隙，当量孔径小于0.002 mm，根毛和微生物不能进入此孔隙；毛管孔隙，当量孔径为0.002～0.020 mm，由于此种孔隙的毛细管作用非常明显，因此称为毛管孔隙；通气孔隙，当量孔径>0.02 mm，水分在重力的作用下迅速排出土体，或下渗补充地下水，成为通气的通道。土壤的孔隙度对作物的生长非常重要，因为土壤孔隙度关系到土壤的通气状况，特别是氧气的含量，土壤中含有很多微生物，这些微生物通常都是需氧生物，它们需要在有氧情况下对土壤腐殖质进行腐熟，土壤微生物对土壤结构的改善是一种微观的行为，如果土壤经常处于板结状态，微生物的活动受阻，不利于微生物的繁殖及对土壤的有益改造。另一方面是土壤孔隙度关系到土壤中水分的运动，作物生长需要大量的水分，地下水分主要通过土壤毛细管运输到植物的根部，土壤板结对水分的运输产生不利影响。因此提高土壤孔隙度对农业生产非常必要，它关系到作物的产量。影响土壤孔隙度的因素有土壤质地、土壤结构、有机质含量和农业耕作措施等。 要提高土壤孔隙度，可以增施有机肥，如农家肥、牲畜粪类、绿肥类；也可以对土壤进行改良，向土壤中增添沙子，改善土壤结构；还可进行中耕松土除草，明显改善土壤的孔隙度；还可以在耕地时对土地进行深耕，使土壤变得疏松；另外还可在土地上种植可以改善土壤结构的作物[11]。

（3）该研究结果表明，种植观赏草后，土壤pH均下降，对土壤盐碱性有很好的改良效果。影响土壤酸碱性的因素：①气候。气候对土壤酸碱性有较大影响。南方多雨，盐基淋失强烈，土壤盐基饱和度低，土壤多呈酸性；西北雨量较少，盐基淋失较弱，盐基饱和度较高，土壤多呈碱性[12]。②母質。石灰岩、基性岩、超基性岩的盐基含量较高，当土壤的淋溶程度较弱时，土壤pH比附近其他母质上发育的土壤高；滨海盐土含有丰富的易溶盐类及碳酸钙，加之地下水矿化度较高，因此，发育的土壤pH一般较高，土壤呈碱性[13]。③自然植被。不同植被凋落物的分解产物对土壤酸碱性产生不同影响。如针叶林凋落物分解后形成的有机酸较多，盐基较少，故其土壤一般呈酸性。滨海红树林残体分解后形成大量SO42-，使土壤呈强酸性[14]。一些耐盐、耐碱的植物会选择性地富集盐基离子，其残体分解后会促进土壤碱性的发展[15]。④地形。不同地形部位的盐基淋失和富集状况不同，土壤pH也有差异。地形高的土壤盐基淋失较强烈，pH可能较低；低洼处的土壤多接受盐基的淀积，因此pH可能较高；内陆一些闭流区域或集水洼地，由于大量富集径流水带来的Ca、Mg、K、Na的重碳酸盐类，pH可能较高。⑤人类耕作活动。施肥和灌溉会改变土壤酸度。酸性肥料降低土壤pH；施用石灰提高土壤pH；污染水的灌溉；大气污染；淹水耕作。上海应用技术学院奉贤校区土壤呈碱性，观赏草种植后，土壤碱性明显减弱。对于碱化土壤的改良，除采用植物种植的方法外，还可配合采用化学、生物、水利等措施。如施用石膏降低土壤碱性，蓄洪洗盐脱碱，进行科学灌溉排水，降低地下水位，增施有机肥料，翻砂压碱等都是改良盐碱土行之有效的措施。

（4）该研究结果表明，土壤速效钾含量与其他试验数据有较大出入，可能是在试验中出现误差。土壤速效钾含量的测定方法还有四苯硼钠比浊法。但火焰光度法快速简便，结果较好，避免了其他化学方法存在的NH4+干扰。钾是植物的重要营养元素之一，它虽不参加植物的组成，但对植物代谢的调节起重要作用，钾在土壤中以各种矿物及盐类的状态存在，大部分不能为植物吸收利用，只有速效性钾（包括水溶性钾和交换性钾）才能为植物吸收利用。因此，测定土壤中速效性钾的含量对于判断土壤中钾供应状况、检验土壤性质具有重要意义。土壤中速效钾的来源：一是土壤矿物质的分解；二是有机肥的施入；三是化学肥的补充。土壤中速效钾含量易受施肥、温度、水分、作物吸收等影响。由于作物耗竭吸收，土壤速效性钾含量降至某一“最低值”以后不再降低，能维持交换性钾最低能力，也就是钾的缓冲能力，不同土壤不同。作物在生育过程中吸收溶液中钾，当交换性钾下降到一定水平时，非交换性钾开始释放出来，植物吸收的钾是交换性钾的几倍。因此速效性养分的测定值仅是供互相比较的相对值，没有绝对含量的意义。单凭速效性钾含量不够，还应同时考虑缓效性钾。当2个土壤交换性钾含量相近，而缓效性钾含量不同时，缓效性钾含量高的土壤，钾肥往往效果不显著，缓效性钾低者，则相反。当前根据有关养分有效性和吸收新概念，认为交换性钾并不是钾有效度的良好指标。在土壤速效钾含量下降时，要重视钾肥的施用，灵活运用钾肥，改良土壤，促进植物生长[16]。

（5）该研究结果表明，斑叶芒种植地土壤盐分含量较裸土明显降低，但须芒草和柳枝稷种植地土壤盐分含量反而升高，可能与种植时间与植物种植适应盐分含量范围有关。土壤盐分是土壤盐渍化后，溶解于土壤水中的溶质（盐分离子等）迁移至近根区，由于植物根系对养分和水分的吸收速率不同，使根际土壤盐分离子（包括养分）或为植物大量吸收，出现亏缺，或在根际富集，土壤表土含盐量对植被发育起决定性作用。土壤水溶性盐数量与组成是盐碱土的一个重要属性，也是影响滨海盐渍土理化性状的主要因素之一。种植植物能降低土壤含盐量，主要有2种机制，其一是土壤蒸发量大于降水量是盐碱土形成的主要原因，在盐土上种植耐盐植物，将裸露的土壤覆盖，以植物蒸腾代替土壤蒸发，减少了土壤蒸发量，降低土壤积盐速度，减少了盐分在耕层的累积；其二是盐生植物生长过程中其根系能从土壤中吸收通过收获带走一部分盐离子，土壤含盐量的降低还有水分淋洗作用。深根、浅根植物种植时，耕作层内根系数量增加，一方面植物可以从土壤中吸收带走更多盐分，另一方面间作增加地面覆盖，减少蒸发抑制土壤返盐。裸地由于无植被覆盖，土壤蒸发量大，导致含盐量上升[17]。

（6）在大田试验中，柳枝稷、须芒草、斑叶芒抽芽时间为2012年4月10日，展叶时间为2012年4月15日，从2012年4月25日至2012年5月27日，柳枝稷平均长出5.4片叶子，每片叶子面积22.64 cm2，须芒草平均长出8.4片叶子，每片叶子面积13.54 cm2，斑叶芒长出8.2片叶子，每片叶子面积24.83 cm2，2012年5月27日均未抽穗和开花。3种观赏草在同一地区分块种植，保证了同样的生长环境，再在其生长过程中每样随机抽取5株进行观察记录，保证了试验的客观性，但由于试验只进行到2012年5月27日，植物尚未抽穗和开花，时间太过短暂，无法更全面地反映植物生长状况。在3种观赏草种植中，斑叶芒生长最为旺盛，叶子大而多，其次为须芒草，但须芒草出现虫害，部分叶子出现不同程度损伤。

（7）该研究结果表明，3种观赏草中斑叶芒最适合在盐碱地上生长；3种观赏草的种植对土壤改良效果良好，可以降低土壤pH，减少土壤盐分含量，改良盐碱地。

参考文献

[1]杨静.观赏草在园林中的应用[J].遵义科技，2004（3）：49-50.

[2] 高鹤，刘建秀.南京地区观赏草的种类、观赏价值及其造景配置[J].草原与草坪，2005（3）：13-16.

[3] 兰茜J·奥德诺，萨克荪，胡奥特.观赏草及其景观配置[M].刘建秀，译.北京：中国林业出版社，2004：22-24.

[4] 南茜J·安德拉，金荷仙，林冬青，等.观赏草在美国园林中的应用[J].中国园林，2008（12）：1-9.

[5] 约翰·雷纳，陈进勇.澳大利亚园林中的观赏草[J].中国园林，2008（12）：10-14.

[6] 宋希强，钟云芳，张启翔.浅析观赏草在园林中的运用[J].中国园林，2004，20（3）：32-36.

[7] 阎顺国，朱兴运，郭树林，等.碱茅草对土壤盐分动态及盐量平衡的影响[J].水土保持学报，1990，4（1）：44-48.

[8] 林栖凤.耐盐植物研究[M].北京：科学出版社，2004：1-96.

[9] 张素瑛，白莲香，李素爱.生物覆盖对盐碱地的改良效果[J].山西农业科学，2004，32（3）：40-42.

[10] 刘小京，刘孟雨.盐生植物利用与区域农业可持续发展[M].北京：气象出版社，2003：26-32.

[11] BRECKLE S W.How do halophytes overcome salinity？ [M]//KHAN M A，UNGAR I A.Biology of salt tolerant plants.Michigan USA：Book Crafters， USA，1995：199-213.

[12] 邢尚軍，郗金标，张建锋，等.黄河三角洲植被基本特征及其主要类型[J].东北林业大学学报，2003，31（6）：85-86.

[13] 赵可夫，李法曾.中国盐生植物[M].北京：科学出版社，1999.

[14] FLOWERS T J，HAJIBAGHERI M A，CLIPSON N J.Halophytes[J].The quarterly review of biology，1986，61（3）：313-337.

[15] 邵秋玲，谢小丁，李法曾.黄河三角洲国家级自然保护区植物区系研究[J].西北植物学报，2002，22（4）：947-951.

[16] 朱兴运，沈禹颖，王锁民，等.盐渍化草地培育的理论基础[J].草业科学，1997，14（5）：20-22.

[17] 赵可夫，范海.盐生植物及其对盐渍生境的适应生理[M].北京：科学出版社，2005.