牧草对滨海盐渍土主要阳离子的影响

张 涛， 张 倩， 田秀平， 程丹茹

(天津农学院 天津 300384)

世界盐碱地总面积约达9.5438×108公顷，占陆地面积的1/4，并以每年1×106～1.5×106hm2的速度在逐渐扩大[1]。我国盐碱化土地总面积为9.913×104hm[2],分别在滨海地区、黄淮海平原地区、西北半干旱地区和干旱地区以及东北、华北地区[3]。种植牧草可以改变盐渍土理化性状[4],改善土壤结构[5],面对盐碱化加重以及人口增长对资源供求矛盾的逐步凸现，种植牧草已成为改良和利用盐渍土区域的重要手段之一。紫花苜蓿、田菁[6]、早熟禾[7]、碱蓬[8]、小冠花[9]对盐碱环境耐受性较强，是改良盐碱地的先锋牧草。

本项目针对滨海盐碱地区土壤盐含量高、淡水资源缺乏、地下水位高、土壤质量差等现状[10]，研究牧草对滨海盐渍土中Na+,K+,Ca2+,Mg2+离子影响的研究，该项目的实施可为滨海地区盐渍土的改良和农业可持续发展提供参考，并可提高牧草产量，推动经济发展。

1 试验材料与方法

1.1 试验土壤

供试土壤取自天津市静海县，盐度为轻度、中度、重度盐渍土。原土的基本理化性质见表1，其测定方法是pH采用2.5:1水土比pH计法；水溶性盐分总量(EC)采用电导法测定；土壤中硝态氮含量的测定采用紫外分光光度法；有效磷的测定采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提—钼锑抗比色法；速效钾的测定采用乙酸铵浸提—火焰原子吸收分光光度法。

1.2 试验牧草

牧草供试品种共5种，分别是紫花苜蓿(MedicagosativaLinn.)、田菁(SesbaniacannabinaPoir.)、早熟禾(PoapratensisLinn.)、结缕草(ZoysiajaponicaSteud.)、小冠花(CoronillabuxifoliaHance)，种子采购自天津市曹庄子花卉市场。

表1 供试土壤的基本化学性质Table 1 basic chemical properties of the tested soil

1.3 试验设计

本试验采用不同盐度的滨海盐渍土轻度、中度、重度盐渍土，室内盆栽，种植5种牧草，3次重复。其中紫花苜蓿、田菁、小冠花均匀播种25粒，早熟禾和结缕草均匀播种100粒。定时浇水。栽培3个月，采集土壤，室内风干后磨碎过筛，进行分析测定。

1.4 土壤阳离子分析方法

Na+、K+、Ca2+测定采用火焰光度计法；Mg2+测定采用EDTA滴定法。

1.5 数据分析

利用Microsoft Excel 2003作图，DPS软件处理数据。

2 结果与分析

2.1 不同牧草对盐渍土中水溶性Na+含量的影响

图1纵坐标的△表示的是原土与试验结束后土壤中可溶性阳离子的差值(下同)，从中可以看出，种植不同牧草的不同盐度的土壤中水溶性Na+含量均有所降低。轻度盐渍土中水溶性Na+含量降低效果基本相当，其中种植结缕草的土壤中水溶性Na+含量降低最多，小冠花降低最少；而中度盐渍土中种植小冠花的土壤中水溶性Na+含量降低最多，田菁降低最少；重度盐渍土中，紫花苜蓿、田菁、早熟禾可能受到盐度增加的胁迫，相较于种植结缕草和小冠花的土壤中水溶性Na+含量降低数值减小。相比之下，种植五种牧草的中度盐渍土中水溶性Na+含量降低的最多，结缕草和小冠花受盐度的胁迫较小。

由图2可知，种植不同牧草前后轻度盐渍土和中度盐渍土中水溶性Na+含量变化显著(P<0.05)，重度盐渍土中水溶性Na+含量基本无变化。

2.2 不同牧草对盐渍土中水溶性K+含量的影响

结缕草使轻度盐渍土中的水溶性K+含量增加，其他牧草对不同盐度的土壤中的水溶性K+含量均有降低效果(图3)。土壤中Na+含量太高导致植物体内K+、Na+失去平衡，造成水分胁迫，影响植物细胞内的正常生理代谢。轻度盐渍土种植田菁的土壤中水溶性K+含量降低最多，结缕草受盐胁迫最小。中度盐渍土种植紫花苜蓿的土壤中水溶性K+含量降低最多，种植结缕草的土壤中水溶性K+含量虽然有所下降，但受盐胁迫仍最小。重度盐渍土种植小冠花的土壤中水溶性K+含量降低最多，种植结缕草的土壤中水溶性K+含量降低最少。由此推断，结缕草可能吸收了土壤中的一部分Na+，从而使其对土壤中水溶性K+含量的影响减小。

图1 不同盐渍土种植牧草前后土壤中水溶性Na+含量变化的差异`Fig.1 Changes of water-soluble Na+ content difference in saline soil planting different forage grasses注：紫花苜蓿(M)、田菁(T)、早熟禾(Z)、结缕草(J)、小冠花(X)，下同Note: Alfalfa(M), Abundance(T), Poa(Z), Zoysia(J), Corona(X)，the same as below

图2 种植不同牧草前后土壤中水溶性Na+含量的差异Fig.2 Differences of water-soluble Na+ content in different saline soils before and after planting grasses

图4显示，种植不同牧草前后轻度盐渍土中水溶性K+含量差异不显著；中度盐渍土中水溶性K+含量差异呈极显著(P<0.01)，其中紫花苜蓿使土壤中的水溶性K+含量变化最显著；重度盐渍土中水溶性K+含量差异也呈极显著(P<0.01)，种植紫花苜蓿和小冠花前后土壤中水溶性K+含量差异最显著。

图3 不同盐渍土种植牧草前后土壤中水溶性K+含量变化的差异Fig.3 Changes of water-soluble K+ content difference in saline soil planting different forage grasses

图4 种植不同牧草前后土壤中水溶性K+含量的差异Fig.4 Differences of water-soluble K+ content in different saline soil after planting grasses

2.3 不同牧草对盐渍土中水溶性Ca2+含量的影响

图5表明，轻度盐渍土中，种植田菁和小冠花的土壤中水溶性Ca2+含量与原土相比有所增长，而种植其他3种牧草的土壤中水溶性Ca2+含量均有所下降，小冠花使水溶性Ca2+含量增长的最多，紫花苜蓿使其降低的最多。在中度盐渍土中，只有种植小冠花的土壤中水溶性Ca2+含量增多，其余均降低，种植结缕草的土壤中水溶性Ca2+含量降低最多。种植五种牧草的土壤中可溶性Ca2+含量都有所降低，结缕草使Ca2+降低最多，早熟禾降低最少。

图5 不同盐渍土种植牧草前后土壤中水溶性Ca2+含量变化的差异Fig.5 Changes of water-soluble Ca2+ content difference in saline soil planting different forage grasses

图6 种植不同牧草前后土壤中水溶性Ca2+含量的差异Fig.6 Differences of water-soluble Ca2+ content in different saline soil after planting grasses

由图6可知，轻度盐渍土中，种植紫花苜蓿和小冠花前后土壤中水溶性Ca2+含量差异显著(P<0.05)，而其它基本无变化；在中度盐渍土中，种植五种牧草前后土壤中水溶性Ca2+含量均差异显著(P<0.05)，其中种植结缕草前后土壤中水溶性Ca2+含量变化最显著；而重度盐渍土中，种植这五种牧草前后土壤中水溶性Ca2+含量均变化不显著。

2.4 不同牧草对盐渍土中水溶性Mg2+含量的影响

种植五种牧草的不同盐度的土壤中水溶性Mg2+含量与原土相比均有所降低(图7)，轻度盐渍土中，种植紫花苜蓿的土壤中水溶性Mg2+含量降低最多，而种植小冠花的土壤中水溶性Mg2+含量降低最少。种植早熟禾的土壤中水溶性Mg2+含量降低最多，同样种植小冠花的土壤中水溶性Mg2+含量与原土相比基本无变化。种植早熟禾的土壤中水溶性Mg2+含量依然降低最多，而种植紫花苜蓿的土壤中水溶性Mg2+含量降低最少。种植五种牧草前后轻度和中度盐渍土中可溶性Mg2+含量基本无变化，只有重度盐渍土中水溶性Mg2+含量差异呈极显著(P<0.01)，其中种植早熟禾的土壤中水溶性Mg2+含量差异最显著(图8)。

图7 不同盐渍土种植牧草前后土壤中水溶性Mg2+含量变化的差异Fig.7 Changes of water-soluble Mg2+ content difference in saline soil planting different forage grasses

图8 种植不同牧草前后土壤中水溶性Ca2+含量的差异Fig.8 Differences of water-soluble Ca2+ content in different saline soil after planting grasses

3 讨论与结论

3.1 Na+在牧草生长过程中在土壤内的变化情况

牧草对降低土壤盐度有一定效果[4]，试验发现五种不同牧草对NaCl的敏感程度不同的，从轻度盐渍土到中度盐渍土，Na+含量降低幅度增加。重度盐渍土盐度超过了紫花苜蓿、田菁、小冠花耐盐负荷，种植前后土壤中水溶性Na+含量差异不大，而结缕草和小冠花受盐度胁迫较小，但差异仍然不大。据此可知，五种牧草在吸收土壤中水溶性Na+时，对土壤盐度的承受可能存在一个相应的临界值。

3.2 K+在牧草生长过程中在土壤内的变化情况

钾以离子状态溶解于植物胞内和胞间[7],它的主要功能影响着植物的新陈代谢。当土壤盐度逐渐增加时，Na+含量越来越高，盐胁迫明显抑制作物对钾离子的吸收。轻度盐渍土中，NaCl含量不高，种植牧草前后土壤中水溶性K+含量变化不大，可能Na+还没有影响植物对水溶性K+的吸收。而中度和重度盐渍土中，水溶性K+含量差异呈极显著，随着Na+的增多，牧草吸收K+越来越多，种植紫花苜蓿和小冠花的土壤中水溶性K+含量差异尤其显著，即两种牧草吸收K+较多。

3.3 Ca2+在牧草生长过程中在土壤内的变化情况

Ca2+对植物细胞的结构和生理功能有重要作用，并能调节体内介质的生态平衡。随着盐度的增加，吸收Ca2+的牧草越来越多[8]。轻度盐渍土中，种植紫花苜蓿和小冠花的土壤中前后水溶性Ca2+含量变化显著，前者Ca2+降低最多，后者Ca2+增长最多。种植小冠花的盐渍土直到达到重度盐度时水溶性Ca2+含量才有所降低，推测小冠花受盐胁迫大。中度盐渍土中的水溶性Ca2+含量变化显著，而重度盐渍土中，种植牧草前后土壤中水溶性Ca2+含量差异不大，即盐度太过高会影响植物对水溶性Ca2+的吸收。

3.4 Mg2+在牧草生长过程中在土壤内的变化情况

镁在营养元素中属于吸收较少的元素[9]，在轻度盐渍土壤中水溶性Mg2+含量差异不显著，当NaCl达到一定浓度时，种植这五种牧草前后土壤中水溶性Mg2+含量变化呈极显著，早熟禾吸收土壤中水溶性Mg2+含量最多。从而推测，高浓度NaCl促进牧草吸收土壤中水溶性Mg2+。

种植不同牧草前后，水溶性Ca2+、Mg2+含量变化不显著，而根据水溶性Na+、K+含量的变化，种植结缕草的土壤中水溶性Na+含量降低幅度最大且水溶性K+受盐度胁迫小，故对于供试土壤，结缕草降低盐渍土阳离子的效果最佳。