辽河三角洲盐碱地防护林体系建设技术研究

辽河三角洲盐碱地上造林、土壤改良及营林工程技术试验结果表明,在土壤含盐量０．３％以下的干渠上应栽植辽宁杨、中林４６号杨、群众杨;结合土壤改良措施,在土壤含盐量０．４％左右的海堤上栽植刺槐、河南白榆,在含盐量为０．５２～０．７３％油田道路两侧则栽植绒毛白蜡;在土壤含盐量为０．９％左右的拦海防潮堤上,栽植中国柽柳．     

4种白蜡的耐盐性响应特征与综合评价

以1年半生绒毛白蜡、美国红梣、美国白梣和中国白蜡实生苗为材料,进行为期28 d 的水培试验,通过测定4 种NaCl 浓度(0、40、80、120 mmol/L)处理下其形态、生长量、膜透性、抗氧化酶系统、叶绿素含量以及光合参数等指标的变化特征,并通过相关分析、主成分分析和隶属函数法对4种白蜡进行了综合耐盐性分析与评价,以明确盐胁迫条件下4种白蜡植物的生理响应特征及其耐盐性差异,为盐碱地绿化树种筛选提供科学依据。结果表明：(1)盐胁迫条件下,4种植物形态特征受到不同程度影响,相对株高生长量都受到抑制;叶片膜透性和丙二醛含量 随盐浓度的增加而增加,而叶绿素含量随盐浓度的增加而减少。(2)不同盐浓度处理下,4个白蜡植物叶片过氧化物酶活性呈先上升后下降的变化趋势,其峰值出现在40或80 mmol·L^-1NaCl,超氧化物歧化酶活性变化规律不完全相同; 随着NaCl浓度的增加,4种白蜡树种叶片的平均净光合速率都呈现下降的趋势,但绒毛白蜡升降趋势较平缓,胞间CO₂浓度、气孔导度和蒸腾速率变化没有明显的规律性。(3)耐盐性综合评价结果显示,4种白蜡树种的耐盐性大小为绒毛白蜡＞ 美国白梣＞ 美国红梣＞中国白蜡,这与盐害形态症状表现的结果排序相一致。研究发现,4种白蜡树种在盐胁迫下的生长、生理响应明显不同,耐盐性存在明显差异;绒毛白蜡和美国白梣在盐胁迫下的抗氧化酶活性更强,光合能力和生长受到的影响更小,具有更优异的耐盐能力,可优先作为中国沿海地区盐碱地造林绿化树种或抗逆育种的主要试验材料。     

耐盐绒毛白蜡特异性SCAR分子标记的鉴定

该研究以耐盐型和盐敏感型绒毛白蜡及其F1代为材料,采用混合品系分析法进行RAPD分析。结果显示:在随机选取的150个10碱基随机引物中,仅有引物S20在耐盐基因池和盐敏感基因池间扩增出特异而可重复的592bp的多态性片段,命名为S20-592。获得的RAPD标记S20-592经克隆、测序、重新设计一对特异性引物转化成更稳定的SCAR标记。通过F1代个体验证,耐盐型个体均能扩增出此差异条带而盐敏感型个体中不能扩增出此差异条带,证明该SCAR标记的特异引物可用于耐盐绒毛白蜡物种的快速分子鉴定。     

黄河三角洲盐碱地不同植被模式的土壤改良效应

黄河三角洲是我国滨海盐碱地的重要分布区,种植植被是盐碱地绿色改良的主要生态修复措施。为探讨滨海盐碱地不同植被模式的土壤改良效应,探索适宜植被模式,选取黄河三角洲盐碱地竹柳+NyPa草、旱柳+NyPa草、柽柳+紫花苜蓿、白蜡+柽柳+紫花苜蓿4种林草措施为研究对象,以纯竹柳为对照,测定土壤水分物理参数、盐碱含量、土壤养分及微生物数量等20个指标,并利用主成分分析、聚类分析和模糊数学隶属函数等统计方法评价了不同植被模式的土壤改良效应。结果表明: 林草复合模式可显著改善滨海盐碱地的土壤理化性能,增加土壤孔隙度和贮水量,降低土壤密度,提高土壤有机质、速效养分含量和土壤微生物数量。其中,白蜡+柽柳+紫花苜蓿的乔灌草混交模式在压碱抑盐、增加土壤养分和微生物数量的效果最好,而旱柳+NyPa草的乔草混交模式改良土壤水分物理性能的效果最好。不同植被模式对黄河三角洲滨海盐碱地的综合改良效应表现为白蜡+柽柳+紫花苜蓿>旱柳+NyPa草>竹柳+NyPa草>柽柳+紫花苜蓿。     

盐碱地绒毛白蜡和苦楝种子抗盐萌发机理

将盐碱地和正常地上采集的绒毛白蜡(Fraxinus velutina)和苦楝(Melia azedarach)种子在不同盐浓度下做发芽实验, 测定两类种子的发芽指标和幼苗的生理生化指标, 比较两种种子在不同盐胁迫下的发芽情况、幼苗保护性酶活性、可溶性蛋白和丙二醛含量的差异。结果表明: 绒毛白蜡比苦楝种子抗盐萌发能力强, 比较适合在盐碱地上种植。正常地上采集的两类种子的各项发芽指标高于盐碱地上采集的相应种子, 产自正常地的绒毛白蜡种子活力随盐胁迫的增强而逐渐增大, 苦楝却相反。盐碱地上采集的两类种子形成的幼苗的保护酶活性、可溶性蛋白含量高于正常地上采集的相应种子形成的幼苗, 以绒毛白蜡幼苗为最高; 丙二醛含量则是产自盐碱地的幼苗低于正常地幼苗, 以绒毛白蜡为最低。     

盐碱地绒毛白蜡和苦楝种子抗盐萌发机理

将盐碱地和正常地上采集的绒毛白蜡(Fraxinus velutina)和苦楝(Melia azedarach)种子在不同盐浓度下做发芽实验,测定两类种子的发芽指标和幼苗的生理生化指标,比较两种种子在不同盐胁迫下的发芽情况、幼苗保护性酶活性、可溶性蛋白和丙二醛含量的差异.结果表明:绒毛白蜡比苦楝种子抗盐萌发能力强,比较适合在盐碱地上种植.正常地上采集的两类种子的各项发芽指标高于盐碱地上采集的相应种子,产自正常地的绒毛白蜡种子活力随盐胁迫的增强而逐渐增大,苦楝却相反.盐碱地上采集的两类种子形成的幼苗的保护酶活性、可溶性蛋白含量高于正常地上采集的相应种子形成的幼苗,以绒毛白蜡幼苗为最高;丙二醛含量则是产自盐碱地的幼苗低于正常地幼苗,以绒毛白蜡为最低.     

耐盐树种绒毛白蜡

绒毛白蜡(Fraxinus velutina)又名绒毛梣,是木犀科落叶乔木。它喜湿耐涝、耐盐碱、抗病虫、树姿优美、材质好,为优良绿化树种。我们1983年开始在黄河三角洲盐碱地区,作了引种、育苗和栽培试验。目前,绒毛白蜡已在当地沟渠、公路两侧和道路、庭院绿化中普遍推广。     

滨海泥质盐碱地衬膜造林技术

盐碱地造林是当今世界上许多国家面临的巨大难题,中国的滨海泥质盐碱地就是其中之一,盐分含量高至不适宜苗木生长的程度。研究目的在于检验衬膜在滨海泥质盐碱地造林中的成效。于2007—2009年,对使用衬膜的新造林模式和全面客土、穴状客土两种传统造林模式栽植穴内外土壤电导率值、含水量及苗木生长情况进行测定和分析。与传统造林模式相比,新造林模式在衬膜的作用下,其穴内客土土壤水分含量有明显提高,盐分含量也明显较低;2009年苗木的成活率、苗高和冠幅较全面客土传统造林模式同比高出150.00%,7.00%和12.00%,较穴状客土传统造林模式同比高出838.00%,12.00%和22.00%;选用的四种苗木中,香花槐效果最好,最适宜滨海泥质盐碱地这种新的造林体系,红叶杨不适宜滨海泥质盐碱地。结果表明,使用衬膜在滨海泥质盐碱地造林体系中效果明显,且成本低廉,宜于推广。     

渤海泥质海岸典型防护林土壤微生物量季节动态变化

土壤微生物生物量碳、氮是研究土壤肥力、土壤养分转化、循环以及环境变化的重要指标。研究渤海泥质海岸白榆、刺槐、白蜡、群众杨、辽宁杨纯林和辽宁杨刺槐混交林及当地自然生灌草地土壤微生物生物量碳、氮的季节动态及与土壤养分含量变化的关系,以期为沿海防护林树种的选择及林地管理提供科学依据。结果表明:造林能显著增加土壤微生物生物量含量,其中白榆(25 a)土壤微生物生物量碳、氮最高,是对照的2.50倍和2.09倍。0—10 cm土壤层微生物生物量碳、氮大于10—30 cm土层,季节动态变化差异显著。在0—10 cm土层内,渤海泥质海岸典型防护林土壤微生物生物量碳、氮季节动态多表现为春秋两季较高,夏季较低的"V"字型变化;在10—30 cm土层内,防护林土壤微生物生物量碳季节变化规律与0—10 cm土层一致,表现为夏季较低春秋较高的"V"字型,微生物生物量氮主要表现有"V"字型、倒"V"字型与直线型3种变化形式。在0—30 cm土层内,白榆(25 a)、刺槐、白蜡、群众杨、辽宁杨刺槐混交林、白榆(10 a)、辽宁杨及灌草地微生物生物量碳对土壤有机碳的平均贡献率分别为1.59%、1.68%、1.42%、1.54%、2.29%、1.80%、2.02%和1.12%,土壤微生物生物量氮对土壤全氮的平均贡献率分别为1.85%、1.30%、1.08%、1.35%、2.49%、1.57%、2.08%和2.32%。不同类型防护林地土壤微生物量碳、氮之间显著正相关,它们与土壤全氮、有机碳显著正相关,与土壤电导率显著负相关,另外,土壤微生物量碳还与土壤速效磷含量显著正相关。从不同土层微生物量碳、氮季节动态来看,造林可以增加泥质海岸土壤微生物生物量,但是夏季地下水位升高,盐碱上扬,加之树木生长大量利用养分,土壤微生物生物量夏季较低。综合分析土壤微生物生物量和土壤营养库的贡献率,白榆纯林和辽宁杨刺槐混交林更有利于泥质海岸土壤微生物群落功能恢复和营养固定。     

不同隔盐措施对滨海盐碱地土壤水盐运移及刺槐光合特性的影响

土地盐碱化是限制土地资源利用的一个主要障碍,在耕地面积逐渐减少的今天,改良利用盐碱地早已提上了科学日程。在天津滨海盐碱地区,通过田间完全随机区组实验设计,对比分析了4种土壤盐分隔离措施(对照-不设隔盐处理,CK;沸石隔盐处理,FS;陶粒隔盐处理,TL;河沙隔盐处理,HS)对0—80 cm土层水盐运移及刺槐(Robinia pseudoacacia)光合特性的影响,目的是通过评估不同隔盐材料的控盐改土效果,为滨海地区盐渍土改良和沿海防护林营造等林业生态工程建设提供理论依据。研究结果表明:(1)FS和TL可以显著提高土壤相对水分含量,为刺槐生长创造更加适宜的水分环境。FS导致0—80 cm土体内盐分含量和土壤盐溶质浓度显著降低,控盐效果显著。TL仅在40 cm以下土层有显著降盐效果,控盐效果仅次于FS。与对照相比,HS对0—80 cm土体内盐分含量和土壤盐溶质浓度无显著影响,降盐效果最差。(2)FS处理能显著提高刺槐的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及叶片水分利用效率(LWUE),降低胞间CO2浓度(Ci)。TL可显著提高刺槐叶片的Pn、Tr,但改善效果不及FS,并且其对Gs、Ci和LWUE没有显著影响。与对照相比,HS虽然能显著增加刺槐叶片Pn和Tr,但却导致LWUE显著降低。综上所述,在滨海地区采用沸石作为隔盐材料比采用传统材料河沙更能有效保水降盐,促进植物光合及生长,可以作为滨海盐碱地区隔盐材料的优先选择。     

盐碱地土壤微生物对不同改良方法的响应

实验室条件下分别模拟客土改良、排水改良、生物(苜蓿)改良等3种常用的盐碱地改良方法,以菜园土壤和盐碱土(未改良的原始土)作为对照,研究了土壤微生物生态特征对不同改良方法的响应。结果显示:①土壤微生物区系及生理生化指标均对不同改良方式有良好的响应,其中土壤脲酶活性随土壤盐碱胁迫加剧而提高;②3种改良方式中,客土法在短期内最能改善土壤微生物各指标,依次是排水法、生物法;③排水法对土壤微生物生态状况不利;④生物法对于改善土壤微生物生态状况速度相对较慢,但因其克服了客土法、排水法显见的缺点,相对有更好的应用前景。     

不同秸秆填埋量对盐碱土水盐运移及垂柳反射光谱的影响

在宁夏西北盐化生态脆弱区的典型盐碱化土地,通过随机区组试验,探究在栽植穴填埋秸秆2000(T_1)、7000(T_2)、12000kg/hm~2(T_3)及17000 kg/hm~2(T_4)等作隔盐层对土壤水盐运移及垂柳(Salix babylonica)反射光谱的影响,将地下土壤水盐变化与地上植物生长及生理状况相结合,以期更准确的反映出各处理对盐碱土壤改良效果及地上植被恢复情况。研究结果表明:(1)填埋一定量的秸秆作隔盐垫层可以改变地下土壤水盐的剖面分布特征。T_2、T_3和T_4处理与对照组相比,20—80 cm土层土壤含水量都显著提高,填埋的秸秆层起到了蓄水保墒的作用;都明显降低了0—80 cm土层土壤盐分含量和盐溶质浓度;但这3种处理之间无显著差别。T_1由于填埋秸秆量过少,无显著蓄水控盐效果。(2)通过检测植物叶片反射光谱可以反映出地上植物生长及生理状况的变化。填埋一定量的秸秆作为隔盐垫层有助于改善垂柳的生理状况。T_2的垂柳叶片光合色素含量最高,光合特性及营养状况最好,其他光谱参数结果都显著提高。T_3显著提高叶绿素含量和光合特性,但效果均不如T_2,且营养状况差。T_4处理类胡萝卜素含量与叶片水分含量均处于最高水平,但叶绿素含量、营养状态以及光合特性都显著降低。T_1处理效果最差。(3)在地下填埋秸秆作隔盐层,会通过对地下土壤水盐运移及微域生态系统环境的调节,影响到地上植物生长及生理状况。综合地下水盐分布与地上植物叶片反射光谱的结果,T_2是宁夏引黄灌区盐碱地改良中最适宜的秸秆填埋量。     

几种豆科树木结瘤固氮的初步研究

 作者通过野外调查和盆栽试验,探讨了几种豆科树种的结瘤固氮特征,土壤条件的影响和植株生长。木豆、山毛豆、刺槐在南亚热带褐红土种植,山合欢、刺槐在中亚热带紫色土种植,对绿化荒山荒地、改良土壤和促进生态平衡具有重要意义。     

耐盐碱细菌DQSA1的分离鉴定及盐碱胁迫下对绿豆的促生作用

【背景】近年来,大庆地区土壤盐碱化程度逐渐加剧,而微生物改良盐碱土是当今的研究热点。【目的】从大庆盐碱土中筛选出耐盐碱菌株,验证其促生作用,为改良大庆盐碱土壤提供微生物资源。【方法】采用筛选培养基从大庆盐碱土中获得耐盐碱促生菌,对其进行形态学观察、生理生化和16S rRNA基因鉴定,并测试菌株在盐碱胁迫下对绿豆植株和土壤细菌群落结构的影响。【结果】筛选得到一株耐盐碱促生菌DQSA1,具有固氮、产ACC脱氨酶、产铁载体、产吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)功能;通过生理生化鉴定和系统发育分析,判定该菌株为卓贝尔氏菌属(Zobellella)。在盐碱土中种植绿豆后接种菌株DQSA1,处理后的绿豆较对照相比根系鲜重、根系干重及叶绿素含量分别增加了33%、32%和79%;植株叶部可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量分别升高了10%、80%和73%;根系的脯氨酸及可溶性蛋白含量分别增加了78%和44%。对种植绿豆的土壤细菌进行高通量测序,发现菌株DQSA1可以在盐碱环境下定殖并促进根瘤菌和鞘氨醇杆菌等有益菌的生长。【结论】菌株DQSA1可以在盐碱条件下调节土壤细菌群落结构并促进植物生长,为改良盐碱土地提供了有效的微生物资源。     

重度盐碱地营造杨树人工林土壤改良效果

为探讨重度盐碱地营造杨树人工林对土壤的改良效果,本实验以黑龙江省肇东市重度盐碱地作为研究对象,采用小穴改良"一字沟"觅食丘式原位修复、小穴改良"十字沟"觅食台式原位修复和小穴改良"井字沟"觅食坛式原位修复的方法对重度盐碱地进行改良。研究结果表明:实施不同改良措施后土壤特性发生了显著变化,土壤pH值、电导率含量显著下降;土壤碳酸根含量显著下降,交换性钙、镁含量显著提高;土壤胡敏酸和壳聚糖含量明显提高,土壤肥力增加。因此,本研究所采用的三种不同的改良措施具有良好的改良效果。     

等距开槽结合施用石膏改良苏打盐碱土

采用田间小区试验,研究了等距开槽结合施用石膏对东北松嫩平原西部苏打盐碱土的改良效果。结果表明:等距开槽(20～40cm心土层开槽,槽间距1m)能有效降低开槽点的土壤紧实度,对槽间土壤紧实度也有一定的降低作用,且与对照(不开槽)紧实度的差异达到极显著水平;等距开槽必须结合石膏才能改善土壤的化学性质,加石膏与未加石膏处理的pH和碱化度达到差异显著水平,而电导率值在处理前后差异不显著,开槽松土处理对槽内土壤化学性质改善效果不明显;磷石膏与脱硫石膏在改土效果上差异不显著,石膏配合开槽能有效改善土壤理化性质和植物生长状况,且对槽间土壤改良和植物生长均有一定的促进作用。     

胞外多糖产生菌的筛选鉴定及其促生改土作用

【背景】一些微生物具有较强的产胞外多糖潜力,在改良盐碱土壤、促进作物生长方面潜力巨大。【目的】筛选耐盐碱且产胞外多糖的微生物,为开发具有盐碱土壤改良效果的菌剂提供菌种资源。【方法】从滨海盐碱植物根际土中筛选可在盐碱土壤中增殖、产胞外多糖、解有机磷和钾等能力的微生物菌株,并通过形态、生理生化、基于16S rRNA基因序列和gyrB基因的分子鉴定确定菌株类别,分析该菌株的生长、产胞外多糖特性受盐碱胁迫的影响,考察该菌对盐碱土壤不同粒径团聚体比例的影响,并结合盐碱土壤番茄种植试验考察对植物生长指标和土壤指标的影响。【结果】从727株滨海盐碱土壤菌株中筛选出一株产胞外多糖、具有较强盐碱土壤增殖能力且能解有机磷和钾的芽孢杆菌GBW HF-98,确定该菌为枯草芽孢杆菌沙漠亚种(Bacillus subtilis subsp. inaquosorum)。该菌可耐受pH值达10.0和NaCl浓度达110 g/L,在改善轻和中盐度土壤中不同粒径团聚体比例的效果较为显著。该菌的高剂量浓度T2组,在中度盐碱土壤的番茄种植试验中,与对照相比显著增加了壮苗指数、根干重、全株干重、茎粗和株高等指标,增幅分别为33.8%、59.3%、37.2%、12.3%和15.6% (P<0.05);显著降低pH、全盐含量和土壤容重,降幅分别为8.9%、27.9%和17.9%;显著提升土壤速效磷和速效钾指标,增幅分别为36.0%和17.4% (P<0.05)。【结论】GBW HF-98菌株具有较强的胞外多糖产生能力,在中度盐碱土壤中促进番茄生长和改良土壤的效果显著,可用于盐碱土壤改良菌剂的研制。     

燃煤烟气脱硫废弃物对盐碱土的改良效应及对向日葵生长的影响

采用大田和盆栽相结合的试验方法, 研究了施用燃煤烟气脱硫废弃物(简称脱硫废弃物)后对盐碱土壤的改良状况及对油用向日葵(Helianthus annuus) (油葵)生长的影响。试验地设在宁夏平罗西大滩碱化土壤上, 设置5个不同脱硫废弃物施用量: 0、11.25 × 10³、22.50 × 10³、33.75 × 10³和45.00 × 10³ kg·hm^-2, 连续3年(2006-2008年)观测了土壤pH值、全盐含量及油葵根系的长度与体积、叶片细胞膜透性和抗氧化保护酶系统。试验数据显示, 施入脱硫废弃物后, 土壤pH值、全盐含量、油葵叶片细胞膜透性、超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈逐年下降趋势, 油葵根系的长度和体积呈逐年上升趋势, 且各处理间均差异显著(p < 0.05)。研究结果表明, 脱硫废弃物的施用能显著改良盐碱土壤, 促进油葵的生长, 综合考虑经济因素, 11.25 × 10³ kg·hm^-2的施用量效果最佳。