盐碱地土壤改良剂施用对种子萌发和生长的影响

我国是盐碱地大国,如何改良盐碱地一直是研究热点。选择17种盐碱地改良剂施加于重度盐碱土,以白菜种子萌发指标和改良土壤电导率及pH值为评价指标,筛选出适宜盐碱地改良的土壤改良剂及其比例配比,为盐碱地治理改良提供理论依据。结果表明,（1）与对照盐碱土相比,11种有效改良剂（聚马来酸酐、石膏、羟基乙叉二膦酸、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、多氨基多醚基甲叉膦酸、聚马来酸酐-丙烯酸共聚物、氨基三甲叉膦酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚、聚丙烯酸、木炭、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸）不仅使白菜种子发芽,对降低pH有显著作用,对电导率降低影响不明显;其中聚马来酸酐（HPMA）的改良效果最佳,种子发芽各项指标均较高,具有较强的种子生活力,其发芽率、发芽指数、活力指数的活力指标分别达到72.5%,36.2,1.2;种子发芽率,发芽势和发芽指数与土壤pH值有密切关系（p〈0.05）,但与土壤电导率无关（p〉0.05）,从而说明不同土壤改良剂的效果主要显现在调节pH的功能上。（2）在施加钙源石膏辅助下,9种改良剂（聚马来酸酐,聚丙烯酸,木炭,木醋液,乙二胺四乙酸,732型阳离子交换吸附树脂（H＋型）,柠檬酸,柠檬酸钙,氨三乙酸）改良效果有明显提升,改良剂改良后的盐碱土在种子发芽率、发芽指数、活力指数等指标均有所上升,说明外施钙源有助于其它改良剂效果的发挥。（3）不同浓度梯度筛选中,42.8L/m^3聚马来酸酐、25kg/m^3石膏改良效果最佳,能够有效降低土壤电导率和pH值,改良后盐碱土的种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均最接近壤土种子发芽率、发芽指数等各项指标,但二者单独施用改良盐碱土其发芽率高于二者混合施用的发芽率,不存在协同效应,故二者不宜混合施用。同时,野外进行改良应该考虑多次少量施用或增加改良剂浓度的方法来增强改良效果。     

施加改良剂对重度盐碱地盐碱动态及杨树生长的影响

如何控制盐碱地继续朝向重度盐碱地发展并恢复森林等植被生态系统是国家科技攻关重点方向,也是内陆碳酸钠型盐碱地改良研究的一个重点,以聚马来酸酐(HPMA)和聚丙烯酸(PAA)两种高分子聚合物配合木焦油、木醋液等为降、阻盐碱剂,对重度盐碱地进行改良,以杨树生长情况以及不同层盐碱动态为指标判断其对重度盐碱地的改良效果.结果表明,(1)HPMA与PAA的比较,土壤改良剂聚马来酸酐(HPMA)在阻盐剂(木醋液+木焦油+少量PAA与碱土形成的阻隔盐碱向表层运输的阻盐碱层)阻隔下,使盐碱地pH与盐分明显下降(与对照相比pH下降0.93、盐分下降0.78%),杨树生长速率较高(株高生长速度是对照生长速度的2.41倍、基茎长速度是对照生长速度的2.36倍),改良效果显著.土壤改良剂聚丙烯酸(PAA)与碱土混合在阻盐剂阻隔下, pH与盐分变化较小(与对照相比pH下降0.23、盐分下降0.63%),杨树生长速率缓慢(株高生长速度是对照生长速度的1.43倍、基茎长速度是对照生长速度的1.07倍),较聚马来酸酐处理稍差.(2)加覆膜剂与不加覆膜剂对比发现,加覆膜剂后土壤表层pH值降至8.87,而其他土层pH值无明显变化,覆膜剂对盐碱的作用主要体现在土壤深层与浅层之间的盐碱动态,对深层盐分没有明显抑制作用.(3)通过对不同改良方法根际土与远根土对比发现,经HPMA和PAA处理后根际土壤盐分和pH值均较比远根土降低,说明种植杨树能够强化改良剂的效果.     

重度盐碱地改良措施对土壤特性和不同植物光合、生长的影响

研究了重度盐碱地改良对土壤特征及不同植物光合生长的影响,结果发现：实施不同改良措施后,土壤特性方面发生了显著变化,土壤总孔隙度比对照（盐碱裸地）提高5%~20%;田间持水量比对照提高3%~13%;土壤容重由对照的1.2~1.4 g·cm^-3降到0.7～1.0 g·cm^-3;土壤紧实度由对照的2 000~2 500 kPa降低到500~1 000 kPa;土壤毛细管上升高度和土壤透水速率也高于对照;土壤电导率平均降低了1 288 μs·cm^-1;土壤pH值平均降低1.5左右;浅槽改良和深槽改良后碱解氮分别提高了50%和100%;浅槽改良和深槽改良后土壤CO₂浓度达到2 500～3 500和3 000～3 500 μL·L^-1;深槽改良使得土壤深层氧气浓度下降到17%左右。改良后种植的植物光合能力方面也有不同提高,其中甘草、甜玉米和偃柏等经深槽改良处理后比对照提高2.5~12 μmol·m^-2·s^-1。不同植物经过处理后在生物量方面明显提高,其中甜玉米、白菜、萝卜和偃柏等深槽改良处理明显高于其客土覆盖处理,我们的研究表明大规模盐碱地改良后种植品种选择应该因地制宜,综合考虑其土壤特性和植物适应性。     

施加改良剂对重度盐碱地土壤盐碱动态及草本植物生长的影响

为了探索内陆重度盐碱地的改良新方法,实验通过聚合有机酸(聚马来酸酐和聚丙烯酸)作为降盐碱剂,采用阻盐碱层、表土成膜剂以及土壤孔隙改善剂相结合的方法,对大庆市典型内陆盐碱土进行了改良实验,并在改良后的土壤及对照样地上种植不同植物--白菜、萝卜、菠菜、豚草和长春花,评价改良效果.结果发现:(1)通过施加降盐碱剂、阻盐碱剂及土壤孔隙剂,土壤的pH值和含盐量均有明显降低,下降幅度分别为pH:0.8～1.2、含盐量:0.2%～0.5%,而且表层改良效果优于深层;(2)在上述改良基础上施用表土成膜剂,使得土壤深层与表层盐碱运动减慢,即表层盐碱更低而深层更高,有利于保持表层适宜作物生长的条件;(3)2种聚合有机物比较来看,聚马来酸酐的改良效果好于聚丙烯酸;(4)从5种植物的生长状况来看,施用上述改良剂后较对照能够明显提高作物成活以及生长,特别是改良早期5种植物均呈现明显的生长趋势,而在后期存在生长力下降的趋势,因此,在大面积改良过程中需要考虑连续多次施加降盐碱剂以增强效果.     

菊科几种入侵和非入侵植物种子需光发芽特性差异

对入侵菊科植物(假苍耳、薇甘菊、紫茎泽兰、飞机草)以及非入侵菊科植物(扫帚梅、天人菊、金鸡菊、麦秆菊、翠菊、黑心菊)对比研究发现,入侵组种子往往是需光发芽,即有光条件下平均高出无光条件发芽率40%(P0.01),而非入侵组的需光发芽特性不明显,即有光和无光条件下种子发芽率差异不显著(P0.05)。以入侵植物假苍耳为例对其种子需光发芽的特性研究发现:红光有利于提高种子的萌发率(萌发率为62%),而蓝光起到相反的作用(萌发率37%);当以全光的25%照射种子时,最能够促进种子的萌发(萌发率59%),更高的光强抑制种子萌发(100%光强时,发芽率为21%)。适宜浓度水杨酸SA处理(0.01mmol/L)可以起到与光照类似的效果而促进种子萌发(提高30%发芽率),而PEG和低温处理对其不存在显著影响,说明这种需光发芽的机理可能与SA处理影响种子萌发存在一定的联系。研究证实了入侵和非入侵菊科植物之间确实存在需光发芽的差异,其生理生化差异及是否有利于入侵植物的快速入侵需深入研究。     

盐碱胁迫下AM真菌对羊草生长及生理代谢的影响

利用盆栽控制试验研究了盐碱胁迫下AM真菌对羊草生长及生理代谢的影响。结果表明,盐碱胁迫显著降低了AM真菌的侵染率与侵染强度,且具有高pH的碱胁迫的抑制效应更强。接种AM真菌一定程度上提高了胁迫下羊草幼苗的生物量及光合色素(Chl a,Chl b和Car)含量。随着盐碱胁迫浓度的增加,羊草幼苗积累了大量的Na~+,并抑制了其对K~+的吸收,接种AM真菌一定程度上降低了Na~+的积累,并缓解了胁迫下K~+含量的降低,提高NO_3~-含量从而改善羊草幼苗的离子平衡。在碱胁迫下,柠檬酸、苹果酸含量均显著提高,在盐胁迫下,仅苹果酸含量显著提高,而接种AM真菌使盐碱胁迫下有机酸含量一定程度降低。在盐碱胁迫条件下,接种AM使羊草体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性明显提高,增强宿主植物体内氧自由基的清除能力。接种AM真菌明显提高羊草幼苗抗盐碱能力,因胁迫类型不同,抗逆机理有所差异。研究结果为利用羊草进行生物改良退化盐碱草地以及菌肥的应用提供了科学依据,也为探求羊草-丛枝菌根共生体对盐碱胁迫的响应和反馈提供了数据支持。