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松嫩平原位于我国的东北中部,区域内广泛分布着盐碱地,这类土壤不但理化性质差,而且土壤的肥力也不足,严重危害着农林牧业的可持续发展。本文以室内机理实验及野外实践相结合的方式,在得到野外实地改良经验的基础上,以室内溶液降低盐碱度为突破口,在一系列改良剂中筛选出了盐碱地改良剂:降盐碱1号、降盐碱2号和表土覆膜剂,进一步应用于及室内综合改良实验,通过树皮土基质和改良剂结合的方法改善土壤的理化性质,并且通过对植物生长及生理状况的影响来判断土壤改良剂对重度盐碱地的改良效果,探讨盐碱地治理改良方法及措施。主要结论如下: 1)野外试验的结论:通过降盐碱1号和降盐碱2号做为降盐碱剂,采用可降解的阻盐碱剂、表土覆膜剂以及土壤孔隙改善剂相结合的方法,对大庆市大同区太阳升镇双榆树村的典型内陆盐碱土以1m×1m的样方形式进行了局部改良,并在改良后的土地样方及对照未改良样地中种植植物——白菜、萝卜、菠菜、豚草和长春花,经过定期测定改良后土壤样方的表层、中层(15cm)和深层(30cm)3个深度的土壤盐碱动态、根际土和远根土的盐碱变化,以及几种植物的生长状态指标(株高、基茎、叶面积),判断降盐碱剂对盐碱地改良效果。结果发现:①在盐碱动态方面,经过降盐碱剂和阻盐碱剂及土壤孔隙剂的施用,土壤pH值和含盐量均有明显降低,下降幅度分别为:pH0.8-1.2、含盐量0.2-0.5%,表层改良效果比深层好;②在上述改良基础上施用表土覆膜剂,使得土壤深层与表层盐碱的运输减慢,有利于保持表层适宜作物生长的状态;③两种降盐碱剂比较来看,降盐碱1号的改良效果好于降盐碱2号;④从五种植物的生长状况来看,施用上述降盐碱剂后较对照未处理能够明显提高作物成活以及生长,特别是改良早期能够五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,在大面积改良过程中需要考虑连续多次施加以增强效果。 2)室内溶液筛选降盐碱剂结果:通过室内对配制盐溶液(强电解质中性盐:CaCl2、NaCl、NaCI+CaCI2混合液;强碱弱酸盐:Na2CO3、NaHCO3、Na2CO3+CaCO3混合溶液、CaCO3过饱和溶液等)进行降盐碱实验,结果发现:几种降盐碱剂不能有效降低中性盐的电导率,却对碱性盐有很好的降低作用;降盐碱1、号(RSA-1)、降盐碱2号(RSA-2)、EDTA、分子筛、树脂的比较发现,降盐碱1号对碱性盐的pH值降低幅度为3.9-5.8,电导率下降幅度为48.95%-78.12%,而且能够加速CaCO3溶解,较其它降盐碱剂效果好。对各种降盐碱剂的综合降盐评价发现,5种降盐碱剂对于碱性盐的电导率均有下降作用,而只有前2个能够降低中性盐的电导率。对于碱性盐溶液的降低效果远高于中性盐,其顺序是RSA-1>RSA-2>EDTA>树脂>分子筛,RSA-1确定为最佳的以Na2CO3和NaHCO3为主的盐碱地改良剂。进一步以盐碱地土壤溶液进行处理发现,RSA-1只对内陆盐碱土溶液有改良效果,而对沿海盐碱土溶液无明显效果,RSA-1最佳施加量实验表明,随着RSA-1加入量的增加,土壤溶液的pH值和电导率均呈明显下降趋势,当达到每5g盐碱土壤溶液中加入0.15ml RSA-1时,溶液电导率趋向稳定。 3)室内移栽紫穗槐实验:在室内栽植紫穗槐,对其进行各类生理指标的测定,并对土壤的理化指标测定。结果再次证明降盐碱1号改良盐碱土较为有效,显著地降低了改良盐碱土的理化性质:容重降低了8.5%、孔隙度和孔隙比分别增加6.8%和16.2%;同时也降低了土壤盐碱含量,电导率降低85.1%,pH值降低到9.5。在改良后的土壤里生长的植物也具有较高的地下生物量、净光合速率、呼吸速率和水分利用效率等指标,其中,根长和根重两个指标反映最明显,经过降盐碱1号处理的根长为壤土对照的72.6%,是碱土对照的1.67倍;根重是壤土的57.4%,是碱土对照的2.4倍;地下/地上生物量比值是壤土的53%倍,是碱土对照的1.5倍,说明紫穗槐的地下生长占其生长的主导地位,也说明改良在地下生物量生长方面有很大促进作用。对比表土覆膜剂的作用时发现,施加表土覆膜剂后,土壤各物理性质稍有改善,所以还有待于进一步研究。 4)树皮土发酵实验结果:在改良理化性质的同时,增加土壤营养物质的含量并改良盐碱土过于紧实的物理结构是盐碱地改良的重要一步。以阔叶树皮土为材料,粪肥和尿素为氮源,在40℃,50%的湿度下发酵为40天的过程中,pH值的变化趋势分别为7.15和6.94降低到6.22和6.43,土壤总酚含量的变化趋势分别为728和665mg/kg降低到39.8和17.4mg/kg,同时还发现pH与酚含量相关性,挥发酚含量随pH降低而增高,而总酚含量随pH的降低而降低。在树皮土发酵之后,具有较高的田间持水量(发酵后的是未发酵的1.05倍),且树皮发酵土高于树皮发酵渣(是其1.04倍)、经过发酵处理的树皮土(渣)都高于其对照(发酵土和发酵渣分别是对照的1.08和1.02倍);树皮发酵土的粒径小于树皮发酵渣,发酵后的树皮土粒径低于发酵前的树皮土粒径,而且发酵的针叶渣易碎度较高。 5)树皮土基质改良盐碱土后移栽沙棘实验结果:将发酵好的阔叶树皮土生物有机肥与降盐碱1号处理后的盐碱沙土混合,形成树皮土人工基质相关的改良方案。通过分,析沙棘生长土壤生境理化性质、生理代谢速率等各种指标来比较不同树皮土基质的加入量的差别。结果表明,随着树皮土基质含量的不断增加,有机质含量明显上升,而且降低盐碱土的pH值,对树皮土基质的土壤透水、吸水速率也有一定提高,其中以处理4(碱沙+降盐碱1号:树皮土=1:1)对盐碱土物理结构效果最佳,其生理代谢速率、生长速率均高于其他树皮土基质种植的沙棘,而且十分接近壤土的沙棘(净光合速率是碱沙图的2.6倍,是壤土87%)。对植物渗透调节小分子有机物(可溶性总糖、游离脯氨酸、甜菜碱)测定发现,在可溶性糖与游离脯氨酸随随着培养时间的增加含量增高,在培养30天后出现最大值,这时的处理4的可溶性糖含量最高,分别是壤土和碱土栽植沙棘的1.03倍和1.6倍。测定培养30天后的甜菜碱含量时发现碱土种植沙棘甜菜碱含量达到3051μg/g,而随着树皮土基质含量增加甜菜碱含量逐渐减少,处理4中种植沙棘的甜菜碱含量迅速降低,比单独施用降盐碱1号种植沙棘的甜菜碱含量低了76%左右,尽管还是壤土的10倍左右,不过这些充分证实树皮土基质能够有效改良盐碱土理化性质,并对植物的生长有一定的促进作用。