定植不同年限四翅濱藜對土壤質量的影響

摘要:以定植兩年的四翅濱藜(Atriplex canescens (Pursh) Nutt)土壤為研究對象，測定了總鹽量、pH值、有機質、速效氮、速效磷、速效鉀與酶活性指標，結果顯示，隨四翅濱黎種植年限的增加，土壤的總鹽量、pH值均有所降低，降幅分別達83.03%和16.82%，有機質、速效氮、速效磷、速效鉀與土壤酶活性均有明顯增長，增幅分別達38.03%，50.32%，29.05%，14.41%。

關鍵詞:四翅濱藜;鹽分;酶活性

中圖分類號:S793.9 文獻標識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2010.04.020

Effect of Atriplex Canescens Planted on Soil Quality

LEI Jun-jie1， ZHU Xin-ping2， LI Zhi-qiang2， GAO Wen-wei3， JIA Hong-tao2， ZHANG Jia-Feng2

(1.Institute of Grain Crops，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Urumqi， Xinjiang 830091，China;2. Xinjiang Agriculture University，College of Prataculture and Environment Science，Urumqi， Xinjiang 830052，China;3.College of Agronomy，Xinjiang Agricultural University，Urumqi， Xinjiang 830052，China)

Abstract:The soil quality of planted atriplex canescens for two years was studied in this paper， the indexes included the total salt content， pH， organic matter， available nitrogen， available phosphorus， potassium and activity indicators. The results showed that after planting atriplex canescens ，with the years of increase， the salinity and pH value decreased in soil by 83.03% and 16.82%，organic matter， available nitrogen， available phosphorus， available potassium and soil enzyme activity had significant growth， increased by 38.03%， 50.32%， 29.05%， 14.41%.

Key words: Atriplex canescens;salinity;enzyme activity

土壤質量指標是表示從土壤生產潛力和環境管理的角度監測和評價土壤的一般性健康狀況的性狀、功能或條件[1]。在評價土壤質量的基本定量指標體系中包括物理學、化學指標和生物學指標[2]。

新疆除山地、沙漠外，平原地區普遍都有鹽堿土分布，主要分布著草甸鹽土和典型鹽土，由于氣候極端干旱，土壤鹽堿化比較嚴重。因此，土壤質量受到一定的影響。四翅濱藜(Atriplex canescens (Pursh) Nutt) 是藜科濱藜屬多年生常綠灌木，原產美國中西部高原[3]，為干旱半干旱地區的典型植物，適應性強，耐旱、耐鹽堿，既是墾荒、退化牧場改良、恢復工礦區的廢墟地帶、道路兩旁、含鹽量高荒漠地帶的植被，水土保持的先鋒樹種，亦是優良的飼料植物，已成為干旱、半干旱地區重要的飼料灌木之一。中國的甘肅、青海和寧夏等地于20 世紀90 年代先后引進四翅濱藜植物，通過區域性栽培試驗得知，其在西北干旱荒漠地區表現出了極強的生命力，具有很大的發展潛力[4]。

對于四翅濱藜改良鹽堿方面的作用，國外學者對此做了部分研究，McKell[5]研究認為，四翅濱藜可加速土壤發育，與灌木間的土壤相比較，灌木下的土壤層更厚， pH值稍偏堿性，N、P、K及有機質含量、微生物活性及土壤通透性均較高。Rumbough也提出了一致的觀點，認為生長在四翅濱藜附近的牧草，產草量明顯增加，主要歸功于灌木附近土壤肥力的增加。由于四翅濱藜容易被菌根感染，作為菌根的安全立地和菌根的資源，可有效地增強土壤肥力。目前，我國對四翅濱藜的研究報道多集中于各種惡劣立地條件下的造林情況，李彩霞[6]、張新華[7]等研究了四翅濱藜鹽脅迫下的生理反應，但這些多限于室內單因子脅迫研究，而對自然生長狀況下四翅濱藜適應鹽堿生境的研究則少見報道，特別是對四翅濱藜改良土壤作用方面未見報道。因此，開展四翅濱藜改良鹽堿地的田間試驗，不僅為西北荒漠鹽堿地的生物改良利用提供理論依據，而且對四翅濱藜推廣發展和定位具有重要的指導意義。

本試驗對取自新疆農科院瑪納斯試驗站定植的四翅濱藜對不同深度土層的樣品及作為對照的未種植四翅濱藜的鹽堿地土壤樣品進行了土壤的總鹽量、pH值、有機質、速效氮、速效磷、速效鉀和土壤酶活性測定，以期通過這些指標的變化反映四翅濱藜不同種植年限對土壤質量的影響，為引進四翅濱藜作為土壤改良的進一步研究提供基礎。

1材料和方法

1.1材料

1.1.1 土壤樣品 新疆農科院瑪納斯試驗站自2006年開始種植四翅濱藜的樣地，并以未種植四翅濱藜的樣地為對照。實行定位采樣，隨機選取2006年定植的四翅濱藜5株以上，取相同半徑采樣，分別取0～15 cm、15～30 cm、30～45 cm和45～60 cm土層的土樣。

1.1.2儀器GXZ型智能光照培養箱、恒溫震蕩器、油浴鍋、電子天平、722可見分光光度計、酸度計、火焰光度計等。

1.1.3化學試劑檸檬酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉、苯酚、乙醇、苯酚鈉、次氯酸鈉、NaCl、KNO3、K2HPO4、MgSO4、FeSO4、重鉻酸鉀、濃硫酸、硫酸亞鐵等。

1.2方法

1.2.1 樣品處理將新鮮的土壤樣品用輥子粉碎，然后用四分法取適量的樣品用于總鹽量、pH值、有機質、速效氮、速效磷、速效鉀和酶活性的測定，并取適量的樣品自然風干，用于土壤酶活性的檢測。

1.2.2土壤鹽分和養分測定土壤樣品經自然風干，過篩后進行室內分析，分析方法采用常規方法?？傷}的測定:電導法;pH值的測定:酸度計法;土壤有機質的測定:重鉻酸鉀法;全氮的測定:凱氏定氮法;速效磷的測定:0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法;速效鉀的測定:1.0 mol/LNH4OAc浸提，火焰光度計法。

1.2.3土壤酶活性測定土壤酶活性檢測指標繁多，不同土壤檢測的指標不同，即使是同類土壤不同研究者選用的指標也不相同，至今沒有統一的標準，考慮到土壤樣地的實際情況，我們僅選擇測定了土壤脲酶和土壤堿性磷酸酶的活性，以上測定方法參照劉春生等[8]編著的《農業化學分析》。

(1)土壤脲酶活性測定:采用奈氏比色法[9]。

(2)土壤堿性磷酸酶活性測定:采用磷酸苯二鈉比色法[9]。

2結果與分析

2.1四翅濱藜定植后土壤總鹽動態變化分析

四翅濱藜定植后總鹽動態變化見表1，可以看出，土壤可溶性鹽分主要聚集在0～45 cm土層，而土壤含鹽量分布15～30 cm、30～45 cm土層明顯高于0～15 cm土層。研究表明，四翅濱藜定植后第2年比第1年四翅濱藜地總鹽下降83.03%，對照下降81.03%，比對照降幅高1.73個百分點。從四翅濱藜地各土層的總鹽降幅來看，30～45 cm土層降幅最大，達90.26%;0～15 cm土層降幅最小，為71.63%;這與丁麗萍[10]研究中的趨勢一致。這說明四翅濱藜可以通過吸收鹽分，使土壤中的可溶性鹽分進入植物體內，從而引起土壤中可溶性鹽分含量降低。四翅濱藜莖葉具有鹽腺，通過鹽腺可將體內過多的鹽分排除掉，起到脫鹽作用[11]，另外，四翅濱藜為速生灌木，生長季覆蓋地表減少了地面蒸騰，抑制中下層鹽分上移，而根系從土壤中吸收水分，變土壤蒸發為植物蒸騰，進一步阻止了鹽分隨水分向地表的聚集。

2.2四翅濱藜定植后pH值動態變化分析

四翅濱藜定植后pH值動態變化見表2，可以看出，土壤pH值總體沿剖面深度增加而降低，經比較得出:定植四翅濱藜后第2年降幅比對照高4.69%。從四翅濱藜地各土層的pH值降幅來看，0～15 cm土層>30～45 cm土層>15～30 cm土層;主要是由于pH值的高低取決于土壤中的HCO-3、CO-3以及K+、Na+等陰陽離子的數量，土壤中各種鹽分離子的降低有利于pH值的減小。15～30 cm土層土壤可溶性鹽分下降最明顯，pH值與可溶性鹽分含量降低幅度成正相關，這與朱興運等人[12]的研究結果相一致。同時15～30 cm土層、30～45 cm土層根系活動最旺盛，根系分泌的有機酸及植物殘體經微生物分解產生的有機酸能中和土壤堿性，使土壤的pH值有所下降[13]。

2.3四翅濱藜定植后有機質含量動態變化

四翅濱藜定植后有機質含量的動態變化見表3，可以看出，不同土層土壤有機質含量各有不同，四翅濱藜定植地和對照有機質呈增長趨勢。經比較得出:四翅濱藜定植后第2年比第1年有機質有明顯增加，以30～45 cm、15～30 cm土層效果最明顯，達38.54%和37.93%。說明四翅濱藜較對照能明顯提高有機質質量。在停止施肥和清除枯枝落葉后，0～15 cm土層的有機質積累較其它兩層明顯減弱，主要因為15～30 cm、30～45 cm土層根系活動較旺，對土壤的疏松、改良、各種陰陽離子的改良效果明顯，有機質質量得到降低，并隨著根系發育以第2年優于第1年。

2.4四翅濱藜定植后速效氮、速效磷、速效鉀動態變化

從表4、5、6可以看出，四翅濱藜定植第二年比第一年速效氮、速效磷含量較對照以及定植前有明顯增高， 速效氮累計增幅達50.32%，比對照增幅高1.67%;速效磷累計增幅達29.05%，比對照增幅高1.52%。速效鉀相對較對照增幅小些，其中四翅濱藜地定植2年后速效鉀累計增幅達14.41%，比對照增幅高0.45%。這可能與四翅濱藜具有某種固氮菌有關。

全氮、速效磷、速效鉀含量增幅第2年優于第1年，主要是因為第2年根系活動更加旺盛，其土層的殘留根系、根系分泌物、代謝過程等均有利于土壤有機物質的增長，導致土壤微生物數量和土壤N素的增加。土壤微生物增加以后，土壤微生物的活動，植物根系呼吸作用放出的CO2溶于水后形成碳酸。此外，鹽生植物根系也能分泌檸檬酸和蘋果酸等有機酸，對土壤難溶物質的溶解起到促進作用，促進P、K、Ca鹽等的溶解，從而全面改善土壤肥力，產生良性循環，同時與鹽生植物的菌根、根系活動對物理性狀的改善等均有關。這種相互促進的良性循環與郭艷玲[14]提出的土壤有機質含量與全氮、全磷以及根系活動呈正相關的結論一致。

2.5四翅濱藜定植后土壤酶活性變化

從圖1可以看出，于2008年4月和8月采樣的0～15 cm土壤中，脲酶活性均高于對照組，隨剖面深度的增加，對照組脲酶含量逐漸降低，同時四翅濱藜處理組也隨深度增加而降低。

從圖2可以看出，于2008年4月和8月采樣的0～15 cm土壤中，堿性磷酸酶活性均高于對照組，兩者之間相差20倍以上，隨剖面深度的增加，對照組堿性磷酸酶含量逐漸降低，同時四翅濱藜處理組也隨深度增加而降低。

四翅濱藜作為深根性樹種，其對土壤改良作用隨根系生長特點而會有不同趨勢，由于定植四翅濱藜后，土壤鹽分、pH值降低，養分提高，有利地改善了土壤質量，土壤酶活性和土壤養分含量在土層中的分布呈現一定的規律性，土壤酶活性和土壤養分含量存在一定的相關性[15]。土壤酶活性均隨著土層深度的增加而降低，這與許多研究者結論相似或一致[16-18]。

3結論

(1)通過種植四翅濱黎以后，種植地土壤各土層化學性質發生明顯變化，其中總鹽下降83.03%，pH值下降16.82%，有機質提高38.03%，速效氮增長50.32%，速效磷增長29.05%，速效鉀增長14.41%。

(2)有機質、速效氮、速效磷、速效鉀以20～40 cm、40～60 cm土層改良效果優于0～20 cm土層。這說明四翅濱藜不僅對短時間內表層脫鹽效果顯著，而且對提高深層有機質等營養元素具有明顯作用。

(3) 2008年4月和8月采樣0～15 cm土壤中，脲酶活性與堿性磷酸酶活性均高于對照組，隨剖面深度的增加，對照組脲酶和堿性磷酸酶含量逐漸降低，同時四翅濱藜處理組也隨深度增加而降低。

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