河西走廊紫花苜蓿對鹽堿土改良作用的研究

楊彬,陳修斌,楊德江

(甘肅河西學院農業與生物技術學院,張掖,734000)

河西走廊紫花苜蓿對鹽堿土改良作用的研究

楊彬,陳修斌,楊德江

(甘肅河西學院農業與生物技術學院,張掖,734000)

為合理利用鹽堿化土地資源,提高土地利用率,在河西走廊鹽堿土上連作紫花苜蓿。試驗結果表明,紫花苜蓿連作5 a后,土壤含水量由試驗前的28.5%降至9.8%,總孔隙度由45.2%升至58.4%,＞0.25 mm團粒結構由38.5%上升到64.2%,全鹽含量從7.3 g/kg降至2.2 g/kg,有機質含量由8.1 g/kg升至12.1 g/kg,土壤速效N、P、K含量也隨之增加。種植紫花苜蓿不但改善了土壤結構,提高了鹽堿土壤的生產力,同時也促進了畜牧業的發展和草畜平衡,減少了水土流失,改善了環境條件。

紫花苜蓿；鹽堿土；改良作用；河西走廊

河西走廓位于北緯37°11′～40°09′,東經93°23′～104°12′,海拔1 138～2 311 m,東西長1 200 km,南北寬40～100 km,屬溫帶大陸性氣候,區內光、熱、水、土等自然資源充足,利于農作物生長,是全國十大商品糧基地之一。近年來,隨著社會經濟的發展和人口的增加,土壤荒漠化程度加劇,鹽堿荒地面積已達8.35×105hm2[1],嚴重制約河西農業的可持續發展。為了合理開發利用鹽堿化土地資源,提高土地利用率,于2004-2009年開展了紫花苜蓿對鹽堿土改良作用的試驗研究,取得了較好的研究效果。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2004-2009年在河西走廊中部的張掖市甘峻鄉進行。區內海拔1 286 m,年均溫度9.4℃,≥10℃積溫3 020℃,年均降雨量142.6 mm,年均蒸發量2 364.6 mm,無霜期150 d左右。供試土壤為灰漠土,輕壤質地。0～30 cm耕層理化性質為:土壤含水量28.5%,總孔隙度45.2%,＞0.25 mm團粒結構38.5%,含全鹽7.3 g/kg、有機質8.10g/kg、堿解氮30.20 mg/kg、速效磷5.6 mg/kg、速效鉀132.3 mg/kg, pH值7.78。

1.2 試驗設計

試驗設種植紫花苜蓿1 a、2 a、3 a、4 a、5 a和灰漠土荒地(CK)共6個處理。小區面積60 m2,隨機區組排列,3次重復。每年4月20日播種,采用條播法,行距25 cm,播種量30 kg/hm2,深度2 cm。供試紫花苜蓿品種為凱恩(Kane)。播前每1 hm2施廄肥45 t,磷酸二氫銨300 kg,全部作基肥施入耕作層。

1.3 測定項目與方法

在種植紫花苜蓿1 a、2 a、3 a、4 a、5 a后的土地上,采集耕層0～30 cm的3次重復的混合土樣,自然風干。采用常規方法[2]測定土壤含水量、總孔隙度、＞0.25 mm團粒結構、土壤有機質含量、堿解氮含量、速效磷含量、速效鉀含量。

2 結果與分析

2.1 對土壤物理性質的影響

①對土壤含水量的影響紫花苜蓿根系發達,須根主要分布在0～30 cm耕作層中,從圖1可以看出,種植紫花苜蓿1 a、2 a、3 a、4 a、5 a后,0～30 cm耕作層中的含水量與CK相比,分別降低3.2%、4.7%、7.9%、13.3%和18.7%,說明隨著紫花苜蓿種植年限的延長,主側根增粗、增長,地上部分枝葉增多,蒸騰作用增強,導致土壤含水量逐年下降。

圖1 紫花苜蓿種植年限對土壤含水量的影響

②對土壤總孔隙度和團粒結構的影響 土壤孔隙度影響土壤團粒結構,從圖2可知,在種植紫花苜蓿1 a、2 a、3 a、4 a、5 a后,0～30 cm土層內土壤總孔隙度與CK相比,分別增加3.4%、5.1%、 8.5%、11.4%和13.2%,＞0.25 mm團粒結構與CK相比,分別增加11.0%、16.3%、20.1%、21.8%、25.7%。說明隨著紫花苜蓿連作時間的增加,土壤總孔隙度提高,有效改善了土壤通透性能,同時紫花苜蓿根系發達,地下部分枯根和地上部分落葉進入土壤,形成了腐殖質,有效增加了土壤團粒結構。

圖2 紫花苜蓿種植年限對孔隙度和團粒結構的影響

2.2 對土壤化學性質和養分含量的影響

①對土壤全鹽和有機質含量的影響從圖3可知,種植紫花苜蓿1 a、2 a、3 a、4 a、5 a后,0～30 cm土層內土壤全鹽含量與CK相比,分別下降1.2、1.6、2.5、3.7、5.1 g/kg,有機質含量分別增加0.8、1.2、2.1、3.2、4.0 g/kg,說明種植紫花苜蓿有效抑制了土壤返鹽,增加了土壤有機質含量,對土壤有較好的改良作用。

圖3 紫花苜蓿種植年限對土壤全鹽和有機質含量的影響

圖4 紫花苜蓿種植年限對土壤速效N、P含量的影響

②對土壤堿解氮、速效磷、速效鉀含量的影響隨著紫花苜蓿種植年限的延長,0～30 cm土層內土壤堿解氮、速效磷逐年增加。種植紫花苜蓿1 a、2 a、3 a、4 a、5 a后,與CK相比,土壤堿解氮含量分別增加3.3、7.6、10.4、13.6、18.5 mg/kg,速效磷含量分別增加3.3、5.0、7.9、11.1、12.8 mg/kg(圖4),速效鉀含量分別增加16.1、24.0、28.9、35.5、37.4 mg/kg(圖5)。說明在河西走廊鹽堿土上種植紫花苜蓿,能有效提高土壤中速效N、P、K的含量,以速效N的含量增幅最為明顯,這是由于紫花苜蓿根部形成大量根瘤菌,具有固氮作用[3],再加上一部分老根和地上莖葉腐爛進入土壤,增加了土壤養分含量。

2.3 對紫花苜蓿鮮草產量的影響

紫花苜蓿在連作1 a、2 a、3 a、4 a、5 a后,其鮮草產量分別為26.5、32.8、36.2、42.6、48.3 t/hm2(圖6),連作年限與產量之間的回歸方程為=5.34+21.26 (=0.992 9)。說明,隨著紫花苜蓿連作年限的延長,土壤結構改善,土壤養分含量明顯增加,紫花苜蓿產量逐年提高。

圖5 紫花苜蓿種植年限對土壤速效K含量的影響

圖6 種植年限對紫花苜蓿鮮草產量的影響

3 結論

在河西走廊鹽堿土地上種植苜蓿5 a后,土壤含水量由試驗前的28.5%降至9.8%,總孔隙度由45.2%升至58.4%,＞0.25 mm團粒結構由38.5%上升到64.2%,全鹽含量從7.3 g/kg降至2.2 g/kg,有機質含量由8.1 g/kg升至12.1 g/kg,土壤中速效N、P、K含量也隨之增加。種植紫花苜蓿后,不但改善了土壤結構,使其理化性狀逐步趨向良性循環[4],土壤疏松,透氣透水性能好,提高了鹽堿土壤的生產力,而且也促進了畜牧業的發展和草畜平衡,減少了水土流失,改善了環境條件。

[1]王繼和.甘肅治沙理論與實踐[M].蘭州:蘭州大學出版社, 1999:34-35.

[2]中國土壤學會農業化學專業委員會.土壤農業化學常規分析方法[M].北京:科學出版社,1984.

[3]郭玉泉,王玉芬,高翔.種植紫花苜蓿對土壤養分的影響[J].四川草原,2000(4):20-24.

[4]李月芬,楊潔,林年豐,等.黃花草木樨改良鹽堿土的試驗研究[J].水土保持通報,2004,24(1):8-11.

Roles of Planting Alfalfa on Improving Saline-alkali Soil in Hexi Corridor

In order to make full use of saline-alkali soil resources and improve the land utilization rate,we planted alfalfa on saline-alkali soil continuously in Hexi corridor.The results showed that,after five years of continuous cropping of alfalfa,soil water content was decreased from 28.5%to 9.8%,with the total porosity increased from 45.2%to 58.4%,the granular structure (＞0.25 mm)proportion increased from 38.5%to 64.2%,the total salt content reduced from 7.3 g/kg to 2.2 g/kg,the organic content increased from 8.1 g/kg to 12.1 g/kg,and the contents of K,P and N were also increased. Planting of alfalfa not only improved the soil structure and productivity of the saline-alkali soil,but also promoted the development of animal husbandry and the balance between forage and animal,and reduced the water and soil loss and improved the environment conditions.

Alfalfa；Saline-alkali soil；Improve role；Hexi corridor

10.3865/j.issn.1001-3547.2013.02.023

楊彬（1977-）,男,碩士,講師,主要從事植物營養與施肥技術研究,E-mail:yangbinjxq@163.com

2012-10-24