牧草對濱海鹽漬土主要陽離子的影響

張 濤， 張 倩， 田秀平， 程丹茹

(天津農學院 天津 300384)

世界鹽堿地總面積約達9.5438×108公頃，占陸地面積的1/4，并以每年1×106～1.5×106hm2的速度在逐漸擴大[1]。我國鹽堿化土地總面積為9.913×104hm[2],分別在濱海地區、黃淮海平原地區、西北半干旱地區和干旱地區以及東北、華北地區[3]。種植牧草可以改變鹽漬土理化性狀[4],改善土壤結構[5],面對鹽堿化加重以及人口增長對資源供求矛盾的逐步凸現，種植牧草已成為改良和利用鹽漬土區域的重要手段之一。紫花苜蓿、田菁[6]、早熟禾[7]、堿蓬[8]、小冠花[9]對鹽堿環境耐受性較強，是改良鹽堿地的先鋒牧草。

本項目針對濱海鹽堿地區土壤鹽含量高、淡水資源缺乏、地下水位高、土壤質量差等現狀[10]，研究牧草對濱海鹽漬土中Na+,K+,Ca2+,Mg2+離子影響的研究，該項目的實施可為濱海地區鹽漬土的改良和農業可持續發展提供參考，并可提高牧草產量，推動經濟發展。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗土壤

供試土壤取自天津市靜海縣，鹽度為輕度、中度、重度鹽漬土。原土的基本理化性質見表1，其測定方法是pH采用2.5:1水土比pH計法；水溶性鹽分總量(EC)采用電導法測定；土壤中硝態氮含量的測定采用紫外分光光度法；有效磷的測定采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法；速效鉀的測定采用乙酸銨浸提—火焰原子吸收分光光度法。

1.2 試驗牧草

牧草供試品種共5種，分別是紫花苜蓿(MedicagosativaLinn.)、田菁(SesbaniacannabinaPoir.)、早熟禾(PoapratensisLinn.)、結縷草(ZoysiajaponicaSteud.)、小冠花(CoronillabuxifoliaHance)，種子采購自天津市曹莊子花卉市場。

表1 供試土壤的基本化學性質Table 1 basic chemical properties of the tested soil

1.3 試驗設計

本試驗采用不同鹽度的濱海鹽漬土輕度、中度、重度鹽漬土，室內盆栽，種植5種牧草，3次重復。其中紫花苜蓿、田菁、小冠花均勻播種25粒，早熟禾和結縷草均勻播種100粒。定時澆水。栽培3個月，采集土壤，室內風干后磨碎過篩，進行分析測定。

1.4 土壤陽離子分析方法

Na+、K+、Ca2+測定采用火焰光度計法；Mg2+測定采用EDTA滴定法。

1.5 數據分析

利用Microsoft Excel 2003作圖，DPS軟件處理數據。

2 結果與分析

2.1 不同牧草對鹽漬土中水溶性Na+含量的影響

圖1縱坐標的△表示的是原土與試驗結束后土壤中可溶性陽離子的差值(下同)，從中可以看出，種植不同牧草的不同鹽度的土壤中水溶性Na+含量均有所降低。輕度鹽漬土中水溶性Na+含量降低效果基本相當，其中種植結縷草的土壤中水溶性Na+含量降低最多，小冠花降低最少；而中度鹽漬土中種植小冠花的土壤中水溶性Na+含量降低最多，田菁降低最少；重度鹽漬土中，紫花苜蓿、田菁、早熟禾可能受到鹽度增加的脅迫，相較于種植結縷草和小冠花的土壤中水溶性Na+含量降低數值減小。相比之下，種植五種牧草的中度鹽漬土中水溶性Na+含量降低的最多，結縷草和小冠花受鹽度的脅迫較小。

由圖2可知，種植不同牧草前后輕度鹽漬土和中度鹽漬土中水溶性Na+含量變化顯著(P<0.05)，重度鹽漬土中水溶性Na+含量基本無變化。

2.2 不同牧草對鹽漬土中水溶性K+含量的影響

結縷草使輕度鹽漬土中的水溶性K+含量增加，其他牧草對不同鹽度的土壤中的水溶性K+含量均有降低效果(圖3)。土壤中Na+含量太高導致植物體內K+、Na+失去平衡，造成水分脅迫，影響植物細胞內的正常生理代謝。輕度鹽漬土種植田菁的土壤中水溶性K+含量降低最多，結縷草受鹽脅迫最小。中度鹽漬土種植紫花苜蓿的土壤中水溶性K+含量降低最多，種植結縷草的土壤中水溶性K+含量雖然有所下降，但受鹽脅迫仍最小。重度鹽漬土種植小冠花的土壤中水溶性K+含量降低最多，種植結縷草的土壤中水溶性K+含量降低最少。由此推斷，結縷草可能吸收了土壤中的一部分Na+，從而使其對土壤中水溶性K+含量的影響減小。

圖1 不同鹽漬土種植牧草前后土壤中水溶性Na+含量變化的差異`Fig.1 Changes of water-soluble Na+ content difference in saline soil planting different forage grasses注：紫花苜蓿(M)、田菁(T)、早熟禾(Z)、結縷草(J)、小冠花(X)，下同Note: Alfalfa(M), Abundance(T), Poa(Z), Zoysia(J), Corona(X)，the same as below

圖2 種植不同牧草前后土壤中水溶性Na+含量的差異Fig.2 Differences of water-soluble Na+ content in different saline soils before and after planting grasses

圖4顯示，種植不同牧草前后輕度鹽漬土中水溶性K+含量差異不顯著；中度鹽漬土中水溶性K+含量差異呈極顯著(P<0.01)，其中紫花苜蓿使土壤中的水溶性K+含量變化最顯著；重度鹽漬土中水溶性K+含量差異也呈極顯著(P<0.01)，種植紫花苜蓿和小冠花前后土壤中水溶性K+含量差異最顯著。

圖3 不同鹽漬土種植牧草前后土壤中水溶性K+含量變化的差異Fig.3 Changes of water-soluble K+ content difference in saline soil planting different forage grasses

圖4 種植不同牧草前后土壤中水溶性K+含量的差異Fig.4 Differences of water-soluble K+ content in different saline soil after planting grasses

2.3 不同牧草對鹽漬土中水溶性Ca2+含量的影響

圖5表明，輕度鹽漬土中，種植田菁和小冠花的土壤中水溶性Ca2+含量與原土相比有所增長，而種植其他3種牧草的土壤中水溶性Ca2+含量均有所下降，小冠花使水溶性Ca2+含量增長的最多，紫花苜蓿使其降低的最多。在中度鹽漬土中，只有種植小冠花的土壤中水溶性Ca2+含量增多，其余均降低，種植結縷草的土壤中水溶性Ca2+含量降低最多。種植五種牧草的土壤中可溶性Ca2+含量都有所降低，結縷草使Ca2+降低最多，早熟禾降低最少。

圖5 不同鹽漬土種植牧草前后土壤中水溶性Ca2+含量變化的差異Fig.5 Changes of water-soluble Ca2+ content difference in saline soil planting different forage grasses

圖6 種植不同牧草前后土壤中水溶性Ca2+含量的差異Fig.6 Differences of water-soluble Ca2+ content in different saline soil after planting grasses

由圖6可知，輕度鹽漬土中，種植紫花苜蓿和小冠花前后土壤中水溶性Ca2+含量差異顯著(P<0.05)，而其它基本無變化；在中度鹽漬土中，種植五種牧草前后土壤中水溶性Ca2+含量均差異顯著(P<0.05)，其中種植結縷草前后土壤中水溶性Ca2+含量變化最顯著；而重度鹽漬土中，種植這五種牧草前后土壤中水溶性Ca2+含量均變化不顯著。

2.4 不同牧草對鹽漬土中水溶性Mg2+含量的影響

種植五種牧草的不同鹽度的土壤中水溶性Mg2+含量與原土相比均有所降低(圖7)，輕度鹽漬土中，種植紫花苜蓿的土壤中水溶性Mg2+含量降低最多，而種植小冠花的土壤中水溶性Mg2+含量降低最少。種植早熟禾的土壤中水溶性Mg2+含量降低最多，同樣種植小冠花的土壤中水溶性Mg2+含量與原土相比基本無變化。種植早熟禾的土壤中水溶性Mg2+含量依然降低最多，而種植紫花苜蓿的土壤中水溶性Mg2+含量降低最少。種植五種牧草前后輕度和中度鹽漬土中可溶性Mg2+含量基本無變化，只有重度鹽漬土中水溶性Mg2+含量差異呈極顯著(P<0.01)，其中種植早熟禾的土壤中水溶性Mg2+含量差異最顯著(圖8)。

圖7 不同鹽漬土種植牧草前后土壤中水溶性Mg2+含量變化的差異Fig.7 Changes of water-soluble Mg2+ content difference in saline soil planting different forage grasses

圖8 種植不同牧草前后土壤中水溶性Ca2+含量的差異Fig.8 Differences of water-soluble Ca2+ content in different saline soil after planting grasses

3 討論與結論

3.1 Na+在牧草生長過程中在土壤內的變化情況

牧草對降低土壤鹽度有一定效果[4]，試驗發現五種不同牧草對NaCl的敏感程度不同的，從輕度鹽漬土到中度鹽漬土，Na+含量降低幅度增加。重度鹽漬土鹽度超過了紫花苜蓿、田菁、小冠花耐鹽負荷，種植前后土壤中水溶性Na+含量差異不大，而結縷草和小冠花受鹽度脅迫較小，但差異仍然不大。據此可知，五種牧草在吸收土壤中水溶性Na+時，對土壤鹽度的承受可能存在一個相應的臨界值。

3.2 K+在牧草生長過程中在土壤內的變化情況

鉀以離子狀態溶解于植物胞內和胞間[7],它的主要功能影響著植物的新陳代謝。當土壤鹽度逐漸增加時，Na+含量越來越高，鹽脅迫明顯抑制作物對鉀離子的吸收。輕度鹽漬土中，NaCl含量不高，種植牧草前后土壤中水溶性K+含量變化不大，可能Na+還沒有影響植物對水溶性K+的吸收。而中度和重度鹽漬土中，水溶性K+含量差異呈極顯著，隨著Na+的增多，牧草吸收K+越來越多，種植紫花苜蓿和小冠花的土壤中水溶性K+含量差異尤其顯著，即兩種牧草吸收K+較多。

3.3 Ca2+在牧草生長過程中在土壤內的變化情況

Ca2+對植物細胞的結構和生理功能有重要作用，并能調節體內介質的生態平衡。隨著鹽度的增加，吸收Ca2+的牧草越來越多[8]。輕度鹽漬土中，種植紫花苜蓿和小冠花的土壤中前后水溶性Ca2+含量變化顯著，前者Ca2+降低最多，后者Ca2+增長最多。種植小冠花的鹽漬土直到達到重度鹽度時水溶性Ca2+含量才有所降低，推測小冠花受鹽脅迫大。中度鹽漬土中的水溶性Ca2+含量變化顯著，而重度鹽漬土中，種植牧草前后土壤中水溶性Ca2+含量差異不大，即鹽度太過高會影響植物對水溶性Ca2+的吸收。

3.4 Mg2+在牧草生長過程中在土壤內的變化情況

鎂在營養元素中屬于吸收較少的元素[9]，在輕度鹽漬土壤中水溶性Mg2+含量差異不顯著，當NaCl達到一定濃度時，種植這五種牧草前后土壤中水溶性Mg2+含量變化呈極顯著，早熟禾吸收土壤中水溶性Mg2+含量最多。從而推測，高濃度NaCl促進牧草吸收土壤中水溶性Mg2+。

種植不同牧草前后，水溶性Ca2+、Mg2+含量變化不顯著，而根據水溶性Na+、K+含量的變化，種植結縷草的土壤中水溶性Na+含量降低幅度最大且水溶性K+受鹽度脅迫小，故對于供試土壤，結縷草降低鹽漬土陽離子的效果最佳。