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        多年深松修復對鹽堿土壤化學性質影響試驗研究

        2014-09-05 05:50:21徐文彬
        黑龍江水利科技 2014年12期
        關鍵詞:松嫩平原鹽堿土鹽堿

        徐文彬,向 麗

        (黑龍江省江川農場水務局,黑龍江 樺川 154302)

        多年深松修復對鹽堿土壤化學性質影響試驗研究

        徐文彬,向 麗

        (黑龍江省江川農場水務局,黑龍江 樺川 154302)

        為評價黑土區(qū)蘇打鹽堿土多年深松改效果,分別在鹽堿土壤、修復土壤、耕地土壤取土,分析土壤化學性質指標,研究黑土區(qū)蘇打鹽堿土多年深松后土壤化學性能修復情況。結果表明土壤經過多年反復深松后,土壤的pH值下降幅度明顯,土壤陽離子交換量和電導率變化不大,土壤養(yǎng)分有所改善,但沒有達到耕地土壤養(yǎng)分含量水平。多年深松后鹽堿土壤化學性質有所改善。

        鹽堿土;深松;化學性質;材料;方法

        0 前 言

        東北地區(qū)是世界三大蘇打鹽堿土分布區(qū)域之一,面積不斷擴大,其中松嫩平原是鹽堿土分布的主要地區(qū)。

        土壤中鹽分以NaHCO3和Na2CO3為主,土壤呈強堿性,pH值高達8.5,嚴重地區(qū)高達10左右,嚴重影響作物生長和植被覆蓋[1]。

        同時松嫩平原又是我國重要的商品糧基地和糧食主產區(qū),所以松嫩平原鹽堿土壤改良治理意義重大。

        通過有效手段降低土壤鹽分是改善鹽堿地土壤狀況的重要手段,土壤深松作為中國傳統(tǒng)農業(yè)的必要措施,對農業(yè)可持續(xù)發(fā)展有巨大貢獻[2]。本研究通過對松嫩平原鹽堿土區(qū)域多年深松后,對比分析鹽堿土壤、修復土壤、耕地土壤取土,檢測土壤化學性質,為鹽堿土壤改良技術提供支持。

        1 材料與方法

        選擇黑龍江省大慶蘇打鹽堿土地區(qū)為研究區(qū)域,該區(qū)受大陸性季風氣候影響,冬季漫長干燥,夏季短促溫熱,春季多風少雨,秋季晴朗氣爽。該區(qū)域水資源缺乏,雨量稀少,降雨時空分布不均,80%以上降水量集中在7、8、9月份,多年平均降水量430 mm,多年平均蒸發(fā)量1 645 mm,是降水量的3~4倍。

        利用深松機在鹽堿土壤區(qū)域深松作業(yè),在不破壞土壤上下層位的基礎上使土體膨松,松土深度為50 cm左右。

        為提高土壤樣品的代表性,避免主觀誤差,蛇形取樣,分別采集0~20 cm土壤,每一點采取的土樣厚度、深淺、寬狹大體一致。分別在鹽堿土壤、修復土壤、耕地土壤取土,不同類型土壤取3個樣品重復試驗,檢測土壤化學性質指標,檢測指標和試驗方法如表1所示。

        2 結果與分析

        2.1 深松修復對土壤PH值的影響

        土壤pH值是代表土壤固相處于平衡的土壤溶液中氫離子濃度的負對數(shù),受土壤內在性質和外界環(huán)境條件的共同影響[3-4]。

        它與土壤中養(yǎng)分存在的狀態(tài)、有效性、遷移轉化、土壤的理化性質密切相關,同時土壤酸堿度與微生物活動也有密切關系,對于土壤中的氮素的硝化作用和有機質礦化作用,都有很大影響,因此土壤酸堿度關系到作物的生長和發(fā)育。

        定土壤的pH值,可以大致了解土壤是否發(fā)生堿化以及堿化程度,為改良和利用鹽漬化土壤提供依據(jù)。

        表1 土壤化學指標檢測方法

        不同土壤類型pH值見圖1,可以看出,修復土壤PH值為8.45低于鹽堿土壤PH值9.52,稍高于耕地土壤PH值8.27。說明在鹽堿土壤多年連續(xù)深松修復后,土壤pH值下降幅度明顯,比較接近耕地土壤pH值。

        圖1 不同類型土壤pH值

        2.2 深松修復對土壤CEC的影響

        土壤陽離子交換量CEC是指土壤膠體所能吸附的各種陽離子的總量,CEC影響土壤緩沖能力大小,是衡量土壤保肥能力和改善土壤性能的參考依據(jù)。陽離子交換量是土壤緩沖性能的主要來源,是改良土壤和合理施肥的重要依據(jù)[5-7]。

        因此CEC測定對于反映土壤負電荷總量及表征土壤性質具有重要作用。圖2為不同土壤類型CEC值。

        圖2 不同類型土壤CEC值

        從圖中可以看出,3種土壤CEC值差異不大,分別為23.07 cmol/kg、22.42 cmol/kg、21.41 cmol/kg,可能是當?shù)赝寥繡EC值高低主要取決于土壤黏粒的多少和土壤礦物的種類。

        2.3 深松修復對土壤電導率的影響

        圖3 不同類型土壤電導率

        圖3顯示的是不同類型土壤電導率對比圖,從圖中可以看出鹽堿土經過深松修復后,土壤溶液的導電性能有所降低,但水溶性鹽含量還處于較高水平,說明單純的深松不能有效地降低土壤水溶性鹽含量,隨著水分蒸發(fā)和降雨入滲淋洗,土壤中的鹽分在土壤中遷移運動,沒有有效地減少土壤中鹽分含量[8-9]。

        2.4 深松修復對土壤水溶性陽離子的影響

        由于松嫩平原西部鹽堿化土壤屬于蘇打堿化土壤,顯著特點就是含有大量嚴重危害作物生長的Na2CO3。

        Na2CO3含量高,所以交換性鈉含量高,致使土壤板結,通氣透水性較差,影響植被生長。只有減少土壤中Na2CO3的含量,才能有效降低土壤堿性。

        表2為不同土壤水溶性陽離子含量表,從圖中可以看出,鹽堿土經過多年深松處理后土壤Na+含量有所下降,Na+并非植物生長所必須的大量元素,反而Na+含量過高不僅提高了土壤溶液滲透勢,使土壤物理性狀惡化,而且增強了對植物根系的毒害作用[10]。

        經過多年深松修復后土壤Na+含量為13.16 cmol/kg,低于未修復區(qū)域土壤Na+含量19.19 cmol/kg,說明土壤中NaHCO3和Na2CO3含量降低。分析這一結果產生的原因可能有2點:

        1)因為深松后土壤化學性能得到改善,部分Na+會隨降雨土壤入滲被淋洗下層土壤。

        2)土壤pH值降低后,促進了土壤中碳酸鈣、鎂鹽的溶解,使溶液中交換性Ca2+和Mg2+含量增加,致使土壤表面的交換性Na+含量降低[11]。

        表2 不同土壤水溶性陽離子含量

        2.5 修復對土壤養(yǎng)分和全碳的影響

        土壤經過深松后,形成虛實并存的土壤結構,有利于土壤的氣體交換,增強土壤透氣性,促進微生物的活化和礦物質的分解,改善土壤肥力。

        表3 土壤養(yǎng)分

        表3為不同類型土壤養(yǎng)分表,經過多年深松修復后,和鹽堿土壤相比,修復土壤全氮、速效磷含量有所增加,增幅不明顯。

        速效鉀含量為24.83,和鹽堿土壤相比增加19.15%。土壤中全碳含量為1.29%,和鹽堿土壤全碳含量相比增加79%,沒有達到耕地土壤全碳含量。

        3 結 論

        結論有3點:

        1)土壤經過多年反復深松后,增大了土壤孔隙率,提高土壤蓄水能力,增強降水入滲,從而降低了土壤水分的蒸發(fā)散失和徑流損失,減少土壤鹽分隨土壤水分蒸發(fā)而遷移,從而降低了土壤的pH值。

        2)多年反復深松后土壤陽離子交換量和電導率變化不大,可能是當?shù)赝寥繡EC值高低主要取決于土壤黏粒的多少和土壤礦物的種類。

        3)多年反復深松后土壤養(yǎng)分有所改善,但沒有達到耕地土壤養(yǎng)分含量水平。

        [1]李取生,李秀軍,李曉軍,等.松嫩平原蘇打鹽堿地治理與利用[J].資源科學,2003,25 (01):15-20.

        [2]張殿發(fā),王世杰.吉林西部土地鹽堿化的生態(tài)地質環(huán)境研究[J].土壤通報,2002,33(02):90-93.

        [3]楊勁松.中國鹽漬土研究的發(fā)展歷程與展望[J].土壤學報,2008,45(05).

        [4]宋長春,何巖,鄧偉.松嫩平原鹽漬土壤生態(tài)地球化學[M].北京:科學出版社,2003:7.

        [5]王晶.松嫩平原鹽漬土的發(fā)展演化與影響因素[J] .吉林農業(yè)科學,1995(02):66-71.

        [6]裘善文.松嫩平原鹽堿地與風沙地農業(yè)發(fā)展研究[C].北京:科學出版社,1997:44-53.

        [7]姚榮江,楊勁松,劉廣明.東北地區(qū)鹽堿土特征及其農業(yè)生物治理[J].土壤,2006,38(03):256-262.

        [8]郭繼勛,姜世成,孫剛.松嫩平原鹽堿化草地治理方法的比較研究[J].應用生態(tài)學報,1998,9(04):425-428.

        [9]劉興土.松嫩平原退化土地整治與農業(yè)發(fā)展[M] .北京:科學出版社,2001:93-95.

        [10]黃書濤.黃河三角洲鹽堿地土壤脲酶活性與土壤性質的通徑分析[J].山東農業(yè)大學,2007(06):89-91.

        [11]楊富億.吉林省西部鹽堿地稻田養(yǎng)魚研究[J].吉林農業(yè)大學,1997(04):87-93.

        1007-7596(2014)12-0028-03

        2014-05-19

        徐文彬(1977-),男,山東莒縣人,工程師;向麗(1973-),女,湖南大庸人,助理工程師。

        S156

        B

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