不同鹽堿地改良的不同方法?摘要：我國具有豐富的鹽生植物資源,為鹽堿土的改良和生态重建及其鹽生植物資源的利用提供了資源保障,對利用鹽生植物改良鹽堿土壤和土壤修複後鹽生植物綜合利用途徑進行了綜述,為今後鹽生植物的開發利用提供參考，今天小編就來說說關于不同鹽堿地改良的不同方法?下面更多詳細答案一起來看看吧!

不同鹽堿地改良的不同方法

摘要：我國具有豐富的鹽生植物資源,為鹽堿土的改良和生态重建及其鹽生植物資源的利用提供了資源保障,對利用鹽生植物改良鹽堿土壤和土壤修複後鹽生植物綜合利用途徑進行了綜述,為今後鹽生植物的開發利用提供參考。

關鍵詞： 土壤改良 鹽生植物 自然地理學 資源化利用

我國鹽堿土面積為9900萬hm2,主要分布在東北平原,西北幹旱、半幹旱地區,黃淮海平原及東部沿海地區。其中,黃海、渤海和東海的海岸沿線鹽堿土面積約800萬hm2[1]。随着蔬菜大棚等現代農業設施的迅猛發展,盲目施肥、不合理輪作加上缺少雨水淋溶,緻使鹽分在耕作層大量積累,土壤出現不同程度次生鹽漬化,進而誘發棚内作物各種生理障礙,是新時期、新業态下的鹽堿土改良新需求。

鹽堿地天然生長的許多植物,不僅能适應不良的鹽漬環境,還能改造鹽堿土壤,建立逆境中的特色小生态系統。20世紀90年代以來,許多學者就将其作為生物手段修複鹽堿地的天然寶貴資源,進行了大量的研究。

1、耐鹽植物資源

1980年,Greenway和Munns提出,能在滲透勢為3.3bar(相當于70mm單價鹽)以上滲透壓鹽水生境中生長的自然區系,稱為鹽生植物[2]。通過自身特有的生理生化特性、分子機制降低鹽脅迫損害,如阻止或排出鹽堿的方式,耐鹽植物能适應鹽堿環境。據統計,自然界中已發現鹽生植物1560餘種,117科,550餘屬。我國有豐富的鹽生植物資源,達到502種,71科,218屬,約占世界鹽生植物總量的四分之一,其中耐鹽植物最多的有藜科106種、菊科72種、禾本科53種和豆科33種,4科種數總和約占我國鹽生植物的52.6%[3]。

濱海地區常見的品種為海濱錦葵、堿蓬、中亞濱藜、狹葉香蒲、二色補血草、西伯利亞白刺、地膚等[4]。在西北内陸幹旱地區以堿蒿、畫眉草、鹽地堿蓬、風毛菊、鹽角草、濱藜、芨芨草、蛛絲蓬、黃毛頭、以及楊樹、胡楊等喬木較為常見[6]。

随着研究的深入,耐鹽植物的研究範圍逐步擴大到園林、藥用、谷物及油料作物等經濟作物中,如藥、食兩用的馬齒笕[5]、廣泛用作景觀的“白葉植物”——芙蓉菊,優良飼草替代物的檸條,優質油料作物的油用向日葵等,不僅可創造生态效益,也帶來可觀的經濟收益。

2、植物耐鹽性評價

應用耐鹽植物首先應明确其耐鹽的适應範圍,及對鹽生植物的耐鹽性進行鑒定評價。許多研究學者也都試圖從植物株體、組織、分子水平,尋找、篩選更合理、更加可操作性的特定指示耐鹽性的評價指标。基于植物耐鹽性機制的錯綜複雜性,受植物多基因控制的,但也有研究表明,Cl-、Na 吸收受單個基因控制。但外部表現為,即使在種内,也存在差異。植物耐鹽性的鑒别體系有待進一步建立。

從植物生境上分類,可分為形态指标、生長量指标、土壤指标及植物生理生化指标。但生理代謝過程不同,表現出的生理指标也不同。因此,各項生理指标必須結合植物的結構特點和鹽脅迫下生理指标的變化趨勢,才能較為準确地綜合評價植物抗鹽能力大小。近年來,國内外較為認同的生理指标有:膜透性、丙二醛、POD活性、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、脫鹽率。結合不同鹽濃度條件下的種子發芽試驗、盆栽試驗和田間試驗進行綜合評價。

值得注意的是,雖然耐鹽植物能适應不良的鹽土環境,但是它們的耐鹽能力受到生源地和生長階段的影響。此外,包括農藝措施,如種植密度、施肥都對改良效果有直接影響。

3、耐鹽植物修複鹽堿土壤的應用

耐鹽植物修複鹽堿地的品種選擇,以鄉土植物為主。目前,已經用于改良鹽堿土的耐鹽植物有翅堿蓬、千金子、鼠尾栗、狗牙根、波斯車軸草、羊草、紫花苜蓿、大黍、芒稷、木麻黃、無脈相思樹,以及鹽角草、堿蓬、星星草等。

耐鹽植物對鹽堿土改良應用技術基礎分為以下三方面:一是耐鹽生物在生命周期内帶走土壤中的鹽分,改善鹽堿土壤,特别是一年生鹽生植物;二是提高了土壤植被覆蓋率,減少土壤表面水分增發,減少耕作層中的鹽分積累;三是耐鹽植物根系的呼吸作用及有機質分解,改善土壤結構、增加土壤養分含量,改善土壤理化性質。

鹽堿地的修複按地域分為沿海灘塗鹽堿地改良和内陸鹽堿地改良。

3.1沿海灘塗鹽堿地改良

濱海鹽土具有全鹽含量高,地下水位高,改良的難度大的特點。張立賓等利用堿蓬對濱海鹽漬土進行改良,得出:随着時間的延長,3年後土壤脫鹽率可達26.83%,土壤有機質增加56.1%,全年增加166.7%,速效P增加193.7%,速效K增加38.1%,取得了較好的效果。張夢璇等研究了不同白榆品系對濱海鹽堿地的改良效果研究,認為白榆可降低土壤中鹽離子及全鹽含量,不同品系對照的土壤全鹽含量降低了55%-63%。盧興霞等以種植在濱海鹽堿地6年(苗齡3年)的國槐和刺槐人工純林為研究對象,比較了不同林木在不同季節對土壤理化性質的影響。結果表明:秋季國槐對鹽堿地理化性質的改良效果好于刺槐,國槐的脫鹽率達到66.51%,土壤容重降低了23.4%,總孔隙度增加了36.94%,同時,Cl-、Ca2 、Na 含量顯著降低了50.00%、51.85%、41.76%。馬齒苋也是一種高耐鹽性植株。在NaCl濃度為160mmol/L時,萌發率高達37.46%,在鹽脅迫下,具有集聚重金屬,如Cu、Se、Al等的能力,用于修複鹽堿地或重金屬污染水質[5]。

3.2内陸鹽堿地改良

西北内陸地區,幹旱及晝夜溫差大,土壤易發生鹽堿化,影響農業可持續發展。沙棗是我國幹旱半幹旱地區鹽堿地改良的先鋒樹種。武海雯等從土壤養分變化、生物固氮、凋落物和細根分解等方面分析了沙棗改善鹽堿土壤養分的程度及途徑,從數量角度闡述沙棗的養分輸送關鍵過程及土壤鹽堿程度的影響,進一步認識沙棗對鹽堿地的改良作用。張永宏在甯夏銀北鹽堿地上種植紅豆草、苜蓿、聚合草、小冠花、葦狀羊茅,開展了脫鹽效果研究。實驗表明種植1年後,耐鹽植物可使鹽堿地0～20cm、0～100cm土層平均土壤脫鹽率分别達31.1%和19.1%,同時,可促進土壤團粒結構的形成,改善土壤理化性質,使土壤有機質、速效氮有所增加。任崴等通過2年直接種植比較耐鹽的禾本科牧草,0～40cm土壤的脫鹽率可達67.3%以上,種植直根系作物枸杞3年後,同樣土層土壤的脫鹽率為78.7%,效果與成本均優于傳統灌水洗鹽。

4、鹽生植物資源化利用途徑與産業鍊延伸

目前,在鹽堿土壤上引種和馴化有經濟價值的鹽生植物和耐鹽植物研究已取得很大的進展和成就。許多耐鹽植物的果實、種子、葉片、塊根等都含有豐富的營養成分,可以作為新型的食品原料、飼料、藥材、蔬菜、園林綠化品種,一些鹽生植物同時具有多方面的用途。

4.1功能性成分提取

功能性成分提取是研究資源化利用途徑中,獲得高附加值和經濟效益的重要途徑。翅堿蓬俗稱海蓬菜,民間有涼拌或做餡料食用習慣,具有清熱解毒、降低血壓、助消化等功效。胡博路等采用有機溶劑和水提取翅堿蓬活性物質,開展了提取物抗氧化活性成分研究。通過TBA法發現提取物對O2-有較強的清除作用,具有較強的抗氧化作用。石紅旗等用乙醇從翅堿蓬中提取出水溶性花青素類紅色素,易氧化,認為可開發成為具有保健功能的食品、食品添加劑等。馬齒苋含有豐富蛋白質、多糖、有機酸、礦物質等,同時具有保健功效的總黃酮。王錦軍等的研究中,首次從總黃酮中分離出芹菜素、山萘酚、木犀草素、槲皮素[5]。

4.2藥用鹽生植物的開發

野生鹽生植物中,具有藥用價值的占有較高比例。段代祥等通過對山東鹽堿地野生植物實地調查發現,山東鹽堿地野生植物有40科93屬144種,其中藥用鹽生植物達到34科60屬88種,藥用部位涉及全草、果實、種子等。其中,草麻黃的草質莖平喘、止咳、利水;根可止汗;甘草的根及根狀莖補脾益氣、清熱解毒、祛痰止咳、緩急止痛;甯夏枸杞果實可滋補強壯、益精明目;根皮可清熱虛熱、涼血;補血草具有收斂、止血、清熱、祛濕的功效。芙蓉菊為菊科蕲艾屬植物,别名海芙蓉、白艾等,醫書記載芙蓉菊葉可用于治療風寒感冒,癰疽,疔瘡;而其根則能祛風濕,用于治療風濕關節痛、胃脘冷痛等。在我國華南地區民間用于治療糖尿病,臨床效果良好。目前僅釣魚島還尚存部分原生态群落。2003年,浙江蒼南漁寮鄉開始人工栽培,形成了規模的栽培基地。

4.3油料系列原料開發

油葵能夠适應鹽堿地的苛刻環境,還能提供大量的優質油料,榨油率高達45%,僅次于花生。同時,油葵也是重要的化工原料,油酸含量高,幾乎可全部轉化為生物柴油,并獲得大量甘油,是難得的油料作物。喬蕤等對鹽生草籽營養成分進行了全面分析,得出鹽生草籽含油量為19.37%,油色澤為暗黃色,脂肪酸組成中不飽和脂肪酸含量極高,為91.80%,其中亞油酸、亞麻酸含量分别高達50.6%和18.0%,是一種理想的保健食用油開發新資源。于海芹等分析了堿蓬、角堿蓬和翅堿蓬三種堿蓬屬植物種子含油量和脂肪酸組成,發現含油量分别為24.39%、15.67%和15.80%,不飽和脂肪酸含量分别為88.65%、88.30%、88.50%,尤其是亞油酸含量較高,分别達56.94%、59.35%和60.86%,與葵花油含量相近。

4.4生物炭原料開發

生物質在無氧或低氧條件下高溫裂解炭化而成的産物被稱為生物炭。目前,在土壤改良、促進作物生長、固碳減排改善生态環境等方面研究廣泛。毛明月等選用鹽地堿蓬、鹽角草、高堿蓬、野榆錢菠菜、鹽穗5種黎科鹽生植物為研究對象,于500℃溫度下炭化制備生物炭,探讨鹽生植物原材料對生物炭特性差異的影響。結果表明:生物炭的産率受鹽生植物原材料灰分含量影響。生物炭灰分、養分及陽離子含量受鹽生植物原材料物質成分的影響。炭化能顯著增加生物質灰分含量,5種生物炭灰分含量與原材料相比增加了67.22%～169.24%,同時伴随着灰分增加,水溶性Na 、K 等低價離子富集,pH、電導率(EC)增大,堿性增強。研究為鹽生植物生物炭在改良酸性土壤、炭化原材料選擇等方面提供依據。

4.5優質飼料來源

一些耐鹽植物的蛋白質含量較高,同時可作為生物鹽添加劑,制備青貯飼料,發展養殖業的潛力巨大。檸條是一種良好的飼用灌木。任餘豔研究表明,檸條的葉、花、果實營養價值較高,經喂養試驗,用“檸條 玉米混貯料”喂養羊的效果顯著。衣丹、喬蕤等分别對中亞濱藜、鹽生草籽開展了飼用研究,發現兩者葉蛋白含量達47.6%和50.2%,且氨基酸種類齊全,富含礦物質。此外,在油料系列鹽生植物開發中,提取油脂後的籽餅粕、廢渣中也含有較高的粗蛋白,可作為飼料蛋白的補充。在張永宏的研究中,聚合草、紅豆草、小冠花、苜蓿的粗蛋白含量均在20%以上,提出這些鹽生植物種植帶來的經濟效益可達到2800～24616元/667m2。

5、結語

鹽堿地作為我國重要的土地資源之一,開展綜合利用研究已成為破解土地資源緊缺的重要内容。特别是在沿海鹽堿地種植鹽生植物,可就地利用海水資源進行灌溉,對發展濱海特色農業具有廣泛的意義。在内陸地區,篩選生态及經濟價值高的耐鹽植物品種,結合工程措施、農藝措施和化學措施,研究鹽堿地綜合治理改良途徑,提高修複效率,實現生态修複的穩定性和可持續發展,是今後治理鹽堿土壤的研究方向。基于鹽堿地的生态重建出發,因地制宜的開展耐鹽植物種植,以及多用途開發,解決鹽生植物修複鹽堿地後的處置問題,延伸鹽堿地綜合利用産業鍊,将帶來顯著的生态效益和經濟效益。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!