基于臺(tái)田及營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)技術(shù)的濱海重鹽堿地桑樹(shù)造林試驗(yàn)

李國(guó)華，張建鋒，趙秀海，朱金兆，岳增璧

(1.國(guó)家林業(yè)局管理干部學(xué)院，102600，北京;2.北京林業(yè)大學(xué)，100083，北京;3.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林研所，311400，浙江富陽(yáng);4.西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，710065，西安)

我國(guó)沿海地區(qū)有大面積的鹽堿地，有一些屬于寸草不生的“不毛之地”，還沒(méi)有得到有效的利用，對(duì)環(huán)境造成了極大的污染［1-2］。唐山濱海地區(qū)由含鹽量很高的沙質(zhì)海岸和泥質(zhì)海岸組成，其特點(diǎn)是距離海邊近，地下水位高，受海水影響及地下咸水浸漬，全年土壤平均含鹽量超過(guò)6.0‰，主要成分是氯化鈉［3］，自然狀況下只能生長(zhǎng)蘆葦(Phragmites)、堿蓬(Suaeda salsa)等雜草;沙質(zhì)海岸土壤肥力很低，樹(shù)木、花草和農(nóng)作物在自然狀況下不能生長(zhǎng)，進(jìn)行人工造林綠化異常困難;土壤質(zhì)地黏，排水沖洗不良，鹽堿易返。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)地修建臺(tái)田，抬高地面，以控制返鹽堿、降低地下水位，并采用營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)排鹽阻鹽定向生根基盤(pán)等方法可對(duì)鹽堿土進(jìn)行局部土壤改良［4］。針對(duì)以上問(wèn)題，筆者以唐山市南堡鹽場(chǎng)為研究地，在研究區(qū)修建臺(tái)田，并利用營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)技術(shù)，通過(guò)桑樹(shù)造林試驗(yàn)，研究濱海重鹽堿地造林綠化技術(shù)，研究結(jié)果對(duì)于推動(dòng)鹽堿地造林工作和唐山市濱海新型生態(tài)城市的建設(shè)以及環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的生態(tài)環(huán)境建設(shè)具有重要的意義［5］。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在唐山市南堡鹽場(chǎng)，E 117°51'43″～118°25'28″，N 39°11'28″～ 39°39'28″，屬于暖溫帶濱海半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫11.9℃，最高氣溫35.4℃，最低氣溫-16.3℃，最大凍土深度0.7 m。年平均降雨量573 mm，最高年降雨量1 030 mm，最低年降雨量261 mm，降雨多集中在7—9月，占全年降雨量的80%左右，為“脫鹽期”。年平均水面蒸發(fā)量1 378 mm，陸面蒸發(fā)量為530 mm，沿海風(fēng)大，蒸發(fā)量大，為“返鹽期”。試驗(yàn)地臨近曬鹽池，空曠多風(fēng)，氣候干燥，土地裸露，陸面蒸發(fā)量大，強(qiáng)烈的土壤蒸發(fā)使土壤表層容易積鹽，形成了鹽土和鹽化土。試驗(yàn)地土壤為泥質(zhì)鹽土，鹽分主要為Cl-，含鹽量在2‰～10‰之間。

2 試驗(yàn)方法

2.1 臺(tái)田整地

試驗(yàn)區(qū)為2部分，分別為南堡鹽場(chǎng)場(chǎng)部?jī)?nèi)3塊大臺(tái)田(分別為A、B、C)和場(chǎng)部外的8塊小臺(tái)田(編號(hào)分別為1～8)。

場(chǎng)部外的8塊小臺(tái)田規(guī)格均為12 m×12 m，臺(tái)田間有約3 m寬的排水明溝相隔。根據(jù)沿海地區(qū)的鹽堿地改造經(jīng)驗(yàn)，采用鋪隔離層的方法，以利于臺(tái)田洗鹽和排鹽。隔離層均以大潮基準(zhǔn)線為基準(zhǔn)位置，基準(zhǔn)位置以上為60 cm厚的養(yǎng)蝦池池埂土，以下是30 cm厚的隔離層，隔離層上半部分是10 cm厚的蘆葦?shù)窘諄y層，下半部分是20 cm厚的建筑垃圾或爐渣層，以便于隔離層上土層洗鹽和排鹽。8塊小臺(tái)田的鋪設(shè)方式分別為全鋪式(1號(hào)爐渣和2號(hào)建筑垃圾)、南北兩條加塑料布式(3號(hào)爐渣和4號(hào)建筑垃圾)、南北兩條式(5號(hào)建筑垃圾和6號(hào)爐渣)、南北兩條“十”字式(7號(hào)爐渣和8號(hào)建筑垃圾)。場(chǎng)部?jī)?nèi)的3塊大臺(tái)田規(guī)格分別為A臺(tái)田28 m×50 m，B臺(tái)田 25 m×50 m，C臺(tái)田28 m×50 m，臺(tái)田間有約4 m寬的排水明溝相隔。3塊大臺(tái)田全部采用爐渣作隔離層，爐渣隔離層的厚度為 20 cm［6-7］。

2.2 營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)制作及施工

制作營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)的材料包括客土、海藻復(fù)混肥和草簾子。

用水按一定比例把海藻復(fù)混肥溶解，然后將客土和海藻復(fù)混肥按體積比混合，拌勻后分別填入場(chǎng)部外和場(chǎng)部?jī)?nèi)的已經(jīng)挖好的直徑30 cm、深50 cm的坑穴中，坑穴底部鋪墊草簾子。

營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)在2008年4月分別布設(shè)在場(chǎng)部外的8塊小臺(tái)田上，每塊臺(tái)田布設(shè)2排，每排6個(gè)坑穴，場(chǎng)部外共計(jì)布設(shè)96個(gè)營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán);在場(chǎng)部?jī)?nèi)3塊大臺(tái)田的A臺(tái)田布設(shè)72個(gè)營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)(規(guī)格是6排，每排12坑穴)，B臺(tái)田布設(shè)72個(gè)營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)(規(guī)格是6排，每排12坑穴)，C臺(tái)田布設(shè)108個(gè)營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)(規(guī)格是6排，每排18坑穴)。4月21日，在營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)內(nèi)移植入2年生15～20 cm高桑樹(shù)苗，同時(shí)在臺(tái)田田埂上栽植一定數(shù)量的桑樹(shù)苗作對(duì)照(A臺(tái)田栽植209株，B臺(tái)田栽植210株，C臺(tái)田栽植220株，因?yàn)樾∨_(tái)田土壤含鹽量較高，沒(méi)有設(shè)立對(duì)照桑樹(shù)苗)。

利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗生長(zhǎng)情況調(diào)查

于2008-10-07和2009-10-11分別對(duì)所有營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗的生長(zhǎng)和成活情況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果見(jiàn)表1。

可以看出，經(jīng)過(guò)2008年的生長(zhǎng)季節(jié)，3塊大臺(tái)田上的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗存活率都達(dá)到了100%，平均苗高為102.06 cm，對(duì)照桑樹(shù)苗存活率僅為4.86%，平均苗高為24.17 cm。經(jīng)過(guò)測(cè)定，大臺(tái)田土壤含鹽量介于2‰～5‰之間，主要原因是大臺(tái)田位于場(chǎng)部?jī)?nèi)，距離大潮排水道較遠(yuǎn)，受海水鹽分影響較小，而桑樹(shù)苗耐鹽度最高為2‰，所以，對(duì)照臺(tái)田的桑樹(shù)苗幾乎全部死王;8塊小臺(tái)田的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗存活率為89.59%，平均苗高為52.97 cm，經(jīng)測(cè)定，小臺(tái)田土壤含鹽量介于5‰～10‰之間(主要原因是小臺(tái)田位于大潮排水道旁邊，受海水鹽分侵蝕嚴(yán)重)，其土壤含鹽量是大臺(tái)田的2.5倍以上。大臺(tái)田的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗生長(zhǎng)健壯茂盛，其苗高幾乎是小臺(tái)田桑樹(shù)苗高的2倍，主要原因是大臺(tái)田含鹽量較低，適宜桑樹(shù)苗生長(zhǎng)。

表1 營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗成活情況統(tǒng)計(jì)Tab.1 Survival state of Morus alba Linn seedlings using seed-base technique

桑樹(shù)苗生長(zhǎng)2年后，2009年11月測(cè)定大臺(tái)田土壤含鹽量介于2.0‰～4.8‰之間，小臺(tái)田土壤含鹽量介于4.7‰～9.2‰之間，大臺(tái)田的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗存活率達(dá)到了97.47%，平均苗高為107.07 cm;小臺(tái)田的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗大部分生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)良好，存活率超過(guò)77.09%，其中3號(hào)和6號(hào)臺(tái)田存活率達(dá)到了91.7%，2號(hào)和8號(hào)臺(tái)田存活率較低，分別為58.3%和66.7%，平均苗高為62.66 cm;但在大臺(tái)田上，對(duì)照栽植的桑樹(shù)苗存活率很低，僅僅為2.36%，平均苗高為19.59 cm，說(shuō)明營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)具有阻隔鹽堿的作用，達(dá)到了局部改良植物生長(zhǎng)環(huán)境的效果［8-9］。由表1還可以看出，桑樹(shù)苗存活率和苗高均值最好的是大臺(tái)田的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗，小臺(tái)田的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗次之，對(duì)照桑樹(shù)苗存活率僅為2.36%，幾乎全部死亡，表明臺(tái)田土壤含鹽量的高低對(duì)營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗的存活率及生長(zhǎng)量有影響。

3.2 桑樹(shù)苗苗高分析

對(duì)3塊大臺(tái)田營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗的苗高進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

結(jié)果顯示，P=0.067＞0.05，說(shuō)明3塊大臺(tái)田的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗經(jīng)過(guò)2年的生長(zhǎng)后，其個(gè)體差異性不顯著，主要原因是大臺(tái)田土壤含鹽量介于2‰～5‰之間，屬于輕度或者中度鹽化土，營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)起到了阻止其滲透作用，營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)內(nèi)的土壤保持了相對(duì)穩(wěn)定的植物生長(zhǎng)環(huán)境，促使?fàn)I養(yǎng)客土基盤(pán)內(nèi)的桑樹(shù)苗能夠正常生長(zhǎng)，沒(méi)有受到臺(tái)田土壤鹽分的侵害，桑樹(shù)苗生長(zhǎng)量較高，且個(gè)體差異性不顯著。另外，對(duì)8塊小臺(tái)田上的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)苗的苗高進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果見(jiàn)表3。P=0.01＜0.05，說(shuō)明小臺(tái)田上的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗經(jīng)過(guò)2年的生長(zhǎng)，其個(gè)體差異性顯著，主要原因是不同的整地方式對(duì)桑樹(shù)苗苗高影響較大，并且小臺(tái)田土壤鹽分含量超過(guò)5‰，為重鹽堿地。通過(guò)SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)小臺(tái)田營(yíng)養(yǎng)基盤(pán)桑樹(shù)苗苗高進(jìn)行多重比較分析，結(jié)果見(jiàn)圖1?？梢?jiàn)，8塊小臺(tái)田中的南北兩條式整地方式中的3、6和7號(hào)臺(tái)田上的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗苗高均值最高，爐渣隔離層處理的3、6和7號(hào)小臺(tái)田上的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗苗高比建筑垃圾處理的要高，表明爐渣的滲透性好于建筑垃圾，在重鹽堿地上應(yīng)用爐渣洗鹽排鹽，具有較好的降低臺(tái)田土壤含鹽量的效果。如果臺(tái)田土壤含鹽量超過(guò)5‰時(shí)，會(huì)對(duì)營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)內(nèi)的植物生長(zhǎng)環(huán)境產(chǎn)生影響，隨著臺(tái)田土壤含鹽量的逐步升高，營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)內(nèi)桑樹(shù)苗的生長(zhǎng)會(huì)受到限制，當(dāng)土壤鹽分達(dá)到一定程度時(shí)，營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)內(nèi)的桑樹(shù)苗將出現(xiàn)枯萎現(xiàn)象，存活率降低，最后出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。

表2 大臺(tái)田桑樹(shù)苗苗高單因素方差分析結(jié)果Tab.2 Oneway ANOVA on height of Morus alba Linn seedling

表3 小臺(tái)田桑樹(shù)苗苗高單因素方差分析結(jié)果Tab.3 Oneway ANOVA on height of Morus alba Linn seedling on small raised fields

圖1 小臺(tái)田上的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗苗高均值柱圖Fig.1 Average height of Morus alba Linn seedlings grown at seed-base with nutrient soil

經(jīng)過(guò)2年的試驗(yàn)，3塊大臺(tái)田的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗生長(zhǎng)正常，主要是因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)具有較強(qiáng)的阻隔鹽堿的作用，能夠?yàn)樯?shù)苗提供一個(gè)良好的局部生長(zhǎng)環(huán)境，土壤鹽分沒(méi)有滲透到營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)內(nèi)部。同時(shí)，8塊小臺(tái)田土壤鹽分含量達(dá)到5‰以上時(shí)，營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)內(nèi)桑樹(shù)苗的生長(zhǎng)量會(huì)受到限制，且與臺(tái)田土壤鹽化水平呈負(fù)相關(guān)關(guān)系［10-11］，說(shuō)明臺(tái)田土壤水鹽動(dòng)態(tài)變化對(duì)營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗存活率和生長(zhǎng)量影響顯著。

4 結(jié)論與討論

1)大臺(tái)田處理的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗存活率和苗高均值為最好，分別為97.47%和107.07 cm;小臺(tái)田的營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗次之，分別為77.09%和62.66 cm;對(duì)照桑樹(shù)苗存活率僅為2.36%，幾乎全部死亡。說(shuō)明營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)具有抗鹽阻鹽作用，達(dá)到了局部改良植物生長(zhǎng)環(huán)境的效果。

2)大臺(tái)田土壤含鹽量較低，介于2‰～5‰之間，其營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)桑樹(shù)苗后期生長(zhǎng)量差異性不顯著;當(dāng)小臺(tái)田土壤含鹽量超過(guò)5‰時(shí)，隨著土壤鹽分含量的逐步升高，其營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)內(nèi)桑樹(shù)苗的存活率和生長(zhǎng)量逐步降低。

營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)是鹽堿地抗鹽阻鹽技術(shù)的一次創(chuàng)新，該技術(shù)具有較廣闊的生產(chǎn)應(yīng)用前景，目前已應(yīng)用于河北唐山南堡開(kāi)發(fā)區(qū)重鹽堿地公路綠化試驗(yàn)示范區(qū)項(xiàng)目，并且初步取得成功。

濱海鹽堿地生境條件較惡劣，營(yíng)養(yǎng)客土基盤(pán)苗的生長(zhǎng)還受降水、太陽(yáng)輻射、風(fēng)、人工管護(hù)等因素的影響。

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