幾種控鹽堿措施對(duì)晉北鹽堿地的改良效果研究

劉麗娜

(山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 太原 030009)

據(jù)山西省第二次土壤普查結(jié)果，全省鹽堿地面積約為30.1×104hm2，占土地總面積的9.7%.其中，大同、朔州、忻定盆地鹽堿地面積為21×104hm2，占全省鹽堿地總面積的70%.這些地區(qū)土地鹽堿化嚴(yán)重，目前僅在部分鹽堿較輕的地區(qū)種植了檉柳、枸杞等本地樹(shù)種。為了盡快恢復(fù)當(dāng)?shù)厣稚鷳B(tài)功能，重度鹽堿地造林技術(shù)是目前亟待解決的問(wèn)題。鹽堿地改良是一個(gè)復(fù)雜的工程，國(guó)內(nèi)外關(guān)于鹽堿地治理技術(shù)的研究很多。綜合來(lái)看，多注重單一的技術(shù)運(yùn)用，缺乏工程土壤改良措施和土壤改良劑相結(jié)合的應(yīng)用。因此，筆者以造林成活率、林木生長(zhǎng)量、控鹽治堿效果為綜合指標(biāo)，篩選集成重度鹽堿地綜合控鹽治堿技術(shù)體系，以期為晉北地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供技術(shù)參考。

1 試驗(yàn)地自然概況

試驗(yàn)地位于晉北地區(qū)鹽堿地集中分布的朔州市應(yīng)縣。區(qū)域內(nèi)海拔為1 750 m～2 000 m，年均氣溫7 ℃左右，年降雨量360 mm.冬春氣候寒冷，少雨多風(fēng)，年蒸發(fā)量是降雨量的5倍，導(dǎo)致地表積鹽。近年來(lái)，由于地下水位下降及降雨量減少，出現(xiàn)土壤鹽漬化及季節(jié)性干旱現(xiàn)象，植被恢復(fù)困難。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

控鹽控堿技術(shù)措施組合篩選時(shí)，綜合考慮材料來(lái)源、價(jià)格、治理效果及生產(chǎn)中的可操作性等因素。采用“改土材料+墊層+覆蓋”的技術(shù)措施組合，改土材料選用黑礬、糠醛渣、脫硫石膏3種材料，每種改土材料設(shè)3個(gè)水平，即黑礬L1=0.25 kg/m3，L2=0.5 kg/m3，L3=1.0 kg/m3；糠醛渣L1=2 kg/m3，L2=2.5 kg/m3，L3=3 kg/m3；脫硫石膏L1=2 kg/m3，L2=2.5 kg/m3，L3=3 kg/m3.

應(yīng)用Design-Expert 8.0試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件，采用因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的最優(yōu)D設(shè)計(jì)，形成33個(gè)試驗(yàn)處理，3次重復(fù)。測(cè)定各處理下土壤pH值及土壤電導(dǎo)率。

3 結(jié)果與分析

不同試驗(yàn)處理下土壤pH值變化率及土壤電導(dǎo)率變化率見(jiàn)表1.

表1 不同處理下土壤pH變化率及土壤電導(dǎo)率變化率

3.1 不同處理對(duì)土壤pH值的影響

對(duì)不同試驗(yàn)處理與土壤pH值進(jìn)行相關(guān)分析及聚類(lèi)分析，結(jié)果見(jiàn)圖1.

由圖1可以看出，處理23，13，2,32對(duì)pH值的影響最大，其次為處理27,24,33，15.說(shuō)明改土材料為黑礬，其含量保持在L1和L2時(shí)，試驗(yàn)地土壤pH值較對(duì)照下降明顯。爐渣和石塊墊層導(dǎo)致土壤pH值的變化率分別為1.24%和1.49%，石塊影響略高于爐渣。方差分析結(jié)果表明，二者的影響并無(wú)顯著差異(P>0.05)；砂子和石塊覆蓋導(dǎo)致的pH值變化率分別為1.58%和1.21%，砂子的影響略高于石塊。方差分析結(jié)果表明，二者的影響并無(wú)顯著差異(P>0.05)。

圖1 不同處理對(duì)土壤pH值變化率的影響

3.2 不同處理對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響

對(duì)不同試驗(yàn)處理與土壤電導(dǎo)率進(jìn)行相關(guān)分析及聚類(lèi)分析，結(jié)果見(jiàn)第38頁(yè)圖2.

由圖2可知，處理23，27,2,13,4,14對(duì)電導(dǎo)率的影響較大，說(shuō)明對(duì)土壤電導(dǎo)率改良來(lái)講也是以黑礬為好，其含量保持在L1和L2時(shí)，對(duì)土壤的改良效果最明顯。爐渣和石塊墊層導(dǎo)致的電導(dǎo)率變化率分別為22.73%和24.33%，石塊的影響略高于砂子。方差分析結(jié)果表明，二者的影響并無(wú)顯著差異(P>0.05)。砂子和石塊覆蓋導(dǎo)致的電導(dǎo)率變化率分別為22.38%和24.76%，石塊的影響略高于砂子。方差分析結(jié)果表明，二者的影響并無(wú)顯著差異(P>0.05)。

圖2 不同處理對(duì)土壤電導(dǎo)率變化率的影響

3.3 控鹽控堿技術(shù)措施效應(yīng)總體評(píng)價(jià)

作改良材料、墊層等控鹽控堿技術(shù)措施對(duì)土壤pH值、電導(dǎo)率影響的相關(guān)分析，結(jié)果見(jiàn)第38頁(yè)表2.

表2 相關(guān)分析試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)處理引起的土壤電導(dǎo)率變化率的變異系數(shù)是土壤pH值的17倍，說(shuō)明土壤電導(dǎo)率的變化率對(duì)試驗(yàn)處理的響應(yīng)更為敏感。

作土壤電導(dǎo)率變化率與土壤pH值變化率的相關(guān)分析，結(jié)果見(jiàn)圖3.

綜合表2，圖3相關(guān)分析結(jié)果，改土材料、墊層、覆蓋等技術(shù)措施，對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響明顯高于對(duì)土壤pH值的影響。

圖3 土壤電導(dǎo)率變化率與pH 值變化率相關(guān)關(guān)系

4 結(jié)論

1) 濃度為0.25 kg/m3，0.5 kg/m3的黑礬作為改土材料時(shí)，對(duì)土壤pH值及電導(dǎo)率的降低效果明顯。

2) 爐渣和石塊為墊層時(shí)對(duì)土壤pH值及變化率均有降低效果，但效果無(wú)顯著差異。

3) 砂子和石塊為覆蓋時(shí)對(duì)土壤pH值及變化率均有降低效果，但效果無(wú)顯著差異。

4) 改土材料、墊層、覆蓋及其交互效應(yīng)中，改土材料對(duì)pH值和電導(dǎo)率的影響最大；改土材料、墊層、覆蓋這些技術(shù)措施，對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響均明顯高于對(duì)土壤pH值的影響；對(duì)晉北重度鹽堿地改良效果較好的技術(shù)組合為黑礬0.25 kg/m3+石塊墊層+砂子覆蓋。