栾树乔灌草混合栽植对滨海盐碱地的生态改良效果

卢兴霞+杨静慧+黄俊轩

摘要：比较了栾树纯林、栾树+金银木乔灌组合、栾树+草木樨乔草组合在不同季节对滨海盐碱地的改良效果。结果表明：2013年秋季，栾树纯林、栾树+金银木乔灌组合对土壤含水量、pH值、盐分含量、HCO3-含量的改良效果不明显，但可以明显降低土壤容重、Cl-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量，增加土壤总孔隙度和有机质含量，总体上秋季栾树纯林对盐碱地的改良效果好于栾树+金银木乔灌组合。2014年春季，栾树纯林、栾树+金银木乔灌组合、栾树+草木樨乔草组合除对土壤含水量、HCO3-含量的改良效果不明显外，可以明显降低土壤容重、pH值、盐分含量以及可溶性离子（Cl-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+）含量，增加土壤总孔隙度和有机质含量，总体上春季以栾树+草木樨乔草组合对盐碱地理化性质的改良效果最佳，其次为栾树+金银木乔灌组合，最后为栾树纯林。试验结果也表明，栾树与其他植物组合栽植后，对盐碱地的改良效果在不同季节有显著差异。

关键词：栾树；金银木；草木樨；滨海盐碱地；生态改良

中图分类号： S156.4+2 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2016）11-0460-04

目前，应用生物措施进行盐碱地改良被普遍认为是盐碱地开发、利用和改良最有效的途径，其改良效果持久、稳定，还可以保持水土、维护生态平衡[1]。关于生物措施改良盐碱地主要是通过种植耐盐的草本、木本植物[2-5]，林木混交[6]，林草间作[7]等来改善土壤的理化性质，但关于应用乔木纯林、乔灌组合、乔草组合栽植对盐碱地改良效果比较方面的研究尚未见报道。本试验选用天津市常见绿化树种栾树、金银木灌木以及优良牧草草木樨进行混植，组成栾树纯林、栾树+金银木乔灌组合、栾树+草木樨乔草组合进行盐碱地改良试验，系统研究乔木纯林、乔灌组合、乔草组合栽植对盐碱地理化性质的改良效果，并就其改良效果进行比较，为改良盐碱地筛选最佳生物改良模式，也为林木在盐碱地的推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为天津静海梁头镇盐碱地栽植的栾树纯林、栾树+金银木乔灌组合、栾树+草木樨乔草组合。其中，栾树纯林的株行距为3 m×3 m；栾树+金银木乔灌组合中栾树的株行距为4 m×4 m、金银木的株行距为1.4 m×4 m；栾树+草木樨乔草组合中栾树的株行距为3 m×3 m，草木樨于2013年11月播种在栾树林的树行中。

试验土样分别于2013年秋季（10月16日）、2014年春季（6月6日）进行取样。在每种林地内随机选择0.067 hm2，采用对角线法，每个样点用土钻采集0～50 cm的土壤样品，5个样点均匀混合，每种林地3次重复。样品采回后置于室内通风处阴干，过1 mm筛用于土壤化学性质的分析。物理性质的取样深度为15～25 cm，具体方法为先用锹挖去15 cm的表层土，然后采用环刀法取样进行物理性质的测定分析，3次重复，每次重复为5个样点。所有土样基本均在栾树树冠外围边缘的圆周处进行采集，栾树+金银木乔灌组合样点基本在栾树与金银木之间，栾树+草木樨样点基本在栾树与草木樨之间稍微偏向草木樨的冠幅外缘处。

1.2 试验方法

土壤理化性质采用如下方法测定[8]：土壤容重、总孔隙度采用环刀法测定，含水量采用烘干法测定，土壤pH值采用酸度计测定，土壤盐分含量用电导法测定，土壤有机质含量采用重铬酸钾容量法-外加热法测定，土壤K+、Na+ 含量采用火焰光度法测定，Ca2+、Mg2+ 采用EDTA-滴定法测定，Cl-采用硝酸银滴定法测定，CO32-、HCO3-采用双指示剂-中和滴定法测定。土壤浸出液采用水土比5 mL ∶1 g。

1.3 数据处理

数据采用SPSS 17.0进行方差分析。

土壤脱盐率=（撂荒地盐分含量-林地盐分含量）/ 撂荒地盐分含量×100%。

2 结果与分析

2.1 对土壤物理性质的改良效果

由表1可知，2013年秋季、2014年春季各林木对盐碱地含水量的改良效果与对照比均未达到显著效果，改良效果不明显，但对容重和总孔隙度的改良效果比较明显。就盐碱地容重和总孔隙度而言，2013年秋季栾树林地容重和总孔隙度均与对照达到了显著性差异，容重比对照降低24%，总孔隙度比对照升高38%；而2014年春季栾树林地对盐碱地容重和总孔隙度改良作用与对照相比均未达到显著水平。栾树+金银木乔灌组合春、秋季对盐碱地容重和总孔隙度的改良效果与栾树纯林的相反，2013年秋季对对盐碱地容重和总孔隙度改良作用与对照相比均未达到显著水平；2014年春季对盐碱地容重和总孔隙度的改良效果均达到了显著性水平，容重比对照下降24%，总孔隙度比对照升高29%。栾树+草木樨乔草组合对盐碱地容重和总孔隙度的改良效果均达到了显著水平，使盐碱地容重下降17%，总孔隙度比对照升高19%。

2013年秋季栾树纯林和栾树+金银木乔灌组合间、2014年春季三块林地间（栾树纯林、栾树+金银木乔灌组合、栾树+草木樨乔草组合）对盐碱地容重、总孔隙度、含水量的改良效果均未达到显著性差异。总体上，2013年秋季栾树纯林的改良效果好于栾树+金银木乔灌组合；2014年春季，栾树+金银木乔灌组合、栾树+草木樨乔草组合的改良效果均好于栾树纯林，喬灌与乔草组合之间的改良效果差异不明显。

2.2 对土壤化学性质的改良效果

2.2.1 对土壤pH值和可溶性盐的改良效果

由表2可知，2014年春季林木对盐碱地pH值和盐分含量的改良效果显著好于2013年秋季。2013年秋季，栾树纯林使盐碱地pH值、盐分含量显著增加，其中pH值增加了0.7，盐分含量增加了131.25%；栾树+金银木乔灌组合也使盐碱地pH值显著增加，但盐分含量与撂荒地差异不显著，与栾树纯林的含量达到显著性水平，其中pH值较撂荒地增加0.6，盐分含量较撂荒地增加了12.5%。

2014年春季，栾树纯林及其乔草组合对盐碱地pH值的改良效果均达到显著性水平，分别使pH值降低0.4、0.3，且二者之间对盐碱地pH值的改良效果差异不显著，栾树+金银木乔灌混交林对土壤pH值基本无改良效果，表明栾树纯林和栾树+草木樨组合对土壤pH值的改良效果比较好。栾树纯林及其乔灌组合、乔草组合对盐碱地盐分含量的改良效果较撂荒地均达到了显著水平，且脱盐率均在50%以上。其中，栾树纯林的脱盐率为69.57%，栾树+金银木混交林的脱盐率为52.17%，栾树+草木樨间作的脱盐率达到了73.91%，表明栾树+草木樨间作对盐碱地盐分的降低效果更显著，其次为栾树纯林。总体而言，栾树+草木樨乔草间作对盐碱地pH值和盐分含量的改良效果最好，其次为栾树纯林，最后为乔灌组合。

2.2.2 对土壤主要离子含量的改良效果

由表3可知，2013年秋季各林地土壤除K+ 和HCO3-的含量与撂荒地无显著差异，其他离子含量（乔灌组合Na+含量除外）[HJ1.3mm]基本较撂荒地有显著降低。栾树纯林除使K+ 和HCO3-的含量有所增加外，其他离子（Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-）含量较撂荒地均显著降低；栾树+金银木除使HCO3-含量有所增加外，其他离子含量较撂荒地均有一定程度降低，其中，Ca2+、Mg2+ 含量与撂荒地含量达到了显著性差异，其他Cl-、Na+、K+ 含量与撂荒地含量的差异均未达到显著性水平。综合比较认为，2013年秋季栾树纯林对盐碱地可溶性离子含量的降低效果显著高于栾树+金银木乔灌组合。

表4显示，2014年春季栾树及其不同栽植组合对盐碱地不同阴、阳离子的改良效果差异较大。各林地土壤的K+、Na+含量均比撂荒地显著下降，其中K+含量降低最多的是栾树+金銀木乔灌组合，比撂荒地下降了0.033 g/kg，与栾树纯林和栾树+草木樨乔草组合的降低效应相比也达到了显著性水平，栾树纯林和栾树+草木樨乔草组合二者之间对K+ 的改良效果差异不显著；3种林地土壤Na+ 含量与撂荒地含量相比均显著降低了，其中，使土壤Na+ 含量降低最多的是栾树+草木樨乔草组合，降低了0.3 g/kg，其与栾树纯林、栾树+金银木乔灌组合的降低效果相比也达到了显著性差异，后二者间的改良效果差异不显著。对于Ca2+ 的含量，除栾树+金银木乔灌组合与撂荒地的含量差异不显著外，其他2块林地Ca2+ 含量与撂荒地相比均显著降低0.17、0.15 g/kg且二者之间对土壤Ca2+含量的改良效果不显著。对于Mg2+ 含量，除栾树+草木樨乔草组合与撂荒地的含量差异未达显著性水平外，其他2块林地土壤Mg2+ 含量与撂荒地相比均下降0.07、0.12 g/kg，且二者之间的差异也达到了显著性水平，栾树+金银木乔灌组合使土壤Mg2+ 含量下降得最多。

由表4可以看出，不同林地对土壤Cl-含量与撂荒地的含量相比均未达显著性水平，表明各林地对土壤Cl-含量的改良效果不明显，但各林地之间，栾树纯林与其乔灌组合和乔草组合Cl-含量的差异均达到了显著性水平，乔灌组合、乔草组合的Cl-含量均显著低于栾树纯林，但乔灌、乔草组合Cl-含量差异不显著。各林地HCO3-含量与撂荒地的含量相比均显著提高，但各林地之间的含量差异并不显著，表明栽植栾树、栾树+金银木和栾树+草木樨后的土壤HCO3-含量显著增加。

天津滨海盐碱地土壤中主要盐碱离子是Na+ 和Cl-，以各林木对盐碱地土壤Na+ 和Cl-的改良效果为依据，由表3、表4可以得出，栾树在2013年秋季分别使Na+ 和Cl-降低25.19%和60%，在2014年春季使Na+ 降低19.78%，使Cl-升高15.63%；栾树+金银木乔灌组合在2013年秋季分别使Na+ 和Cl-降低7.34% 和48.57%，2014年春季分别使Na+ 和Cl-降低14.29%和21.88%；2014年春季，栾树纯林、栾树+金银木乔灌组合、栾树+草木樨乔草组合三者对盐碱地可溶性离子的改良效果以栾树+草木樨乔草组合最好。由表3、表4综合分析得出，栾树纯林2013年秋季对盐碱地可溶性离子的综合改良效果较2014年春季好，栾树+金银木对K+、Na+、HCO3-三种可溶性离子改良效果2014年春季较2013年秋季好；2014年春季栾树3种栽培模式中，以栾树+草木樨乔草组合对盐碱地可溶性离子的改良效果最好。

2.3 对土壤有机质含量的改良效果

由图1可知，2013年秋季栾树纯林使土壤有机质含量增加最多，比撂荒地增加了0.28百分点，与撂荒地及栾树+金银木组合达到显著性差异；栾树+金银木的有机质含量与撂荒地差异不显著。2014年春季，栾树+草木樨乔草组合使土壤有机质含量增加最多，比撂荒地增加了0.28百分点，与撂荒地及栾树、栾树+金银木组合的含量差异达到了显著性水平；栾树纯林及其乔灌混交林组合对盐碱地有机质含量的改良效果不明显且改良结果相近，且与撂荒地有机质含量差异不显著。

3 讨论

3.1 对土壤容重和总孔隙度的改良效果

关于木本植物对盐碱地物理性质改良效果的报道甚少，本研究对这方面进行了探讨。结果发现，2013年秋季栾树纯林对盐碱地容重和总孔隙度的改良效果好于2014年春季的效果，但与金银木组合栽植后，其改良效果却出现春季好于秋季的效应。表明树种在不同季节对盐碱地的改良效果会因树种的栽植组合模式不同而有明显的差异。2014年春季，栾树与金银木或草木樨组合栽植后对盐碱地容重和总孔隙度的改良效果均好于其纯林的效果，表明春季应用乔灌或乔草复层栽培模式对盐碱地容重和总孔隙度的改良效果好于其单一树种。

3.2 对土壤化学性质的改良效果

2013年秋季林地土壤pH值和盐分含量总体上均高于撂荒地，2014年春季则均低于撂荒地。表2、表3显示，2013年秋季栾树及栾树+金银木2块林地土壤的HCO3-含量较高且明显高于Cl-含量，在各阳离子含量中Na+ 含量最高并明显高于其他阳离子含量，土壤可溶性盐分以NaHCO3为主，因此土壤pH值较高；表4显示，2014年春季3块林地（栾树、栾树+金银木、栾树+草木樨）土壤的HCO3-含量少且明显低于Cl-，各阳离子含量中Na+ 含量最高并明显高于其他阳离子含量，土壤可溶性盐分以NaCl为主，因此土壤pH值接近中性。一般盐碱地土壤溶液pH值受土壤可溶性盐分组成影响较大，当土壤可溶性盐成分以Na2CO3或NaHCO3为主时，pH值一般为碱性或强碱性，当盐化土壤中的盐分以氯化物和硫酸盐为主时，土壤pH值一般是中性[9]，本研究结果与此结论一致。此外，栾树纯林土壤盐分含量在2013年秋季显著高于撂荒地，春季显著低于撂荒地，栾树+金银木林地土壤盐分含量春季显著地低于撂荒地，秋季与撂荒地含量差异不大，且春、秋季含量变化也不大，表明栾树+金银木乔灌组合栽植对盐分的控制效果比较稳定，且可以有效地控制秋季的返盐现象，而栾树纯林土壤在秋季的返盐现象比较严重。有研究表明，林分的抑盐效果与其郁闭度有密切的相关性，一般郁闭度越大，其抑盐效果越明显[10]，本研究结果与其研究结果一致。

3.3 对土壤有机质的改良效果

2013年秋季，栾树对盐碱地有机质的改良效果好于栾树+金银木，二者之间的差异达到了显著性水平。理论上，栾树+金银木组合栽植后由于其根系的深浅不同，在其生长发育过程中因根系的自疏作用会使不同土层有机质含量有所增加，其改良效果应好于栾树纯林，但试验结果却与之相反，是否与2种树栽植在一起的互作效应有关，具体原因有待进一步研究。2014年春季，栾树+草木樨栽植组合对盐碱地有机质的改良效果与栾树及栾树+金银木组合均达到了显著性差异，且改良效果最好，这到底是与草木樨是豆科植物，在春季生长时其根瘤菌能够进行固氮从而明显增加土壤中的有机质有关，还是乔草组合可以充分发挥其互作效应而使土壤有机质含量明显增加有关，仍须继续进一步研究。

4 结论

综上所述，栾树及其不同的乔灌、乔草栽植组合在不同季节除对土壤含水量和HCO3-含量改良效果不明显外，对其他10项理化性质均有明显的改良效果。

2013年秋季，栾树纯林可以显著降低土壤容重以及K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-含量，增加土壤總孔隙度和有机质含量；栾树+金银木乔灌组合对土壤容重、总孔隙度、Na+含量、Ca2+含量、Mg2+含量、Cl-含量有明显的改良作用，对其他理化性质的改良效果不明显；总体上，2013年秋季栾树纯林对盐碱地理化性质的改良效果好于栾树+金银木乔灌组合。

2014年春季，栾树纯林可以明显降低土壤容重、pH值、盐分含量以及K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量，但土壤总孔隙度和有机质含量与撂荒地相近；栾树+金银木乔灌组合除对土壤pH值、Ca2+和有机质含量的改良效果不明显外，对土壤容重、总孔隙度、盐分含量以及K+、Na+、Mg2+、Cl-含量的改良效果均达到了显著性水平；栾树+草木樨乔草组合可以显著降低土壤容重、pH值、盐分含量以及K+、Na+、Ca2+、Cl-含量，增加土壤总孔隙度和有机质含量；2014年春季栾树+草木樨乔草组合对盐碱地理化性质的综合改良效果最佳，栾树+金银木乔灌组合次之，最后为栾树纯林。

此外，同一林地在不同的季节对盐碱地的改良效果也明显不同。栾树纯林除对pH值和盐分含量的改良效果春季好于秋季外，其他8项理化性质（土壤容重、总孔隙度以及K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、有机质含量）均表现出秋季的改良效果好于春季；栾树+金银木乔灌组合除对有机质含量的改良效果春、秋季相近外，其他9项理化性质（土壤容重、总孔隙度、pH值、盐分含量以及K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-含量）均表现为春季的改良效果好于秋季。

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