摘要：我国具有丰富的盐生植物资源,为盐碱土的改良和生态重建及其盐生植物资源的利用提供了资源保障,对利用盐生植物改良盐碱土壤和土壤修复后盐生植物综合利用途径进行了综述,为今后盐生植物的开发利用提供参考，今天小编就来说说关于不同盐碱地改良的不同方法?下面更多详细答案一起来看看吧!
不同盐碱地改良的不同方法
摘要：我国具有丰富的盐生植物资源,为盐碱土的改良和生态重建及其盐生植物资源的利用提供了资源保障,对利用盐生植物改良盐碱土壤和土壤修复后盐生植物综合利用途径进行了综述,为今后盐生植物的开发利用提供参考。
关键词： 土壤改良 盐生植物 自然地理学 资源化利用
我国盐碱土面积为9900万hm2,主要分布在东北平原,西北干旱、半干旱地区,黄淮海平原及东部沿海地区。其中,黄海、渤海和东海的海岸沿线盐碱土面积约800万hm2[1]。随着蔬菜大棚等现代农业设施的迅猛发展,盲目施肥、不合理轮作加上缺少雨水淋溶,致使盐分在耕作层大量积累,土壤出现不同程度次生盐渍化,进而诱发棚内作物各种生理障碍,是新时期、新业态下的盐碱土改良新需求。
盐碱地天然生长的许多植物,不仅能适应不良的盐渍环境,还能改造盐碱土壤,建立逆境中的特色小生态系统。20世纪90年代以来,许多学者就将其作为生物手段修复盐碱地的天然宝贵资源,进行了大量的研究。
1、耐盐植物资源
1980年,Greenway和Munns提出,能在渗透势为3.3bar(相当于70mm单价盐)以上渗透压盐水生境中生长的自然区系,称为盐生植物[2]。通过自身特有的生理生化特性、分子机制降低盐胁迫损害,如阻止或排出盐碱的方式,耐盐植物能适应盐碱环境。据统计,自然界中已发现盐生植物1560余种,117科,550余属。我国有丰富的盐生植物资源,达到502种,71科,218属,约占世界盐生植物总量的四分之一,其中耐盐植物最多的有藜科106种、菊科72种、禾本科53种和豆科33种,4科种数总和约占我国盐生植物的52.6%[3]。
滨海地区常见的品种为海滨锦葵、碱蓬、中亚滨藜、狭叶香蒲、二色补血草、西伯利亚白刺、地肤等[4]。在西北内陆干旱地区以碱蒿、画眉草、盐地碱蓬、风毛菊、盐角草、滨藜、芨芨草、蛛丝蓬、黄毛头、以及杨树、胡杨等乔木较为常见[6]。
随着研究的深入,耐盐植物的研究范围逐步扩大到园林、药用、谷物及油料作物等经济作物中,如药、食两用的马齿笕[5]、广泛用作景观的“白叶植物”——芙蓉菊,优良饲草替代物的柠条,优质油料作物的油用向日葵等,不仅可创造生态效益,也带来可观的经济收益。
2、植物耐盐性评价
应用耐盐植物首先应明确其耐盐的适应范围,及对盐生植物的耐盐性进行鉴定评价。许多研究学者也都试图从植物株体、组织、分子水平,寻找、筛选更合理、更加可操作性的特定指示耐盐性的评价指标。基于植物耐盐性机制的错综复杂性,受植物多基因控制的,但也有研究表明,Cl-、Na 吸收受单个基因控制。但外部表现为,即使在种内,也存在差异。植物耐盐性的鉴别体系有待进一步建立。
从植物生境上分类,可分为形态指标、生长量指标、土壤指标及植物生理生化指标。但生理代谢过程不同,表现出的生理指标也不同。因此,各项生理指标必须结合植物的结构特点和盐胁迫下生理指标的变化趋势,才能较为准确地综合评价植物抗盐能力大小。近年来,国内外较为认同的生理指标有:膜透性、丙二醛、POD活性、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、脱盐率。结合不同盐浓度条件下的种子发芽试验、盆栽试验和田间试验进行综合评价。
值得注意的是,虽然耐盐植物能适应不良的盐土环境,但是它们的耐盐能力受到生源地和生长阶段的影响。此外,包括农艺措施,如种植密度、施肥都对改良效果有直接影响。
3、耐盐植物修复盐碱土壤的应用
耐盐植物修复盐碱地的品种选择,以乡土植物为主。目前,已经用于改良盐碱土的耐盐植物有翅碱蓬、千金子、鼠尾栗、狗牙根、波斯车轴草、羊草、紫花苜蓿、大黍、芒稷、木麻黄、无脉相思树,以及盐角草、碱蓬、星星草等。
耐盐植物对盐碱土改良应用技术基础分为以下三方面:一是耐盐生物在生命周期内带走土壤中的盐分,改善盐碱土壤,特别是一年生盐生植物;二是提高了土壤植被覆盖率,减少土壤表面水分增发,减少耕作层中的盐分积累;三是耐盐植物根系的呼吸作用及有机质分解,改善土壤结构、增加土壤养分含量,改善土壤理化性质。
盐碱地的修复按地域分为沿海滩涂盐碱地改良和内陆盐碱地改良。
3.1沿海滩涂盐碱地改良
滨海盐土具有全盐含量高,地下水位高,改良的难度大的特点。张立宾等利用碱蓬对滨海盐渍土进行改良,得出:随着时间的延长,3年后土壤脱盐率可达26.83%,土壤有机质增加56.1%,全年增加166.7%,速效P增加193.7%,速效K增加38.1%,取得了较好的效果。张梦璇等研究了不同白榆品系对滨海盐碱地的改良效果研究,认为白榆可降低土壤中盐离子及全盐含量,不同品系对照的土壤全盐含量降低了55%-63%。卢兴霞等以种植在滨海盐碱地6年(苗龄3年)的国槐和刺槐人工纯林为研究对象,比较了不同林木在不同季节对土壤理化性质的影响。结果表明:秋季国槐对盐碱地理化性质的改良效果好于刺槐,国槐的脱盐率达到66.51%,土壤容重降低了23.4%,总孔隙度增加了36.94%,同时,Cl-、Ca2 、Na 含量显著降低了50.00%、51.85%、41.76%。马齿苋也是一种高耐盐性植株。在NaCl浓度为160mmol/L时,萌发率高达37.46%,在盐胁迫下,具有集聚重金属,如Cu、Se、Al等的能力,用于修复盐碱地或重金属污染水质[5]。
3.2内陆盐碱地改良
西北内陆地区,干旱及昼夜温差大,土壤易发生盐碱化,影响农业可持续发展。沙枣是我国干旱半干旱地区盐碱地改良的先锋树种。武海雯等从土壤养分变化、生物固氮、凋落物和细根分解等方面分析了沙枣改善盐碱土壤养分的程度及途径,从数量角度阐述沙枣的养分输送关键过程及土壤盐碱程度的影响,进一步认识沙枣对盐碱地的改良作用。张永宏在宁夏银北盐碱地上种植红豆草、苜蓿、聚合草、小冠花、苇状羊茅,开展了脱盐效果研究。实验表明种植1年后,耐盐植物可使盐碱地0～20cm、0～100cm土层平均土壤脱盐率分别达31.1%和19.1%,同时,可促进土壤团粒结构的形成,改善土壤理化性质,使土壤有机质、速效氮有所增加。任崴等通过2年直接种植比较耐盐的禾本科牧草,0～40cm土壤的脱盐率可达67.3%以上,种植直根系作物枸杞3年后,同样土层土壤的脱盐率为78.7%,效果与成本均优于传统灌水洗盐。
4、盐生植物资源化利用途径与产业链延伸
目前,在盐碱土壤上引种和驯化有经济价值的盐生植物和耐盐植物研究已取得很大的进展和成就。许多耐盐植物的果实、种子、叶片、块根等都含有丰富的营养成分,可以作为新型的食品原料、饲料、药材、蔬菜、园林绿化品种,一些盐生植物同时具有多方面的用途。
4.1功能性成分提取
功能性成分提取是研究资源化利用途径中,获得高附加值和经济效益的重要途径。翅碱蓬俗称海蓬菜,民间有凉拌或做馅料食用习惯,具有清热解毒、降低血压、助消化等功效。胡博路等采用有机溶剂和水提取翅碱蓬活性物质,开展了提取物抗氧化活性成分研究。通过TBA法发现提取物对O2-有较强的清除作用,具有较强的抗氧化作用。石红旗等用乙醇从翅碱蓬中提取出水溶性花青素类红色素,易氧化,认为可开发成为具有保健功能的食品、食品添加剂等。马齿苋含有丰富蛋白质、多糖、有机酸、矿物质等,同时具有保健功效的总黄酮。王锦军等的研究中,首次从总黄酮中分离出芹菜素、山萘酚、木犀草素、槲皮素[5]。
4.2药用盐生植物的开发
野生盐生植物中,具有药用价值的占有较高比例。段代祥等通过对山东盐碱地野生植物实地调查发现,山东盐碱地野生植物有40科93属144种,其中药用盐生植物达到34科60属88种,药用部位涉及全草、果实、种子等。其中,草麻黄的草质茎平喘、止咳、利水;根可止汗;甘草的根及根状茎补脾益气、清热解毒、祛痰止咳、缓急止痛;宁夏枸杞果实可滋补强壮、益精明目;根皮可清热虚热、凉血;补血草具有收敛、止血、清热、祛湿的功效。芙蓉菊为菊科蕲艾属植物,别名海芙蓉、白艾等,医书记载芙蓉菊叶可用于治疗风寒感冒,痈疽,疔疮;而其根则能祛风湿,用于治疗风湿关节痛、胃脘冷痛等。在我国华南地区民间用于治疗糖尿病,临床效果良好。目前仅钓鱼岛还尚存部分原生态群落。2003年,浙江苍南渔寮乡开始人工栽培,形成了规模的栽培基地。
4.3油料系列原料开发
油葵能够适应盐碱地的苛刻环境,还能提供大量的优质油料,榨油率高达45%,仅次于花生。同时,油葵也是重要的化工原料,油酸含量高,几乎可全部转化为生物柴油,并获得大量甘油,是难得的油料作物。乔蕤等对盐生草籽营养成分进行了全面分析,得出盐生草籽含油量为19.37%,油色泽为暗黄色,脂肪酸组成中不饱和脂肪酸含量极高,为91.80%,其中亚油酸、亚麻酸含量分别高达50.6%和18.0%,是一种理想的保健食用油开发新资源。于海芹等分析了碱蓬、角碱蓬和翅碱蓬三种碱蓬属植物种子含油量和脂肪酸组成,发现含油量分别为24.39%、15.67%和15.80%,不饱和脂肪酸含量分别为88.65%、88.30%、88.50%,尤其是亚油酸含量较高,分别达56.94%、59.35%和60.86%,与葵花油含量相近。
4.4生物炭原料开发
生物质在无氧或低氧条件下高温裂解炭化而成的产物被称为生物炭。目前,在土壤改良、促进作物生长、固碳减排改善生态环境等方面研究广泛。毛明月等选用盐地碱蓬、盐角草、高碱蓬、野榆钱菠菜、盐穗5种黎科盐生植物为研究对象,于500℃温度下炭化制备生物炭,探讨盐生植物原材料对生物炭特性差异的影响。结果表明:生物炭的产率受盐生植物原材料灰分含量影响。生物炭灰分、养分及阳离子含量受盐生植物原材料物质成分的影响。炭化能显著增加生物质灰分含量,5种生物炭灰分含量与原材料相比增加了67.22%～169.24%,同时伴随着灰分增加,水溶性Na 、K 等低价离子富集,pH、电导率(EC)增大,碱性增强。研究为盐生植物生物炭在改良酸性土壤、炭化原材料选择等方面提供依据。
4.5优质饲料来源
一些耐盐植物的蛋白质含量较高,同时可作为生物盐添加剂,制备青贮饲料,发展养殖业的潜力巨大。柠条是一种良好的饲用灌木。任余艳研究表明,柠条的叶、花、果实营养价值较高,经喂养试验,用“柠条 玉米混贮料”喂养羊的效果显著。衣丹、乔蕤等分别对中亚滨藜、盐生草籽开展了饲用研究,发现两者叶蛋白含量达47.6%和50.2%,且氨基酸种类齐全,富含矿物质。此外,在油料系列盐生植物开发中,提取油脂后的籽饼粕、废渣中也含有较高的粗蛋白,可作为饲料蛋白的补充。在张永宏的研究中,聚合草、红豆草、小冠花、苜蓿的粗蛋白含量均在20%以上,提出这些盐生植物种植带来的经济效益可达到2800～24616元/667m2。
5、结语
盐碱地作为我国重要的土地资源之一,开展综合利用研究已成为破解土地资源紧缺的重要内容。特别是在沿海盐碱地种植盐生植物,可就地利用海水资源进行灌溉,对发展滨海特色农业具有广泛的意义。在内陆地区,筛选生态及经济价值高的耐盐植物品种,结合工程措施、农艺措施和化学措施,研究盐碱地综合治理改良途径,提高修复效率,实现生态修复的稳定性和可持续发展,是今后治理盐碱土壤的研究方向。基于盐碱地的生态重建出发,因地制宜的开展耐盐植物种植,以及多用途开发,解决盐生植物修复盐碱地后的处置问题,延伸盐碱地综合利用产业链,将带来显著的生态效益和经济效益。
,
