滨海盐碱地的改良与景观植物筛选研究-李亚南

山东农业大学学报(自然科学版),2015,46(4):549-553VOL.46NO.42015JournalofShandongAgriculturalUniversity(NaturalScienceEdition)doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2015.04.015数字优先出版:2015-05-25樊金萍1*,章彦琛1,林杨2,孙雨菲11.东业北农大学园艺学院,黑龙江哈尔滨1500302.哈尔滨市太阳岛风景区资产经营有限公司,黑龙江哈尔滨150028摘要:滨海盐碱度高，很难为植物提供所需土壤养分，使得植物种类单一，造成滨海盐碱地景观缺失。本文主要对滨海盐碱土的改良应用进行研究，通过学习滨海盐碱地成因，分析景观缺失现象，借助文献数据库及相关网络共享对近代科研人员在滨海盐碱地的研究进展及成果进行总结。探讨景观植物的引种筛选，实现在营造滨海景观的同时改良盐碱地，旨在为今后植物对滨海盐碱地的改良提供新的思路。关键词:盐碱地;改良;景观植物;筛选中图法分类号:S728.5文献标识码:A文章编号:1000-2324(2015)04-0549-05StudyontheImprovementofCoastalSalineLandandtheSelectionforLandscapePlantsLIYa-nan1,FANJin-ping1*,ZHANGYan-chen1,LINYang2,SUNYu-fei11.CollegeofHorticulture/NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China2.HarbinSunIslandScenicAssetManagementCo.,Ltd.Harbin150028,ChinaAbstract:Coastalsoilwithhighsalinitycannotadequatelyprovidethenecessarynutrientsforplantssoastoleadtothesimplificationofplantspeciesandthelackoflandscapeincoastalsalineland.Thispapermainlystudiedtheimprovementandapplicationforcoastalsalinelandthroughthecauseofcoastalsalinelandandanalysisonthephenomenonoflandscapeabsenceandreviewedtheprogressesandachievementsinthecoastalsalinelandbywayofliteraturedatabaseandthesharewiththeassociatednetwork.Toinvestigatetheintroductionandselectionoflandscapeplantsandcreateacoastallandscapeaswellasimprovethesalinewhichaimstoprovidenewideasforthefutureplantstoimprovethecoastalsalineland.Keywords:Coastalsalineland;improvement;landscapeplants;selection我国拥有着漫长的海岸线，绵延18000km，包括渤海、黄海、东海和南海，跨越暖温带、亚热带和热带三个气候带，有利的气候条件，使我国拥有着种类繁多的植物品种，可以构建丰富的滨海植物景观，但现实情况是滨海景观的缺失，其中大部分原因是滨海盐碱地的限制，如何改良盐碱地使其能为植物生长提供所必须的土壤养分，并且借助植物本身的生态性、循环性进一步改良滨海盐碱地成为亟需解决的问题。1滨海盐碱地概述1.1国内外滨海盐碱地改良方法的研究进展为改造滨海盐碱地，适宜滨海城市高速的经济发展，国内外研究人员进行了多年的探索。国外在17世纪初就有研究，19世纪明沟排水盛行欧洲，20世纪中期各实验室针对水盐运移进行研究，基本可分为物理模型、确定性模型等[1]，20世纪末国外开始试探生物改良方法，比较有代表性的是美国亚利桑那州塔可桑农业环境研究所开发利用野生抗盐油料植物海蓬子获得成功，由于它投入低、生态环保而得到广泛推广。我国是世界农业发展历史最悠久的国家之一，灌重于排，在20世纪中期才广泛采用明沟排水，“七五”期间暗管排水才开始推行，近二十年来在农作物及栽培植物上开始有所研究，如中科院上海植物生理所培育成功的既抗盐又抗寒的植申系列高产小麦品种，表现出优异的抗盐、抗寒性能；中国科学院石家庄农业现代化所与天津农学院合作从国外引种的珠美海棠，在国内栽植研究发现，不仅具有高抗盐性、经济性而且还有美化功能[2]。1.2滨海盐碱地主要形成因素及特点滨海盐碱地主要形成原因是受地形、水文、植被、人为因素的影响。地形方面，滨海地区地势收稿日期:2015-04-01修回日期:2015-04-26作者简介:李亚南(1989-),女,硕士生,研究方向为园林规划设计方向研究.E-mail:[e-mail]*通讯作者:Authorforcorrespondence.E-mail:[e-mail]•550•山东农业大学学报(自然科学版)第46卷低平，地下水受海水顶托，出流不畅，久而久之逐渐积盐；水文及植被方面，地下水位深度普遍低于3m，而且大部分地区的地下水矿化程度非常高[3]，滨海地区淡水资源缺乏，水文存在日变化及季节变化、植被品种多样性及数量性均较差，乡土树种及耐盐碱树种生长缓慢，不能迅速成林[4]；人为因素方面，围海造田破坏生态平衡、破坏植物群落。滨海盐碱地特点主要体现在土壤含盐量和地下水位高，土壤自然脱盐率低等因素上[5]。1.3滨海盐碱地的分类滨海盐碱地土壤以滨海盐土和盐化潮土为主，其土壤盐分主要来自海水[6]，因为需要营造合理的植物群落改良盐碱地并具有一定的景观效果，各地根据中国海洋环境质量公报提供的滨海地区海水盐度(如图1)针对土壤含盐量不同分为轻、中、重度盐碱地区。图12011~2013年滨海地区盐碱度情况Fig.12011~2013salinityconditionsofcoastalareas轻度盐碱地pH值为:7.1~8.5，土壤含盐量0.1%~0.3%，盐碱化程度低，针对此区主要研究经济作物及观赏植物的改良与增产，提高经济效益，改变土壤的理化性状，增强土壤团粒结构等。中度盐碱地pH值为:8.5~9.5，土壤含盐量0.3%~0.6%，中度盐碱地的植物选择可参照轻度盐碱地，所以在中度盐碱地的研究领域里，更多的是通过对植物的播种时间、种植密度、氮磷钾等元素对植物影响的研究，找出最适宜植物生长的条件。重度盐碱地pH值为:9.5以上，土壤含盐量0.6%~1%，盐碱化程度高，不仅有原生盐渍化，而且有次生盐渍化，其地下水位高、矿化度高、盐碱含量极高、土质粘重、渗透性极差，原始植被稀少，植被景观基本没有。2滨海盐碱地改良方法的研究国内外经过多年对盐碱地的改良研究已取得了一定成果，其中物理改良方法、化学改良方法和生物改良方法的应用最为普遍。2.1物理改良方法根据“盐随水来，盐随水去；盐随水来，水散盐留”的原理，利用明沟排水、暗管排水、暗管明沟结合排水、竖井排水等方式，严格控制地下水水位，通过灌水冲洗、引洪放淤等，不断淋洗和排除土壤中的盐分，从而达到土壤脱盐和防止次生盐渍化的目的[7]。2011年于淑会依据河北省沧州市东部滨海区土壤水盐分布特征、气象条件等客观条件铺设暗管进行试验，试验为暗管排水技术在浅埋深盐碱区盐碱地的综合治理和作物适生种植方面提供了科学依据[8]。2013年闫少峰根据江苏省东台市沿海平原降水充沛、地下水位较高等水文特点，用竖井排水，降低地下水位，降低土壤含盐量并抑制了土壤返盐现象[9]。但物理改良方法工程量大，投入高，易造成水土流失、土壤中营养元素流失，在应用的过程中受地形、水文的影响很大。2.2化学改良方法化学方法是依据酸碱中和、增强土壤团粒结构、络合/惰化重金属离子、以及提高肥力这四种途第4期李亚南等:滨海盐碱地的改良与景观植物筛选研究•551•径进行研发的[10]。化学改良领域主要以利用天然矿土资源、工业和农业废弃物、以及人工合成化学制剂进行开发再利用等方法来改良滨海盐碱土。工业废弃物研究：河北省冀东滨海地区盐碱地土壤盐渍化严重、土质粘重，孙昌禹等利用固体废弃物磷石膏对盐碱地进行改良试验，试验发现重盐碱地每667m2施磷石膏1500~2000kg能有效改善土壤物理化性状，降低土壤pH值，为植物提供良好的生长环境[11]。综合天然矿土资源、废弃物及化学制剂的研究：冯国艺等对沸石、石膏、康地宝三种土壤改良剂进行了试验，证明这三种土壤改良剂均能明显改善滨海盐碱地棉苗光合特性及生长状况[12]。这些废弃物再利用的方式为滨海盐土的改良提供了新的技术途径和可实施的广阔空间。但化学改良方法在中和或惰化盐碱土中离子的同时也会置换出其他有害离子，不能从根本上解决滨海盐碱地问题。2.3生物改良方法生物改良是利用植物叶片的蒸腾作用，把地下水排到大气中去，从而达到降低地下水位的目的。同时，稳定的植物群落还可以调节局部小气候，减少地面蒸发，抑制土壤返盐。选用高产出的经济作物，如种植耐盐碱作物如棉花、豆科作物、麻类、地下结实作物、麦类等，边利用边改造[13]；重点开发本土植物，如渤海海兴充分利用本地耐盐碱经济作物小红芒、科遗麦、沧州一号、中捷15-31等来改善当地的滨海盐碱地[14]。引进筛选增加品种，丰富植物资源，如谢逸萍等对菊芋进行了引种鉴定和海涂利用评价研究，筛选出“大兴１号”、“徐州２号”菊芋品种，可在江苏沿海滩涂上大量种植[15]。生物改良方法比以上两种方法有着投入小、生态等优势，可以从根本上解决滨海盐碱地问题，但其对生长环境的要求特别高，地域性比较强，适用范围相对较窄。所以，综合物理方法和化学方法将更有效解决滨海盐碱地问题。3滨海盐碱地引种植物品种筛选评述可以在盐碱地正常生长的植物很少，致使滨海盐碱地区植物种类单一，不能形成丰富的植物群落，围绕这一难题，研究人员经过多年的实践，引种筛选了一些优良的经济作物、观赏植物，扩充了盐碱地植物群落的品种选择范围。轻度盐碱地：江苏启东靠江沿海是新围的滩涂，缺少绿化植物资源，黄惠聪等在此引种共9个产地、25个家系的杉木种苗，历经9年的观察研究，综合成活率、抗病能力总结出适合本地种植的杉木为黔锦17、亚林和湖南的苗木、四川和福建的苗木，丰富了当地滨海植物资源[16]。海兴农场2013年起扶持柳树基因库，培育“渤海柳1号”旱柳新品种，其具有根系发达，抗风，抗雪压，可适应多种不同类型土壤的特点，并且在环渤海盐碱地上生长良好，具有速生性特点，可作为先锋树种进行推广[17]。中度盐碱地：杜高唐在山东省滨州市，通过对苜蓿播种时间的研究，探索出一套中度盐碱地苜蓿出苗与保苗技术，为其它地区栽植提供了科学依据，也为农牧业良性循环贡献了一份力量[18]。后又对蓖麻生长过程中氮，钾的吸收及地上部干物质积累进行了研究，研究从出苗率，成活率等方面进行了阐述，发现其高产时的氮含量百分值，为各地蓖麻增产提供了科学依据[19]。重度盐碱地：孙昌禹等在河北省沿海区滨海泥质重盐碱地依据适地选树及梯次推进等原则，对重盐碱地进行原土直栽，栽植国槐、刺槐、金叶刺槐、西府海棠、竹柳、杜梨、合欢等，经过多年的试验发现在栽植绿化植物时，采取相应的技术措施，可以提高绿化植物的成活率并通过精心栽植、养护管理，可以有效的防治病虫害，在滨海泥质重盐碱地改良方面取得较好的效果[20]。邓丞针对滨海地区盐碱地治理的紧迫性和造林资源与技术的缺乏性，经过试验研究筛选出62种植物材料，为中、重度滨海盐碱地的植物选择提供了更多的植物