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松嫩平原平原的西部是我国盐碱土集中分布的地区之一,已成为世界三大苏打盐碱地集中分布区之一,重度盐碱地的修复一直是盐碱地治理的一个难点,相关研究也较少。本文以野外实践及室内试验相结合的方式,以室内利用改良土壤种子发芽为筛选手段,筛选17种土壤改良剂中筛选出改良效果最佳的土壤改良剂,应用于野外实地改良及室内模拟实验,通过对植物生长及生理状况的影响来判断土壤改良剂对重度盐碱地的改良效果,探讨盐碱地治理改良方法及措施。主要结论如下: 1)降盐碱剂筛选。以白菜种子发芽为衡量标准,从17种土壤改良剂(降盐碱1号、外施钙源石碱膏、HEDP、T-225、PAPEMP、MA-AA、ATMP、AA/AMPS、降盐碱2号、木炭、BHMTPMPA、木醋液、H+型阳离子交换吸附树脂、EDTA、柠檬酸、柠檬酸钙、NTA)筛选出11种为有效改良剂(前11种),其中降盐碱1号在改良盐碱过程中具有较好的作用,提高盐碱胁迫下的发芽率、发芽指数、活力指数分别达到72.5%,36.2,1.2,将pH值控制在6.13。将3种有效改良剂、6种无效改良剂与钙源(石膏)混合后,发芽率,发芽指数、活力指数明显上升,并达到显著水平。同时,施加钙源后pH值均也有所下降,外施钙源有助于其它改良剂效果的发挥,外施钙源对盐胁迫状态下的种子萌发具有重要作用,但将降盐碱1号与石膏梯度筛选发现单独施用42.8L/m3降盐碱1号或25kg/m3石膏为最佳比例,二者单独施用改良盐碱土其发芽率高于二者混合施用的发芽率,故二者不宜混合施用。 2)室外降盐碱剂施用效果评价。降盐碱1号与降盐碱2号的比较,降盐碱1号在阻盐剂阻隔下,使盐碱地pH与盐分明显下降,杨树生长速率较高,改良效果显著。降盐碱2号与碱土掺沙在在阻盐剂阻隔下,pH与盐分变化不明显,杨树生长速率缓慢。加覆膜剂的功能主要表现在调节土壤深层与浅层之间的盐碱动态,对深层盐分没有明显抑制作用。此外,种植杨树能够改良根际土壤,强化改良剂的效果。 3)室内降盐碱剂施用效果评价。室内栽植小黑杨对其生理及其土壤生境物理性质测定结果充分证明降盐碱1号改良盐碱土十分有效。结果显示,改良后盐碱土容重由原来的1.29g/cm3降低至1.19g/cm3,使孔隙度由改良前的51.3%升至54.8%,孔隙比由1.05升至1.22,使改良后土壤电导率降低了原来的67.3%及土壤pH值降低了1.1个单位。同时,使植物具有较高的净光合速率(10.21μmol·m-2·s-1)比壤土低25.3%,但是碱土的1.98倍、光合/呼吸(5.34)与壤土接近,是碱土的1.92倍。从代谢产物含量来看,碱沙+降盐碱1号种植杨树游离脯氨酸含量为5516.5μ g·g-1,甜菜碱为1926.7μg·g-1,分别是壤土的5.95、9.04倍,分别比盐碱土低18.3%、36.2%,碱沙+降盐碱1号种植杨树叶片可溶性糖含量为98.3mg·g-1,较为接近壤土。表土覆膜剂施加对土壤各物理性质均有改善,但是对植物生长没有起到明显促进作用,对代谢产物含量也没有产生明显变化。 4)树皮土基质发酵实验。为增加土壤有机质含量,减少改良后盐碱土因营养贫瘠而对植物造成的营养胁迫,为此采用发酵生物肥与土壤改良剂应用于盐碱地改良中。通过发酵针叶树皮土实验可知,发酵采用针叶土,以粪肥为氮源在40℃,湿度为50%,此时发酵效果最好,电导率为572.5μs/cm,pH由7.06降至6.48,总酚含量由912.3mg/kg降至最低为217.11mg/kg,挥发酚含量由0.32mg/kg升至最高为2.72mg/kg。通过易碎度及易碎程度比发现针叶渣发酵后(易碎度最高达2.91)比发酵前(易碎度最高达2.35)易碎,而针叶土发酵前后变化不明显;同时,还发现pH与酚含量相关性,挥发酚含量随pH降低而增高,而总酚含量随pH的降低而降低,在进行大规模生产发酵过程中,可以采用pH值作为发酵效果好坏重要衡量标准之一。 5)树皮土基质栽培杨树实验。随着树皮土基质含量的增加,有机质含量明显上升,同时对改良盐碱土pH降低也有一定作用,对树皮土基质对土壤透水、吸水速率也有一定提高,其中以处理4(树皮土1份+碱沙1份+降盐碱1号,树皮土基质含量最多)对盐碱土物理结构效果最佳,电导率为591.7μs/cm是壤土电导率的4.31倍,比盐碱土降低了57.2%;而pH值降低为8.8,比盐碱土降低了1.6个单位;有机质含量增加至12.6%,是盐碱土的4.34倍。通过处理4种植的银中杨生理代谢速率、生长速率均高于其他树皮土基质种植的银中杨。叶片可溶性糖与游离脯氨酸随着培养时间的增加含量增高,在培养30天时出现最高值,测定第30天甜菜碱含量发现盐碱土种植银中杨甜菜碱含量达到2242.5μg/g,而随着树皮土基质含量增加甜菜碱含量逐渐减少,处理4种植银中杨甜菜碱含量达648.6μg/g,这比单独在盐碱土中施用降盐碱1号种植的甜菜碱含量低2.82倍,较为接近壤土水平。这说明树皮土基质的添加对盐碱土物理结构改良效果明显,短期对植株的生长以及代谢产物影响较小。