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菊芋根系驱动盐碱土熟化过程及其机制

2021-08-21 15:47编辑: www.51jrft.com51今日论文网
本研究从植物-根系土壤角度探索盐碱土土体微系统中由耐盐植物引起的土壤环境变化,明确菊芋根系调控根际土壤盐分、提升盐土肥力的机制,为利用耐盐植物熟化盐土提供理论依据。通过对土壤含水率、含盐量、有机质含量、速效磷、速效钾及酶活性等指标的测量评定,分析对比有无菊芋种植的土壤理化性状异同。实验结果表明,种植菊芋后,盐土的含水率暂无变化,含盐量有降低的现象,速效磷、速效钾的浓度存在显著增加的现象,碱性磷酸酶的活性尚未出现变化,土壤孔隙面积有明显的增加,在土壤矿物方面,在重盐非根际对照土壤和重盐根际土壤中,绿泥石、白云母和针磷铁矿的含量显著高于其他土壤样品中的含量;而石英和方解石却表现出完全相反的规律;在不同盐度的土壤样品中,重盐根际土壤中的白云石、绿泥石、白云母和针磷铁矿的含量显著高于非根际土壤,而在中度和轻度含盐的土壤中却展现出相反的规律。以上结果表明,菊芋对盐碱土存在显著的改良作用。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 采样地概况 2
1.2 材料 2
1.3 试验设计 2
1.4 观测指标及方法 2
1.4.1 土壤含水率 2
1.4.2 土壤电导率 3
1.4.3 土壤有机质 3
1.4.4 土壤速效磷 3
1.4.5 土壤速效钾 4
1.4.6 土壤碱性磷酸酶 4
1.4.7 土壤孔隙度 5
1.4.8 土壤矿物 5
2 结果与分析 5
2.1 土壤含水率 5
2.2 土壤电导率 6
2.3 土壤有机质 6
2.4 土壤速效磷 7
2.5 土壤速效钾 7
2.6 土壤碱性磷酸酶 8
2.7 土壤孔隙 9
2.8 土壤矿物 9
3 讨论 11
致谢 13
参考文献 13
菊芋根系驱动盐碱土熟化过程及其机制
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/> 引言
作为重要的后备土地资源,盐碱地在地球上广泛分布。全球盐碱地面积约为9.54亿公顷。它占可耕地面积的10%[1],约是全国可耕地面积的四分之一[2]。我国拥有广泛管辖海域,其中沿海滩涂面积约占0.6%。再加上江河入海,泥沙不断堆叠淤积,沿海滩涂还在以200~300 km2/y的速度持续增加,同时沿海滩涂分布集中有利于现代盐土农业新品种和新技术。我国的盐碱地有普遍较高的盐碱化程度,严重盐碱化的土壤难以种植作物。对于我国这样一个耕地少、人口多的国家,进行盐渍化土壤的快速开发和高效利用,是经济效益、环境保护和可持续发展的良好结合。
根据盐碱地的形成原因和特点,快速熟化与高效利用盐碱地的最首选措施是盐分调控。促进盐渍地熟化的措施很多,有水利、物理化学、农艺、生物等措施[3,4,5,6]。在促进盐碱地治理的各项措施中,使用和改进盐碱地最有效的方法之一是生物措施[7,8]。许多植物通常都依赖地下共生微生物协同进化,根真菌是植物与某些土壤真菌的共生体,在自然界中,约80%的植物种类都是菌根化的,并且自然界中存在耐盐碱的菌根微生物,然而,并非所有菌根有利植物在盐碱地上的生长。土壤生物活动有利于改善土壤有机质,增加土壤有效养分,改良土壤结构[9,10]。种植植物可增强植被蒸腾作用,降低地下水位,加速盐的浸出,延缓或防止积盐返盐。
菊芋(Jerusalem Artichoke),俗名洋姜,向日葵属,多年生草本植物[11,12]。它对贫瘠、严寒、干旱,盐碱具有很强的耐受力,并且对土壤没有严格的要求。在其他其他作物不宜生长的土地上,它可以生长,具有抗逆性强、抗旱、耐风沙、再生性极强、无病虫害[13]等诸多优点。又因其具有优良的能源开发价值,目前正在滨海滩涂推广种植[14]。由于过去几十年里土壤盐渍化造成的农作物严重减产,结合当下世界人口增多,土地却不断减少的现状,对耐盐植物的研究己经成为当前农业科学不容小觑的研究方向。其中,盐碱胁迫是当下菊芋研究的热点问题,它可作为一种非粮食能源植物又可用于提高滩涂盐碱地利用率[17,18]。目前推广菊芋治理沙漠,在治理过后的土壤上种植牧草及适宜农作物,已经取得了一定的成效[19]。
本项目利用野外原位系统试验方法,研究菊芋改良盐碱土功能机制。采用酒精燃烧法、电导法、重铬酸钾外加热氧化法、0.5mol/L碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法、乙酸铵浸提火焰光度法、碱性磷酸酶试剂盒测定法等实验方法,以测定土壤理化性质指标,如土壤含水率、含盐量、有机质、速效钾、速效磷、碱性磷酸酶等。获得较为全面翔实的试验数据。这对于理解改良机制具有重要的参考价值,为利用耐盐植物驱动盐碱地熟化提供科学的实践依据。
1 材料与方法
1.1 采样地概况
地点:江苏省盐城市金海农场 (北纬32°59′41″ ,东经 120°49′42″,海拔0m)
电导率数据:高盐1380 μs/cm;中盐398 μs/cm;低盐120 μs/cm。
1.2 材料
表1 样本名称及其含义
Table 1 Sample name and its meaning
样本名称
含义
H1
高盐非根际土生物学重复1
H2
高盐非根际土生物学重复2
H3
高盐非根际土生物学重复3
M1
中盐非根际土生物学重复1
M2
中盐非根际土生物学重复2
M3
中盐非根际土生物学重复3
L1
低盐非根际土生物学重复1
L2
低盐非根际土生物学重复2
L3
低盐非根际土生物学重复3
RH1
高盐根际土生物学重复1
RH2
高盐根际土生物学重复2
RH3
高盐根际土生物学重复3

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