摘 要: 在松嫩平原西部地区重度盐碱地上，连续 2 年研究了地膜覆盖措施对土壤水分、盐碱程度和移栽羊草成活率与生产力的影响。结果表明: 地膜覆盖能够有效提高土壤含水量，降低土壤 pH 和电导率，尤其是对 0 ～ 10 cm 土壤水盐状况影响更为明显; 经过 2 年试验后，与对照的羊草移栽零成活率相比，2017 年地膜覆盖处理 C、E 和 F 样点羊草成活，同时各样点地膜覆盖处理生物量均显著或极显著高于对照。这说明地膜覆盖是改良重度盐碱化土壤的有效措施。
关键词: 羊草; 地膜覆盖; 重度盐碱地
松嫩平原西部地区盐碱土属于内陆型苏打盐碱土[1]，土壤呈强碱性，盐分组成以苏打为主，盐化严重，土壤结构散失，渗透性差，同时，潜水位接近地表，蒸发强烈，土壤极易积盐、返盐。鉴于苏打盐碱地土壤交换性钠含量高、盐分淋洗困难等的特殊性和复杂性，导致苏打盐碱地、尤其是重度苏打盐碱地一直是世界级难题。以往已有大量的文献报道苏打盐碱地的改良方法，如农田施磷改善盐碱地土壤供肥状况[2-3]，施用硫酸铝对苏打盐碱土进行改性[4-6]，盐碱地种稻应用于水源充足地区的苏打盐碱地改良[7-10]等，多地针对土壤母质、盐碱成因、生产情况等多种因素，选择不同措施进行退化土地的改造和治理。羊草( Leymus chinensis) 是一种分布在松嫩平原西部的耐寒、耐旱、耐盐碱的优质牧草，因其羊草根茎无性繁殖能力和生长势极强的特性，在松嫩平原盐碱土分布区植被恢复中，是公认的首选耐盐碱植物种类之一，种子直播、大苗移栽等措施取得了良好的应用效果[11]。地膜覆盖具有节水保墒、减少棵间蒸发、抑制盐分积累的作用[12]，利用地膜覆盖减少地表水分蒸发、抑制土壤积盐的作用，将该措施应用在盐碱化农田种植中，可为作物根系创造相对低盐的土壤环境。本研究将地膜覆盖措施与羊草移栽技术相结合，通过研究地覆膜后植被特征和土壤环境的变化，探讨地膜覆盖措施作为重度退化盐碱地恢复的技术可行性，以期为探索恢复重度退化盐碱地的地力提供理论依据和技术参考。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验地位于吉林省松原市乾安县水字镇西，该地区属于温带大陆性季风气候，年平均气温 5. 6 ℃，日 照 时 间 2 866. 6 h，全 年 积 温 2 884. 5 ℃，无 霜 期 平 均 146 d，年 均 降 水 量 425. 8 mm。试验地所在地地势较平坦、低洼，草地由于人为过度放牧已经严重退化，地表零星分布角碱蓬( Suaeda glauca) ，偶见碱茅( Puccinellia tenuiflora) ，土壤类型为苏打盐碱土，土壤可溶性离子组成以 Na+ 和 HCO3 -为主，Na2 HCO3 是造成土壤盐碱化加重的主要因素，为重度苏打盐碱土典型代表区域。
1. 2 试验材料与方法
选择地上无植被的碱斑地( 光板地) ，每个试验样点为 2 m×2 m，于 2016 年 7 月下旬进行羊草移栽，羊草苗使用提前培育的 10 ～ 12 叶龄羊草钵苗( 8 cm × 8 cm 营养钵) ，定植株行距 0. 33 m × 0. 33 m，每个试验地块周围栽 2 行保护行。样地选择着生碱斑、碱蓬等不同地表覆盖类型的 6 个地点，样地编号分别为 A、B、C、D、E、F。使用幅宽 75 cm 的农用可降解黑色地膜在羊草移栽 3 d 后进行覆膜处理( FM) ，然后不再进行任何管理，以相邻同类型的相同面积样地不覆膜处理为对照 ( ck) 。各样点电导率和 pH 见表 1。
2016 年和 2017 年 10 月上中旬统计各样地的羊草存活率，按照 5 cm 间隔进行分层采样至 30 cm深，由于试验样地为自然土壤，土壤理化性质极差，变异较大，每块样地均取 5 点以上混合样，用烘干法测定土壤含水量、电导率、pH。此外，植被盖度采用 5 cm×5 cm 网格的样方框进行网格法测定，记录每个网格内的物种，并将样方内的各种植物齐植株基部剪下，装入信封袋，带回实验室于 105 ℃ 杀青 30 min，在 80 ℃ 下烘干至恒重，计算地上生物量。
2 结果与分析
2. 1 地膜覆盖对表层土壤含水量的影响
由 2016 年末和 2017 年末地膜覆盖措施下土壤含水量的情况( 表 2) 可知: 与对照相比，2016 年土壤含水量总体上高于对照，覆膜保水的效果从土表下层向上层大致上呈现逐渐加强的趋势，其中在 10 cm 内的土壤表层含水量极显著高于对照。进入 2017 年，土壤含水量在不同处理之间仍然存在一定差异( 表 2) ，但地膜的保水效果已经不如 2016 年，因农用地薄膜到 2017 年 8 月末时大部分就已经风化破损。除了地膜覆盖样地在 0 ～ 5 cm土层内的含水量显著高于对照外，其他土层含水量与对照相比差异不显著。但是，对照处理20 ～ 25 cm、25 ～ 30 cm 土层内的平均含水量分别为 17. 44% 和 17. 61%，反而高于覆膜处理的 16. 85%和 16. 87%。
2. 2 地膜覆盖对土壤 pH 的影响
从年际间不同处理土壤 pH 的变化趋势来看 ( 表 3) ，2016 年处理间土壤 pH 差距很小 ，处理间差异不显著; 地膜覆盖 1 年后，2017 年覆膜处理土壤表层的 pH 明显低于对照，其中覆膜处理 5 ～ 10 cm 内土壤 pH 显著低于对照，其他土层处理间差距不显著。因此，地膜覆盖降低了 25 cm 内表层土壤 pH，从而削弱了碳酸盐离子对植物根系的胁迫作用，为植物生长创造一个良好的土壤环境。
2. 3 地膜覆盖对土壤电导率的影响
从年际间土壤电导率的演变趋势来看( 表 4) ，2016 年 10 月中旬的测定结果表明，对照处理 30 cm 内土壤呈现从土壤表层由下至上土壤电导率逐渐升高的趋势，说明盐分向地表汇集，土壤表面发生返盐现象。与对照相比，地膜覆盖的各层土壤电导率虽然也呈现与对照相同的趋势，但这种趋势放缓，0 ～ 5 cm 和 25 ～ 30 cm 的土壤电导率相差 0. 25 mS /cm，远远小于对照的 0. 89 mS /cm。由此说明，在地膜覆盖的当年，其抑制盐分上返的效果已经体现出来，但效果还不十分明显，仅能初步减缓盐分上返。
2017 年土壤电导率测定结果表明( 表 4) ，地膜覆盖能明显降低表层土壤的电导率。覆膜处理 10 ～ 20 cm内土壤电导率极显著低于对照，0 ～ 10 cm、20 ～ 25 cm 内土壤电导率显著低于对照，而 25 cm以下的土壤电导率与对照相比差异不显著。由此说明，覆膜处理显著降低了 0 ～ 25 cm 内的土壤电导率，但对 25 cm 以下的土壤电导率影响较小。地膜覆盖处理对表层土壤抑盐压盐的效果已经充分显现。
2. 4 地膜覆盖对羊草成活情况的影响
地膜覆盖可以显著提高移栽羊草的成活率 ( 表 5) ，2016 年各样地移栽羊草的成活率为 20. 83% ～ 70. 83%，而对照除盐碱较轻的 F 处理以外，由于土壤盐碱化较重，全部死亡; 2017 年由于旱情较重，在土壤盐碱胁迫下，对照样地羊草全部死亡，2016 年有羊草存活的 A、B、D 样地上羊草全部死亡，C、E 和 F 样地的羊草成活率也大幅度下降，分别为 8. 33%、18. 46%和 37. 50%。
2. 5 地膜覆盖对地上部生物量的影响
包括地表植株残体在内的植被生物量大小，能够反映土壤条件的改善程度，同时地表植被生物量的提高也有助于减少地表蒸发，抑制土壤盐分上返。2017 年的试验结果表明( 表 6) ，与对照相比，覆膜处理生物量( 含枯死植株残体) 明显高于对照。覆膜处理 A、B、D 样地地上部生物量显著高于对照，而 C、E、F 样地地上部生物量则极显著高于对照，由此说明地膜覆盖可以明显提高重度苏打盐碱化草地的地上部生物量。
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3 讨 论
地膜覆盖措施应用在棉花、玉米等多种作物生产上，可有效控制土壤与大气的空气交换，减少土壤水分散失[13-14]，同时下层土壤水汽在压力势差作用下顺着毛细管向表层土壤积聚[15]，提高了表层土壤水分含量，这不仅有利于植物根系吸收水分，而且表层土壤含水量的升高，也可以促进土壤水分在重力作用下的向下运移[16]，将盐分带到下层，从而起到保水抑盐的作用，因而在本试验中地膜覆盖措施能够起到明显的土壤保水效果，以往同类试验结果也说明了这一点[17-18]。
地膜覆盖措施在重度苏打盐碱化草地应用近 2 年后，明显地降低了表层土壤盐碱化程度，这有利于土壤溶质水势的提高，减轻土壤环境对植物的盐碱胁迫[19-20]，从而使表层土壤盐碱成分降低至羊草能够忍受的程度，多个样地有羊草存活， 2 年的生长时间也证明了移栽的羊草已经具备了自我扩繁的能力。更值得重视的是，由于光板地地表光滑，地表种子极易被风刮走而难以存留在地表，相对高大的羊草植株的定居，将有利于拦截更多的种子，从而为后续植物的生长和抵御外来植物的入侵奠定良好的基础[21]。
虽然地膜覆盖对于重度苏打盐碱地改良已经显示了初步的良好效果，但也有 2 个问题需要解决，即: ①选择生物可降解膜替代塑料地膜来减少环境污染; ②降低地膜覆盖技术的使用成本。
综合 2 年的数据来看，地膜覆盖能够有效提高土壤含水量，降低土壤 pH 和电导率，尤其是对 0 ～ 10 cm 土壤水、盐状况影响更为明显; 与对照的羊草移栽零成活率相比，2017 年地膜覆盖处理 C、E 和 F 样点羊草成活，同时各样点地膜覆盖处理生物量，均显著或极显著高于对照。地膜覆盖的保水、抑盐作用使得原来不能生长羊草的土壤上移栽羊草成活，而且地膜覆盖有效促进了植物地上部生物量的增加。因此，地膜覆盖是改良重度盐碱化土壤的一种有效措施。
