巴拉村

不同利用方式的苏打盐渍土剖面盐分组成及分布特征

赵兰坡;冯君;王宇;王鸿斌;耿玉辉

【摘要】通过野外调查、采样和室内分析,研究了松嫩平原不同利用方式的苏打盐

渍土剖面形态特征及可溶盐含量与组成在土壤剖面中的变化.结果表明,土壤的利用

方式不同,土壤剖面腐殖质层厚度、耕层和腐殖质层的有机质含量等有明显差异.在

围栏草原、旱田、新水田及老水田4个剖面中,土壤可溶盐总量、pH与ESP均是

在剖面中部最高,上部和下部较低；可溶盐组成均以K++Na+和HCO3、CO2-3

为主.表明草原围栏、旱田及水田利用均有抑制苏打盐分表聚的作用.放牧草原剖面

的可溶盐含量自下向上逐渐增多,盐分表聚非常显著.开垦20余年的水田剖面中,表

层土壤的可溶盐总量、pH和ESP值分别降至0.21％、7.56和9.1％,表明苏打盐

碱地种稻较草原和旱田利用更有利于土壤脱盐脱碱.%Throughfield

investigation,samplingandlaboratoryanalysis,morphological

characteristicsoftheprofilesofsaline-sodicsoilsunderdifferentlandu

patternsintheSongnenPlainandvariationsofcontentandcomposition

sshowthatunderdifferent

landupatterns,thesoilprofilesdifferedsharplyinthicknessofhumus

horizonandorganicmattercontentintheplowlayerandthehumu夸夸我的同学作文 s

ourprofilesunderfencedgrassland,uplandfield,3-year-

oldpaddyfieldand20-year-oldpaddyfield,parately,totalcontentof

soilsolublesalts,pHandESPwereallhigherinthemiddlelayersthanin

ublesaltsweremostlycompodofK*

+Na*,HCO3andC03,whichindicatethatallthefourlandupatterns

grazinggrassland,thetotalcontentofsoilsolublesaltsincreadwiththe

decreasingsoildepthintheprofiles,showingasignificantphenomenonof

rofileunder20-year-oldpaddyfield,the

solublesaltcontent,pHandESPdecreadto0.21%,7.56and9.1%

respectively,whichsuggeststhatinalkali-salinelandgrowingpaddyrice

ismorecontributivetosoildesalinizationandsolodizationthanmanaging

thelandasgrasslandanduplandfield.

【期刊名称】《土壤学报》

【年(卷),期】2011(048)005

【总页数】8页(P904-911)

【关键词】苏打盐渍土;草原利用;旱田利用;盐碱土种稻;土壤可溶盐含量和组成

【作者】赵兰坡;冯君;王宇;王鸿斌;耿玉辉

【作者单位】吉林农业大学资源与环境学院,吉林省生态恢复与生态系统管理省部

共建国家重点实验室培育基地,长春130118;吉林农业大学资源与环境学院,吉林省

生态恢复与生态系统管理省部共建国家重点实验室培育基地,长春130118;吉林农

业大学资源与环境学院,吉林省生态恢复与生态系统管理省部共建国家重点实验室

培育基地,长春130118;吉林农业大学资源与环境学院,吉林省生态恢复与生态系统

管理省部共建国家重点实验室培育基地,长春130118;吉林农业大学资源与环境学

院,吉林省生态恢复与生态系统管理省部共建国家重点实验室培育基地,长春

130118

【正文语种】中文

【中图分类】S156.4

苏打盐渍土是松嫩平原的主要土壤类型之一。气候干旱，蒸发强烈，地势低洼，成

土母质含盐量及地下水位较高是土壤发生盐渍化的主要原因［1］。苏打盐渍土的

自然植被属草甸草原，传统的土地利用方式主要为草原和旱田利用。近些年来，随

着人口的增加，土地的承载力日益加大，草原过度放牧及乱垦乱挖现象严重，加之

环境变化，草原退化及荒漠化进程呈加剧趋势。同时，随着苏打盐碱地种稻经验的

积累和技术进步，将退化的盐碱地草原开发为水田的面积有逐年增加的趋势［2-

3］。

关于土地利用方式对土壤性质的影响，国内外曾开展过大量研究。一般认为，土地

利用主要通过影响土壤有机质含量和土壤结构稳定性，进而影响土壤的功能和性质

［4］。与农田利用相比，草地利用不仅可提高土壤有机碳、氮的含量，而且可增

加土壤稳定性团聚体的含量，并可降低土壤容重和孔隙度，改善物理性质［5-8］。

关于土地利用对盐渍土盐分分布及土壤性质的研究并不多见。姚荣江等［9］曾基

于聚类分析研究了黄河三角洲地区的土壤盐渍剖面特征及其空间分二世胡亥 布，表明盐分剖

面类型的空间分布可以反映植被类型和土地利用方式的差异。陈恩凤等［10］早

期在对松嫩平原苏打盐碱土改良利用研究中发现，将苏打盐碱地由草原开发成水田

种稻3年，即可在一定程度上降低表层土壤的盐分和碱化度，种稻超过30年以上口苦如何治疗

的老水田，可建立起较为稳定的0～25cm淡化耕层［1］。尽管如此，目前有关

苏打盐碱土区几种典型的土地利用方式下，土壤盐分剖面分布特征及土壤理化特性

的演变方向的资料尚十分欠缺。为此，选择草原(放牧草原和围栏草原)、旱田和水

田(开垦3年的新水田和开垦20年的老水田)3种有代表性利用方式的苏打盐渍土

为供试土壤，重点研究了3种利用方式对土壤剖面形态特征、盐分组成及剖面分

布等的影响，目的是为松嫩平原盐渍土资源的合理开发和高效利用提供理论依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

研究区域位于松嫩平原南部的吉林省前郭县套浩太乡碱巴拉村，总面积约为900

hm2。气候上属温带半湿润气候向半干旱气候过渡区。年降水量为370～500

mm，年蒸发量1200～1400mm，年蒸降比为2.4～3.8，年平均气温为4～

5℃，全年≥10℃积温为3000～3200℃。春季(4～5月)降水极少，平均40～50

mm，气温上升快，多大风，蒸发量大，是全年水盐运动的积盐期;夏季(6～8月)

降水量大，平均为300mm，是土壤脱盐期;秋季(9～10月)降水减少，蒸发稍强，

也属弱的地表积盐期;冬季(11月～翌年3月)土壤冻结，深度可达160～180m，

水盐运动处于基本停滞状态，但翌年春季土壤解冻时，冻层滞水会促进表土积盐。

在地形地貌上，松嫩平原为长白山、大兴安岭和小兴安岭环绕形成的低平原，海拔

高度140～180m，相对高度5～10m。本区地下水丰富，地下水位1～3m，矿

化度0.5～3.0gL－1，属碳酸盐性弱矿化水，成土母质为河湖相沉积物［11］。

研究区域在1980年以前，没有耕地，自然植被为以羊草为优势种群草甸草原。

1981年起，为扩充耕地面积，将部分草原上的“狗肉地”(盐碱化程度较轻的草甸

土)开发为旱田，主要种植向日葵、糜子、谷子及荞麦等特色作物;1985年开始将

部分草原开垦为水田，利用地下水种稻，目前水田面积已发展至近130hm2。

1.2供试土壤

供试土壤为上述区域内的围栏草原(围栏20年以上，禁牧，每年秋季采草)、放牧

草原(无围栏，常年过载放牧，退化严重，植被覆盖度很低)、旱田(主要种植向日

葵、玉米、糜子、大豆等旱田作物，采样时为向日葵田，前茬也为向日葵)、新水

田(开垦3年)、老水田(开垦20年以上)共5个剖面的29个分层土样。5个剖面的

最远距离约为1500m(新水田与老水田的距离)，最近距离约为200m(围栏草原

与放牧草原两剖面的距离)，各剖面的成土母质、原始地下水位及地势相对高度等

环境条件基本一致。5个剖面均具有各自的典型性和代表性。采样时间为2006年

5月15日，是土壤春季水盐运动的积盐期，盐分剖面分布具有特征性。此时水田

泡田整地尚未开始，草原植被刚刚萌发，旱田刚刚出苗，是土壤的最佳采样时期。

在现场进行剖面描述的基础上，采集分层样品，土壤经室内风干、研磨处理后供分

析用。

1.3测定方法

土壤pH采用电位法(土水比为1∶2.5)。土壤可溶盐总量采用电导法。可溶盐组成

测定中，水浸液的制备采用1∶5的土水比，振荡3min后，用高速离心机以10

000rmin－1的转速离心5min，上清液经过滤后用于测定离子组成;其中，K+、

Na+用火焰光度法，Ca2+、Mg2+用EDTA络合滴定法，、HCO3－用电位滴定

法，用差减法，Cl－用硝酸银滴定法。土壤阳离子交换量及交换性钠离子含量采用

醋酸铵法，碱化度通过土壤阳离子交换量及交换性钠离子含量计算而得［12］。

2结果与分析

2.1土壤剖面的形态特征

土壤剖面的形态特征是土壤发生过程的产物，是土壤属性的外在表现。土地的利用

方式不同，对土壤的人工干扰程度不同，会直接影响土壤发育方向及熟化程度，进

而会在土壤剖面形态及土壤理化性质上有不同的反映［13］。表1为5个土壤剖

面形态特征描述资料。可以看出，5个剖面在形态上的共同特点是:(1)各剖面均有

不同程度的盐化或碱化特征，层次间意面酱的做法 均呈逐渐或模糊过渡;(2)由于地下水位普遍较

高，剖面下部湿度普遍较大，均有潜育化特征;(3)碳酸盐含量较高，剖面通体均有

不同程度的石灰反应;(4)剖面下部多为柱状、棱柱状或棱块状结构。

5个剖面在形态上的不同点主要表现在腐殖质层厚度和耕层颜色、根系量及土壤结

构上。在两个草原土壤剖面中，围栏草原腐殖质层(A层)的厚度、颜色暗度及植物

根系量、土壤结构性等均明显大于或优于放牧草原;在两个水田剖面中，开垦20年

以上的老水田耕层(Ap层硬笔瘦金体 )颜色暗度及水稻根系量、土壤结构性等也均明显大于或

优于开垦3年的新水田;旱田土壤剖面的耕层也以团粒和粒状为主，根系量多，但

土壤颜色暗度较围栏草原和老水田表层稍浅(7.5YR4/2)。土壤有机质含量的室内分

析结果为:围栏草原A1层(16.86gkg－1)＞20年老水田Ap层(16.19gkg－1)＞

旱田Ap层(14.60gkg－1)＞放牧草原A1层(11.24gkg－1)＞3年新水田Ap层

(11.00gkg－1)。

2.2土壤可溶盐总量及组成的剖面分布特征

图1为不同利用方式土壤剖面的可溶盐总量分布曲线。可以看出，围栏草原、旱

田及新、老水田4个剖面的可溶盐总量的分布曲线均呈“＞”型，即在剖面中部

可溶盐总量最高，变幅为0.21%～0.48%(其中，围栏草原、旱田及新水田3个剖

面的可溶盐最高含量均为0.48%，而老水田剖面仅为0.21%)，剖面上部和下部相

对较低，变幅分别为0.06%～0.33%和0.10%～0.29%。相比之下，放牧草原土

壤剖面的可溶盐分布是自下至上逐渐增多，从C层的0.27%上升至A1层的

0.71%，A1层的可溶盐总量远远高于其他剖面相同层次。此外，新、老水田剖面

C层的可溶盐总量分别仅为0.11%和0.10%，较其他剖面的C层低一倍多。

表1不同利用方式下土壤的剖面形态特征Table1Morphological

characteristicsofmeadowsoilunderdifferentlandupatterns1)B层以下

有SiO2粉末，铁锰结核、锈斑SiO2powder，iron-mangane

concretionsandrustystainxistbelowBlayer.2)g，粒状Granule;c，柱状

Column;l，片状Lamella;p1，棱柱状Prism;p2，棱块状Prismaticblock.3)vfr，

疏松Veryfriable;fr，松Friable;fi，硬Firm.4)p，较多Plenty;m，多Many;f，

少Few;t，极少Tiny;n，无Nil;5)SCL，砂质黏壤土Sandyclayloam;CL，黏壤土

Clayeyloam;LiC，壤质黏土Lightloam;L，壤土Loam利用方式Utilization层

次1)Layer深度Depth(cm)Munll颜色Munllcolor结构2)Structure硬度

Hardness(kgcm－2)石灰反应Limingeffect结持性3)SoilConsistence根系

4)Roots质地5)Texture(ISSS)围栏草原FencedgrasslandA10～1510YR2/1g

24++vfrmSCLA215～3310YR3/1g26++frpSCLAB33～487.5YR5/2

c26+++fifSCLB148～767.5YR4/3p感恩日记 225+++finCLB276～100

7.5YR6/2p223+++finSCLC＞1007.5YR7/1p220+++finCL放牧草原

GrazinggrasslandA10～137.5YR3/1l19++vfrpSCLA213～257.5YR2/3

g20++frfSCLAB25～397.5YR3/2c17+++fitSCLB139～657.5YR5/2

p218+++finSCLB265～1007.5YR5/4p218+++finSCLC＞100

7.5YR5/4p216+++finSCL旱田Uplandfield(向日葵)(Sunflower)Ap0～20

7.5YR4/2g24+++frmSCLAB20～507.5YR5/2c22+++fifSCLB150～

807.5YR6/2p222++finSCLB280～1107.5YR5/4p221+++finSCLC

＞1107.5YR6/4p217+++finSCL3年新水田3-year-oldpaddyfieldAp

0～187.5YR4/1g13++vfrmSCLP18～307.5YR5/1p116+++frfLiC

AB30～507.5YR6/1p120+++finSCLB150～807.5YR6/2p113+++fin

LB280～957.5YR5/3p215+++finLC＞957.5YR6/4p215+++finCL

20年以上老水田20-year-oldpaddyfieldAp0～177.5YR2/1g18++vfrm

SCLP17～277.5YR3/1p119++frpSCLAB27～457.5YR5/2p120+++fi

fSCLB145～787.5YR6/3p119+++finLiCB278～1007.5YR6/4p218

+++finLiCC＞1007.5YR6/4p218+++finCL

图1土壤剖面中可溶盐总量的变化Fig.1Contentsoftotalsaltinprofiles

underdifferentlandupatterns

图2a～图2e为5个剖面的土壤可溶盐组成的分布图。可以看出，可溶盐组成均

以K++Na+(主要为Na+)及HCO3－和为主，特别是重碳酸钠含量占绝对数量，

其他离子含量比例相对较少，剖面上下通体变化不大。5个剖面中，围栏草原(图

2a)、旱田(图2c)及新水田(图2d)、老水田(图2e)4个剖面的可溶盐组成分布图均

呈上下小、中间大的“橄榄型”型，剖面中部K++Na+和、HCO3－(主要为

Na+)含量较高，上部和下部均相对较低，说明这几种利用方式均有抑制苏打盐分

表聚的作用。而放牧草原(图2b)的盐分组成分布图呈“丅”型，即A1层中

K++Na+及HCO3－和的含量最高，向下逐渐减少，C层含量最低，盐分表聚现

象显著。

2.3土壤pH和碱化度的剖面变化

图3是5个剖面土壤pH和碱化度(ESP)的变化曲线。可以看出，放牧草原土壤剖

面的pH和ESP由下向上逐渐增高，分别自C层的8.72和19.2%上升至A1层的

10.10和48.5%。而围栏草原、旱田、新水田及老水田4个剖面的土壤pH和ESP

曲线则大多呈“＞”型，即剖面中部的pH和ESP相对较高，上下相对较低。除

放牧草原剖面外，pH和ESP最高值均出现在开垦3年的新水田剖面中，分别为

9.92和73.5%，而老水田剖面耕层(Ap)的pH和ESP分别降低至7.56和9.1%，

为5个剖面的最低值。总之，5个剖面土壤的pH和ESP的变化趋势与前述的可

溶盐总量(图1)的剖面变化规律基本一致。

图2不同利用方式下土壤剖面的盐分分布Fig.2Saltdistributioninsoilprofiles

underdifferentlandupatterns

图3土壤剖面的pH和碱化度Fig.3pHandESPinsoilprofilesunderdifferent

landupatterns

相关分析表明，土壤可溶盐总量分别与pH和ESP之间、ESP与pH之间存在着

极显著的相关关系，相关数分别达0.930＊＊、0.571＊＊及0.520＊＊。说明苏

打盐渍土的pH和ESP是受可溶盐总量制约的，土壤中可溶盐总量越高，其pH

和ESP值也越高，致使苏打盐渍土发生盐化的同时也发生碱化。

3讨论

土地利用方式不同，对土壤的干扰强度各异，必然会导致土壤性质向着不同方向演

变。姚荣江等［9］对黄河三角洲地区的土壤盐渍剖面特征及其空间分布的研究表

明，种植棉花和玉米的土壤盐分剖面多为底聚型和平均型，而基本处于未利用状态

的光板地为表聚型。本研究中，严重退化放牧草原土壤的盐渍剖面为表聚型，与前

述的黄河三角洲地区未利用的光板地土壤盐分剖面特征相同，而其余剖面均为橄榄

型(相当于黄淮海平原的“中聚型”盐分剖面［14］)。在松嫩平原，草原植被的人

为破坏是造成土壤盐分表聚的主要原因之一;而耕地利用过程中的农业措施和地表

水分蒸发、蒸腾的综合作用是橄榄型盐分剖面形成的主要驱动因素。研究表明，植

被覆盖度对土壤有机质累积、结构性的优劣及盐分表聚等具有显著的作用。植被覆

盖度高，可改善表层土壤的结构性，提高土壤水分入渗能力，减少地表水分蒸发，

降低地下水位，抑制盐分表聚［15-17］。因此，从维持腐殖质层厚度及其有机质

含量、优越的土壤结构性以及防止盐分表聚的作用来看，围栏条件下的草原利用应

是松嫩平原苏打盐渍土的最佳利用方式。但在过度放牧条件下，因植被覆盖度过低，

表层土壤风蚀严重，腐殖质层变薄，有机质含量下降，结构性变差，会导致盐分大

量表聚［18-19］。

松嫩平原的盐碱地旱田，最初均在盐渍化程度较轻的草甸土上开垦的，盐碱、内涝

及肥力低下是旱田利用中存在的主要问题。本研究中的供试旱田土壤，主要种植向

日葵等耐盐碱作物，一般很少施用有机肥料，主要靠一定量的化肥维持作物产量，

其腐殖质层有机质含量为14.60gkg－1，属中等肥力土壤。从土壤可溶盐的含量

和组成、土壤pH和EPS的变化来看，旱田利用有一定的抑制盐分表聚的作用。

生产实践中也发现，一些经常施用有机肥料、管理水平较好的地块，发生盐分表聚

的现象相对较轻。

关于盐碱地种稻，一些学者担心种稻会提升地下水位，从而加剧土壤盐渍化进程，

最终会导致土壤废耕。因此，国外盐碱地改良的一般经验，首先就是采取各种措施

降低地下水位，使之控制在临界深度以下，之后再冲洗土壤盐分至适当含量，继而

发展旱作。但这一做法对排水不良的松嫩平原来说，是不能引用的［10，20］。

我国的科研和生产实践证明，种稻是苏打盐碱地改良利用的最有效途径之一，也是

促进农民增收、农业增效及改善生态环境的最佳途径［1，20-23］。本研究中的

开垦20年以上的老水田和开垦3年的新水田均是在严重退化的废弃草原上开发的，

当初的有机质含量均在10gkg－1以下，经过20年水稻种植，其Ap层的有机

质含量提升了约0.6个百分点，达到与围栏草原A1层相近的水平;而开垦3年的

新水田，其有机质含量也已步入提升的起步阶段。再从可溶盐的含量和组成来看，

开垦3年新水田耕层(Ap)的可溶盐含量、ESP及pH仍相对较高，分别为0.32%、

60%及9.05。但K++Na+和HCO－3已明显开始下移，呈现出由上向下逐步增

加的趋势。而开垦20年以上的老水田中，剖面中部的盐分已较开发前的草原和旱

田土壤大幅减少，耕层(Ap)土壤的可溶盐总量、ESP和pH已分别降至0.21%、

9.1%及7.56，均为5个剖面中的最低值;而且，耕层的盐分组成中，二价碱土金属

离子(Ca2+、Mg2+)已取代一价碱金属离子(K++Na+)，占优势地位。说明在种

稻过程中，湛水层中的水在重力作用下产生的下渗水流可压制盐分上移，同时可把

表层的盐分向下淋洗，从而降低表层盐分含量。同时，在水稻栽培过程中，进入耕

层的根系分泌物、根茬及其分解产物，对中和土壤碱度、改善理化性质等也具有良

好作用。此外，如果在水稻插秧前实施泡田洗盐及增施有机肥等措施，会进一步加

速耕层的脱盐熟化进程，从而会逐步形成“淡化表层”。随种稻年限的增加，“淡

化表层”肥力会逐年提高，水稻的产量也随之相应提高，最终可形成高产稳产水田。

这就是苏打盐碱土种稻改良的机理。吉林省前郭灌区大面积盐碱地高产水田的形成

就是最好的例证。

4结论

1)土壤的利用方式不同，土壤剖面中腐殖质层厚度、耕层颜色、根系量及土壤结构

性有很大差异。围栏草原腐殖质层的厚度、颜色暗度及根系量、结构性等均明显大

于或优于放牧草原;老水田耕层颜色暗度及根系量、土壤结构性等均明显大于或优

于新水田;旱田剖面耕层以团粒和粒状为主，根系量多，但土壤颜色暗度较围栏草

原和老水田表层稍浅。5个剖面表层土壤有机质含量大小顺序为:围栏草原＞老水

田＞旱田＞放牧草原＞新水田。

2)土壤的利用方式不同，土壤剖面的可溶盐总量与组成的分布特征也有明显差异。

围栏草原、旱田、新水田及老水田四个剖面的可溶盐总量均为剖面中部最高，上部

和下部相对较低;可溶盐组成分布图均呈上下小、中间大“橄榄型”。放牧草原土

壤剖面可溶盐的分布是自下向上逐渐增多，表层盐分表聚非常依法治国的内涵 显著。5个剖面可溶

盐组成均以K++Na+(主要为Na+)及HCO3－和为主。

3)土壤的利用方式不同，土壤剖面的pH和ESP的变化也有明显差异。5个剖面的

土壤pH和ESP的变化与可溶盐含量和组成变化规律基本一致。围栏草原、旱田、

新水田及老水田4个剖面的土壤pH和ESP均为剖面中部最高，上部和下部相对

较低。放牧草原土壤剖面的pH和ESP由下向上逐渐增高。各种利用方式中，老

水田的表层土壤的pH和ESP值已分别降至7.56和9.1%，证明盐碱地种稻较草

原和旱田利用更有利于土壤脱盐脱碱。

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