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1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
盐碱土是地球上广泛分布的一种土壤类型,是重要的土地资源之一。全世界盐碱地面积约为9.55亿hm2,大部分分布在世界各地的干旱地区,集中于亚欧大陆、非洲大陆以及美洲的西部。盐碱土地也是我国宝贵的土地资源,中国盐碱地分布广泛,总盐碱土地资源约为9913×104hm2,现代盐碱土面积约占37.25,残余盐碱土约占45.26,潜在盐碱土约占17.48。我国盐碱土主要分布在西北、东北、东北西部以及海滨地区。中国盐碱地资源可划分为盐渍土资源[1]、盐生植物资源[1]、咸水和微咸水资源[1]、生态与旅游资源[1]土壤盐渍化问题与人类的活动息息相关,近年来农业灌溉密集、温室化效应引起的全球气候变化,海平面上升,旱涝灾害频发都直接或间接地加重了土壤积盐和盐渍化。土壤盐渍化是限制作物生长,降低作物产量的一个主要环境因子。盐渍化土壤植物的生长受到高浓度可溶性盐、高浓度交换性钠或者两因子耦合的影响。土壤盐化和碱化过程常常同时发生,盐碱问题变得异常复杂。同时,在盐碱土壤中,盐碱胁迫条件下,随盐碱度的增加,植物叶片的叶绿素含量下降,从而影响光合作用。一般来讲,盐碱胁迫下参与渗透调节的物质主要有两类:一是从外界吸收的无机离子,如na 、k 等;二是细胞内合成的有机溶质,如可溶性糖和脯氨酸。如不采取相应措施,盐碱地逐渐向荒漠化发展,将带来一系列生态环境问题,并最终影响人类的生活。
为更好地合理地开发和利用盐碱地资源,我国一直以来都在不断摸索试验对盐碱地的治理改良。如以松嫩平原大庆地区盐碱地为例的改良剂组合对盐碱土的物理化学性质的影响从而改善土壤性质的物理修复方法[2],脱硫废弃物改良不同类型盐碱地种植马莲的化学修复方法[2],以及运用最为广泛且最有前景的生物修复法[2]。生物修复法的作用在于植物与地下的共生微生物协同生存,产生植物与某些土壤真菌的共生体——根真菌。这样的土壤生物活动有利于调节土壤中的有机质含量,增加土壤有效肥力,改善土壤结构[9]。目前环境中约80的植物种类都是菌根化的,耐盐碱的菌根微生物也大量存在,这样的菌根微生物与耐盐植物一起作用于盐碱土壤,可增强土壤中植被的蒸腾作用,降低地下水位,加速盐的浸出,延缓或防止积盐返盐[10]。
我国有长约3000km的海岸线估计在15m等深线内的浅海与滩涂有1400万hm2。长江口以北的江苏、山东、河北、辽宁诸省滨海盐土面积达100万hm2。滨海盐土的特征是整个土体盐分含量高盐分组成以氯化物为主。滨海盐土面积小分布零星,但也有逐年增加的趋势。滨海盐土地处热带、亚热带、年降雨量大,土壤的淋洗作用强,滩底受海潮浸渍而形成滨海盐土,通过雨水淋盐逐渐淡化为盐渍化土壤,1m土体的平均含盐量小于0.6并且受红树林生物群落的影响而形成酸性硫酸盐盐土,盐分组成以硫酸盐为主,土壤呈现微酸性或酸性。浙江沿海则分布着微碱性滨海盐土,ph在7.5左右,盐分组成以氯化物为主。时至今日,我国在盐碱地的相关处理技术上的研究水平已经位居世界前列,例如黄淮海平原土壤次生盐渍化[3]经过修复后变为可种植的优质土地,使当地农产量大幅度增加等。随着盐碱地的相关研究不断更新,专业人员也意识到了盐碱地的改良,最终目的不单单是去除盐分,更重要的是增加产量,改良土地。而经过研究人员的不断尝试,通过生物学进行土地改良是目前最有效且可持续的方法。例如在农业生态工程中,从生物学的角度去进行相应的改良措施,采取采用土壤改良与种植利用相结合的方法,二者相辅相成。并且,我国对于盐碱地的治理情况高度重视,在相关规划中,把针对盐碱地进行的相关研究内容列入“863”高科技重大攻关项目[4]。
2. 研究的基本内容和问题
目标:
本课题试图通过从根际土壤及非根际原生土壤等中测得土壤含水量、土壤含盐量、主要离子浓度等指标,比较分析滨海盐碱土壤有无种植菊芋的的差别,最终得出菊芋熟化滨海盐碱土壤的作用机制的结论。
3. 研究的方法与方案
研究方法
从随机采取的根际土壤及非根际原生土壤等,采取不同的测定方法测得土壤含水量、土壤含盐量、主要离子浓度等一系列指标,分析有无种植菊芋的土壤各指标含量的差别,得出菊芋熟化滨海盐碱土壤的作用机制的结论。
4. 研究创新点
种植菊芋可降低土壤中的含盐碱量,调节土壤中各营养成分、水分、微量元素的含量,特别是在轻度盐碱化的土壤中种植菊芋对改良土壤作用很大。同时菊芋具有较高的营养价值和经济效益,因此在滨海盐碱土壤地区种植菊芋是长期合理有效并且可发展的措施。
5. 研究计划与进展
2018.11——2019.3 采样
2019.3——2019.4(中旬) 测定并计算
2019.4——2019.5 分析
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