农田盐渍化土壤敏感指示植物筛选及其指示研究

摘要

当前，我国设施大棚农业生产中由于复种指数高、化肥投入量大，农田土壤含盐量加速累积，土壤盐渍化问题十分严重。尤其在本底含盐量较高的沿海地区，这一问题更加突出。农田土壤盐渍化不仅影响了农作物的产量和品质，同时也降低了农田土壤的质量和可持续生产能力。为了保持农田土壤生产后劲，人们一直致力于盐渍化农田土壤的防治和改良，而土壤盐渍化程度的判别是土壤盐渍化防治的基础。
　　 本文根据沿海地区不同盐分土壤植物分布状况，选取在高、中、低三种盐分土壤植物中具有代表性，且在沿海地区农田广泛分布或种植的碱蓬、灰绿藜、小藜、马齿苋和大豆等5种常见植物为研究对象，通过人工气候室和接近设施大棚农业生产实际的温室大棚条件下的盆栽试验，研究了5种沿海地区常见农田植物与土壤盐度的响应关系及其对农田土壤盐渍化程度的指示作用。具体为：
　　 (1)筛选出农田土壤盐渍化程度敏感指示植物及其判别指标通过资料调研、实地勘查和实验室试验，筛选出了碱蓬、灰绿藜、小藜、马齿苋和大豆5种上海乃至沿海地区常见植物作为农田盐渍化土壤敏感指示植物；并通过人工气候室和玻璃温室两种不同环境条件的盆栽试验，考察了各植物在不同程度盐渍化土壤中的适应性及其生理变化规律，筛选出了半数存活率和初始株高增长抑制率作为敏感指示植物的判别指标。
　　 (2)揭示了指示植物与土壤盐渍化程度之间的响应关系通过人工气候室植物生长理想环境条件和玻璃温室近自然环境条件下的盆栽试验，研究了5种指示植物的生长状态与土壤盐渍化程度之间的响应关系，并分别确定了高、中、低盐度的指示植物。结果表明：碱蓬为极度耐盐植物，在试验条件下的9个盐度下均保持50％以上的存活率：灰绿藜、小藜、马齿苋和大豆的盐度指示范围依次降低，在不同等级的盐渍化土壤中，存活率和株高增长抑制率与土壤盐度的响应关系明显存在差异。
　　 (3)基于实验室条件构建了农田土壤盐渍化程度敏感植物指示体系通过5种敏感指示植物在人工气候室和玻璃温室条件下9个盐度土壤上各指标与盐度的响应关系比较分析，构建了具有实际应用指导价值的农田土壤盐渍化程度敏感植物指示体系。结果为：根据碱蓬、灰绿藜、小藜、马齿苋和大豆这5种敏感植物在目标土壤上的初始生长抑制状况（5天内）和移栽45天后的半数存活率，可以指示＜0.27％、0.27％～0.66％、0.66％～0.78％和≧0.78％的4个土壤盐度范围；根据这5种敏感植物在目标土壤上移栽22天的半数存活率，还可以进一步判断0.78～0.99％、0.99～1.77％和≧1.77％的3个土壤盐度范围。
　　 该土壤盐渍化程度敏感植物指示体系不仅可为农田土壤盐渍化程度判别和盐渍化土壤改良效果评估提供现场直观的鉴别手段，而且还可以为沿海地区农业生产一线人员开展农田盐渍化土壤适宜农作物种植类型选择和盐渍化土壤防治工作提供了技术支撑。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪言

1.1 课题研究背景及意义

1.2 盐渍化土壤概况

1.2.1 盐渍化土壤中盐的来源

1.2.2 盐渍化土壤的形成

1.2.3 盐渍化土壤的分类

1.2.4 盐渍化土壤的影响及危害

1.2.5 盐渍化土壤的改良

1.2.6 盐渍化土壤的分级

1.2.7 盐渍化土壤的评价现状

1.3 盐渍化土壤指示植物概况及其与盐渍化土壤的关系

1.3.1 盐渍化土壤指示植物概况

1.3.2 盐渍化土壤对植物生长限制的主要因子

1.3.3 盐渍化土壤对植物生理及形态的影响

1.4 课题来源和内容

1.4.1 课题来源

1.4.2 研究内容

1.5 研究技术路线

第二章 盐渍化土壤敏感指示植物及其指示指标筛选

2.1 盐渍化土壤敏感指示植物采集地概况

2.1.1 采集地崇明岛概况

2.1.2 采集地崇明岛农业用地状况

2.1.3 采集地崇明岛主要植被种类

2.2 盐渍化土壤敏感指示植物筛选

2.2.1 指示植物的筛选原则

2.2.2 初步选定敏感指示植物

2.3 盐渍化土壤敏感指示植物判别指标筛选

2.3.1 判别指标的筛选原则

2.3.2 试验用敏感指示植物的判别指标选取

2.4 本章小结

第三章 人工气候室条件下敏感植物对土壤盐度的指示作用研究

3.1 试验设计

3.1.1 试验条件

3.1.2 盆栽试验设计

3.1.3 试验材料

3.1.4 土壤物理化学指标的分析方法[51]

3.2 指示植物与土壤盐度定量关系研究

3.2.1 植物存活率与土壤盐度的定量关系研究

3.2.2 植物株高增长率与土壤盐度的定量关系研究

3.2.3 植物生物量与土壤盐度的定量关系研究

3.3 本章小结

第四章 玻璃温室条件下敏感植物对土壤盐度的指示作用研究

4.1 试验设计

4.1.1 试验条件

4.1.2 盆栽试验设计

4.1.3 试验材料

4.2 指示植物与土壤盐度的定量关系研究

4.2.1 植物存活率与土壤盐度的定量关系影响研究

4.2.2 植物株高增长率与土壤盐度的定量关系研究

4.3 本章小结

第五章 农田土壤盐渍化程度敏感植物指示体系构建

5.1 敏感植物指示指标选取

5.2 基于人工气候室条件的复合指示体系

5.3 基于玻璃温室条件的复合指示体系

5.4 两种复合指示体系比较及其实际应用推荐

第六章 结论和展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文