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保水剂对土壤理化性质及梭梭生长特性的影响

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保水剂的首要功效是保水作用,土壤水分的改变,土壤理化性质也随之发生改变。干旱区独特的土壤和环境特征,对保水剂的剂型和剂量提出了相应的要求。保水剂并不能无限度的提高土壤水分,高浓度的保水剂往往造成土壤电导率和pH的升高以及土壤结构等的变化。保水剂不是造水剂,在土壤水分严重缺乏的环境中,低浓度的保水剂并不能起到明显的保水效果。 古尔班通古特沙漠冬季有20 cm厚的稳定积雪,3、4月份由于积雪融水,土壤水分相对较高。保水剂的高吸水、保水特性,能够提高有限水资源的利用效率,在提高土壤持水量的同时也能较好的抑制土壤水分的蒸发,从而为植物种子萌发和幼苗早期生长提供有力保障。在盆栽条件下研究保水剂对梭梭、白梭梭种子萌发和幼苗根系的影响得出:0.05%浓度的保水剂对梭梭、白梭梭种子萌发有明显的促进作用,发芽率分别较对照提高18.7%、24.0%,当浓度达到0.1%时,保水剂对梭梭、白梭梭种子无显著影响;浓度在0.2%时,梭梭、白梭梭种子发芽率较对照显著降低;0.05%浓度的保水剂能够有效促进梭梭根系的发育,保水剂浓度在0.05%~0.1%时,白梭梭的主根长、侧根数、根系生物量较对照显著增加,但浓度高0.2%时,保水剂对梭梭、白梭梭根系发育有显著抑制作用,可见低浓度的保水剂能够促进梭梭、白梭梭幼苗根系的发育,保水剂浓度高于一定值后对梭梭、白梭梭的生长发育起抑制作用。 干旱区土壤水分季节变化明显,土壤的水分不同,保水剂的功能可能不同。在自然条件下应用保水剂发现,在土壤水分较为优越的4~6月份,0.05%浓度的保水剂对梭梭生长促进作用明显,成活率以及同化枝生长速率显著高于对照;而在干旱严重的7~9月份,0.2%浓度的保水剂能够显著提高20~40cm土壤含水量;在7~9月份,该处理下梭梭同化枝生长速率最快,梭梭同化枝含水量较对照提高5.76%;梭梭的株高、冠幅、新生枝长、基径在0.2%浓度的保水剂处理下,均达到最大值,显著高于对照。 以上的结论至少可以回答保水剂在干旱区的适用性和适用浓度等问题,但实验条件均局限在土壤水分较高的环境下进行,开展不同生境下保水剂对梭梭根系发育的影响实验,回答了在什么样的土壤水分状况下,保水剂会起到促进植物发育的作用以及最适宜的保水剂类型。 对不同生境下施用保水剂的梭梭根系进行调查发现,在同一生境下不同粒径保水剂的应用效果不同,同种保水剂在不同生境下的应用效果也不同。由于平地40cm以下进入黏土层,黏土层土壤含水量在整个生长季都较高,各月平均含水量为10.93%,土壤水分已经不是限制梭梭发育的主要因子,因此两种保水剂对梭梭根系发育无显著影响;而阳坡土壤水分最差,但表层相对较高,40~lOOcm逐层递减,各月平均含水量为1.99%,较低水分无法满足梭梭根系发育需要,因此该生境下根系主要集中在0~50cm层,可见,土壤水分过低,保水剂也不能充分发挥作用;在阴坡的生境下,各月平均含水量为3.91%,0.05%和0.2%浓度的小粒径保水剂均能显著促进梭梭根系发育,这可能与该生境土壤水分含量较高有关,在春季水分较高时候,最适宜的保水剂浓度可能为0.05%,而在土壤干旱的7~9月份,0.2%浓度的保水剂可能会对深层土壤水分的保持也显著促进了梭梭根系的发育。 可见,土壤水分状况也限制着保水剂的使用效果。在缺乏灌溉条件下,应依据土壤水分状况来决定是否使用保水剂,土壤水分较低时,保水剂无法起到保水的效果,只有土壤水分相对较高时,保水剂才能起到促进植物发育的效果,但当土壤水分过高时,尤其是土壤水分已经不再是限制植物发育的主要因子时,也无需再添加保水剂。 本次试验基本探明了保水剂在干旱区的应用效果,基本解决了梭梭种子萌发期和幼苗期最适宜的保水剂浓度,探明了在不同季节保水剂的应用效果,同时针对不同土壤环境给出了一定意见。 本次研究的主要结论如下:①通过对保水剂的剂型和剂量的实验筛选,保水剂的粒径过大,不能起到更好的保水和调节土壤理化性质的作用,同时粒径过小,会引起土壤电导率、pH的升高以及渗透性的下降。粒径大小为1~2mm、施加浓度为0.1%的保水剂能够适当调节土壤的固、液和气相比例,显著改善沙质土壤的物理性能,同时亦不至于大幅度引起土壤电导率、pH的升高和土壤结构的破坏。②通过在实验室和盆栽条件下得出,最适宜梭梭、白梭梭种子萌发和幼苗生长的保水剂浓度为0.05%,浓度超过O.1%,保水剂的促进作用逐渐转为抑制。③在自然条件下,通过对一年生梭梭移栽苗应用保水剂得出,在土壤水分较高的4~6月份,0.05%浓度的保水剂对梭梭生长促进显著,在土壤水分相对较低的7~9月份,0.2%浓度的保水剂对梭梭生长促进显著。④通过在阴坡,阳坡和平地3个不同水分的环境中应用保水剂得出,在水分最差的阳坡,大粒径和小粒径保水剂对梭梭根系发育无明细效果;在水分稍高的阴坡,0.05%和0.2%浓度的小粒径保水剂显著促进了梭梭根系发育;在水分最高的平地,大粒径和小粒径保水剂对梭梭根系发育无促进作用。

李兴

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保水剂 土壤理化性质 梭梭 生长特性

硕士

水土保持与荒漠化防治

蒋进

2012

中国科学院研究生院

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