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1、松嫩平原是世界上蘇打鹽堿土面積最大的地區(qū),有鹽堿地面積373.33萬hm2,土壤pH多在8.5以上,有些地區(qū)重度鹽堿地pH高達(dá)9.0-10.5。這一地區(qū)的主栽作物是玉米。2014年在田間和室內(nèi)進(jìn)行石膏和粉煤灰改良鹽堿土種植玉米試驗(yàn),鑒于影響機(jī)理不同,2015年設(shè)計(jì)了石膏、粉煤灰和PAM不同配比試驗(yàn),分析改良劑對(duì)玉米苗期的生長發(fā)育和生理特性的影響以及對(duì)土壤改良效果,比較3種改良劑改善玉米幼苗耐鹽堿脅迫機(jī)理的差異,尋找最佳組合。試驗(yàn)結(jié)果表明
2、:
(1)添加改良劑后,土壤化學(xué)性質(zhì)明顯改善。經(jīng)過一年,鹽堿地的土壤酸堿度、含鹽量和交換性鈉均有所增加,陽離子交換量未變,碳酸根、碳酸氫根、氯、鈉離子、硫酸根、鈣、鎂、鉀離子不變或略有增加。改良劑顯著降低土壤陽離子交換量、土壤交換性鈉及土壤pH值;有害離子碳酸根、碳酸氫根、氯和鈉離子含量明顯降低,有益離子硫酸根、鈣、鎂、鉀離子含量明顯增加。粉煤灰在減少有害離子方面略遜于石膏,但在增加有益離子方面稍優(yōu)于石膏,PAM作用比二者小很
3、多。土壤鈉離子與碳酸根、碳酸氫根、氯離子間正相關(guān),與硫酸根、鈣、鎂、鉀離子間負(fù)相關(guān)。CEC、pH、交換性鈉與有害離子正相關(guān),與有益離子負(fù)相關(guān)。含鹽量與兩類離子間關(guān)系與之正好相反。石膏增加了土壤含鹽量,粉煤灰和PAM沒有。所涉及的土壤化學(xué)性狀主要與植株鈉離子含量、CAT活性、MDA含量、脯氨酸含量、葉綠素含量相關(guān)極顯著,與植株高度、地上干物質(zhì)、葉面積、根長度、體積、表面積等相關(guān)顯著。
(2)玉米植株鹽堿脅迫下生理指標(biāo)間關(guān)系密切。
4、鉀含量與SOD活性,鈉含量與CAT活性,鈣含量與POD活性間顯著相關(guān);鉀含量與脯氨酸含量,鈉含量與MDA含量和葉綠素含量間顯著相關(guān);POD活性與可溶性糖含量,SOD活性與葉綠素含量,CAT活性與MDA含量、脯氨酸和葉綠素含量相關(guān)顯著;MDA與可溶性糖和葉綠素相關(guān)顯著,可溶性糖與脯氨酸相關(guān)顯著,脯氨酸與葉綠素含量相關(guān)顯著。鉀與可溶性糖和葉綠素含量,鈉與可溶性糖和脯氨酸含量,鈣與可溶性糖含量間相關(guān)程度較高。鈉離子含量、CAT活性和MDA含量
5、與植株生長指標(biāo)相關(guān)顯著或極顯著,可溶性糖和葉綠素含量與多數(shù)指標(biāo)也是如此。
(3)添加改良劑后,玉米苗期和生育中期的生理生化特性得到改善。改良劑降低了植株鈉離子含量,增加了鉀離子和鈣離子含量,增加了抗氧化酶POD、SOD、CAT活性,減少了MDA、可溶性糖和脯氨酸含量,增加了葉綠素特別是葉綠素a的含量,初始熒光F0和最大熒光產(chǎn)量Fm及Fv也得到改善。玉米苗期的根系形態(tài)指標(biāo)包括根尖數(shù)、根長度、根表面積和體積等均明顯改善,玉米的株高
6、、干物重和葉面積也均有改善。
(4)鹽堿脅迫使得玉米生長緩慢生育期推遲,經(jīng)改良劑改良后,玉米生長發(fā)育得到改善,玉米產(chǎn)量明顯增加。大田試驗(yàn)中,施用石膏和粉煤灰后,玉米的葉面積、葉片葉綠素含量和光合速率均有所提高,株高和干重也得到增加,分配給穗部的光合產(chǎn)物比例增加,雌穗穗長、穗粗、行粒數(shù)、百粒重增加,禿尖減少,從而提高了單株玉米的產(chǎn)量。重鹽堿地塊石膏和粉煤灰處理增加為57.9%和30%;輕鹽堿地塊則分別增加了33.8%和5.97%
7、。
(5)不同改良劑的改良機(jī)理不同。在改善土壤化學(xué)性質(zhì)中的效果石膏>粉煤灰>PAM;改善植株滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)中粉煤灰>石膏>PAM;改善抗氧化酶活性方面3者的影響各有不同,POD變化中粉煤灰影響最大,SOD活性和CAT活性變化中石膏影響最大。從生長發(fā)育和產(chǎn)量來看石膏>粉煤灰>PAM。綜合田間試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)效果,單施石膏要優(yōu)于粉煤灰優(yōu)于PAM,從盆栽效果看不同配比改良劑都有不同程度的改善效果,綜合來說以處理T6(12g石膏+0.75
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