3种植物基固沙剂固土性能及其对植物生长影响的试验研究.pdf
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1、第3 7卷第5期2 0 2 3年1 0月水土保持学报J o u r n a l o fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o nV o l.3 7N o.5O c t.,2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 3-0 3-2 3 资助项目:国家自然科学基金项目(3 1 7 6 0 2 3 7);内蒙古自治区科技计划项目(2 0 2 2 Y F D Z 0 0 5 5)第一作者:任廷婕(1 9 9 8),女,硕士研究生,主要从事荒漠化防治研究。E-m a i l:r t j 2 0 2 11 6 3.c o m 通信作者:袁立敏(1 9 8 2),男
2、,研究员,主要从事荒漠土壤资源保护与利用研究。E-m a i l:n m g y u a n l m1 6 3.c o m3种植物基固沙剂固土性能及其对植物生长影响的试验研究任廷婕1,袁立敏2,3,4,高 永1,王春颖2,贾瑞庭3,徐铮铮1(1.内蒙古农业大学沙漠治理学院,呼和浩特0 1 0 0 1 1;2.内蒙古自治区林业科学研究院,呼和浩特0 1 0 0 1 0;3.内蒙古自治区沙地(沙漠)生态系统与生态工程重点实验室,呼和浩特0 1 0 0 1 0;4.沙地生物资源保护与培育国家林业和草原局重点实验室,呼和浩特0 1 0 0 1 0)摘要:植物基固沙剂是以植物材料提取物为主成分的环保型固
3、沙剂,为研究其应用于沙质耕地是否具有可行性,以3种植物基固沙剂(刺槐型、亚麻型和向日葵型)和沙土为研究对象,喷施等量清水处理为C K,开展不同用量植物基固沙剂对沙土形成的固结层抗压、抗风蚀及其植物种子萌发、幼苗生长的比较试验研究。结果表明:(1)刺槐型、亚麻型、向日葵型固沙剂喷施于风沙土地表,均可形成11 4mm厚度固结层,其平均抗压强度较C K分别提高2 0 6.2 1%,1 4 7.5 1%,7 2.7 4%。(2)3种植物基固沙剂均具有显著的固沙效果,随用量增加土壤抗风蚀能力均显著增强,在5g/m2用量下风蚀量最低,较C K分别减少6 5.9 2%,5 8.3 3%和6 9.5 5%。(
4、3)刺槐型、亚麻型固沙剂对小麦种子萌发及芽生长有促进作用,向日葵型固沙剂有抑制作用,且随用量增加抑制效果明显,在3g/m2用量时种子发芽受到显著抑制,发芽率较C K降低6 2.5 0%;在4g/m2用量时,根系萌蘖受到显著抑制;在2g/m2用量时,芽生长受到显著抑制。(4)固结层对幼苗破土有一定影响,刺槐型固沙剂固结层影响最大,当达到5g/m2用量时,小麦、苜蓿的出苗率较C K分别显著降低1 0.5 4%,3.9 0%,但幼苗顶破固结层后,3种固沙剂均对小麦、苜蓿植株生长有一定促进作用。综合考虑抗压强度、植物种子萌发及幼苗生长因素,在C 3、C 4、Y 3、Y 4用量下有较好的抗风蚀效果,且对
5、植物无抑制作用。研究结果为植物资源类固沙剂研发和应用提供理论依据,为耕地土壤风蚀治理技术提供参考。关键词:土壤风蚀;防治;固沙剂;植物;沙质耕地中图分类号:S 7 7 5 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 9-2 2 4 2(2 0 2 3)0 5-0 1 4 5-0 7D O I:1 0.1 3 8 7 0/j.c n k i.s t b c x b.2 0 2 3.0 5.0 1 8E x p e r i m e n t a l S t u d yo nS o i lF i x a t i o nP e r f o r m a n c eo fT h r e eP l a n t-b
6、a s e dS a n dF i x i n gA g e n t sa n dT h e i rE f f e c t so nP l a n tG r o w t hR E NT i n g j i e1,YUANL i m i n2,3,4,GAOY o n g1,WANGC h u n y i n g2,J I AR u i t i n g3,XUZ h e n g z h e n g1(1.D e s e r tS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n gC o l l e g e,I n n e rM o n g o l i aA g r i c
7、 u l t u r a lU n i v e r s i t y,H o h h o t0 1 0 0 1 1;2.I n n e rM o n g o l i aA c a d e m yo fF o r e s t r y,H o h h o t0 1 0 0 1 0;3.I n n e rM o n g o l i aK e yL a b o r a t o r yo fS a n d y(D e s e r t)E c o l o g i c a lS y s t e ma n dE c o l o g i c a lE n g i n e e r i n g,H o h h o t
8、0 1 0 0 1 0;4.K e yL a b o r a t o r yo fS a n d yL a n dB i o l o g i c a lR e s o u r c e sC o n s e r v a t i o na n dC u l t i v a t i o n,S t a t eF o r e s t r ya n dG r a s s l a n dA d m i n i s t r a t i o n,H o h h o t0 1 0 0 1 0)A b s t r a c t:P l a n tb a s e ds a n df i x i n ga g e n
9、t sa r ee n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l ys a n df i x i n ga g e n t sm a i n l yc o m p o s e do fp l a n tm a t e r i a l e x t r a c t s.T h e f e a s i b i l i t yo f t h e i ra p p l i c a t i o n i ns a n d yf a r m l a n dw a ss t u d i e d.T h r e ep l a n t-b a s e ds a n df i x
10、i n ga g e n t s(R o b i n i ap s e u d o a c a c i at y p e,f l a xt y p e,a n ds u n f l o w e r t y p e)a n ds a n d ys o i lw e r eu s e da st h er e s e a r c ho b j e c t s,a n dt h es a m ea m o u n to fw a t e rw a ss p r a y e da sC K.C o m p a r a t i v ee x p e r i m e n t a ls t u d i e
11、sw e r e c o n d u c t e do n t h e e f f e c t so f d i f f e r e n td o s a g e so nt h e f o r m a t i o no fac o n s o l i d a t e dl a y e ro fs a n d,c o m p r e s s i o nr e s i s t a n c e,w i n de r o s i o nr e s i s t a n c e,p l a n t s e e dg e r m i n a t i o n,a n ds e e d l i n gg r
12、o w t h.T h er e s u l t ss h o w e dt h a t:(1)Wh e ns p r a y e dw i t hb l a c k l o c u s t t y p e,f l a xt y p e,a n ds u n f l o w e r t y p es a n d f i x i n ga g e n t so nt h es u r f a c eo fs a n d ys o i l,ac o n s o l i d a t i o nl a y e rw i t ha t h i c k n e s so f 1t o1 4mmc a nb
13、 e f o r m e d,a n d i t sa v e r a g ec o m p r e s s i v es t r e n g t hi s2 0 6.2 1%,1 4 7.5 1%,a n d7 2.7 4%h i g h e r t h a nC K.(2)A l l t h r e ep l a n t-b a s e d s a n d f i x a t i o na g e n t sh a ds i g n i f i c a n t s a n df i x a t i o ne f f e c t s.A st h ed o s a g ei n c r e
14、a s e s,t h es o i l sr e s i s t a n c et ow i n de r o s i o nw a ss i g n i f i c a n t l ye n h a n c e d.A tad o s a g eo f5g/m2,t h ew i n de r o s i o na m o u n tw a st h el o w e s t,w i t had e c r e a s eo f6 5.9 2%,5 8.3 3%,a n d6 9.5 5%c o m p a r e dt oC K,r e s p e c t i v e l y;(3)B
15、l a c kl o c u s t t y p ea n df l a xt y p es a n df i x i n ga g e n t sh a dap r o m o t i n ge f f e c to nw h e a t s e e dg e r m i n a t i o na n db u dg r o w t h,w h i l es u n f l o w e r t y p es a n df i x i n ga g e n t sh a da ni n h i b i t o r ye f f e c t,a n dt h ei n h i b i t o r
16、 ye f f e c tw a so b v i o u sw i t hi n c r e a s i n gd o s a g e.Wh e nt h ed o s a g er e a c h e d3g/m2,s e e dg e r m i n a t i o n w a ss i g n i f i c a n t l yi n h i b i t e d,a n dt h eg e r m i n a t i o nr a t ew a sr e d u c e db y6 2.5 0%c o m p a r e d t oC K;Wh e n t h ed o s a g e
17、 r e a c h e d4g/m2,r o o t s p r o u t i n gw a s s i g n i f i c a n t l y i n h i b i t e d;Wh e nt h ed o s a g e r e a c h e d2g/m2,t h eg r o w t ho fb u d sw a s s i g n i f i c a n t l y i n h i b i t e d.(4)T h e c o n s o l i d a t i o n l a y e rh a dac e r t a i n i m p a c t o nt h e s
18、o i l b r e a k i n go f s e e d l i n g s,w i t ht h eb l a c k l o c u s t t y p e s a n d f i x i n ga g e n th a d t h eg r e a t e s ti m p a c t.Wh e nt h ed o s a g er e a c h e d5g/m2,t h ee m e r g e n c e r a t eo fw h e a t a n da l f a l f as i g n i f i c a n t l yd e c r e a s e db y1
19、0.5 4%a n d3.9 0%c o m p a r e dt oC K.H o w e v e r,a f t e r t h e s e e d l i n g sb r e a kt h r o u g ht h e c o n s o l i d a t i o n l a y e r,a l lt h r e es a n d f i x i n ga g e n t sh a da c e r t a i np r o m o t i n ge f f e c t o n t h eg r o w t ho fw h e a t a n da l f a l f ap l a
20、n t s.T a k i n g i n t oa c c o u n t f a c t o r ss u c ha sc o m p r e s s i v es t r e n g t h,p l a n ts e e dg e r m i n a t i o n,a n ds e e d l i n gg r o w t h,i th a sag o o dw i n de r o s i o nr e s i s t a n c ee f f e c t a n dn o i n h i b i t o r ye f f e c to np l a n t sa t t h ed
21、o s a g eo fC 3,C 4,Y 3,a n dY 4.T h i ss t u d yp r o v i d e sa t h e o r e t i c a l b a s i s f o r t h e r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no fp l a n t r e s o u r c e-b a s e ds a n d f i x i n ga g e n t s,a n dp r o v i d e sar e f e r e n c e f o r t h e t e c h n o l o g yo fw i n d
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