土壤盐渍化是土地退化的主要类型之一，也是世界性的资源和生态环境问题。世界上约1/5的土壤不同程度上受到盐分的影响，且呈不断恶化的趋势，预计至2050年，全球50%以上的耕地会发生盐渍化，严重威胁着土地利用率和作物产量^[1]。黄河三角洲是黄河百余年来冲积而成的新陆地，海—陆—河接壤形成了特殊的地理环境，具有多重生态界面，区域后备土地资源优势丰富，科学研究价值突出^[2-3]。然而，该区域地下水埋藏深度浅，土壤盐分易积累，潜水矿化度高，蒸降比大，盐分很容易通过毛管作用向上迁移，引起次生盐渍化，大大降低了土壤生产力，严重制约了黄河三角洲农林业的可持续发展^[4-5]。在“黄河流域生态保护和高质量发展”上升为国家战略的背景下，加强盐碱地综合治理与利用等相关工程措施是黄河下游生态环境恢复和质量提升的主要目标^[6-7]。盐渍土的改良对黄河三角洲的生态恢复和经济发展具有重要意义。

黄河三角洲地下水矿化度较高，且潜水埋深较浅，蒸降比较大，土壤中盐分多呈明显的表聚现象，受海水入侵的影响，盐分主要组成以钠型盐氯化物为主。区域内土地资源优势突出，后备土地资源丰富。盐碱地绿色生态修复是一项复杂、艰巨的系统工程，采取适当调控措施，优化种植结构，进行盐碱地绿色生态改良，是提升地力、发挥土地资源效益的基础。随着科学技术的进步，盐碱地的技术改良已经取得了很多成果^[8-10]，但受地域、资源、成本等的限制，以植物为主的盐碱地改良与利用具有简单、有效、可行性强、实现资源化等优点，可实现盐碱地的高效利用和可持续发展。诸多研究表明，通过植物栽植生态改良措施可有效增加地表覆盖面积，减少地表水分蒸发，改善土壤结构^[11-13]，影响土壤生物群落^[14]，加速盐分淋洗、延缓或防止积盐返盐^[15]，恢复和调节植物群落，有效改善盐渍化土壤生态环境^[16-17]。然而，由于不同的耐盐植物的生长特性不同，对盐渍土的适应和改良效果表现出很大的差异性^[18-21]，有必要对耐盐植物进行筛选。本试验选取黄河三角洲地区园林绿化常用栽培宿根花卉马蔺(Iris lactea)、紫穗狼尾草(Pennisetum alopecuroides subsp. purple)、常夏石竹(Dianthus plumarius)、天人菊(Gaillardia Pulchella)、大花萱草(Hemerocallis hybrida)和八宝景天(Sedum spectabile)，分析6种不同宿根花卉种植对黄河三角洲盐渍土盐分和养分的影响，明确盐分在土壤和植物器官中的分布特征，阐明盐分主要离子在土壤—宿根花卉中的迁移特征，探讨其改善盐渍化土壤的能力，为选择合适的宿根花卉进行盐渍土生态改良提供物种参考，助力黄河国家战略和盐碱区域美丽乡村建设。

1 材料与方法 1.1 研究区概况

研究区位于黄河三角洲东北部的东营渤海农场(37°47′34″N，118°37′43″E)，平均海拔6 m。土壤类型主要为盐化潮土，土壤成土较晚，且黄河改道沉积物多次交叠，区域土壤底层具有砂黏交叠的特点。土壤盐分组成主要以氯化物为主，Na⁺，Cl^-占离子总量的70%~80%，土壤pH值为7.79，含盐量平均为0.41%。属暖温带大陆性季风气候，年平均气温12.1 ℃，无霜期206 d，年均降雨量551.6 mm，年均蒸发量在1 700~1 900 mm之间，地下水位浅，矿化度高，滩涂土壤为冲积性黄土母质，机械组成以粉砂和淤泥质粉砂为主，通气透水性差，研究区土壤达到中度盐渍化标准。

1.2 研究方法

2022年9月种植马蔺、紫穗狼尾草、常夏石竹、天人菊、大花萱草和八宝景天，所有供试植物长势一致。每种植小区4 m×4 m，行距20 cm，株距15 cm。试验采用完全随机设计，每种植物设3个重复共18个种植小区，各小区间隔1 m，每个小区种植一种植物，随机抽签确定种植小区种类。以距离种植地3 m以外相同生境背景的盐渍土裸地为对照(CK)。试验地块为长期试验地块，初始土壤条件基本一致，所有小区及对照组均进行相同的栽培管理方式，各小区之间均不互相影响。种植初期为保证植物成活进行了相同的灌溉管理，种植完成后立即浇灌，之后第3，7 d浇灌一次，15 d再浇灌一次，幼株成活后停止浇灌，恢复自然生长状态。所有小区及对照组灌溉用水一致，均为淡水。具体试验布设见图 1。

2023年9月对每个小区取0—10，10—20 cm土层的土壤，每个小区每个土层取3份土壤样品，小区内采用对角线五点取样，同一土层均匀混合备用。自然风干后磨碎，过2 mm筛后装袋，标记备用。参照中华人民共和国农业行业标准(NY/T 1121.16—2006)测定土壤水溶性盐总量(水土比5∶1)；电导率仪测定土壤电导率；pH计测定pH值；电感耦合等离子发射光谱仪(美国PerkinElmer Optima 8000)测定土壤中Na⁺含量；离子色谱仪(美国戴安IC-2000)测定土壤中Cl^-含量；参照标准(NY/T 889—2004，NY/T 1121.7—2014)采用钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量，乙酸铵浸提—火焰光度计法测定速效钾含量。植物样品于105 ℃的烘箱内杀青，75 ℃烘干至恒重；将植物样品的地上部和地下部分开研磨，称取0.200 g磨好的植物样品于试管内，加10 ml去离子水摇匀，于100 ℃水浴锅内，水浴加热30 min，上清液备用，Na⁺和Cl^-的测定同土壤。

1.3 数据处理

采用Microsoft Office Excel 2021数据处理、作图，SPSS 27.0统计分析软件对各项指标进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，Duncan法进行差异显著性检验(p＜0.05)。

2 结果与分析 2.1 种植不同宿根花卉对土壤含盐量及土壤电导率的影响

研究表明，种植不同的宿根花卉均能降低各土层的土壤含盐量和电导率，且电导率与土壤含盐量变化规律相似。由图 2可知，随着土层深度的增加，不同宿根花卉土壤含盐量和电导率基本呈现降低的趋势。这是由于盐随水动，盐分在土壤毛管作用下随水分上升到土壤表面，水去盐留，盐分在土壤逐渐积聚在土壤表层，无浇灌或久未降雨时，会导致表层土壤的盐分要高于深层土壤。对0—10 cm土层，种植马蔺和紫穗狼尾草后土壤的含盐量和电导率降低最显著，含盐量均为0.16%，比CK降低了44.4%；电导率分别比CK降低了575.67和558.67 μS/cm。种植常夏石竹和大花萱草效果次之，含盐量分别为0.22%和0.23%；分别比CK降低了25.0%和21.8%，这可能与不同宿根花卉的地上覆盖率有关。试验中马蔺和紫穗狼尾草的地上生物量远高于其他宿根花卉，宿根花卉的地上覆盖率越高，其根系越发达，扩大了土壤的接触面，植株对土壤中水分等物质的吸收能力就越强；同时，在无充足灌溉的情况下，增加地上覆盖度可减少土壤蒸发，有效减缓表土层土壤盐分的积累。由图 2可知，种植天人菊和八宝景天较种植其他几种宿根花卉相比，0—10 cm土层土壤含盐量较高，但均低于CK。种植这两种植物土壤电导率差异不显著(p＞0.05)，但与对照差异显著。对10—20 cm土层，种植马蔺后土壤含盐量、电导率均最低，分别为0.12%，413.33 μS/cm；其次为紫穗狼尾草，常夏石竹和大花萱草，其含盐量分别为0.20%，0.22%和0.23%，土壤电导率分别为502.33，512.67和529.33 μS/cm；种植天人菊和八宝景天对10—20 cm的土层土壤含盐量和电导率的降低效果不显著(p＞0.05)，研究发现天人菊和八宝景天根系较短，八宝景天根系量较少，且须根主要分布在0—10 cm土层。

2.2 不同宿根花卉对土壤盐分离子的影响

由图 3a，3b可知，种植不同宿根花卉可影响土壤剖面盐分Na⁺和Cl^-含量，且不同宿根花卉对不同土层盐分离子的影响程度不同。由图 3a可知，种植不同宿根花卉可显著影响不同土壤剖面的土壤盐分Na⁺含量(p＜0.05)，主要表现为显著降低0—10 cm土层土壤中Na⁺含量，这与土壤含盐量规律相似。种植天人菊后土壤中Na⁺含量为141.52 μg/g，比CK降低了40.1%，降低效果最显著(p＜0.05)；其次为常夏石竹(246.91 μg/g)和大花萱草(269.38 μg/g)；种植马蔺与紫穗狼尾草差异不显著(p＞0.05)，其Na⁺含量分别为314.43和327.99 μg/g；种植八宝景天对0—10 cm土层Na⁺的降低效果最差，为357.9 μg/g，显著低于CK，这可能是由于种植不同宿根花卉后增加了土壤的覆盖面积，减少了Na⁺向表层迁移。种植宿根花卉后土壤中Na⁺含量依次为：马蔺(377.39 μg/g)＞八宝景天(371.20 μg/g)＞紫穗狼尾草(352.50 μg/g)＞大花萱草(333.10 μg/g)＞常夏石竹(324.09 μg/g)＞天人菊(320.90 μg/g)。由图 3b可知，不同宿根花卉对土壤中Cl^-含量影响不同。对0—10 cm土层，种植不同宿根花卉后土壤中Cl^-含量均低于CK。其中种植天人菊(196.68 μg/g)、常夏石竹(203.90 μg/g)和马蔺(211.83 μg/g)对土壤中Cl^-含量降低效果显著(p＜0.05)，其次为大花萱草(320.04 μg/g)和紫穗狼尾草(369.57 μg/g)；种植八宝景天也可显著降低土壤表层Cl^-含量(p＜0.05)，但效果不如其他宿根花卉。这可能因为八宝景天相对于其他宿根花卉，对土壤Cl^-的吸收较弱，这与Na⁺规律是一致的。对于10—20 cm土层，种植不同宿根花卉后土壤中Cl^-含量均高于CK，依次为：八宝景天(512.06 μg/g)＞紫穗狼尾草(405.93 μg/g)＞大花萱草(363.16 μg/g)＞常夏石竹(347.13 μg/g)＞天人菊(320.04 μg/g)＞马蔺(277.18 μg/g)。

2.3 种植不同宿根花卉对土壤养分的影响

由图 4可知种植不同宿根花卉对土壤中速效钾含量的影响不显著(p＞0.05)，但对土壤中有效磷含量影响差异较大(p＜0.05)。由图 4a可知，种植不同宿根花卉对土壤中速效钾含量的影响不显著(p＞0.05)。对0—10 cm土层，速效钾含量呈现为：对照(337.27 μg/g)＞八宝景天(334.93 μg/g)＞天人菊(331.19 μg/g)＞常夏石竹(330.15 μg/g)＞马蔺(324.67 μg/g)＞紫穗狼尾(310.29 μg/g)＞大花萱草(302.89 μg/g)。对10—20 cm土层，种植紫穗狼尾草(246.86 μg/g)土壤速效钾含量显著高于CK(p＜0.05)。种植马蔺、常夏石竹、大花萱草、天人菊、八宝景天速效钾含量与CK相比无显著差异(p＞0.05)。由图 4b可知，种植不同宿根花卉后对土壤中有效磷含量影响差异较大(p＜0.05)。对于0—10 cm土层，种植不同宿根花卉后土壤中的有效磷含量大多高于CK(p＜0.05)。其中种植常夏石竹后土壤中有效磷含量最高，为0.52 μg/g，比CK增加了0.18 μg/g；种植大花萱草、紫穗狼尾草、马蔺和八宝景天差异不显著(p＞0.05)；种植天人菊后土壤中有效磷含量增加不显著，为0.36 μg/g。对10—20 cm土层，种植不同的宿根花卉后土壤有效磷含量均显著低于CK(p＜0.05)，种植不同宿根花卉后土壤有效磷含量呈现：紫穗狼尾草(0.30 μg/g)＞常夏石竹(0.24 μg/g)＞马蔺(0.20 μg/g)＞大花萱草(0.16 μg/g)=八宝景天(0.16 μg/g)＞天人菊(0.14 μg/g)。

2.4 不同宿根花卉Na⁺，Cl^-含量

由图 5可知，不同宿根花卉地上地下部分Na⁺和Cl^-含量存在显著差异(p＜0.05)，且离子类型不同，地上地下部分含量也不同。由图 5a可知，Na⁺基本表现为植物地下部分高于地上部分，这表明植物通过根系的活动将土壤中的Na⁺主要吸收在根部，再通过转运作用将Na⁺贮存在地上部分。其中天人菊地下部分Na⁺含量显著高于其他宿根花卉(p＜0.05)，不同宿根花卉地下部分Na⁺含量依次为：天人菊(10.41 mg/g)＞马蔺(5.57 mg/g)＞常夏石竹(5.41 mg/g)＞紫穗狼尾草(2.21 mg/g)＞大花萱草(1.83 mg/g)＞八宝景天(1.18 mg/g)。这与本研究图 2a中天人菊和常夏石竹等对土壤中Na⁺降低效果较好，八宝景天效果较差的结果是一致的。由图 5b可知，Cl^-整体表现为植物地上部分高于地下部分，这可能与植物的耐盐和吸收特性相关。天人菊地上部分Cl^-含量显著高于其他宿根花卉(p＜0.05)，不同植物地上部分Cl^-含量呈现：天人菊(6.93 mg/g)＞大花萱草(5.52 mg/g)＞八宝景天(5.295 mg/g)＞马蔺(5.00 mg/g)＞常夏石竹(3.81 mg/g)＞紫穗狼尾草(2.64 mg/g)。这与本研究不同宿根花卉对土壤Cl^-降低效果的结论一致，也是植物—土壤系统盐分离子运移规律的反馈。

3 讨论 3.1 不同宿根花卉对土壤含盐量、电导率的影响

土壤含盐量作为盐渍土的重要特征指标，是盐碱土改良的重要依据^[16]。结果表明，种植不同宿根花卉后均可降低土壤含盐量，这是由于植物根系对土壤中的盐分离子具有一定的吸收作用，且种植不同宿根花卉均可增加地表植被覆盖率，有效减缓地表蒸发，减少地表积盐^{[10, 13, 15]}。相比其他宿根花卉，马蔺根系粗壮，地下生物量较大，须根稠密发达，具有较强的固土能力^[21]；紫穗狼尾草根系分蘖和生长速度快，根系生物量大，吸收能力强^[18]，所以种植马蔺和紫穗狼尾草后对表土层土壤含盐量的降低效果最显著(p＜0.05)。研究发现，种植不同宿根花卉后土壤电导率的变化趋势与土壤含盐量基本一致，受盐分离子导电的影响，当盐离子浓度增加时土壤电导率增加，在一定浓度范围内，土壤含盐量与电导率呈正相关。种植不同宿根花卉能够有效地降低黄河三角洲盐渍土的电导率，且以种植马蔺和紫穗狼尾草效果最为显著(p＜0.05)，这可能与种植宿根花卉的地上地下生物量有关。在生长指标监测过程中发现，马蔺和紫穗狼尾草的根系较为发达、地上生物量大、地下根系越发达、植物适应性越强，对土壤相关离子吸收能力越强，土壤盐量的降低效果就越显著，在一定程度上该宿根花卉对盐碱土的改良效果就越好，这与杨策等^[11]、尹德洁等^[13]的结论一致。

3.2 不同宿根花卉与土壤盐分离子的关系

黄河三角洲距海较近，地下水位浅，易受地下咸水的影响，地下水可以通过土壤毛管作用力上升到土壤表面，发生次生盐渍化，Na⁺和Cl^-是该区域盐渍化土壤中的主要盐分离子^{[6, 15]}。种植宿根花卉后增加了土壤的覆盖率，减少了水分蒸发，盐随水动，有效减少了盐分和盐分离子向表层土壤的迁移^[22]。此外，基于盐分平衡理论，本研究发现盐分及主要盐分离子在土壤—植物系统中进行迁移，部分盐分离子被植物根茎叶吸收，种植宿根花卉均可显著降低土壤0—10 cm土层中Na⁺和Cl^-含量，但由于根系以及地上生物量的差异，不同宿根花卉对盐分离子的吸收存在差异^{[21, 23-24]}。马蔺、常夏石竹和天人菊0—10 cm根系生物量大且分布较集中，对Na⁺和Cl^-具有较强的吸收能力，可有效降低土壤中Cl^-含量；而八宝景天根系较浅，须根较少，吸收Cl^-的能力较弱，本研究中宿根花卉地上地下Na⁺和Cl^-分布特征的结论中也印证了这一观点。种植不同宿根花卉后促进了水盐运移，但受植物选择性吸收的影响，宿根花卉选择性少吸收或不吸收Na⁺和Cl^-以提高对盐分胁迫的抗性；另外，植物长期的系统发育中逐渐形成了对逆境的适应或抵抗逆境的本领，逆境下植物调节体内调节酶活性和渗透调节物质，增加其含量以减少Na⁺和Cl^-对植物的毒害作用，降低胁迫对植物正常的生长发育、代谢的影响^[25]。另外，种植植物后根系吸收促进了植物—土壤系统的水盐运移过程，盐随水动，受植物的耐盐程度和选择吸收的影响，可能导致地上地下部分盐分离子的不同，植物可少吸收对其生长发育不利的Na⁺和Cl^-以提高对盐分胁迫的抗性^[26]。

3.3 不同宿根花卉对土壤养分的影响

钾、磷元素是植物生长发育过程中的必需元素，参与植物生长发育并影响植物抗性^[27-28]。对0—10 cm土层，植物选择性多吸收K⁺，以降低Na⁺/K⁺，减少Na⁺对植物的毒害^{[10, 19]}，因此，土壤中速效钾含量均低于对照。大花萱草对土壤中速效钾的吸收高于其他植物，可能因为大花萱草地上部分占比较大，生殖生长期较早，开花结实需钾量明显增加的原因^[29]。除马蔺和紫穗狼尾草，其他几种宿根花卉对10—20 cm土层中速效钾的含量变化差异不显著(p＞0.05)，这可能与马蔺和紫穗狼尾草根系较为发达且分布范围广，高盐胁迫下根系分泌的有机酸和酶来溶解土壤中的固态钾化合物，使其转化为可溶性的速效钾离子参与植物生理生态过程，以减轻Na⁺积累毒害有关^[30]。种植不同宿根花卉后0—10 cm土层有效磷含量均显著高于对照，可能是表层枯落物增加了土层中有机质和微生物活动，其释放的有机酸与土壤颗粒中难溶性磷酸盐发生解吸反应，使得磷离子从土壤颗粒表面解脱出来，导致0—10 cm土壤中磷含量升高^[31]，下一步的工作重点应围绕表层微生物活动展开。而种植宿根花卉后10—20 cm土层中有效磷含量显著低于对照(p＜0.05)。这可能是由于黄河三角洲土壤盐碱性，pH值大于7。碱性条件下多数磷为非有效性，因此土壤有效磷含量较低(约在18.6~33.4 mg/kg之间，仅占总磷的3.2%~5.9%^[32])，且随土层深度的增加缺磷更为明显^[33]。而植物的形态建成需要吸收土壤有效磷，更加剧了磷的短缺^[34]。因此10—20 cm土壤中的有效磷含量显著低于对照。

4 结论

(1) 种植不同宿根花卉后均可有效降低土壤含盐量、电导率和0—10 cm土层中Na⁺和Cl^-含量。种植马蔺、紫穗狼尾草、常夏石竹和大花萱草降低0—10 cm土层土壤含盐量和电导率效果最好，种植马蔺对10—20 cm土层的土壤含盐量和电导率降低效果最好，但受植物根系吸收的影响，种植宿根花卉后植物会选择性减少吸收根系分布层内的Na⁺和Cl^-以减少盐分离子的毒害。

(2) 种植不同宿根花卉对不同土壤养分的影响不同。种植不同宿根花卉对0—10 cm土层的速效钾含量影响不显著，而土壤有效磷增加。种植不同宿根花卉后0—10 cm土层有效磷含量均高于对照，而根系集中分布层吸收有效磷参与植物器官形态建成，导致有效磷含量减少。

(3) 种植马蔺、紫穗狼尾草对盐渍土的改良效果较好，种植常夏石竹、天人菊、八宝景天较差，大花萱草的改良效果居中，在选择合适的宿根花卉进行黄河三角洲地区盐渍土的生态改良时应优先选择适应性强的马蔺和紫穗狼尾草，其次选择大花萱草，尽量避免八宝景天单一种植模式。