苏打盐渍土物理性逆境胁迫的胁迫机制

一、基质势胁迫

土壤水基质势（ψm）是指将单位重量的水从非饱和土壤中一点移动到标准参考状态，除了土壤基质作用外，其他各项维持不变，土壤水所做的功。由于参考状态是自由水，在此过程中土壤水要克服土壤基质的吸持作用，所以土壤水所做的功为负值，即ψm为负数。ψm是由于土壤基质对水的吸持作用和毛细管作用而引起的，因此，土壤水基质势与土壤水吸力相对应，二者的绝对值相等，但土壤水吸力为正值。

土壤水吸力的大小反映了土壤的持水能力。在土壤含水量相同的情况下，土壤水吸力越大，土壤的持水能力越强。植物要从土壤中吸收水分就必须使植物根系水吸力大于土壤水吸力。因此，土壤水吸力也可以反映土壤水分的有效性。通常认为当土壤水吸力超过1.5 MPa时，土壤水不能被植物吸收利用，故称为无效水；吸力在0.03～1.5 MPa范围内的土壤水分可以被植物吸收利用，称为有效水（陈志雄，1979；庄季屏，1986）。根据有效水被植物吸收利用的难易程度，其又可分为速效水（0.03～0.6 MPa）和迟效水（0.6～1.5 MPa）（Puckett et al.，1985）。

土壤水分的有效性可以通过土壤水分特征曲线（土壤持水曲线）来进行判断。土壤水分特征曲线是指反映土壤含水率与土壤水吸力（土壤水基质势）相互关系的曲线。在0.03～1.5 MPa尤其是0.03～0.6 MPa吸力范围内，土壤水分含量越高，土壤水分有效性越高。

松嫩平原苏打盐渍土中由于含有大量的交换性Na+，致使土壤颗粒高度分散，土壤微结构中小粒级颗粒含量很高，土壤比表面积较大，土壤吸持水分的能力很强，土壤水分有效性很低。罗金明等（2009）研究表明，在低吸力条件下（0～0.1 MPa）苏打盐渍土0～170 cm水分特征曲线几乎成一条直线，土壤的水分含量变化很微弱，这说明苏打盐渍土有效水含量很低。陈志鸿等（2002）研究结果表明，碱斑地土壤速效水含量仅为6.03%，迟效水含量仅为0.95%，而无效水含量则为27.50%。这些研究结果说明，松嫩平原苏打盐渍土的水分有效性很低，植物在生长过程中吸水困难，土壤的基质势胁迫十分严重。

二、营养胁迫

植物对土壤中矿质营养元素的吸收主要是通过水分吸收实现的。苏打盐渍土物理性质恶化，土壤水基质势胁迫严重，土壤水分有效性低。植物根系吸水困难必然降低其对土壤矿质元素的吸收利用效率（Rengasamy et al.，2003；Sumner and Nadiu，1998）。因此，土壤物理性质恶化引发的营养胁迫是一种间接作用。

三、通气性胁迫

土壤中氧气的流通性对植物根系的呼吸作用至关重要（Rengasamy et al.，2003），氧气的扩散速率低于2 mg·m-2·s-1时，植物根系停止生长（Murphy et al.，2000）。

土壤通透性由土壤孔隙分布情况决定，而土壤孔隙分布情况与土壤颗粒状态密切相关（见表4.4）。由表可知，只有土壤中存在粒径＞0.25 mm的土粒时，土壤孔隙才具有良好的通气功能。由第三章的数据（见表3.2）可知，苏打盐渍土中几乎不存在水稳性大团聚体，因此，土壤通气性很差。这必然会对作物生长发育产生不利影响。另外，苏打盐渍土的导水性极低（见图3.1），排水不畅，这极易引发渍害，导致土壤中氧气缺乏，旱生植物根系呼吸困难。另外，氧气匮乏还会引发微生物的厌氧呼吸，进而产生某些还原性有害物质（如H 2 S），此时植物所受的危害更大。

表4.4　土壤孔隙与土壤颗粒直径之间的关系（Oades，1984）

四、机械阻力胁迫

苏打盐渍土常形成棱柱状或柱状构造的碱化层，有的在地表形成结皮或结壳（王遵亲等，1993）。这类土壤结构必然对植物出苗、根系伸展产生极大的机械阻力（Sumner&Nadiu，1998）。

五、支撑作用丧失

苏打盐渍土由于含有大量交换性Na+，土壤胶体遇水高度分散状态，尤其在水田，土壤颗粒遇水形成悬浊液，无法沉实，致使土壤支撑作用丧失。