土壤含鹽量對有機基質(zhì)栽培番茄生長、光合特性及產(chǎn)量的影響

白龍強 李衍素 于賢昌* 郭曉青

（1 中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所，北京 100081；2 煙臺市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，山東煙臺 264001）

蔬菜有機基質(zhì)栽培技術(shù)克服了營養(yǎng)液型無土栽培技術(shù)營養(yǎng)液配制及其管理的技術(shù)難點。開放式（基質(zhì)與土壤直接接觸）與半隔離式（栽培槽兩側(cè)將基質(zhì)與土壤隔離，而基質(zhì)底部與土壤接觸）有機基質(zhì)栽培的產(chǎn)量顯著高于隔離式（使用塑料布將基質(zhì)與土壤完全隔離）（馬棟 等，2009），并且管理技術(shù)簡單，易被農(nóng)戶接受。目前，已針對有機基質(zhì)栽培技術(shù)開展了基質(zhì)配方、化肥施用技術(shù)與水分管理等方面的研究。在有機基質(zhì)栽培條件下，追施一定量的化肥可提高黃瓜葉片光合速率，增加產(chǎn)量并提高品質(zhì)（段崇香和于賢昌，2003）；夏秀波等（2007）研究了有機基質(zhì)不同相對含水量對有機基質(zhì)栽培番茄（Lycopersicon esculentumMill.）生長、生理特性、產(chǎn)量、品質(zhì)和水分利用率的影響，結(jié)果表明，以基質(zhì)相對含水量80%為灌溉控制下限時，番茄具有較高的產(chǎn)量、品質(zhì)和水分利用率。在鹽漬化土壤中如何應(yīng)用該栽培技術(shù)還尚未進行研究。

前期研究發(fā)現(xiàn)，在含鹽量10‰的鹽漬土中利用開放式有機基質(zhì)栽培的番茄受到了嚴重的鹽脅迫；隔離式有機基質(zhì)栽培能杜絕土壤鹽分的危害，但番茄長勢和產(chǎn)量不及半隔離式有機基質(zhì)栽培。因此，本試驗利用半隔離式有機基質(zhì)栽培技術(shù)，在含鹽量不同的土壤中栽培番茄，探究不同含鹽量的鹽漬土對半隔離式有機基質(zhì)栽培番茄生長、生理特性和產(chǎn)量的影響及鹽分的遷移規(guī)律，為日光溫室蔬菜半隔離式有機基質(zhì)栽培技術(shù)在鹽漬化土壤上的應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2011年4～7月在中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所日光溫室進行。

試驗所用玉米秸稈、雞糞及河沙等基質(zhì)原材料購自河北廊坊，自行堆制腐熟，所用NaCl 購自中鹽北京市鹽業(yè)公司。

1.2 試驗設(shè)計

在距地表以下80.0 cm范圍內(nèi)的土壤中按試驗設(shè)計要求的含鹽量均勻混入NaCl 模擬鹽漬土。

試驗設(shè)置4個處理，土壤含鹽量分別設(shè)為不施鹽（正常土壤，CK）、5‰（T1）、10‰（T2）和15‰（T3），Na+含量分別為0.116、1.996、4.035 g·kg-1和5.898 g·kg-1。栽培槽為簡易地下土槽，其橫切面為矩形，上口寬35.0 cm、下底寬25.0 cm、深25.0 cm、長200 cm，槽間距140 cm，并將栽培槽進行半隔離式設(shè)置?；|(zhì)按玉米秸稈︰腐熟雞糞︰河沙=4V︰1V︰3V的配方配制，基質(zhì)理化性狀：EC值0.43 mS·cm-1，pH值7.82，容重 0.94 g·cm-3，有機質(zhì)12.28%，速效氮0.33 g·kg-1，速效磷0.10 g·kg-1，速效鉀0.55 g·kg-1，Na+含量0.092 g·kg-1。每個栽培槽為一個小區(qū)，小區(qū)面積為2.8 m2，定植12株。3次重復(fù)，隨機排列。田間管理按常規(guī)方法進行。

1.3 項目測定

在番茄摘心前，每處理隨機取5株，用米尺測量莖基部到生長點的長度作為株高；用游標卡尺測定莖基部向上第4節(jié)中間的莖粗；將植株莖葉分開，用自來水洗凈，再用去離子水沖洗2次，吸水紙吸干水分后置烘箱內(nèi)105℃殺青30 min，70℃烘干至恒質(zhì)量，即為莖、葉干質(zhì)量。

番茄成熟后，不同小區(qū)分別記錄產(chǎn)量。

用LI-6400 便攜式光合作用測定系統(tǒng)（美國LI-COR 公司）測定植株頂部向下第6片功能葉的凈光合速率（Pn）、胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）等光合參數(shù)，測定時采用開放式氣路，CO2經(jīng)緩沖瓶進入光合儀，光量子通量密度設(shè)為800 μmol·m-2·s-1。

取番茄植株從上向下數(shù)第6片葉，按照趙世杰等（2002）的方法測定葉綠素含量。

采用微波消煮-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（美國 Perkin Elme 公司）測定番茄葉片Na+含量（王小平和李柏，2010）。

分別于定植前（2011年3月25日）和收獲后（2011年7月10日），取地面以下20 cm深處基質(zhì)、地面以下30 cm 和40 cm 深處的土壤樣品，每小區(qū)3次重復(fù)，單獨保存，風干至恒質(zhì)量；按照栽培基質(zhì)或土壤︰水=1V︰5V浸提后，用火焰光度計測定番茄根系活動區(qū)土壤Na+含量（劉廣明 等，2005）。

顯然，枝節(jié)的改革無補于大局。誠如有學者肯定其良好的愿望和一定的實際成效后指出：“它的改良主義的政治出發(fā)點、依賴地方政府和國內(nèi)外社會力量資助的經(jīng)費來源，及其所推行地區(qū)和所取得實際成效的局限性，相對于當時半殖民地半封建社會的國情背景和普遍貧窮的廣大農(nóng)村，顯然不能成為鄉(xiāng)村建設(shè)派所期望的解決近代中國農(nóng)村問題的有效途徑，更不能成為解決近代中國問題的根本之路?！盵34]

按照郭世榮（2003）的方法測定基質(zhì)的pH值、電導(dǎo)率值（electric conductive，EC）和容重。參照鮑士旦（1986）的方法測定基質(zhì)堿解氮、速效磷、速效鉀及有機質(zhì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有測試指標均3次重復(fù)，數(shù)據(jù)方差分析與差異顯著性檢驗用DPS v6.55 軟件的LSD 法進行，數(shù)據(jù)的處理、圖表的制作采用Microsoft Excel 2007。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤含鹽量對有機基質(zhì)栽培番茄生長的影響

與對照相比，T1、T2、T3處理的番茄株高、莖粗、葉干質(zhì)量和莖干質(zhì)量均沒有顯著變化（表1），表明在土壤含鹽量低于15‰的條件下，半隔離式有機基質(zhì)栽培的番茄未受到土壤中鹽分的顯著影響。

表1 土壤含鹽量對有機基質(zhì)栽培番茄生長的影響

2.2 土壤含鹽量對有機基質(zhì)栽培番茄光合作用的影響

鹽脅迫可影響植物光合作用（曾洪學與王俊，2005；高蕓 等，2008）。表2顯示，隨著土壤含鹽量的升高，對照、T1、T2、T3處理的番茄總?cè)~綠素含量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率等指標有所變化，但處理間無顯著差異。對照的胞間CO2濃度較低，與T1 的差異達顯著水平，但與T2、T3 差異不顯著。說明在土壤含鹽量低于15‰條件下，土壤中的鹽分未對有機基質(zhì)栽培的番茄的光合作用產(chǎn)生明顯影響。

表2 土壤含鹽量對有機基質(zhì)栽培番茄總?cè)~綠素含量及光合參數(shù)的影響

2.3 土壤含鹽量對有機基質(zhì)栽培番茄產(chǎn)量的影響

T1、T2、T3處理的番茄單株結(jié)果數(shù)和單果質(zhì)量與對照之間無顯著差異，各處理均獲得了較高的產(chǎn)量，小區(qū)產(chǎn)量分別為22.44、22.32 kg 和22.08 kg（表3）。

表3 土壤含鹽量對有機基質(zhì)栽培番茄產(chǎn)量的影響

2.4 土壤含鹽量對有機基質(zhì)栽培番茄葉片Na+含量的影響

NaCl處理可提高植物體內(nèi)的Na+含量，因而葉片Na+含量可作為診斷植物鹽害的重要指標（李加宏和愈仁培，1998）。對照的番茄葉片Na+含量為2.71 mg·g-1，T1、T2 和T3處理的番茄葉片Na+含量有所增加，分別為3.52、3.40 mg·g-1和3.38 mg·g-1，但差異不顯著（圖1）。

2.5 半隔離式有機基質(zhì)栽培條件下土壤鹽分遷移規(guī)律

試驗所用基質(zhì)的初始Na+含量約為0.092 g·kg-1。收獲后CK、T1、T2、T3處理的20 cm深處基質(zhì)Na+含量分別為0.102、0.092、0.086 g·kg-1和0.127 g·kg-1；CK、T1、T2 三者之間無顯著差異，T3 的含量有所升高，并且與其他3個處理的差異達到顯著水平（表4）。

定植前，對照、T1、T2 和T3處理基質(zhì)下部土壤中的Na+含量分別為0.116、1.996、4.035 g·kg-1和5.898 g·kg-1。收獲后，T1、T2 和T3處理基質(zhì)下部土壤中的Na+含量大幅度減少，30 cm 深處的土壤Na+含量分別比定植前的初始含量減少了94.93%、97.40% 和97.68%，T1、T2 的Na+含量與對照差異不顯著，T3 的Na+含量顯著高于其他3個處理；40 cm深處T1、T2、T3處理的土壤Na+含量則分別比定植前減少了94.54%、96.33% 和96.61%，T1的Na+含量與對照無顯著差異，T2、T3處理顯著高于T1 和對照（表4）。表明栽培過程中土壤中的鹽分被淋洗，并且淋洗強度隨土壤深度的加深而減弱，且土壤殘余鹽分含量隨初始鹽分含量的增加而增加。

圖1 土壤含鹽量對有機基質(zhì)栽培番茄葉片Na+含量的影響

表4 收獲后番茄根區(qū)不同深度土壤Na+含量 g·kg-1

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果顯示，在含鹽量為0～15‰的土壤中，利用簡易有機基質(zhì)栽培技術(shù)栽培的番茄，生長發(fā)育正常，光合作用和產(chǎn)量等指標未受到土壤鹽分的影響，表明半隔離式有機基質(zhì)栽培可在含鹽量低于15‰的鹽漬化土壤中應(yīng)用。

降低土壤含鹽量是在鹽漬土中種植作物的首要任務(wù)。利用健康土壤置換含鹽土壤的客土改良法，能有效地降低土壤含鹽量，是鹽堿地改良的常用措施，也是消除設(shè)施土壤鹽漬化及其他各種連作障礙危害的最有效措施（馮永軍 等，2001；胡萍 等，2005；張紅梅 等，2011；左建英與李占責，2011）。但客土改良法存在工作量巨大、健康土壤的獲取和運輸困難、生產(chǎn)成本高等問題（張建鋒 等，2005）。簡易有機基質(zhì)栽培是以人工配制的基質(zhì)進行蔬菜生產(chǎn)的技術(shù)。同客土改良法相似，該栽培技術(shù)利用栽培基質(zhì)代替含鹽土壤，在鹽漬化土壤中創(chuàng)造適宜作物生長的根區(qū)環(huán)境，為作物正常生長奠定了基礎(chǔ)。該技術(shù)所用栽培基質(zhì)以各種農(nóng)業(yè)有機廢棄物為原材料配制，基質(zhì)容重小，每667 m2僅需35 m3左右的基質(zhì)，用量較少，具有原材料來源豐富、便于運輸、工作量少、生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢。

鹽堿地進行脫鹽改良后，深層土壤鹽分并未減少，地下水埋深也并未改變，鹽分仍然可以隨著向地表運動的毛管水或順濃度梯度而向表層遷移，發(fā)生返鹽現(xiàn)象（逄春浩 等，1996）。灌溉可使土壤中的鹽分溶解于水中，通過水在土壤層中的滲透，自上而下地把土壤中過量的可溶性鹽運移到土壤深層中，是抑制返鹽的重要措施（逄春浩 等，1996；呂殿青 等，2001）。本試驗中，半隔離式有機基質(zhì)栽培措施雖然阻斷了栽培基質(zhì)側(cè)面土壤鹽分對番茄生長產(chǎn)生的不利影響，但存在土壤鹽分由底部進入基質(zhì)并影響番茄生長發(fā)育的可能。在灌溉的作用下，T1、T2、T3處理的深層土壤（30～40 cm 深處）中Na+含量大幅度降低，保證了T1、T2處理20 cm 深處（基質(zhì)）的Na+含量未發(fā)生顯著改變。T3處理20 cm 深處基質(zhì)的 Na+含量顯著增加，可能是由于基質(zhì)下方土壤鹽濃度仍然較高，擴散作用較強引起的（李韻珠，1998），但未對 番茄的生長發(fā)育造成嚴重影響。因而灌溉在基質(zhì)栽培中，為減少番茄根系活動層的鹽分，保護番茄免受鹽分脅迫，保證番茄正常生長發(fā)育起到了重要作用。

土壤有機質(zhì)可通過改變土壤導(dǎo)水性而影響潛水蒸發(fā)，具有抑鹽作用（魏由慶 等，1994）。土壤有機質(zhì)還可影響鹽分形態(tài)。增加土壤有機質(zhì)含量，降低了水溶性鹽含量，提高了難溶性鹽含量，增加了作物產(chǎn)量（嚴慧峻 等，1992）。在鹽漬化土壤上長期應(yīng)用有機基質(zhì)栽培將必然增加土壤有機質(zhì)含量，培肥土壤，提高土壤的自身調(diào)節(jié)能力，實現(xiàn)鹽漬化土壤的可持續(xù)利用。

本試驗以土壤混摻NaCl 模擬鹽漬化土壤環(huán)境，在含鹽量0～15‰的條件下，利用半隔離式有機基質(zhì)栽培技術(shù)栽培的番茄可正常生長，但在實際鹽堿地條件下能否長期應(yīng)用需進一步研究。

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