土壤緊實度和鹽脅迫對海濱錦葵生長和Na+?K+吸收的影響

史藝　閆道良

摘要 [目的] 為了研究土壤板結(jié)和鹽脅迫交互作用對海濱錦葵生長及Na+、K+吸收的影響。[方法] 在溫室大棚內(nèi)模擬自然條件，研究不同土壤緊實度（1.00、1.20 、1.74 g/cm3）和NaCl鹽脅迫（5、10、15、20 g/L）交互作用對海濱錦葵苗期株高、主根長、各構(gòu)件生物量及Na+、K+吸收的影響。[結(jié)果]高土壤緊實度下株高和主根延伸顯著受到抑制。土壤緊實度為1.74 g/cm3、鹽濃度為20 g/L脅迫下株高和主根長分別是土壤緊實度1.00 g/cm3和鹽濃度為5 g/L脅迫下的50.33%和31.45%，葉干重、莖干重、側(cè)根干重、主根干重、根冠比分別為45.45%、42.86%、20.00%、42.86%、76.67%。鹽濃度僅對株高和根冠比有顯著影響，兩者交互作用對海濱錦葵生長沒有明顯影響。土壤緊實度和鹽脅迫對根、莖、葉的Na+、K+吸收均有顯著影響，兩者交互作用僅對Na+吸收有明顯影響。[結(jié)論] 在海濱錦葵苗期對板結(jié)的鹽堿土進行松土，是促進其生長的關(guān)鍵環(huán)境條件。

關(guān)鍵詞 土壤緊實度； 鹽脅迫； Na+、K+； 海濱錦葵

中圖分類號 S714.5；Q89 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）19-058-04

由于受農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)或自然因素的影響，土壤緊實度的增加成為影響作物生長、產(chǎn)量的重要環(huán)境因子。土壤容重是反映土壤緊實度最直接的指標[1]。它通過改變土壤結(jié)構(gòu)直接抑制植物根系的伸長及其表面積等功能性狀指標，影響根系對水、肥和氣的吸收。研究表明，土壤緊實度阻礙種苗的出土，增加苗期的死亡率，使得植株變得矮小，干物質(zhì)積累減少，植株對N、P、K等養(yǎng)分的吸收利用降低，花期延遲，導致作物產(chǎn)量下降等[2-5]。在自然條件下，土壤緊實度并不是影響植物生長發(fā)育的單一因素。它往往伴隨著干旱、水漬、鹽漬等非生物因子。這些因子對植株生長起不同程度的影響。因此，全面地研究植物對土壤緊實度及其所伴隨非生物因子的響應，更能真實地反映植物的生長狀況。

海濱錦葵（Kosteletzkya virginica）是近年來耐鹽油料植物中備受關(guān)注的作物。它具有多重抗性，即耐鹽、抗旱和耐澇[6]。沿海灘涂土壤板結(jié)導致的土壤緊實度增加是影響植物生長的重要環(huán)境因子。在這樣的環(huán)境下，種植海濱錦葵既要考慮土壤鹽的因素，又不能忽視土壤緊實度對海濱錦葵生長的影響。鑒于此，筆者以海濱錦葵為試驗材料，研究不同土壤緊實度及鹽脅迫下海濱錦葵的生長特征及對Na+、K+的吸收，為實踐中栽培管理海濱錦葵提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與處理 試驗于2014年4～10月在有充足光照的溫室大棚內(nèi)進行。所用苗缽規(guī)格為口徑20 cm，高22 cm。栽培基質(zhì)為黃壤土（有機碳10.15 g/kg，全氮0.75 g/kg，速效磷20 mg/kg，速效鉀112 mg/kg，土壤pH 5.23）和珍珠巖。根據(jù)盆缽內(nèi)基質(zhì)體積一致的要求，裝缽前調(diào)整基質(zhì)的含水量，以避免后期澆灌處理液導致基質(zhì)體積的改變。計算每個處理所需兩者混合物質(zhì)量，通過壓試處理改變基質(zhì)容重。試驗設(shè)3個緊實度處理，分別為1.00、1.20（正常對照值） 和1.74 g/cm3，標識為SC1、SC2、SC3。

選取完好、飽滿的海濱錦葵種子，酒精消毒后將種子置于底層有2層濾紙的培養(yǎng)皿中催芽。待胚根突破種皮后，選擇萌發(fā)一致的種子栽植于基質(zhì)中，待小苗出現(xiàn)2片真葉時間苗，每盆保留長勢一致的小苗5株，小苗出現(xiàn)4片真葉時進行處理。

由于前期試驗證實海濱錦葵是喜鹽植物[6-7]，該試驗沒有設(shè)鹽處理濃度為0 g/L。在SC1、SC2、SC3各土壤緊實度下分別設(shè)置4個鹽梯度SS1、SS2、SS3、SS4，即5、10、15、20 g/L，用1/2 MS配制的NaCl溶液每隔3 d澆灌一次，直至有近1/3的處理液從盆中流出，沖洗基質(zhì)中積累的鹽，以保證基質(zhì)中鹽處理濃度的相對恒定。每個鹽度5個重復，共60盆。

1.2 指標測定

1.2.1 生長指標。處理77 d后，小心取出整株海濱錦葵，洗凈根部基質(zhì)，再用蒸餾水沖洗2遍。用毫米刻度尺測量株高。將地上、地下部分分開，用電子天平測鮮重。將植株的莖、葉、主根、須根放入80 ℃烘箱烘干至恒重，用電子天平測干重。利用地下干重/地上干重，求根冠比。

1.2.2 Na+、K+離子含量。用FP-6400A 火焰光度計，測定植株根、莖和葉片 Na+、K+含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析 采用Excel和SPSS 13.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和雙因素方差統(tǒng)計分析，處理間差異顯著性（P<0.05）用Duncan氏多重比較。測定結(jié)果用平均值±標準差（X±SD）表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤緊實度及鹽脅迫對海濱錦葵生長及生物量積累的影響

2.1.1 海濱錦葵生長。由圖1可知，在同一鹽濃度下，SC1、SC2緊實度間株高和主根長沒有明顯差異，當緊實度為SC3時株高和主根長顯著降低（P< 0.05 ）。在高鹽濃度20 g/L時，SC3處理下株高和主根長分別是SC1處理下的65.36%

和28.78%。隨著鹽濃度的增加，株高呈下降趨勢。當土壤

緊實度為SC2時，更有利于主根的延伸。方差分析結(jié)果表明，鹽脅迫、土壤緊實度與鹽處理間交互作用對主根長沒有明顯影響，土壤緊實度和鹽脅迫均對株高有顯著影響，但兩者間的交互作用影響不顯著。

2.1.2 海濱錦葵生物量。由圖2可知，在同一鹽濃度下，海濱錦葵莖干重、側(cè)根干重在土壤緊實度為1.74 g/cm3時較其余兩種緊實度下顯著減?。≒<0.05），當鹽處理濃度低于20 g/L時，葉干重、主根干重相較于1.20 g/cm3緊實脅迫下顯著減?。≒< 0.05），與1.00 g/cm3緊實脅迫無明顯差異（P>0.05）。在鹽濃度20 g/L脅迫下，土壤緊實度為1.74 g/cm3時的根冠比分別是1.00和1.20 g/cm3緊實脅迫下的63.89%和53.49%。在同一鹽濃度下，根冠比在1.00和1.20 g/cm3緊實脅迫下沒有明顯差異（P>0.05）。鹽脅迫對植株各構(gòu)件生物量有一定的影響。在5～10、15～20 g/L鹽濃度范圍內(nèi)，主根干重、葉干重、根冠比隨鹽濃度升高而增加，在10～15 g/L鹽濃度范圍內(nèi)隨鹽濃度升高而減小。鹽脅迫對莖干重、側(cè)根干重的影響并不明顯。

2.2 土壤緊實度及鹽脅迫對海濱錦葵Na+、K+積累的影響

2.2.1 Na+含量。由圖3、圖4可知，在同一土壤緊實度下，隨著鹽濃度的增加，根、莖、葉中Na+含量呈顯著上升趨勢（P<0.05），其中，當鹽濃度為20 g/L時，根、莖、葉中Na+含量達到最高，分別為15.81、19.91、16.92 g/kg。在同一鹽濃度下，隨著土壤緊實度的增加，Na+含量呈顯著下降（P<0.05）。當土壤緊實度為1.74 g/cm3時，根、莖、葉中Na+含量最低，如高鹽度處理（20 g/L）下葉中Na+含量分別為SC1和SC2處理下的49.64%、52.96%。在土壤緊實脅迫、鹽脅迫下，Na+含量在莖中有更多的積累。而根中Na+含量與莖中Na+含量的相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)為0.999 （P<0.01）；葉中Na+含量與莖中Na+含

量的相關(guān)系數(shù)為0.900 （P<0.05）；根中Na+含量與葉中Na+含量的相關(guān)系數(shù)為0.899（P<0.05）。

2.2.2 K+含量。由圖5、6可知，與根、莖、葉中Na+含量變化相反，根、莖中的K+含量隨鹽度的增加而降低。在同一鹽濃度下，隨著土壤緊實度的增加，根、莖、葉中K+含量減少。在高鹽脅迫下，緊實度SC3最高時根、莖、葉中的K+含量分別是緊實度SC1最低時的85.10%、85.30%、85.86%。葉中K+含量并沒有隨著鹽濃度的增加而下降，相反表現(xiàn)為增加的趨勢，如在緊實度SC3最高脅迫時，高鹽處理下K+含量是低鹽脅迫下K+含量的1.07倍，緊實度最低下則為1.14倍。相關(guān)分析結(jié)果表明，根中K+含量與莖中K+含量的相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)為0.984。

3 結(jié)論與討論

該研究探討了不同水平土壤緊實度和鹽脅迫對海濱錦葵生長及Na+、K+離子在根、莖、葉中積累的影響。結(jié)果表明，土壤緊實度是影響海濱錦葵生長的主要因子，土壤含鹽量僅對株高和根冠比有顯著影響。在較低的土壤緊實度（1.00～1.20 g/cm3）范圍內(nèi)，緊實度對生長沒有明顯的影響，但當土壤緊實度為1.20 g/cm3時，海濱錦葵各生長指標表現(xiàn)最高，說明適宜的土壤緊實度對海濱錦葵的生長是有利的。當土壤緊實度在1.20～1.74 g/cm3范圍內(nèi)，海濱錦葵生長和生物量積累隨著緊實度的增加呈下降的趨勢，生長受到抑制。當土壤緊實度為1.74 g/cm3時，海濱錦葵株高、主根長、側(cè)根干重、莖干重、葉干重顯著降低。研究表明，土壤容重與土壤的穿透阻力表現(xiàn)正相關(guān)，穿透阻力的增加使主根延伸受阻。對于高鹽SS4脅迫下海濱錦葵，在緊實度為SC3時主根長是適宜緊實度SC2脅迫下的23.99%。Whalley等[8]研究表明，當土壤穿透阻力高于2 MPa時，許多植物根的生長受到抑制。對于海濱錦葵，當土壤緊實度高于1.20 g/cm3時，海濱錦葵的生長受到抑制。因而，實踐中適時松耕板結(jié)的土壤，對海濱錦葵的生長是有促進作用的。適宜的土壤緊實度能夠使植物根系與土壤顆粒間緊密接觸，更有利于根系對水、營養(yǎng)元素的吸收，而增大的土壤緊實度降低了土壤顆?？紫都翱紫堕g的氧氣含量，根系呼吸受到抑制，導致水、肥利用受到限制[9-11]。因此，栽培中，通過改良板結(jié)的土壤，促使根系的正常生長是海濱錦葵獲得豐產(chǎn)的有效保障。低于20 g/L鹽脅迫并沒有對海濱錦葵的生物量積累造成明顯的影響，也沒有明顯影響海濱錦葵對土壤中水分的吸收，說明海濱錦葵是喜鹽的，一定量的鹽脅迫并不是限制其生長的主要因子。

對于海濱錦葵，適量的Na+有利于其生長[7]。當土壤緊實度為1.00～1.20 g/cm3時，植株Na+總量在同一鹽濃度處理下沒有顯著差別，當土壤緊實度增加到1.74 g/cm3時，植株Na+總量顯著減少。但是，無論是低鹽處理還是高鹽處理，Na+總量始終保持相對穩(wěn)定。K+是植物生長的大量必需元素。過高或過低的土壤緊實度會嚴重影響根系對K+的吸收。與對照相比，緊實度處理下的小麥（Triticum aestivum）K+的吸收降低了9%～21%[12]。當土壤緊實度為1.00～1.74 g/cm3時，植株K+總量表現(xiàn)出先上升后下降趨勢。在土壤緊實度為1.74 g/cm3處理下，鹽濃度在15～20 g/L范圍內(nèi)，K+總量同樣保持相對穩(wěn)定。在高緊實度下，植株Na+、K+總量不隨環(huán)境中含鹽量的增加而增加的生理生態(tài)適應機制有待于進一步深入研究。

鹽對海濱錦葵生物量積累的影響依賴于土壤緊實度的大小。當土壤緊實度在1.00～1.20 g/cm3范圍內(nèi)和1.74 g/cm3時，生物量在各鹽濃度處理下沒有顯著差異。土壤緊實度降低植株對Na+、K+的吸收，如在鹽處理濃度為20 g/L時根、莖、葉中Na+含量在高土壤緊實度（1.74 g/cm3）脅迫下比在低土壤緊實度下（1.00 g/cm3）分別降低了50.60%、47.11%和50.35%，K+則分別降低了14.90%、14.70%和14.14%，說明對土壤板結(jié)的鹽堿灘涂進行適時松土，特別是在海濱錦葵苗期，有利于植株的正常生長發(fā)育。關(guān)于土壤緊實度是否影響植株對N、P等主要元素的吸收及其影響生理生態(tài)機制，是有待進一步探索的課題。

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