播量和行距對(duì)沿海灘涂鹽地堿蓬生長(zhǎng)發(fā)育及降鹽改土效應(yīng)的影響

郁凱 趙小慧 何蘇南 王凱 王緒奎 郁潔 陳環(huán)宇 洪立洲 劉沖 潘建 海如拉·木薩 凱麗比努爾·卡德?tīng)? 邢錦城

摘要：為探究播量、行距對(duì)沿海灘涂鹽地堿蓬生長(zhǎng)發(fā)育及降鹽改土效應(yīng)的影響，為種植鹽地堿蓬、改良灘涂鹽堿土壤提供技術(shù)支持，采用田間試驗(yàn)，設(shè)置S1（20 kg/hm²）、S2（30 kg/hm²）、S3（40 kg/hm²）3個(gè)播量處理及 R1（30 cm）、R2（50 cm）、R3（70 cm）3個(gè)行距處理，研究不同播量、行距對(duì)鹽地堿蓬生長(zhǎng)指標(biāo)、土壤容重、孔隙度、pH值、有機(jī)質(zhì)含量和鹽分動(dòng)態(tài)的影響。結(jié)果表明，在同一播量下，生物量、葉片肉質(zhì)化程度隨行距增加而降低；在同一行距下，隨播量增加，生物量、葉片肉質(zhì)化程度呈先增加后降低的趨勢(shì)；生物量、葉片肉質(zhì)化程度、土壤容重、有機(jī)質(zhì)含量、孔隙度及土壤總降鹽率在行距為30 cm、播量為30 kg/hm²時(shí)最高；株高、莖粗在行距為50 cm、播量為20 kg/hm²時(shí)最大。由相關(guān)性分析可知，土壤總降鹽率與土壤孔隙度、有機(jī)質(zhì)含量、植株生物量、葉片肉質(zhì)化程度呈顯著正相關(guān)，與土壤容重呈顯著負(fù)相關(guān)，與株高、莖粗和pH值無(wú)顯著相關(guān)性。由結(jié)果可知，播量、行距主要是通過(guò)改變鹽地堿蓬植株生物量、葉片肉質(zhì)化程度來(lái)影響其吸鹽效果。在試驗(yàn)條件下，為了達(dá)到最佳降鹽改土效果、提高鹽堿地修復(fù)效率，選擇行距30 cm、播量30 kg/hm²的栽培方式。選擇適宜的播量和行距組合可以提高鹽地堿蓬對(duì)鹽分的吸收和排除能力，加快灘涂土壤改良、降鹽速度。

關(guān)鍵詞：鹽地堿蓬；播量；行距；生長(zhǎng)發(fā)育；降鹽改土

中圖分類(lèi)號(hào)：S156? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）06-0250-06

收稿日期：2023-08-23

基金項(xiàng)目：江蘇現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)（編號(hào)：JATS[2022]245）；江蘇省沿海集團(tuán)科技“揭榜掛帥”項(xiàng)目（編號(hào)：2022YHTDJB014）；農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沿海鹽堿地科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站開(kāi)放課題暨所基金（編號(hào)：YHS202206）。

作者簡(jiǎn)介：郁凱（1995—），男，江蘇鹽城人，碩士，研究實(shí)習(xí)員，主要從事耐鹽植物栽培利用研究。E-mail：yukai0790@163.com。

通信作者：邢錦城，碩士，副研究員，主要從事土壤肥料與鹽土農(nóng)業(yè)工程相關(guān)研究。E-mail：sdauxxx@163.com。

鹽脅迫限制全球作物生產(chǎn)力和農(nóng)業(yè)發(fā)展，如何改善鹽堿地的土壤質(zhì)量一直是一個(gè)重要課題^[1]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，全世界鹽漬土總面積約為10億 hm²，且在持續(xù)增加。我國(guó)鹽堿地分布廣泛，其中濱海鹽堿地占比近40%。江蘇沿海灘涂總面積約占全國(guó)沿海灘涂總面積的1/4，未充分利用的灘涂鹽堿地是重要的耕地后備資源^[2]。高效可持續(xù)利用灘涂鹽堿地可以促進(jìn)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家糧食安全^[3-4]。種植耐鹽植物一直是改良鹽堿地的一種有效途徑^[5]。鹽地堿蓬是江蘇沿海灘涂典型的一年生肉質(zhì)鹽生植物^[6-7]。前人研究發(fā)現(xiàn)，土壤鹽分變化受到土壤特性、植被生長(zhǎng)的影響，種植鹽地堿蓬可以吸收土壤中的鹽分，同時(shí)增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，從而有效改善土壤結(jié)構(gòu)^[8-10]。但在實(shí)際生產(chǎn)中，受到沿海灘涂土壤高鹽、高堿的影響，鹽地堿蓬生長(zhǎng)受到抑制?？茖W(xué)合理的栽培方式和田間管理措施是提高作物產(chǎn)量的重要途徑^[11]。有研究發(fā)現(xiàn)，行距和播種量的合理配置對(duì)作物生長(zhǎng)關(guān)系密切^[12-13]。過(guò)大播量、過(guò)小行距不僅會(huì)增加種植成本，還會(huì)導(dǎo)致植株光合作用面積減少，光合利用率低，不利于植物生長(zhǎng)；過(guò)小的播量、過(guò)大的行距會(huì)造成土地、肥料、水分及光熱資源的浪費(fèi)，降低了栽培的經(jīng)濟(jì)效益。因此，合理密植可以提高植株長(zhǎng)勢(shì)，增加群體生物量，探究行距和播量的最佳配置對(duì)于提高鹽地堿蓬降鹽改土效應(yīng)和鹽堿地合理利用具有重要意義。

綜上所述，鹽地堿蓬對(duì)鹽堿地的改良與其生長(zhǎng)狀況有關(guān)，而行距、播量及二者之間的交互作用又進(jìn)一步影響著灘涂鹽堿地上鹽地堿蓬的生長(zhǎng)狀況和吸鹽能力。然而，目前針對(duì)栽培密度對(duì)鹽地堿蓬生長(zhǎng)、吸鹽能力的影響卻鮮有報(bào)道。因此，本研究通過(guò)設(shè)置不同播種量和不同栽培行距，探討科學(xué)合理的播量、行距栽培鹽地堿蓬，可以明確江蘇沿海鹽堿地堿蓬修復(fù)的最適栽培方式、提高鹽地堿蓬降鹽改土效率，從而為沿海灘涂地區(qū)改良鹽堿地及開(kāi)發(fā)利用提供一定技術(shù)支撐。

1? 材料與方法

1.1? 供試地點(diǎn)及供試材料

試驗(yàn)于2022年3—10月于江蘇省鹽城市金海農(nóng)場(chǎng)（33°00′N(xiāo)，120°51′E）開(kāi)展，試驗(yàn)前土壤的基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。供試堿蓬品種為沿海堿蓬1號(hào)，來(lái)自江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所。

1.2? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用播量和行距雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)S1（20 kg/hm²）、S2（30 kg/hm²）和S3（40 kg/hm²）3個(gè)播量水平，R1（30 cm）、R2（50 cm）、R3（70 cm）3個(gè)行距水平，共9個(gè)處理組合，每個(gè)處理3次重復(fù)，以未種植鹽地堿蓬的裸地作對(duì)照處理（CK）。試驗(yàn)按隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)小區(qū)面積20 m²。試驗(yàn)統(tǒng)一施氮 150 kg/hm²（氮肥為尿素），施P₂O₅50 kg/hm²（磷肥為過(guò)磷酸鈣），平整小區(qū)時(shí)全部作基肥一次性施入。

1.3? 測(cè)定內(nèi)容與方法

1.3.1? 鹽地堿蓬生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株鹽地堿蓬，用卷尺測(cè)量株高（地面到頂葉的垂直高度），用游標(biāo)卡尺測(cè)量莖直徑（莖基部的直徑）。

挖取1 m²全部完整的植株，洗凈根系泥土、擦干水分后稱(chēng)量鮮重，按葉片、莖稈、根分樣，放入 105 ℃ 的烘箱中殺青10 min后調(diào)溫至80 ℃烘干至恒重，全部稱(chēng)量得總生物量，葉片肉質(zhì)化程度通過(guò)鮮重/干重計(jì)算。

1.3.2? 土壤理化性質(zhì)的測(cè)定參照《土壤農(nóng)化分析》^[14]，采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重和孔隙度，同時(shí)采集0～20、20～40 cm土層土樣，帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干后備用。土壤pH值用酸度計(jì)測(cè)定，土壤有機(jī)質(zhì)含量用重鉻酸鉀容量法測(cè)定。

1.3.3? 土壤含鹽量的測(cè)定將洗凈烘干的蒸發(fā)皿在分析天平上稱(chēng)重（m₀），稱(chēng)取10 g風(fēng)干土壤，土水質(zhì)量比1∶5，振蕩5 min后離心，取25 mL上清液放入蒸發(fā)皿中，放入烘箱中于105 ℃烘干并稱(chēng)重（m₁）。

含鹽量=（m₁-m₀）÷0.05×100%；

降鹽率=（本次含鹽量-初始含鹽量）÷初始含鹽量×100%。

1.4? 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2020、OriginLab 2020進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，用SPSS 17.0進(jìn)行2因素方差分析，用最小顯著性差異法（LSD）進(jìn)行差異顯著性分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同種植密度對(duì)鹽地堿蓬農(nóng)藝性狀的影響

從表2可以看出，不同播量、行距對(duì)鹽地堿蓬的株高、莖粗、生物量及葉片肉質(zhì)化的影響均達(dá)到了顯著水平（P<0.05），而其交互作用僅對(duì)生物量的影響達(dá)到極顯著水平（P<0.01）。

在同一播量下，隨行距增加，株高、莖粗呈先增加后降低的趨勢(shì)；在同一行距下，株高、莖粗隨播量增加而逐漸降低。在行距為50 cm、播量為 20 kg/hm²的處理下，株高、莖粗達(dá)最大值，分別為56.5、0.25 cm。在同一播量下，生物量、葉片肉質(zhì)化程度隨行距增加而降低；在同一行距下，隨播量增加，生物量、葉片肉質(zhì)化程度呈先增加后降低的趨勢(shì)。生物量、葉片肉質(zhì)化程度在行距為30 cm、播量為30 kg/hm²時(shí)達(dá)最大值，分別為852.3 g/m²、8.21。

2.2? 土壤基本理化性質(zhì)

2.2.1? 土壤容重由圖1可知，與裸地相比，種植鹽地堿蓬后的土壤容重顯著降低。0～20 cm土層土壤容重高于20～40 cm土層。同一播量下，土壤容重隨行距增加而升高。在R1、R2處理下，土壤容重隨播量增加呈先降低后增加的趨勢(shì)；在R3處理下，土壤容重隨播量增加而降低。在R1S2處理下，土壤容重最低。相較于對(duì)照，0～20、20～40 cm土層的土壤容重分別降低了12.4%、11.5%。

2.2.2? 土壤pH值由圖2可知，與裸地相比，種植鹽地堿蓬后的土壤pH值顯著降低。20～40 cm土層土壤pH值高于0～20 cm土層土壤。由此可見(jiàn)，土壤pH值受播量、行距的影響不顯著。

2.2.3? 土壤孔隙度由圖3可知，與裸地相比，種植鹽地堿蓬后的土壤孔隙度顯著增加。0～20 cm土層土壤孔隙度高于20～40 cm土層。在同一播量下，土壤孔隙度隨行距增加而降低。在R1、R2處理下，土壤孔隙度隨播量上升呈先增后降的趨勢(shì)；在R3處理下，土壤孔隙度逐漸升高。在R1S2處理下，土壤孔隙度最大。相較于對(duì)照，0～20、20～40 cm土層的土壤孔隙度分別增加了47.0%、31.8%。

2.2.4? 土壤有機(jī)質(zhì)含量由圖4可以看出，與裸地相比，種植鹽地堿蓬后的土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著增加。0～20 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量高于20～40 cm土層。在同一播量處理下，土壤有機(jī)質(zhì)含量隨行距增加而降低。在R1、R2處理下，土壤有機(jī)質(zhì)含量隨播量增加呈先增后降的趨勢(shì)。在R3處理下，土壤有機(jī)質(zhì)含量隨播量增加而增加。在R1S2處理下，土壤有機(jī)質(zhì)含量最高。相較于對(duì)照，0～20、20～40 cm土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量分別增加了40.9%、25.9%。

2.3? 播量和行距處理對(duì)鹽地堿蓬種植后土壤含鹽量變化的影響

由圖5可知，隨鹽地堿蓬生育期的延長(zhǎng)，灘涂土壤鹽分含量呈動(dòng)態(tài)下降的趨勢(shì)。相較于裸地，種植鹽地堿蓬后的土壤含鹽量顯著降低，在不同深度土層，該規(guī)律保持一致。由表3可知，在同一行距下，隨著播量的增加，土壤總降鹽量、總降鹽率都是先升高后降低；在同一播量處理下，隨著行距的增加，土壤總降鹽量、總降鹽率逐漸降低，并在行距為 30 cm、播量為30 kg/hm²的處理下達(dá)最大脫鹽率，0～20、20～40 cm土層的總降鹽率分別為66.6%、35.8%。由表4可知，不同播量、行距處理主要是通過(guò)改變鹽地堿蓬生物量、葉片肉質(zhì)化程度來(lái)影響其降鹽效果的，同時(shí)土壤降鹽率與土壤容重、土壤孔隙度和土壤有機(jī)質(zhì)含量都有顯著的相關(guān)性。

3? 討論

3.1? 播量和行距對(duì)鹽地堿蓬生長(zhǎng)的影響

播種量、行距是作物栽培中易管理和調(diào)控的田間措施之一。選擇適當(dāng)?shù)牟チ?、行距，有助于建立合理的群體結(jié)構(gòu)，盡可能地利用單位面積上的光照、水分、肥料及土地資源，促進(jìn)光合同化物的積累和分配，從而提高植株生物量和最終產(chǎn)量^{[13，15-16]}。在先前的研究中，邵秋玲等揭示了種植密度與鹽地堿蓬生長(zhǎng)之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)種植密度低于 10株/m²時(shí)，株高達(dá)到120 cm，而當(dāng)種植密度達(dá) 1 088株/m²時(shí)，株高只有40 cm，且沒(méi)有分枝^[17]。從生物學(xué)角度看，株高是反映植株生長(zhǎng)狀況及其生物量較為理想的一個(gè)特征量^[18-19]。本研究中，在同一行距下，隨著播量的增加，株高、莖粗減少，生物量、葉片肉質(zhì)化程度呈先增加后降低的趨勢(shì)，可能是因?yàn)殡S著播量、行距增加，提高了單行的種植密度，有助于提高光照、肥料等資源的利用效率，從而提高植株總生物量。但是過(guò)于密集的種植壓縮了植株的生長(zhǎng)空間，加劇了資源競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致主莖細(xì)弱、株高下降、群體生物量降低。說(shuō)明在窄行距、中等播量的條件下，鹽地堿蓬生長(zhǎng)發(fā)育狀況最優(yōu)，總生物量最大，這與石嘉琦的研究結(jié)果相一致，即在窄行距、中等播量條件下，苜蓿葉片的凈光合速率較高，更有利于鹽堿地區(qū)條件下苜蓿產(chǎn)量的增加^[20]。因此適當(dāng)減少行距、提高播量有助于鹽地堿蓬生長(zhǎng)及生物量的累積。

3. 2? 播量和行距對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

在沿海灘涂上種植耐鹽植物，對(duì)土壤理化性質(zhì)影響顯著^[21]。灘涂鹽堿地土壤容重大，孔隙度小，土壤緊實(shí)，透氣性差^[22-23]。在本研究中，鹽地堿蓬的生長(zhǎng)顯著降低了沿海灘涂土壤容重，提高了土壤孔隙度，增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，這與先前的研究結(jié)果^[8-9]一致。而0～20 cm土層土壤容重的降幅，孔隙度、有機(jī)質(zhì)含量的增幅要大于20～40 cm土層，這可能是因?yàn)辂}地堿蓬根系主要分布在0～20 cm土層，使得對(duì)更深層土壤活化的作用較小^[24-25]。

土壤容重隨行距增加而增加，土壤孔隙度隨行距的增加而減少，可能是因?yàn)?0 cm行距有利于作物生長(zhǎng)及根系在土壤中的穿插活力，從而增大土壤對(duì)環(huán)境水、熱變化的緩沖能力，低行距中等播量的植株地下部生物量顯著高于其他處理，從而降低了土壤容重、提高了土壤孔隙度，為植株生長(zhǎng)創(chuàng)造了良好環(huán)境^[26-27]。土壤有機(jī)質(zhì)含量是土壤肥力的基礎(chǔ)^[28]。在本試驗(yàn)中，隨著行距的增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低，小行距有利于土壤有機(jī)質(zhì)含量增加。增加播量后，土壤有機(jī)質(zhì)含量先增后降。前人研究發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)質(zhì)含量主要與植株生物量和凋落物有關(guān)^[29-32]。在本研究中，在低行距、中等播量處理下，土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，這一變化規(guī)律與生物量的變化保持一致。

沿海灘涂種植鹽地堿蓬后的土壤鹽分呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，0～20 cm土層的降鹽效果優(yōu)于20～40 cm 土層，而在低行距中等播量（行距30 cm，播量 30 kg/hm²）處理下種植鹽地堿蓬后，土壤降鹽率達(dá)最大值，降鹽率分別達(dá)66.6%、35.8%。鹽地堿蓬作為吸鹽植物，葉片肉質(zhì)化程度與鹽地堿蓬吸鹽能力密切相關(guān)^{[10，33-34]}。在本研究中，播量、行距處理主要通過(guò)影響鹽地堿蓬的生物量、葉片肉質(zhì)化程度來(lái)提高鹽地堿蓬的吸鹽能力，從而加快灘涂土壤降鹽。與此同時(shí)，土壤含鹽量與土壤容重、孔隙度和土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著相關(guān)性，行距、播量處理有效改善了鹽地堿蓬的生長(zhǎng)發(fā)育狀況，改變了土壤理化性質(zhì)，并在低行距中等播量下獲得最大的降鹽效果。

4? 結(jié)論

在沿海灘涂鹽地堿蓬栽培種植中，在30 cm行距、30 kg/hm²播量處理下，土壤降鹽率最高，低行距中等播量的組合通過(guò)提高鹽地堿蓬地生物量、葉片肉質(zhì)化程度來(lái)獲得最佳降鹽改土效果。因此，播量、行距是影響江蘇沿海灘涂種植鹽地堿蓬降鹽效應(yīng)的重要因素，在實(shí)際生產(chǎn)中選擇適宜的播量和行距組合可以提高鹽地堿蓬對(duì)鹽分的吸收和排除能力，加快灘涂土壤改良和降鹽速度。

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