添加碳調節(jié)劑對次鹽漬化土壤水溶性鹽含量及白菜根系生長的影響

孫凱文++時佩佩++陸葉峰

摘要：研究碳調節(jié)劑與次生鹽漬化土壤在混合培養(yǎng)過程中水溶性鹽含量變化。結果表明：碳調節(jié)劑與鹽漬化土壤混合物中水溶性鹽含量在培養(yǎng)第7天后基本趨于穩(wěn)定；過量添加碳調節(jié)劑會導致土壤水溶性鹽含量過低，影響作物根系生長；T4處理效果最好，植株根系生長最佳；加入碳調節(jié)劑過少無法改變土壤鹽分對植株生長的影響；土壤碳調節(jié)劑添加量為33.75 g/kg時（T3處理），即可達到顯著降低次生鹽漬化土壤水溶性鹽含量的效果。

關鍵詞：碳調節(jié)劑；次鹽漬化土壤；水溶性鹽；白菜[Brassica campestris L. ssp. chinensis （L.）]；根系

中圖分類號： S156.4文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0241-04

設施栽培是國家重點扶持發(fā)展的農業(yè)經濟產業(yè)，主要用于花卉和蔬菜生產，可以極大地提高作物產量，滿足人們生活需求[1-3]。塑料大棚是我國最主要的栽培設施之一，但在大棚常年生產過程中，由于土壤耕作頻繁、復種指數(shù)高[4-7]、施肥量大、種植作物種類單一以及人為控制生態(tài)環(huán)境等特點，作物出現(xiàn)生長障礙[8-11]。生產者為了追求當季產量，盲目實行高肥水管理，尤其是過量施用氮肥會導致硝態(tài)氮過量累積，隨著種植年限增加，不可避免地造成土壤質地惡化，土壤發(fā)生次生鹽漬化，使作物生長不良而減產，嚴重制約了設施農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[12-19]。本研究選擇江蘇省常州市具有一定種植年限的蔬菜大棚表層（0～20 cm）土壤作為改良對象，研究碳調節(jié)劑對鹽漬化土壤水溶性鹽的影響，分析其在培養(yǎng)過程中的變化趨勢，并在試驗土壤水溶性鹽含量變化穩(wěn)定后采用盆缽試驗的方式，對植物實際生長狀況進行考察，旨在探究碳調節(jié)劑對次生鹽漬化土壤的改良效果。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試表層土壤取自常州市某發(fā)生次生鹽漬化問題的蔬菜大棚，其基本性質為：有機質含量19.4 g/kg、全氮含量1.81 g/kg、硝態(tài)氮含量1 013.47 mg/kg、銨態(tài)氮含量49.69 mg/kg、速效磷含量161.28 mg/kg、速效鉀含量168.91 mg/kg、可溶性鹽含量9.75 g/kg（電導率1 971 μS/cm）。試驗前將土壤風干、磨細、過篩，備用。

供試碳調節(jié)劑主要成分為秸稈粉（成熟期小麥秸稈磨成的粉末）和快腐菌劑?？旄鷦┛梢源龠M秸稈粉末的快速分解，為土壤微生物繁殖提供大量的可利用碳源。秸稈粉：有機碳含量450 g/kg、全氮含量7.94 g/kg、磷含量0.91 g/kg、鉀含量17.83 g/kg?？旄鷦┦悄暇幖Z生物工程有限公司生產的秸稈速腐劑。

供試蔬菜為白菜[Brassica campestris L. ssp. chinensis （L.）]（蘇州青）。

無孔塑料盆：可避免因澆水導致可溶性鹽隨水流失。

1.2試驗設計

土壤培養(yǎng)試驗：試驗采用室內模擬培養(yǎng)方式，于2014年7—9月在揚州大學環(huán)境科學與工程學院資源環(huán)境科學實驗室進行。試驗設7個處理，分別為：45 g秸稈+15 g菌劑+4 kg土壤（T1處理）、90 g秸稈+15 g菌劑+4 kg土壤（T2處理）、135 g秸稈+15 g菌劑+4 kg土壤（T3處理）、180 g 秸稈+15 g菌劑+4 kg土壤（T4處理）、225 g秸稈+15 g 菌劑+4 kg土壤（T5處理）、270 g秸稈+15 g菌劑+4 kg 土壤（T6處理），以不加調節(jié)劑的土壤作為對照（CK）。將供試土壤充分攪拌均勻，并保持土壤含水量在25%左右。在盆口覆蓋保鮮膜以減少水分蒸發(fā)，在25～35 ℃條件下連續(xù)培養(yǎng) 60 d，前期每天取樣1次，連續(xù)取樣7 d；從第10天開始每隔10 d 取樣1次，連續(xù)取6次，測定混合物中水溶性鹽含量。

1.3測定項目與方法

1.3.1水溶性鹽含量測定采用水、土質量比5 ∶1浸提獲得待測液，使用鹽分計測定電導率；采用火焰分光光度法測定K+、Na+含量；采用火焰原子吸收法測定Ca2+、Mg2+含量；采用中和滴定法測定HCO3-含量；采用硝酸銀滴定法測定Cl-含量；采用硫酸鋇比濁法測定SO42-含量；采用紫外分光光度法測定NO3-含量。

1.3.2小白菜根系參數(shù)分析對各處理采樣后用流水沖洗小白菜根系，運用數(shù)字化掃描儀（美國Epson牌）對根系圖像進行掃描，并采用與該掃描儀配套的WinRHIZO（Version 5.0a版本）根系分析系統(tǒng)（加拿大）測定植株的根表面積、根長、根體積、根平均直徑、根尖數(shù)等根系參數(shù)。

1.3.3數(shù)據(jù)分析采用Excel 2003、SPSS軟件分析試驗數(shù)據(jù)。

2結果與分析

2.1次鹽漬化土壤培養(yǎng)過程中Cl-含量的變化

從表1可見，培養(yǎng)第60天時，同一處理下的土壤Cl-含量與第1天相比均降低。災不同處理下，隨著碳調節(jié)劑添加量的增加，土壤中Cl-含量基本上也相對增加。試驗第7天時，各處理的Cl-含量基本趨于穩(wěn)定。

2.2鹽漬化土壤培養(yǎng)過程中HCO3-含量的變化

從表2可以看出，隨著試驗時間推移，7種處理下鹽漬化土壤中HCO3-含量基本上隨著碳調節(jié)劑添加量的增加而逐漸增加。試驗第7天時，各處理的HCO3-含量基本趨于穩(wěn)定。

2.3鹽漬化土壤培養(yǎng)過程中SO42-含量的變化

2.4鹽漬化土壤培養(yǎng)過程中NO3-含量的變化

從表4可以看出，除CK外，隨著試驗時間推移，另外6種處理下鹽漬化土壤在培養(yǎng)過程中NO3-含量總體上呈下降趨勢。隨著碳調節(jié)劑添加量的增加，NO3-含量下降趨勢明顯，其中T5、T6處理在試驗第7天時NO3-含量基本穩(wěn)定。CK處理下鹽漬化土壤在培養(yǎng)期間NO3-含量變化不明顯。試驗第20天時，各處理NO3-含量基本趨于穩(wěn)定。

2.5鹽漬化土壤培養(yǎng)過程中K+含量的變化

從表5可以看出，試驗第7天時，7種處理下次生鹽漬化土壤在培養(yǎng)過程中K+含量基本趨于穩(wěn)定。隨著碳調節(jié)劑添加量的增加，各處理K+含量基本上逐漸增加。

2.6鹽漬化土壤培養(yǎng)過程中Na+含量的變化

從表6可以看出，試驗第7天時，7種處理下次生鹽漬化土壤在培養(yǎng)過程中Na+含量基本趨于穩(wěn)定。隨著碳調節(jié)劑添加量的增加，各處理Na+含量變化較小。

2.7鹽漬化土壤培養(yǎng)過程中Ca2+含量的變化

從表7可以看出，試驗第7天時，各處理的Ca2+含量基本趨于穩(wěn)定。隨著碳調節(jié)劑添加量的增加，各處理的Ca2+含量有下降趨勢。

2.8鹽漬化土壤培養(yǎng)過程中Mg2+含量的變化

從表8可以看出，試驗第7天時，各處理的Mg2+含量基本趨于穩(wěn)定。隨著碳調節(jié)劑添加量的增加，各處理的Mg2+含量整體上下降趨勢。

2.9添加碳調節(jié)劑對小白菜幼苗根系特征參數(shù)的影響

由表9可見，添加碳調節(jié)劑對小白菜幼苗根系生長影響明顯。其中CK、T1、T2處理下由于鹽含量過高，小白菜植株不能生長。隨著碳調節(jié)劑用量的增加，小白菜幼苗的根尖數(shù)（根條數(shù)）、根長、根表面積、根體積均呈先增加、后下降的趨勢。與CK相比，T4處理優(yōu)勢最明顯。試驗表明，可通過添加碳調節(jié)劑降低土壤可溶性鹽含量，進而促進小白菜根系生長。

3結論

本研究表明：碳調節(jié)劑與鹽漬化土壤混合物中水溶性鹽含量在培養(yǎng)第7天后趨于穩(wěn)定；T4處理效果最好，植株根系生長最佳；過量加入碳調節(jié)劑會導致土壤水溶性鹽含量過低，影響作物生長；加入碳調節(jié)劑過少（T1、T2處理）無法改變土壤對植株生長的影響；碳調節(jié)劑添加量為33.75 g/kg時（T3處理），即可達到顯著降低次生鹽漬化土壤水溶性鹽含量的效果。

參考文獻：

[1]王敬國. 設施菜田土壤退化修復與資源高效利用[M]. 北京：中國農業(yè)大學出版社，2011.

[2]王朝輝，宗志強，李生秀. 菜地和一般農田土壤主要養(yǎng)分累積的差異[J]. 應用生態(tài)學報，2002，13（9）：1091-1094.

[3]李剛，張乃明，毛昆明，等. 大棚土壤鹽分累積特征與調控措施研究[J]. 農業(yè)工程學報，2004，20（3）：44-47.

[4]郭文忠，劉聲鋒，李丁仁，等. 設施蔬菜土壤次生鹽漬化發(fā)生機理的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 土壤，2004，36（1）：25-29.

[5]童有為，陳淡飛. 溫室土壤次生鹽漬化的形成和治理途徑研究[J]. 園藝學報，1991，18（2）：159-162.

[6]薛曉輝，郝明德. 小麥氮磷肥長期配施對土壤硝態(tài)氮淋溶的影響[J]. 中國農業(yè)科學，2009，42（3）：918-925.

[7]熊嚴軍. 我國土壤污染現(xiàn)狀及治理措施[J]. 現(xiàn)代農業(yè)科技，2010（8）：294-295，297.

[8]徐詠文，段萍，羅志華. 淺析中國土壤分類的發(fā)生與現(xiàn)狀[J]. 安徽農業(yè)科學，2005，33（10）：2003-2004.

[9]褚冰倩，喬文峰. 土壤鹽堿化成因及改良措施[J]. 現(xiàn)代農業(yè)科技，2011（14）：309-311.

[10]楊勁松. 中國鹽漬土研究的發(fā)展歷程與展望[J]. 土壤學報，2008，45（5）：837-845.

[11]周增輝，張娜，韓承華，等. 江蘇中南部設施蔬菜鹽漬化土壤鹽分離子含量及其垂直分布調查[J]. 中國蔬菜，2013（20）：39-45.

[12]陳碧華，楊和連，李亞靈，等. 不同種植年限大棚菜田土壤水溶性鹽分的變化特征[J]. 水土保持學報，2012，26（1）：241-245.

[13]朱宏偉，夏軍，曹國棟，等. 鹽漬化棄耕地土壤鹽分動態(tài)及其影響因素[J]. 土壤，2013，45（2）：339-345.

[14]黃凌云，張勇勇，王潤屹. 設施土壤鹽漬化調查與防治措施的研究[J]. 北方園藝，2011（11）：157-159.

[15]黃克民. 菜田土壤存在的問題及改良措施[J]. 現(xiàn)代農業(yè)科技，2012（21）：246-247.

[16]劉玉國，譚蘭蘭，卞龍，等. 鹽漬化土壤改良劑的篩選[J]. 農業(yè)科技與信息，2013（20）：48-50.

[17]張岡，周志宇，張彩萍. 利用方式對鹽漬化土壤中有機質和鹽分的影響[J]. 草業(yè)學報，2007，16（4）：15-20.

[18]顧文婷，董喜存，李文建，等. 鹽漬化土壤改良的研究進展[J]. 安徽農業(yè)科學，2014，42（6）：1620-1623.

[19]王秀麗，張鳳榮，王躍朋，等. 農田水利工程治理天津市土壤鹽漬化的效果[J]. 農業(yè)工程學報，2013（20）：82-88.虞小燕，鄧百萬，陳文強，等. 基于形態(tài)學特征和ITS序列分析秦巴山區(qū)天麻萌發(fā)菌的親緣關系[J]. 江蘇農業(yè)科學，2016，44（5）：245-248.