蘇北沿海灘涂鹽肥對油菜產(chǎn)量及離子分布的效應(yīng)

黃志勇++顧閩峰++王乃頂++王偉義++費(fèi)月躍

摘要：在江蘇沿海海涂通過田間試驗(yàn)研究蘇北沿海灘涂鹽肥對油菜產(chǎn)量及離子分布的影響。結(jié)果表明，土壤鹽分含量在2.4～3.6 g/kg時(shí)對油菜籽粒產(chǎn)量影響不大，但土壤鹽分含量達(dá)到4.1～5.2 g/kg時(shí)，油菜籽粒產(chǎn)量較鹽分含量1.3～1.9 g/kg時(shí)有顯著下降；隨氮肥、磷肥施用量的增加，油菜產(chǎn)量明顯增加，且土壤鹽分含量越高，氮肥、磷肥增產(chǎn)效應(yīng)越大；隨土壤鹽分含量增加，油菜根、莖、葉中Na+、Cl-的含量明顯增加；隨氮肥、磷肥的施用量增加，油菜根、莖、葉中Na+、Cl-含量下降，K+、Ca2+含量上升，這說明氮肥、磷肥的施入，增強(qiáng)了油菜對營養(yǎng)離子的選擇性吸收與運(yùn)輸，抑制了油菜對鹽害離子的選擇性吸收與運(yùn)輸。蘇北沿海海涂施用氮肥、磷肥，可改善油菜的營養(yǎng)狀況，有利于油菜產(chǎn)量的提高。

關(guān)鍵詞：沿海海涂；鹽肥耦合；油菜；離子分布；氮肥；磷肥；產(chǎn)量

中圖分類號： S634.306文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2017）08-0048-04

油菜是一種耐鹽堿、適應(yīng)性廣的油料植物，是江蘇省主要的經(jīng)濟(jì)作物，全省種植面積近66.7萬hm2，當(dāng)前依然是實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收的主要作物來源之一[1-2]。蘇北平原位于黃海之濱，海岸線長744 km，大多為淤泥質(zhì)海岸，有沿海灘涂面積約65.3萬hm2，目前，灘涂仍在不斷淤積，全省年淤漲面積達(dá) 1 334 hm2，是江蘇重要的后備土地資源。蘇北沿海灘涂地處暖溫帶，屬于具有季風(fēng)特點(diǎn)的海洋性氣候，全年無霜期約 201 d，年平均氣溫14 ℃，年平均降水量為910～980 mm[3]，在蘇北沿海岸鹽堿地上種植耐鹽油菜，可以充分利用海涂非耕地資源，并加速灘涂土壤的熟化，而氮、磷是限制生長和形成產(chǎn)量的重要元素[4-7]。本試驗(yàn)通過研究蘇北沿海灘涂上不同鹽肥對油菜產(chǎn)量及離子分布的效應(yīng)，以探明濱海鹽漬化土壤上油菜的施肥調(diào)鹽效果，獲得蘇北沿海灘涂油菜合理施肥的理論數(shù)據(jù)，為創(chuàng)建適用技術(shù)規(guī)程提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)地理位置介于32°59′30″～33°0′31″ N、120°49′40″～120°51′4″ E，東距黃海約4 km，西臨江蘇大豐麋鹿國家級自然保護(hù)區(qū)，為北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有明顯的過渡性、海洋性和季風(fēng)性氣候特征。試驗(yàn)以3種不同含鹽量1.3～1.9、24～3.6、4.1～5.2 g/kg，編號分別為S1、S2、S3的海涂鹽土為供試用地，其土壤基本性狀見表1，土壤有效氮、有效磷、有效鉀含量分別為49.2、15.34、59.4 mg/kg。種植油菜品種為蘇新油141。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在3種不同鹽分土壤上分別施用3個(gè)含量水平的尿素（氮肥）、過磷酸鈣（磷肥）進(jìn)行試驗(yàn)。氮肥含量水平未0、60、90 kg/hm2，編號分別為N1、N2、N3；磷肥含量水平為0、30、45 kg/hm2，編號分別為P1、P2、P3，計(jì)27個(gè)處理組合，重復(fù)3次，共計(jì)81個(gè)小區(qū)。每小區(qū)長5.0 m、寬4.0 m，隨機(jī)區(qū)組排列。肥料分別在油菜移栽、現(xiàn)蕾期以條施方式按設(shè)計(jì)量的50%施入，油菜生長期內(nèi)，定期觀測油菜生長指標(biāo)，記錄其生長期間的病蟲害等發(fā)生情況。

1.3采樣與測定

油菜移栽前后，在供試田塊按對角線法取5點(diǎn)，按剖面深度0～10、10～20、20～40 cm分3個(gè)層次分別采土樣，用電導(dǎo)儀測定土壤的含鹽量（1 ∶5土水比），用火焰光度法測定土壤中K+、Na+濃度，用常規(guī)化學(xué)方法測定土壤中Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、HCO3-含量[8-10]。油菜成熟時(shí)，按小區(qū)單割單打單收，計(jì)算產(chǎn)量；根、莖、葉分別烘干，磨細(xì)過30目篩，參照

Hunt法，用TAS-986火焰原子吸收分光光度計(jì)測定植株中Na+、K+、Ca2+、Mg2+含量[11]，用滴定法測定植株中的Cl-含量[12]，用濕灰化法測全氮、全磷、全鉀的含量[13]。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用SPSS、Excel軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理因子對油菜籽粒產(chǎn)量的影響

由圖1可見，土壤含鹽量在S2時(shí)，油菜籽粒的產(chǎn)量相對最高，較土壤含鹽量在S1時(shí)增加2.4%，相互間差異不顯著，但隨土壤含鹽量增加，達(dá)到S3含鹽量時(shí)，油菜籽粒產(chǎn)量有顯著下降，僅為S1時(shí)籽粒產(chǎn)量的81.7%；隨氮肥使用量增加，油菜籽粒的產(chǎn)量增加顯著，N2、N3處理分別較N1增加155%、26.0%；同樣，隨磷肥使用量增加，油菜籽粒產(chǎn)量也有明顯增加，P2處理的油菜籽粒產(chǎn)量較P1增加9.4%，與P3處理差異不顯著。

2.2鹽土上施用不同肥料對油菜籽粒產(chǎn)量的影響

2.2.1磷肥由圖2可見，隨施磷量的增加，不同含鹽量土壤的油菜籽粒產(chǎn)量均呈上升趨勢；施磷量分別為P2、P3時(shí)，S1、S2、S3的油菜籽粒產(chǎn)量分別為4 137、3 530、2 823 kg/hm2 和4 376、3 876、3 087 kg/hm2，分別較P1處理的油菜籽粒產(chǎn)量增加3.5%、6.9%、7.7%和9.5%、17.4%、17.8%，這說明在鹽土上通過合理施用磷肥可以顯著提高油菜籽粒產(chǎn)量，且含鹽量越高，磷肥對產(chǎn)量的增加效應(yīng)越大。

2.2.2氮肥由圖3可見，隨氮肥施用量的增加，不同含鹽量土壤的油菜籽粒產(chǎn)量均呈上升趨勢；施氮量分別為N2、N3時(shí)，S1、S2、S3的油菜籽粒產(chǎn)量分別為4 159、3 600、2 751 kg/hm2 和4 497、3 909、3 000 kg/hm2，分別較N1處理的油菜籽粒產(chǎn)量增加5.2%、9.2%、20.7%和13.7%、18.5%、31.6%，這說明在鹽土上通過合理施用氮肥，也可以顯著增加油菜籽粒產(chǎn)量，含鹽量高的土壤上油菜籽粒增產(chǎn)效應(yīng)高于土壤含鹽量低的土壤。

2.3不同施肥種類對油菜各部分離子含量的影響

2.3.1磷肥由表2、表3可見，濱海灘涂上施用磷肥可明顯抑制Na+、Cl-吸收而促進(jìn)K+、Ca2+的吸收，以緩解鹽分對油菜的毒害；隨土壤鹽分的增加，油菜根、莖、葉中的Na+含量增加，S3處理的Na+平均含量較S1處理分別增加39.1%、81.3%、50.0%；同一含鹽量土壤上，隨施磷量的增加，油菜根、莖、葉中的Na+含量下降，且P3處理時(shí)的Na+含量下降幅度大于P2處理；同一處理?xiàng)l件下，Na+含量高低依次為根>莖>葉；施用磷肥對油菜體內(nèi)Cl-含量的影響與Na+含量大體一致，但油菜莖中的Cl-含量明顯高于根、葉；隨土壤含鹽量的增加，同一施磷處理土壤油菜根的K+含量幾乎沒有變化，S2土壤莖中的K+含量相對最高，S3土壤葉中的K+含量

相對最高；同一含鹽量土壤上，油菜根、莖、葉中的K+含量隨施磷量的增加而增加；同一處理?xiàng)l件下，油菜不同部位的K+含量高低大致為莖>葉>根；隨土壤含鹽量的增加，同一施磷處理油菜莖、葉中的Ca2+含量變化相對較小，S3土壤根中的Ca2+含量相對最高；同一含鹽量土壤，隨施磷量的增加，油菜根、莖、葉中Ca2+含量增加；同一處理?xiàng)l件下，油菜不同部位的Ca2+含量高低大致為葉>莖>根。

2.3.2氮肥由表4、表5可見，濱海鹽土上施用氮肥也能明顯抑制Na+、Cl-吸收，而促進(jìn)K+、Ca2+的吸收，以緩解鹽分對油菜的毒害；同一含鹽量土壤上，隨施氮量的增加，油菜根、莖、葉中的Na+含量下降、K+和Ca2+含量上升；同一處理?xiàng)l件下，油菜不同部位的Na+含量高低為根>莖>葉；鹽土上施用氮肥對油菜體內(nèi)Cl-含量的影響與對Na+含量大體一致。

3討論與結(jié)論

海涂土壤一般含養(yǎng)分較少，蘇北鹽土上施用肥料可增加油菜生物產(chǎn)量，達(dá)到“以肥調(diào)鹽”的效果。質(zhì)膜傷害學(xué)說認(rèn)為，鹽分脅迫對植物的傷害作用主要是由于環(huán)境中過量的鹽分造成離子脅迫，從而使植物細(xì)胞質(zhì)膜受損、透性增大、選擇性降低[14]。Ruiz等認(rèn)為，中性鹽（NaCl）脅迫的傷害作用主要通過離子本身毒性效應(yīng)、高濃度鹽滲透效應(yīng)和營養(yǎng)效應(yīng)來完成的[15]，進(jìn)入植物組織的無機(jī)離子（鹽分離子）參與植物的滲透調(diào)節(jié)，成為鹽生植物中主要的細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)溶質(zhì)[16]。施氮肥能夠降低含鹽量，尤其是鈉離子對功能器官的傷害，施過磷酸鈣能夠增強(qiáng)質(zhì)膜的穩(wěn)定性和鈣信號系統(tǒng)的正常發(fā)生和傳遞，阻止細(xì)胞內(nèi)K+的外流和Na+的大量進(jìn)入[17]，起到維持細(xì)胞離子平衡、增強(qiáng)活性氧清除系統(tǒng)活性的作用，以減少具毒

性和高活性·OH的形成，有效阻止O-2· 、H2O2的積累，緩解植物生理代謝紊亂[18-19]。同時(shí)，磷可以調(diào)節(jié)鹽脅迫下油菜根系等細(xì)胞質(zhì)膜H+-ATPase、液泡膜H+-ATPase、H+-PPase活性，促進(jìn)光合作用中光合磷酸化過程，產(chǎn)生大量的ATP，激活質(zhì)膜、液泡膜上Na+/H+逆向運(yùn)輸?shù)鞍?，加速K+吸收、Na+排放及Na+在液泡中的積累，提高K+的選擇性吸收和運(yùn)輸，促使鹽分區(qū)域化分配，進(jìn)而增強(qiáng)植物細(xì)胞的抗鹽性[14-20]，從而提高產(chǎn)量。氮肥的施入，不僅影響油菜對K+、Na+、Ca2+、Cl-等離子的吸收，還改變了它們在油菜體內(nèi)的分配，增強(qiáng)了油菜對營養(yǎng)離子的選擇性吸收與運(yùn)輸，抑制了油菜對鹽害離子的選擇性吸收與運(yùn)輸，以維持細(xì)胞的離子平衡，增強(qiáng)植株的耐鹽性，從而避免Na+、Cl-向地上部過量運(yùn)輸而造成對新葉等幼嫩組織的毒害，這是耐鹽植物的典型特征之一[19，21-22]。

海涂農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)體系，由于鹽分、水分及肥料的有效性而影響土壤微生物的活動、物理化學(xué)作用及植物體生理生化過程，使土壤鹽分、水分及養(yǎng)分密切而又復(fù)雜地聯(lián)系在一起。試驗(yàn)結(jié)果表明，沿海海涂上施用肥料對改善油菜營養(yǎng)狀況、增加油菜產(chǎn)量是一個(gè)很有效的辦法。

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