土壤含水率及鹽分對(duì)冰菜出苗的影響

蔣 敏 周少梁 李妙玲 石永強(qiáng) 夏雨濛 譚福成

（塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，新疆阿拉爾 843300）

冰菜又叫冰葉日中花、冰花、非洲冰草等，是番杏科日中花屬一年矮生肉質(zhì)草本植物[1]，因其葉面和根莖上附有很多像晶體一樣的小顆粒而得名[2]。冰菜生長(zhǎng)周期短、側(cè)枝發(fā)達(dá)、產(chǎn)量較高，同時(shí)其葉片口感清涼、質(zhì)嫩，因而具有很高的商業(yè)價(jià)值[3]。此外，冰菜富含低鈉鹽、含醇化合物和酸性物質(zhì)，有利于增強(qiáng)人體免疫力，具有較高的營(yíng)養(yǎng)保健功能[4-7]。

新疆地處我國(guó)西北地區(qū)，當(dāng)?shù)貧夂驅(qū)儆诘湫偷拇箨懶愿珊祷哪畾夂?，具有蒸發(fā)性強(qiáng)、降雨少和土壤鹽漬化等特點(diǎn)，導(dǎo)致新疆能夠種植的作物有限，阻礙了新疆經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。冰菜最初種植于非洲干旱地區(qū)，可以生長(zhǎng)在氣候干旱、降雨少、土壤含鹽量高的地區(qū)[8]，即使采用海水澆灌，冰菜也可以正常生長(zhǎng)。同時(shí)，冰菜適宜在土質(zhì)疏松的土壤環(huán)境中生長(zhǎng)，而新疆地區(qū)典型的沙壤土適宜種植冰菜。因此，本文以冰菜為試驗(yàn)材料，對(duì)其生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行不同水分和鹽分處理，探究不同處理對(duì)冰菜生長(zhǎng)的影響，以期為新疆種植冰菜提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于新疆阿拉爾塔里木大學(xué)實(shí)驗(yàn)站。試驗(yàn)區(qū)屬于大陸性干旱氣候區(qū)，年均降水量為67 mm，年均日照時(shí)數(shù)達(dá)2 848 h，年均氣溫為10.8℃，無(wú)霜期186～210 d，多年平均蒸發(fā)量為2 000～2 490 mm。土壤類型為新疆典型的沙壤土，田間持水率為19.2%，土壤鹽分為0.03%，土壤容重為1.38 g/cm3。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021年7月開(kāi)始，采用室內(nèi)盆栽法，選用尺寸為4.2 cm×7.0 cm×7.0 cm的一次性塑料杯。鹽分設(shè)置 3 個(gè)水平， 分別為 0.03%（A1）、0.08%（A2）和0.15%（A3）；土壤含水率設(shè)置3個(gè)水平，分別為田間持水量的 40%（B1）、60%（B2）和 80%（B3）。 2 個(gè)不同處理交叉配置成9種不同的培養(yǎng)基質(zhì)（A1B1、A2B1、A3B1、A1B2、A2B2、A3B2、A1B3、A2B3、A3B3）， 每種培養(yǎng)基質(zhì)設(shè)置30個(gè)重復(fù)，共270個(gè)樣本基質(zhì)。培育土壤直接取自試驗(yàn)地，土樣取回后經(jīng)純水洗鹽、風(fēng)干、晾曬、粉碎并過(guò)2 mm篩備用。先用精度為0.01 g的天平稱取270份土樣，每份土樣100 g，然后將土壤配制成上述3種不同鹽分的土壤，每種鹽分土壤90份；最后將不同鹽分的土壤按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的水分要求設(shè)置不同的含水率，每份30個(gè)樣本。試驗(yàn)開(kāi)始后嚴(yán)格控制水分，由于新疆氣候干燥、蒸發(fā)強(qiáng)度大，要每隔2～3 d稱一次土壤，確定蒸發(fā)的水分后及時(shí)灌水，以此保證試驗(yàn)設(shè)計(jì)的土壤水分要求。樣本配制完成后開(kāi)始播種，冰菜種子較小，每個(gè)樣本點(diǎn)播3～5粒種子，最后覆蓋少許土壤。

1.3 測(cè)試指標(biāo)與方法

試驗(yàn)開(kāi)始后，每天觀測(cè)270份樣本，記錄不同樣本冰菜出苗的時(shí)間及出苗樣本數(shù)[9]。出苗率按下列公式計(jì)算：

式中，P為冰菜出苗率；A為出苗樣本個(gè)數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用Origin 2019繪制相關(guān)圖形，采用SPSS 22.0進(jìn)行相關(guān)回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤鹽分對(duì)冰菜出苗的影響

從圖1可以看出，保持土壤含水率一定，冰菜種子在不同土壤鹽分的影響下出苗率變化差異較大。具體表現(xiàn)為，培育過(guò)程中基本在6～7 d內(nèi)開(kāi)始出苗，在12～13 d內(nèi)出苗完整。隨著培育時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤鹽分為 0.03%（A1）出苗率最高，0.08%（A2）次之，0.15%（A3）最小。土壤含水率為田間持水量的40%（B1）時(shí)，13 d時(shí)不同鹽分下出苗率分別為66.7%、43.3%和0；土壤含水率為田間持水量的60%（B2）時(shí)，13 d時(shí)不同鹽分下出苗率分別為93.3%、73.3%和10.0%；土壤含水率為田間持水量的80%（B3）時(shí)，13 d時(shí)不同鹽分下出苗率分別為76.7%、66.7%和3.3%。在土壤含鹽量為0.15%（A3）時(shí)冰菜出苗率基本為0，說(shuō)明土壤鹽分過(guò)高會(huì)影響冰菜的出苗率，不利于冰菜生長(zhǎng)。

2.2 不同土壤含水率對(duì)冰菜出苗的影響

從圖2可以看出，保持土壤鹽分一定，冰菜種子在不同土壤含水率的影響下出苗率變化差異同樣較大。具體表現(xiàn)為隨著培育時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤含水率為田間持水量的60%（B2）時(shí)出苗最高，為田間持水量的 80%（B3）時(shí)次之，為田間持水量的 40%（B1）時(shí)最低。土壤鹽分為0.03%（A1）時(shí)，13 d時(shí)不同土壤含水率下出苗率分別為66.7%、93.3%和76.6%；土壤鹽分為0.08%（A2）時(shí)，13 d時(shí)不同土壤含水率下出苗率分別為43.3%、73.3%和66.7%；土壤鹽分為0.15%（A3）時(shí)，13 d時(shí)不同土壤含水率下出苗率分別為0、10.0%和3.3%。說(shuō)明土壤含水率對(duì)冰菜出苗有一定的影響。

2.3 不同土壤含水率及土壤鹽分對(duì)冰菜出苗的影響

從圖3可以看出，當(dāng)保持土壤含水率不變時(shí)，冰菜出苗率隨著土壤鹽分增加而降低，鹽分含量接近0.15%時(shí)，嚴(yán)重影響冰菜出苗；當(dāng)保持土壤鹽分不變時(shí)，冰菜出苗率隨著土壤含水率增加呈現(xiàn)出先提高后降低的趨勢(shì)，在土壤水分維持在田間持水量的60%左右時(shí)，冰菜出苗率較高。整體上看，當(dāng)土壤鹽分為0.03%、土壤含水率維持在田間持水量的60%左右時(shí)，冰菜出苗率高達(dá)93.3%，此時(shí)非常適合冰菜生長(zhǎng)。

2.4 冰菜出苗率與土壤含水率、土壤鹽分相關(guān)性分析

從表1可以看出，在所測(cè)定的影響因子中，出苗率與土壤含水率、土壤鹽分都成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.913和-0.943，土壤鹽分對(duì)出苗率的影響高于土壤含水率對(duì)出苗率的影響。說(shuō)明冰菜具有耐旱的特性，受水分影響相對(duì)較小。以冰菜的出苗率（Y）為因變量，以土壤鹽分（X1）、土壤含水率（X2）為自變量，進(jìn)行線性回歸分析，得到冰菜的出苗率與土壤鹽分和土壤含水率的多元線性回歸模型，回歸方程如下：

表1 冰菜出苗率與土壤含水率、土壤鹽分的相關(guān)系數(shù)

相關(guān)系數(shù)R2=0.776，擬合效果較好?？梢?jiàn)土壤鹽分和土壤含水率對(duì)冰菜生長(zhǎng)具有一定影響，且土壤鹽分的影響高于土壤含水率。

3 結(jié)論與討論

鹽脅迫和干旱脅迫都對(duì)作物生長(zhǎng)有一定影響[10]，探究不同土壤鹽分和含水率對(duì)冰菜出苗率的影響，對(duì)冰菜在新疆的種植具有重要意義。

保持土壤含水率不變，對(duì)土壤做不同鹽分的處理，發(fā)現(xiàn)隨著土壤鹽分的提高，冰菜的出苗率呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，當(dāng)土壤鹽分達(dá)到0.15%時(shí)，嚴(yán)重影響冰菜出苗。這與劉慧穎等[11]、劉寶敬等[12]的研究結(jié)果相似，低鹽處理下冰菜的萌芽率、葉綠素含量均較高，株幅也有一定程度的增加；當(dāng)鹽分超過(guò)一定值后，冰菜品質(zhì)和形態(tài)就會(huì)出現(xiàn)下降趨勢(shì)。

保持土壤鹽分不變，對(duì)土壤含水率做不同的處理，發(fā)現(xiàn)隨著土壤含水率的增加，冰菜的出苗率呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)，在土壤含水率為田間持水量的60%時(shí)，冰菜出苗率最高。這與李樹(shù)和等[13]的研究結(jié)果相似，當(dāng)基質(zhì)持水量為60%時(shí)，水晶冰菜的莖稈、葉冠、根系數(shù)量和各種物質(zhì)含量最高，此時(shí)最利于冰菜生長(zhǎng)。

對(duì)冰菜出苗率與土壤鹽分、含水率做相關(guān)回歸分析可以看出，土壤鹽分和含水率都對(duì)冰菜出苗有一定的影響，且當(dāng)土壤鹽分維持在0.03%、含水率維持在田間持水量的60%時(shí)，最利于冰菜出苗生長(zhǎng)。