不同改良劑對(duì)鹽漬土西瓜耐鹽性和生長(zhǎng)的影響

許世奇，何彥臻，李瑞，戶可欣，高銥遙，王旭東*

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北植物營(yíng)養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100；2.神木市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，陜西 神木 719300）

土壤鹽漬化是制約全球農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的因素之一[1]，特別是在干旱、半干旱地區(qū)，其主要通過(guò)滲透脅迫、氧化脅迫和離子毒害等作用影響作物生長(zhǎng)[2]。在鹽漬環(huán)境中，大量鹽類在土壤表層積聚導(dǎo)致土壤滲透壓增高并引發(fā)植物生理性干旱。另外，植物在滲透脅迫和離子脅迫下會(huì)積累大量活性氧等有毒化合物而造成膜脂過(guò)氧化，最終影響到代謝活動(dòng)與光合作用[3]。我國(guó)的鹽堿土分布十分廣泛，總面積已達(dá)到9.9×107hm2，其中，西北地區(qū)鹽漬土分布較廣，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)[4]。因此，為提高鹽堿土生產(chǎn)力，需要開發(fā)并應(yīng)用有效技術(shù)來(lái)改善土壤環(huán)境，同時(shí)提高鹽堿環(huán)境下作物耐鹽性。

西瓜是我國(guó)重要的園藝作物之一，我國(guó)西瓜總產(chǎn)量穩(wěn)居世界首位，我國(guó)西北地區(qū)是其主要產(chǎn)地之一。然而，隨著近年來(lái)西瓜栽培面積的連年擴(kuò)張與不合理灌溉，土壤鹽漬化進(jìn)程加劇，當(dāng)?shù)匚鞴袭a(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重制約[5]。在鹽漬化土壤中，西瓜體內(nèi)的活性氧增加，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)被破壞，細(xì)胞的正常代謝功能被擾亂，最終使果實(shí)質(zhì)量與產(chǎn)量降低[4]。為此，亟需提出有效方案來(lái)緩解土壤鹽漬化并提高鹽漬土上西瓜耐鹽性。施用土壤改良劑作為緩解土壤鹽漬化并提高作物耐鹽性的有效方法之一，具有高效低量、見效快、操作性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[6]。有研究表明，腐植酸含有多種活性官能團(tuán)，不僅可增強(qiáng)西瓜光合酶活性，提高PSⅡ運(yùn)作效率，還能增強(qiáng)植株的抗氧化酶活性[7]。而Ca2+作為一種二價(jià)陽(yáng)離子，不僅能夠在陽(yáng)離子交換位點(diǎn)使植物減少對(duì)Na+的吸收，還能通過(guò)調(diào)節(jié)氣孔的關(guān)閉來(lái)提高光合性能，緩解鹽堿脅迫對(duì)植物的不利影響，增加植物地上部生物量與導(dǎo)水率[8-9]。在鹽堿環(huán)境中，硅可通過(guò)調(diào)節(jié)植物的抗氧化防御系統(tǒng)，增強(qiáng)超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶活性以提高植物抗氧化能力[10]。研究表明，硅可促進(jìn)鹽堿脅迫下植物的光合作用，如凈光合速率[11-12]、葉綠素含量[13]與氣孔導(dǎo)度等。作為一種表面活性劑，鼠李糖脂較低的表面張力能夠促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，其不僅具有較好的耐鹽、耐溫性，還能夠改良土壤鹽堿環(huán)境且對(duì)環(huán)境安全[14]，因此在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有著極大的應(yīng)用潛力，但其目前應(yīng)用仍較少[15]?，F(xiàn)階段，在利用改良劑來(lái)改善土壤鹽堿狀況、緩解植物鹽堿脅迫等方面已有較多研究結(jié)果[6，16]，但大多數(shù)研究側(cè)重單一應(yīng)用改良劑，而鮮有將改良劑組合施用進(jìn)行研究。此外，對(duì)作物耐鹽性研究多集中于番茄[10]、黃瓜[17]、小麥[13，18]、玉米[7，19]等作物，而對(duì)西瓜耐鹽性方面的報(bào)道較少。因此，開發(fā)應(yīng)用高效土壤改良劑來(lái)提高西瓜在鹽堿脅迫下的抗性，對(duì)實(shí)現(xiàn)西瓜的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)具有重要意義。本研究以胡敏酸鈣、水溶性硅肥和鼠李糖脂為試驗(yàn)材料，以鹽漬土上種植的“純品8424”西瓜為研究對(duì)象，在施用等量化肥基礎(chǔ)上，通過(guò)田間試驗(yàn)系統(tǒng)研究胡敏酸鈣、水溶性硅肥、鼠李糖脂單獨(dú)施用或組合施用對(duì)土壤理化性質(zhì)、西瓜耐鹽性及生長(zhǎng)的影響，綜合評(píng)估各種改良劑的施用效果，以期為鹽漬土區(qū)改良劑篩選、應(yīng)用以及西瓜栽培的健康管理提供理論與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

試驗(yàn)地位于陜西省大荔縣，地處陜西關(guān)中平原東部（34°36′～35°02′N，109°43′～110°19′E）。該地屬暖溫帶半濕潤(rùn)、半干旱季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.4 ℃，降水量400～515 mm，無(wú)霜期210 d左右。大荔縣處于洛河、渭河、黃河的三河交匯處，次生鹽漬化現(xiàn)象嚴(yán)重。試驗(yàn)地位于沙苑農(nóng)場(chǎng)，農(nóng)場(chǎng)土壤類型為風(fēng)沙土，耕層0～20 cm 土壤有機(jī)質(zhì)含量1.67 g·kg-1，全氮含量0.18 g·kg-1，銨態(tài)氮含量2.38 mg·kg-1，硝態(tài)氮含量6.52 mg·kg-1，全磷含量0.26 g·kg-1，速效磷含量6.16 mg·kg-1，全鉀含量21.14 g·kg-1，速效鉀含量85.00 mg·kg-1，有效鐵含量2.95 mg·kg-1，有效錳含量2.79 mg·kg-1，有效銅含量0.13 mg·kg-1，有效鋅含量0.27 mg·kg-1，有效硼含量0.94 mg·kg-1，pH 8.3，總含鹽量0.26%。

1.2 試驗(yàn)材料

供試西瓜品種為純品8424。

供試改良劑：胡敏酸鈣（胡敏酸≥80%，鈣含量≥15%，其他灰分元素含量≥5%）為實(shí)驗(yàn)室自行合成，由胡敏酸溶液（購(gòu)于陜西鼎天濟(jì)農(nóng)腐殖酸制品有限公司）加入飽和硝酸鈣沉淀得到，本研究用量依據(jù)目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中腐植酸肥料推薦用量確定；水溶性硅肥（有效硅含量≥50%）購(gòu)于鄭州科源化工產(chǎn)品有限公司（水溶性物質(zhì)≥90%），用量為產(chǎn)品說(shuō)明中建議施用量；鼠李糖脂（粉劑，含量≥20%）購(gòu)于陜西德冠生物科技有限公司，是由假單胞菌以糖和植物油為碳源，經(jīng)過(guò)一定的發(fā)酵工藝，由菌體合成并代謝的一種糖脂類生物表面活性劑，目前國(guó)內(nèi)外研究中的施用量范圍為15～30 mg·L-1[20]，本研究中鼠李糖脂灌溉濃度為20 mg·L-1，依據(jù)每公頃的灌水量為750 m3，計(jì)算出每次用量為15 kg·hm-2。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021 年5—8 月在大荔縣沙苑農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，試驗(yàn)共設(shè)置化肥（CF）、化肥+胡敏酸鈣（CFR1）、化肥+水溶性硅肥（CFR2）、化肥+鼠李糖脂（CFR3）、化肥+胡敏酸鈣+水溶性硅肥（CFR4）、化肥+胡敏酸鈣+水溶性硅肥+鼠李糖脂（CFR5）6個(gè)處理。每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，共18個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)的面積為60 m2（6 m×10 m），西瓜株距0.5 m，行距2 m。在種瓜整地前15 d，將基肥施用于耕層土壤（0～20 cm），第一次追肥在西瓜坐瓜期穴施，第二次追肥在膨大期穴施，具體處理見表1。

表1 不同試驗(yàn)處理基肥與追肥的施用量Table 1 Amount of base and topdressing fertilizer for different experimental treatments

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 土壤理化性質(zhì)測(cè)定

西瓜成熟期，于每小區(qū)中取0～20 cm 土層的土樣（S型5點(diǎn)取土），并將土樣分別均勻混合后裝袋（共18個(gè)混合土樣）。土壤pH 采用pH 計(jì)測(cè)定（水土比為2.5∶1）；土壤含鹽量采用5∶1 水土比浸提-烘干稱質(zhì)量測(cè)定；土壤水溶性Ca2+、Mg2+采用EDTA 滴定法測(cè)定；K+和Na+采用火焰光度計(jì)法測(cè)定[21]。

1.4.2 西瓜產(chǎn)量及品質(zhì)測(cè)定

果實(shí)成熟后，從每小區(qū)中隨機(jī)選取代表性西瓜10 顆，測(cè)定瓜皮厚和單瓜質(zhì)量，計(jì)算單瓜質(zhì)量均值，結(jié)合小區(qū)面積與平均單瓜質(zhì)量折算每公頃產(chǎn)量；可溶性固形物含量采用WYT型手持折射儀測(cè)定。

1.4.3 西瓜秧根系構(gòu)型測(cè)定

西瓜成熟期，隨機(jī)選取各小區(qū)植株5 棵，緩慢挖出根系，標(biāo)號(hào)后裝袋帶回實(shí)驗(yàn)室，用蒸餾水洗凈根系表面附著物，并用吸水紙吸干表面水分，然后將根部與地上部沿莖基切除，采用Win-RHIZO 系統(tǒng)對(duì)根系進(jìn)行掃描測(cè)定。

1.4.4 西瓜葉片光合參數(shù)測(cè)定

西瓜果實(shí)膨大期，于8：30—11：00 從每小區(qū)中隨機(jī)選取5 片大小形態(tài)相似的葉片，采用LI-6400XT 光合儀測(cè)定西瓜葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率與細(xì)胞間CO2濃度。

1.4.5 西瓜葉片生理指標(biāo)測(cè)定

西瓜果實(shí)膨大期，在各小區(qū)選取相同位置的5 片葉片，用于測(cè)定與抗鹽性相關(guān)的酶活性指標(biāo)。丙二醛（MDA）含量按照Madhava 的硫代巴比妥酸法測(cè)定[22]；過(guò)氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚顯色法測(cè)定[23]；葉片脯氨酸（Pro）含量參照李合生[24]的磺基水楊酸法測(cè)定；葉片產(chǎn)生速率采用羥胺氧化法測(cè)定[25]。

1.4.6 西瓜根系、莖稈和葉片礦質(zhì)元素含量的測(cè)定

西瓜成熟后，選取不同小區(qū)長(zhǎng)勢(shì)一致的植株5棵，將根系、莖稈和葉片分別用去離子水洗凈，冷凍干燥18 h，在研缽中研磨粉碎混勻，稱取粉碎后的樣品0.5 g 于消煮管內(nèi)，加入2 mL 高氯酸和10 mL 硝酸，于240 ℃下消煮至溶液呈黃色，然后用去離子水定容至50 mL，同時(shí)設(shè)置只加高氯酸和硝酸的對(duì)照。用ICPOES-Optima 8x00 等離子光譜儀測(cè)定西瓜根系、莖稈和葉片中的Ca2+、K+、Na+的含量[26]，并計(jì)算各組織中的Na+/K+、Na+/Ca2+。

1.5 數(shù)據(jù)分析

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2019 處理，Origin 2021制圖。統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 26.0，LSD 法進(jìn)行多重比較，差異顯著水平為0.05。

用隸屬函數(shù)分析法對(duì)不同改良劑處理后的西瓜耐鹽性指標(biāo)及植株Ca2+、K+、Na+含量進(jìn)行綜合分析，將所得的隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加后取均值。所測(cè)指標(biāo)與西瓜耐鹽性成反比的代入反隸屬函數(shù)值，反之代入隸屬函數(shù)值。均值越大，則該改良劑處理的耐鹽性越好。計(jì)算公式：

式中：Di為隸屬函數(shù)值；Di′為反隸屬函數(shù)值；Xi代表不同改良劑處理下單個(gè)指標(biāo)測(cè)定值；Xmax與Xmin分別為不同改良劑處理下該指標(biāo)的最大值與最小值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改良劑對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

2.1.1 對(duì)土壤pH的影響

由圖1 可知，與CF 相比，CFR3、CFR4、CFR5 均能夠顯著降低土壤pH（P＜0.05），其中以CFR5 降幅最大，表明胡敏酸鈣、水溶性硅肥與鼠李糖脂混合施用能夠在一定程度上調(diào)節(jié)土壤pH，改善土壤酸堿狀況。

圖1 不同改良劑對(duì)土壤pH的影響Figure 1 Effects of different amendments on soil pH

2.1.2 對(duì)土壤鹽基離子的影響

與CF 相比，施用改良劑能夠顯著增加土壤Ca2+、K+、Mg2+含量，CFR1、CFR4、CFR5顯著降低了土壤Na+含量（P＜0.05），其中以CFR5 效果最佳（圖2）。較CF處理，各改良劑處理的Ca2+含量增幅為19.85%～42.62%（圖2a）。單一改良劑處理中CFR1 較CFR3 顯著增加了10.10%，但與CFR2 無(wú)顯著差異；CFR4 較CFR2顯著增加了7.78%，而與CFR1無(wú)顯著差異，說(shuō)明在水溶性硅肥中配施胡敏酸鈣能夠顯著提高土壤Ca2+含量，反之，在胡敏酸鈣基礎(chǔ)上，繼續(xù)增施水溶性硅肥的效果不顯著。CFR1、CFR4、CFR5的土壤Na+含量較CF 顯著降低了6.56%～11.48%（圖2b），單一改良劑處理中僅胡敏酸鈣能顯著降低土壤Na+含量。配施改良劑處理的K+含量較CF 均有不同程度的增加，增幅為3.23%～48.39%（圖2c），其中CFR1較CFR2、CFR3分別增高了12.50%、5.88%，CFR4較CFR1、CFR2分別增加了5.56%、18.75%。土壤Mg2+含量變化顯示（圖2d），和CF 相比，改良劑處理的Mg2+含量增幅為11.37%～37.91%，大小順序依次為CFR5＞CFR4＞CFR1＞CFR3＞CFR2，其中CFR5較CFR4顯著增加了8.18%，而CFR4較CFR1、CFR2分別顯著增加了5.49%、23.83%。由此可知，單一改良劑處理中以胡敏酸鈣的改良效果較好，而在胡敏酸鈣和水溶性硅肥的基礎(chǔ)上繼續(xù)增施鼠李糖脂能夠顯著提高土壤水溶性K+、Mg2+含量。

圖2 不同改良劑對(duì)土壤鹽基離子含量的影響Figure 2 Effects of different amendments on content of soil base ions

2.2 不同改良劑對(duì)西瓜品質(zhì)與產(chǎn)量的影響

由圖3 可知，改良劑處理較CF 能顯著增加單瓜質(zhì)量與邊緣可溶性固形物含量（P＜0.05），其中以CFR5 效果最佳。CFR1、CFR2、CFR3 的平均單瓜質(zhì)量較CF 分別提高了14.41%、17.03%、15.50%；CFR4較CFR1、CFR2 增加了17.37%、14.74%（圖3a）。各處理的西瓜皮厚差異均不顯著（圖3b）。不同改良劑處理西瓜的中心可溶性固形物含量較CF 均有增加（圖3c），增幅為8.57%～11.77%。西瓜的邊緣可溶性固形物含量變化顯示（圖3d），與CF 相比，不同處理增幅大小順序依次為CFR5（20.45%）＞CFR4（19.15%）＞CFR2（9.64%）＞CFR3（9.05%）＞CFR1（8.70%）。以上結(jié)果表明，單一改良劑處理中以水溶性硅肥的提質(zhì)增產(chǎn)效果最好，并且胡敏酸鈣與水溶性硅肥配合施用能夠進(jìn)一步提升西瓜品質(zhì)，但繼續(xù)增施鼠李糖脂后的效果不顯著。

圖3 不同改良劑對(duì)西瓜品質(zhì)指標(biāo)的影響Figure 3 Effects of different amendments on quality indicators of watermelon

不同處理西瓜產(chǎn)量順序依次為CFR5＞CFR4＞CFR2＞CFR3＞CFR1＞CF（表2）。添加改良劑能夠顯著提高西瓜產(chǎn)量（P＜0.05），其中以CFR5增產(chǎn)效果最佳，較CF 增加了40.82%，CFR4 處理較CFR1、CFR2 處理分別增加了17.38%、14.74%。

表2 不同改良劑對(duì)西瓜產(chǎn)量的影響Table 2 Effects of different amendments on yield of watermelon

2.3 不同改良劑對(duì)西瓜秧根系構(gòu)型的影響

與CF 相比，各改良劑處理均能顯著增加西瓜根表面積（P＜0.05，圖4a），增幅從大到小依次為CFR5、CFR4、CFR2、CFR3、CFR1。單一改良劑處理中以CFR2 根表面積最大，CFR4 較CFR1、CFR2 分別增加了25.00%、19.88%，說(shuō)明水溶性硅肥對(duì)根表面積的提升作用大于胡敏酸鈣。CFR5 較CFR4 的根表面積顯著增加了8.78%，表明增施鼠李糖脂能夠使根表面積得到進(jìn)一步增加。與CF 相比，施用改良劑能夠使總根長(zhǎng)增長(zhǎng)（圖4b）。不同改良劑處理較CF 的總根長(zhǎng)增幅為3.23%～12.86%，其中以CFR5 增幅最大，其次為CFR3、CFR4，單一改良劑處理中以CFR3對(duì)總根長(zhǎng)的影響最大，較CF 增加了8.70%；與單一改良劑處理相比，CFR4能夠進(jìn)一步促進(jìn)西瓜根系生長(zhǎng)，且增施鼠李糖脂的CFR5效果達(dá)到最佳。

圖4 不同改良劑對(duì)西瓜秧根系構(gòu)型的影響Figure 4 Effects of different amendments on root architecture of watermelon

2.4 不同改良劑對(duì)西瓜光合作用的影響

施用改良劑較CF 能夠顯著增加西瓜凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、細(xì)胞間CO2濃度與蒸騰速率，且差異均達(dá)顯著水平（P＜0.05，圖5）。與CF 相比，施用改良劑處理的凈光合速率增幅為15.22%～43.76%（圖5a），大小順序?yàn)镃FR5＞CFR4＞CFR2＞CFR3＞CFR1，其中CFR5 較CFR4 顯著增加了9.38%，CFR4 較CFR1、CFR2 分別顯著增加了14.07%、10.35%。氣孔導(dǎo)度增幅由高到低依次為CFR5（69.95%）、CFR4（51.41%）、CFR2（38.26%）、CFR3（37.79%）、CFR1（27.00%），CFR5 較CFR4 顯著增加了12.25%，CFR4 較CFR1、CFR2 分別增加了19.22%、9.51%，但增幅不顯著（圖5b）。與CF 相比，CFR1、CFR2、CFR3、CFR4、CFR5 的蒸騰速率分別增長(zhǎng)了20.34%、32.06%、28.73%、52.88%、64.18%（圖5c），其中CFR4 較CFR1、CFR2 分別顯著增加了27.03%、15.76%。與CF 相比，改良劑配施化肥處理的細(xì)胞間CO2濃度增幅在9.41%～19.16%（圖5d），其中以CFR5 濃度最高，為364.5μmol·mol-1，各改良劑處理間差異不顯著。以上結(jié)果表明，單一改良劑處理中以水溶性硅肥對(duì)西瓜光合作用的促進(jìn)效果最好，水溶性硅肥與胡敏酸鈣配施較單一處理可進(jìn)一步提升葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率，在此基礎(chǔ)上增施鼠李糖脂可使提升效果得到顯著增強(qiáng)。

圖5 不同改良劑對(duì)西瓜光合參數(shù)的影響Figure 5 Effects of different amendments on photosynthetic parameters of watermelon

2.5 不同改良劑對(duì)西瓜耐鹽性的影響

2.5.1 對(duì)西瓜生理指標(biāo)的影響

施用改良劑能顯著增加西瓜葉片過(guò)氧化物酶活性和脯氨酸含量，降低丙二醛含量與葉片O-2·產(chǎn)生速率（P＜0.05，圖6），其中以CFR5 效果最佳。與CF 相比，不同改良劑配施化肥處理的葉片過(guò)氧化物酶活性增幅為31.72%～74.73%（圖6a），單一改良劑處理中，CFR2 較CFR1、CFR3 顯著增加了16.73%、13.94%；CFR4 較CFR1 顯著增長(zhǎng)了24.08%，但與CFR2 無(wú)顯著差異，表明在胡敏酸鈣中增施硅肥能夠顯著提高葉片過(guò)氧化物酶活性，反之，在水溶性硅肥基礎(chǔ)上繼續(xù)增施胡敏酸鈣的效果不顯著。施用改良劑處理的脯氨酸含量較CF 顯著提高了26.56%～48.95%（圖6b），其中CFR2 較CFR1 提高了9.24%，與CFR3 間差異不顯著；另外，CFR4 較CFR1 顯著提高了14.25%，而與CFR2 間無(wú)顯著差異，表明水溶性硅肥在增加過(guò)氧化物酶活性和脯氨酸含量方面有著更大的貢獻(xiàn)。改良劑配施化肥處理的西瓜葉片丙二醛含量較CF均有不同程度的降低（圖6c），降幅為15.01%～30.97%，單一改良劑處理間差異不顯著，但以CFR3降幅最大；CFR4 較CFR1、CFR2 分別顯著降低了19.10%、16.37%。與CF 相比，施用改良劑處理的葉片O-2·產(chǎn)生速率的降低幅度為18.97%～47.59%（圖6d），CFR4 較CFR1、CFR2 分別顯著降低了27.78%、21.89%。相對(duì)而言，在單一改良劑處理中以鼠李糖脂對(duì)葉片丙二醛含量與O-2·產(chǎn)生速率的影響最大。較單一改良劑處理，胡敏酸鈣配施水溶性硅肥能進(jìn)一步影響西瓜各項(xiàng)生理指標(biāo)，但繼續(xù)增施鼠李糖脂的效果不顯著。

圖6 不同改良劑對(duì)西瓜生理指標(biāo)的影響Figure 6 Effects of different amendments on physiological indicators of watermelon

2.5.2 對(duì)西瓜根、莖、葉中鹽基離子的影響

由表3 可以看出，各改良劑處理中，葉片Ca2+和K+含量均顯著高于根系與莖稈，莖稈中Na+、Na+/K+均高于根系與葉片，除CF 外，Na+/Ca2+在根系中最高。與CF 相比，不同改良劑配施化肥均能顯著增加西瓜植株Ca2+含量，同時(shí)顯著降低Na+含量（P＜0.05）。在單一改良劑處理中，西瓜植株K+含量以CFR2 提升幅度最大，而CFR1 對(duì)Ca2+、Na+含量的影響相對(duì)較明顯。各處理中以CFR5 效果最佳，表明3 種改良劑配施處理的效果達(dá)到最佳。

表3 不同改良劑對(duì)西瓜根系、莖稈和葉片中Ca2+、K+和Na+含量的影響Table 3 Effects of different amendments on the content of Ca2+，K+，and Na+in roots，stems，and leaves of watermelon

2.6 不同改良劑對(duì)西瓜耐鹽性影響的綜合評(píng)價(jià)

由于單一指標(biāo)不能綜合體現(xiàn)出不同改良劑對(duì)西瓜耐鹽性的影響效果，而隸屬函數(shù)分析法能夠以多個(gè)指標(biāo)為基礎(chǔ)，綜合分析各處理的應(yīng)用效果。因此，本試驗(yàn)采用隸屬函數(shù)分析法，對(duì)不同改良劑處理的西瓜耐鹽性指標(biāo)（土壤pH、K+、Ca2+、Na+、Mg2+、西瓜葉片過(guò)氧化物酶活性、丙二醛含量、O-2·產(chǎn)生速率、脯氨酸含量等）進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，平均值越大，代表耐鹽性越好（表4）。各改良劑處理的隸屬函數(shù)均值都高于CF 處理，且不同改良劑處理對(duì)西瓜耐鹽性影響的綜合效果為CFR5＞CFR4＞CFR1＞CFR2＞CFR3。單一改良劑處理中以CFR1 增強(qiáng)西瓜耐鹽性的效果最好，而3 種改良劑配施對(duì)緩解西瓜鹽害的效果最佳。

表4 不同改良劑下西瓜耐鹽性指標(biāo)的隸屬函數(shù)值及排序Table 4 Subordinative function values and ranking of salt tolerance indexes of watermelon treated with different amendments

3 討論

3.1 不同改良劑對(duì)西瓜耐鹽性及土壤鹽基離子的影響

鹽堿脅迫下，植物產(chǎn)生過(guò)量的氧自由基并損傷質(zhì)膜，同時(shí)產(chǎn)生丙二醛造成脂質(zhì)過(guò)氧化，而植物則會(huì)通過(guò)抗氧化酶系統(tǒng)來(lái)維持體內(nèi)活性氧的動(dòng)態(tài)平衡，從而緩解脅迫作用[4]。本試驗(yàn)表明，單施或配施改良劑均能顯著提高西瓜耐鹽性，隸屬函數(shù)分析結(jié)果顯示不同處理對(duì)西瓜耐鹽性影響的綜合效果為CFR5＞CFR4＞CFR1＞CFR2＞CFR3＞CF。這說(shuō)明胡敏酸鈣、水溶性硅肥、鼠李糖脂3 種改良劑配合施用進(jìn)一步提升了其單施的作用效果，減輕了土壤鹽漬化給西瓜帶來(lái)的傷害。本研究發(fā)現(xiàn)，單一改良劑處理中以胡敏酸鈣對(duì)西瓜耐鹽性與土壤鹽基離子的影響效果最明顯，可能是胡敏酸作為土壤有機(jī)質(zhì)的重要組分，施入后通過(guò)促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成改善了土壤環(huán)境，從而降低了鹽危害。也有研究發(fā)現(xiàn)，胡敏酸鈣有助于增強(qiáng)植物體內(nèi)的抗氧化酶活性，緩解因鹽脅迫導(dǎo)致的缺鈣所引起的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)脅迫，增強(qiáng)質(zhì)膜的穩(wěn)定性[27]，抑制Na+的選擇運(yùn)輸[28]。Tattini 等[29]認(rèn)為適宜濃度的Ca2+能夠增加植物氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率，對(duì)植物耐鹽性有積極的影響。本研究表明，各處理中均以CFR5 對(duì)西瓜耐鹽性的提升效果最佳，一方面可能是硅元素本身能夠通過(guò)調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)來(lái)提高植株的抗逆性，從而減小植物因鹽分脅迫而造成的細(xì)胞傷害[30]，另一方面，硅肥能夠促進(jìn)植物根系對(duì)Ca2+、Mg2+、K+等礦質(zhì)元素的吸收[31]，并通過(guò)提高植物體內(nèi)H+-ATPase 酶的活性來(lái)促進(jìn)Na+反轉(zhuǎn)運(yùn)至液泡，減少對(duì)Na+的吸收以維持離子穩(wěn)態(tài)[17，32]；而鼠李糖脂作為一種生物表面活化劑，與其他改良材料配合施用能夠降低植物葉片的表面張力，促進(jìn)植株對(duì)養(yǎng)分的吸收。

土壤中過(guò)量的Na+會(huì)擾亂植物細(xì)胞內(nèi)的離子穩(wěn)態(tài)，影響植物對(duì)K+、Ca2+的吸收，如植物缺鉀會(huì)改變蛋白質(zhì)構(gòu)型，抑制代謝所需酶的合成，缺鈣則會(huì)影響細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性[2]。同時(shí)，Na+/K+、Na+/Ca2+也能在一定程度上反映出植株的營(yíng)養(yǎng)及代謝狀況，與植物抗鹽性有著密切關(guān)系[33]。本研究表明，施用不同改良劑能顯著影響土壤中鹽基離子含量，降低西瓜植株Na+含量并促進(jìn)K+、Ca2+的積累，這說(shuō)明單施或配施改良劑處理均能在一定程度上緩解鹽脅迫帶來(lái)的離子毒害效應(yīng)。單一改良劑處理中以胡敏酸鈣處理的植株Na+/Ca2+最低，這與周濤等[34]的研究結(jié)果相一致。另外，單一改良劑處理中僅胡敏酸鈣顯著降低了土壤Na+含量。一方面可能是因?yàn)槭┯煤羲徕}直接增加了植物可利用Ca2+含量，使西瓜植株中Ca2+含量增加；另一方面，胡敏酸中的羧基、羥基等酸性基團(tuán)能夠在一定程度上降低土壤pH，同時(shí)增加土壤中Ca2+的溶解度，使Ca2+與Na+代換以限制植株對(duì)Na+的吸收[27]。于彥琳等[35]發(fā)現(xiàn)，施用硅肥能夠降低土壤pH 并提高營(yíng)養(yǎng)元素的有效性，一定程度上緩解鹽堿環(huán)境給植物帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，雖然單施胡敏酸鈣和水溶性硅肥對(duì)土壤pH 均無(wú)顯著影響，但兩者配施卻能夠降低土壤pH，這可能是由于單一改良劑施用量較少所致。而在兩者配施處理下，硅的施入促進(jìn)了根系對(duì)Ca2+的吸收，增強(qiáng)了根系向外分泌H+的作用，同時(shí)腐植酸中的羧基、羥基等酸性基團(tuán)也能夠與土壤中的鹽基離子結(jié)合以降低土壤pH[36]。另外，鼠李糖脂可在堿溶液中電離出H+以中和OH-，從而改善土壤堿性[14]，這與本研究中單施鼠李糖脂較CF 處理能夠降低土壤pH 的結(jié)果相一致。因此，無(wú)論是胡敏酸鈣和水溶性硅肥兩者混合施用，還是3 種改良劑混合施用，都能夠在一定程度上降低土壤pH。

本研究還發(fā)現(xiàn)，單一改良劑處理中以水溶性硅肥處理的西瓜植株K+含量最高。這可能是由于硅元素影響了植株木質(zhì)部導(dǎo)管細(xì)胞壁的親水性，從而增強(qiáng)了吸水性能。另外，Tuna 等[13]發(fā)現(xiàn)，外源硅的加入能夠減少鹽脅迫下植物對(duì)Na+的吸收，減弱Na+與K+之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，從而增加了對(duì)K+的吸收。本研究中，鹽脅迫下西瓜Na+含量表現(xiàn)為莖＞葉＞根，這與魏翠果等[28]在馬鈴薯上的試驗(yàn)結(jié)果一致，可能是因?yàn)榍o的代謝能力較弱，植物將大量的Na+貯藏于莖稈中，從而減輕對(duì)植株葉片與根系的傷害。

3.2 不同改良劑對(duì)西瓜生長(zhǎng)的影響

本研究表明，化肥配施胡敏酸鈣、水溶性硅肥、鼠李糖脂及其組合均可顯著增強(qiáng)西瓜的光合作用并促進(jìn)根系生長(zhǎng)。單一改良劑處理中以水溶性硅肥的改良效果最好。研究表明，硅可以增強(qiáng)根系活力，改善根系氧化條件，提高根系對(duì)養(yǎng)分的吸收量[37]。另外，植物葉片吸收硅元素后，其表面形成的一層硅化細(xì)胞可增強(qiáng)葉片的透光性，從而促進(jìn)葉片對(duì)光照的利用[38]。張國(guó)芹等[39]研究發(fā)現(xiàn)，硅可提高葉綠體偶聯(lián)因子Mg2+-ATPase 與Ca2+-ATPase 的活性，以加快光合磷酸化反應(yīng)進(jìn)程。而光合作用的增強(qiáng)，為西瓜各項(xiàng)品質(zhì)與產(chǎn)量的提高奠定了基礎(chǔ)。試驗(yàn)結(jié)果還表明，施用單一改良劑時(shí)，西瓜品質(zhì)與產(chǎn)量同樣以單施水溶性硅肥處理效果最好，這與上述水溶性硅肥對(duì)光合作用較好的促進(jìn)作用相呼應(yīng)。

根系是植物從土壤中吸收養(yǎng)分的主要器官，能最先感受到鹽堿脅迫，并會(huì)通過(guò)調(diào)整根系結(jié)構(gòu)、改變根系形態(tài)等措施來(lái)適應(yīng)并緩解逆境[40]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，改良劑單施或配施均能顯著促進(jìn)西瓜根系生長(zhǎng)。單一改良劑處理間以鼠李糖脂對(duì)總根長(zhǎng)的提升效果相對(duì)更好。這可能是由于鼠李糖脂中的菌體，在釋放到土壤后被分解為蛋白，增強(qiáng)了微生物活性并刺激了根系生長(zhǎng)。劉菊[41]研究發(fā)現(xiàn)，噴施鼠李糖脂能夠降低葉片表面張力，促進(jìn)對(duì)養(yǎng)分的吸收。另外，根系結(jié)構(gòu)的改變也減弱了植株對(duì)Na+的吸收，增加其對(duì)K+的吸收，從而緩解了Na+毒害作用[42]。在多種改良劑配施的處理中，增施鼠李糖脂的效果均達(dá)最佳，表明增施鼠李糖脂能夠進(jìn)一步促進(jìn)根系的生長(zhǎng)，減緩鹽分對(duì)植物根系的傷害。

西北地區(qū)作為我國(guó)西瓜的主要產(chǎn)地之一，改良鹽堿地并提高西瓜的耐鹽性對(duì)該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。胡敏酸鈣施入土壤后，不僅能夠提供養(yǎng)分，改善土壤理化性質(zhì)并增強(qiáng)植株抗氧化酶活性，而且其生產(chǎn)成本較低，來(lái)源也較廣泛[7]；水溶性硅肥的施入不僅能夠促進(jìn)植物根系對(duì)Ca2+、Mg2+等礦質(zhì)元素的吸收，維持離子穩(wěn)態(tài)，還能提高植株的活性氧清除能力[10]；而鼠李糖脂作為一種生物表面活性劑，能夠降低西瓜葉片的表面張力，輔助植株對(duì)養(yǎng)分的吸收，從而提升改良劑的作用效果[14]。因此，本試驗(yàn)應(yīng)用以上3 種改良劑的結(jié)果顯示，施用改良劑能夠有效增強(qiáng)鹽堿地西瓜耐鹽性，改良土壤鹽堿環(huán)境，提高西瓜產(chǎn)量與單果質(zhì)量。綜上，以3 種改良劑聯(lián)合配施提質(zhì)增產(chǎn)的效果達(dá)到最佳，可與化肥配合施用，作為當(dāng)?shù)匚鞴戏N植的重要肥料。

4 結(jié)論

（1）在鹽漬化土壤中，胡敏酸鈣、水溶性硅肥、鼠李糖脂3 種改良劑單施或混施能夠顯著促進(jìn)西瓜的光合作用，提高品質(zhì)與產(chǎn)量。

（2）單施或混施改良劑能夠在一定程度上緩解高pH 環(huán)境和鹽分給西瓜植株帶來(lái)的傷害，顯著增強(qiáng)西瓜耐鹽性，顯著提高西瓜過(guò)氧化物酶活性和脯氨酸含量，并明顯降低丙二醛含量與葉片O-2·產(chǎn)生速率等抗逆性指標(biāo)。隸屬函數(shù)分析結(jié)果表明：?jiǎn)我桓牧紕┨幚碇幸院羲徕}對(duì)西瓜耐鹽性的提升效果最為顯著，而3種改良劑配施的效果達(dá)到最佳。

（3）不同成分改良劑對(duì)土壤理化性質(zhì)、西瓜耐鹽性及生長(zhǎng)的影響有所差異。單一改良劑處理中以胡敏酸鈣在調(diào)節(jié)土壤水溶性離子與植株體內(nèi)離子方面效果最佳，水溶性硅肥在促進(jìn)西瓜光合作用、增強(qiáng)過(guò)氧化物酶活性、脯氨酸含量和根表面積等方面效果較好，而鼠李糖脂在降低丙二醛含量、葉片O-2·產(chǎn)生速率、土壤pH和增加總根長(zhǎng)等方面效果較為顯著。