不同土壤調(diào)理劑對濱海鹽堿土毛豆產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

摘要 ［目的］研究不同土壤調(diào)理劑對濱海鹽堿地毛豆產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。［方法］在寧波慈溪杭州灣濱海鹽堿地上施用5種不同的調(diào)理劑，分別為鈣離子置換劑（T1）、微生物海藻肥（T2）、微生物肥料（T3）、生化黃腐殖酸（T4）以及礦源黃腐酸鉀（T5），調(diào)查不同處理對毛豆產(chǎn)量以及品質(zhì)的影響。［結(jié)果］T2處理顯著提高了濱海鹽堿地毛豆的產(chǎn)量，達(dá)9 732.4 kg/hm2，較CK增產(chǎn)71.96%。其次為T4和T5，與CK差異達(dá)顯著水平。施用土壤調(diào)理劑可以提高毛豆的抗壞血酸和淀粉含量，但對氨基酸、粗蛋白含量則無顯著影響。T4和T3處理顯著提高毛豆抗壞血酸含量，分別達(dá)13.55和11.69 μg/g。T3處理與T2處理顯著提高毛豆的淀粉含量，分別達(dá)26.79和22.11 mg/g。［結(jié)論］施用土壤調(diào)理劑可以顯著提高濱海鹽堿地毛豆產(chǎn)量，改善毛豆品質(zhì)，該研究為濱海鹽堿地改良提供一定的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 土壤調(diào)理劑；濱海鹽堿土；微生物肥料；生化黃腐殖酸；礦源黃腐酸鉀

中圖分類號 S643.7；S156.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）13-0117-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.13.029

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effects of Different Soil Conditioners on the Yield and Quality of Edamame in Coastal Saline-alkali Soil

ZHU Shi-jun， WANG Feng， YUAN Qing et al

（Ningbo Academy of Agricultural Science/Ningbo Key Laboratory of Testing and Control for Characteristic Agro-Product Quality and Safety， Ningbo，Zhejiang 315101）

Abstract ［Objective］ To study the effects of different soil conditioners on the yield and qukyJp4Ad7jZo3yKuJUWYxStUY5P7B9Q/jcS9AngYTeYs=ality of edamame in coastal saline-alkali soil. ［Method］ Five different conditioners were applied to the coastal saline-alkali land in Hangzhou Bay， Cixi， Ningbo. They were calcium ion exchange agents （T1）， microbial algal fertilizer （T2）， microbial fertilizer （T3）， biochemical fulvic acid （T4）， and mineral source potassium fulvic acid （T5）. The effects of different treatments on the yield and quality of edamame were tracked and investigated. ［Result］ T2 treatment significantly increased the yield of edamame in coastal saline-alkali soil， with 9 732.4 kg/hm2， a yield increase of 71.96 % over CK. The next two were T4 and T5， with significant differences in yield. Applying soil conditioner could increase the content of ascorbic acid and starch in edamame， but had no significant effect on the content of amino acids and crude protein. T4 treatment and T3 treatment significantly increased the ascorbic acid content of edamame， reaching 13.55 and 11.69 μg/g. T3 treatment and T2 treatment significantly increased the starch content of edamame， reaching 26.79 and 22.11 mg/g respectively. ［Conclusion］ Applying soil conditioner can significantly increase the yield and improve the quality of edamame in coastal saline-alkali soil， which can provide certain guidance for improving the coastal saline-alkali soil to some extent.

Key words Soil conditioner;Coastal saline-alkali soil;Microbial fertilizers;Biochemical fulvic acid;Mineral source potassium fulvic acid

基金項(xiàng)目 寧波市公益類研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2021S018）；寧波市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃暨“揭榜掛帥”項(xiàng)目（2202Z169）；寧波市特色農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題基金項(xiàng)目。

作者簡介 朱詩君（1991—），男，浙江溫州人，助理研究員，博士，從事微生物資源挖掘與微生物菌肥研制研究。

*通信作者，副研究員，博士，從事中低產(chǎn)田耕地質(zhì)量提升研究。

收稿日期 2023-09-05；修回日期 2023-09-25

近年來，由于我國糧食剛需增長，我國耕地面積總量較少且整體質(zhì)量不高，糧食穩(wěn)產(chǎn)增長難度較大等問題，我國糧食安全受到了嚴(yán)重的威脅［1］。土壤鹽堿化是土壤退化的主要問題之一，作為全球第三大鹽堿地分布國家，中國鹽堿地面積達(dá)1億hm2，約為現(xiàn)有耕地面積的80%，其中有近80%的鹽堿地未得到完全的開發(fā)利用，處于荒蕪且持續(xù)退化狀態(tài)，因此開展鹽堿地的綜合利用，成為保障我國耕地與糧食安全的重要戰(zhàn)略方針［2-3］。濱海鹽堿地的主要形成原因在于地下水水位高、礦化程度大，導(dǎo)致自然脫鹽率低，久而久之逐漸積鹽形成鹽堿地［4-5］。鹽堿地除直接產(chǎn)生鹽害作用外，還極易導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量下降、微生物種群稀缺、土壤板結(jié)等問題，嚴(yán)重影響種植作物的正常生長發(fā)育［6-7］。

由于濱海鹽堿土的地下水水位較高等原因，諸多鹽堿地改良措施如排灌水、客土改良在濱海鹽堿地改良中取得的成果十分有限，相對而言，通過土壤調(diào)理劑等投入品的施用，豐富土壤養(yǎng)分，調(diào)節(jié)土壤微生態(tài)，改善作物根際環(huán)境，促進(jìn)鹽堿地作物的生長，是一項(xiàng)更為切實(shí)可行的鹽堿地改良措施。筆者選擇5種不同類型的調(diào)理劑，通過調(diào)查毛豆的產(chǎn)量以及品質(zhì)，明確調(diào)理劑對于濱海鹽堿地的改良效果，為濱海鹽堿土改良提供一定的理論依據(jù)

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

迪斯皮爾，鈣離子置換劑，由寧波費(fèi)爾諾生物科技有限公司生產(chǎn)；艾卓法，微生物海藻肥，由寧波費(fèi)爾諾生物科技有限公司生產(chǎn)；坤利豐，微生物菌肥，由天津坤禾生物科技集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)；生化黃腐殖酸，由山東優(yōu)索化工科技有限公司生產(chǎn)；礦源黃腐酸鉀，由深圳市杜高生物新技術(shù)有限公司生產(chǎn)。毛豆，浙鮮9號，由浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地為長河滄北蔬菜種植場，農(nóng)場位于寧波市慈溪市長河鎮(zhèn)滄北村五塘路，毗鄰杭州灣新區(qū)南部，位于121°12′29.35″E，30°15′11.86″N。該農(nóng)場所在地區(qū)處于北亞熱帶南緣，屬季風(fēng)型氣候，年日照時(shí)數(shù)2 038 h，年日照百分率47%。年平均氣溫16 ℃，雨量充足，年降水量1 272.8 mm，年徑流總量5.122億m3，平均相對濕度為80.9%。地區(qū)為圍海涂區(qū)，為河相或河海相沉積物，土壤類型為濱海鹽土，平均含鹽量在0.4%～1.0%，高者達(dá)2%～3%，個(gè)別甚至高達(dá)5%～9%。試驗(yàn)場地土壤養(yǎng)分狀況：pH 8.34，電導(dǎo)率552 μm/cm，有機(jī)質(zhì)12.4 g/kg，全氮 11.6 g/kg，堿解氮35.7 mg/kg，速效磷22.23 mg/kg，速效鉀88.00 mg/kg，CEC 7.99 cmol/kg。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

毛豆種植密度為52 500株/hm2。設(shè)5個(gè)處理，以施用清水作為CK；T1，施用迪斯皮爾；T2，施用艾卓法；T3，施用坤利豐；T4，施用生化黃腐殖酸；T5，施用礦源黃腐酸鉀。所有投入品按照產(chǎn)品使用規(guī)程進(jìn)行施用，除調(diào)理劑外的農(nóng)業(yè)措施按照當(dāng)?shù)胤仕芾磉M(jìn)行，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)面積200 m2，毛豆于2023年3月種植，種植后7 d施用1次，隨后在分枝期、鼓莢期各施用一次，于2023年6月上旬鼓莢前期采樣。去除小區(qū)邊緣3行毛豆防止邊緣效應(yīng)造成的誤差，隨后隨機(jī)選擇5叢毛豆植株，連根拔出后，抖去根際土壤后，將其裝入網(wǎng)袋中帶到實(shí)驗(yàn)室中。

1.4 測定指標(biāo)與方法

摘取植株上的毛豆豆莢，分別統(tǒng)計(jì)飽滿豆莢和干癟豆莢的數(shù)量，并稱重。剝?nèi)∑渲械亩谷蕼y定品質(zhì)，根據(jù)GB 5009.86—2016測定抗壞血酸；根據(jù)GB/T 5511—2008測定粗蛋白含量；根據(jù)GB 5009.9—2016測定淀粉含量；采用水合茚三酮法測定氨基酸含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤調(diào)理劑對毛豆產(chǎn)量的影響

不同土壤調(diào)理劑對毛豆產(chǎn)量的影響見表1。從表1可以看出，施用土壤調(diào)理劑在不同程度上顯著提高毛豆產(chǎn)量，其主要表現(xiàn)在毛豆豆莢數(shù)的提升，毛豆豆莢重則無顯著提升。施用艾卓法（T2）的毛豆產(chǎn)量最高，達(dá)9 732.4 kg/hm2，較CK增產(chǎn)4 072.7 kg/hm2，增加71.96%，達(dá)顯著水平。施用艾卓法后，毛豆的豆莢數(shù)和飽滿豆莢數(shù)顯著提升，平均每株分別達(dá)98.5、63.2個(gè)。其次為生化黃腐殖酸（T4）與礦物源黃腐酸鉀（T5），較CK產(chǎn)量顯著提升，但飽滿豆莢數(shù)無顯著差異，而在豆莢數(shù)方面，T4與CK達(dá)顯著差異，但T5與CK無顯著差異。最后為迪斯皮爾（T1）和坤利豐（T3），產(chǎn)量、豆莢數(shù)、飽滿豆莢數(shù)與對照均無顯著差異。

2.2 不同土壤調(diào)理劑對毛豆品質(zhì)的影響

不同土壤調(diào)理劑對毛豆品質(zhì)的影響見表2。從表2可以看出，不同處理對毛豆抗壞血酸與淀粉含量影響顯著，而對氨基酸和粗蛋白無顯著影響。相對于對照，施用調(diào)理劑可以不同程度提高毛豆豆仁的抗壞血酸含量，其中生化黃腐殖酸的效果最佳，含量達(dá)13.55 μg/g，較CK增加6.92 μg/g，提高了104.37%；其次為坤利豐，含量達(dá)11.69 μg/g，較CK增加5.06 μg/g，提高了76.32%，均達(dá)顯著水平。淀粉含量是衡量毛豆品質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)，坤利

豐施用后的毛豆豆仁淀粉含量最高，較CK增加了58.43%，效果顯著，其次為艾卓法，較CK其淀粉含量增加了30.75%。而T1、T4和T5的淀粉含量與CK無顯著差異。綜上所述，施用坤利豐微生物菌肥對毛豆品質(zhì)的改善效果最佳，其次為艾卓法和生化黃腐殖酸。

3 討論

濱海鹽土是指海相沉積物在海潮或高濃度地下水作用下形成的全剖面含鹽的土壤［8］。土壤中以氯化鈉為主，土壤中鈉離子過高容易導(dǎo)致土壤黏粒和團(tuán)聚體分散，水和空氣的滲透性降低，從而對土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生極大的影響［9］。此外，鹽分容易誘導(dǎo)植物產(chǎn)生鹽脅迫，主要是由于高濃度的鈉限制了植物水分和養(yǎng)分的吸收，并由此引發(fā)了初級脅迫反應(yīng)，主要包括滲透脅迫和離子脅迫，初級脅迫會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)氧化應(yīng)激，并引發(fā)一系列次級應(yīng)激反應(yīng)［10］，如植物的光合作用［11］、養(yǎng)分吸收［12］，抑制酶活并影響細(xì)胞的關(guān)鍵代謝進(jìn)程［13-14］，進(jìn)而嚴(yán)重影響植物的生長，甚至導(dǎo)致死亡。根據(jù)對鹽脅迫的應(yīng)激策略的差異，植物可分為鹽生植物和淡土植物［15］。篩選并種植合適的鹽生植物是目前濱海鹽堿土改良的熱門研究方向之一，但鹽生植物種類少、經(jīng)濟(jì)效益低，難以廣泛推廣［16-17］。相對于鹽生植物，淡土植物所包含的種類較多，其中包括一般農(nóng)作物，通過土壤調(diào)理劑改善淡土植物在鹽堿地的生長，是鹽堿地改良研究的熱門方向之一［18］。

土壤調(diào)理劑是指加入土壤中用于土壤物理化學(xué)性質(zhì)及其生物活性的物料，適用于改良土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤鹽堿危害、改善土壤水分狀況或修復(fù)污染土壤等。土壤調(diào)理劑一般分為礦物源土壤調(diào)理劑、有機(jī)源土壤調(diào)理劑、化學(xué)源土壤調(diào)理劑和農(nóng)林保水劑4類，包括磷石膏、石灰質(zhì)料、腐殖酸等。目前，對于鹽堿地改良，較為常見的調(diào)理劑通過添加二價(jià)離子、三價(jià)離子如Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+，置換土壤膠體上的Na+，隨后在淋洗、沉降的作用下，達(dá)到土壤脫鹽的目的［19］。近年來，腐殖酸被證明具有改良土壤、增進(jìn)肥效、調(diào)節(jié)生物生長、提高抗逆性和改善作物品質(zhì)等功能，其作為一種土壤調(diào)理劑用于改良土壤和提升土壤肥力等方面取得顯著效果［20］。此外，添加外源微生物是鹽堿地改良的一種新興途徑［21］。

該研究選擇幾種主流的土壤調(diào)理劑，包括鈣鎂離子交換劑、腐殖酸、微生物菌肥，研究不同調(diào)理劑對鹽堿地毛豆產(chǎn)量與品質(zhì)的影響。張永宏等［22］通過在寧夏鹽堿地施用脫硫廢棄物、糠醛渣這幾種富含鈣鎂離子的調(diào)理劑以及微生物菌肥，表明鈣鎂離子可以有效降低土壤中Na+含量，較對照水稻產(chǎn)量提高2%以上。朱蕓等［23］以硅鋁酸鹽礦物土壤調(diào)理劑為試驗(yàn)材料，采用盆栽方式研究其對土壤理化性質(zhì)和水稻的影響，結(jié)果表明，水稻生物量及產(chǎn)量顯著增加。該研究中鈣鎂離子交換劑對于產(chǎn)量、品質(zhì)的提升效果最小，其主要原因可能在于盡管通過置換作用，將Na+置換出來，但由于濱海鹽土的地下水位普遍較高且礦化程度高，因此置換出來的Na+無法通過淋洗或自然沉降快速從土壤中脫離，無法達(dá)到土壤脫鹽的目的，從而致使其對濱海鹽土的改良效果相對有限。

腐殖物質(zhì)是由動(dòng)植物殘?bào)w，主要是植物殘?bào)w，經(jīng)微生物的分解和轉(zhuǎn)化，以及地球物理和化學(xué)的一系列累積起來的，或利用非礦源生物質(zhì)原料經(jīng)生物化學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化的一類由芳香族、脂肪族及多種官能團(tuán)組成的無定形有機(jī)弱酸混合物。腐殖酸是其中一組相對分子較大，具有芳香族、脂肪族及多種官能團(tuán)結(jié)構(gòu)特征的無定形有機(jī)弱酸混合物，而黃腐酸則是一種腐殖酸［24］。根據(jù)來源不同，可分為礦源黃腐酸與生化黃腐酸。由于生產(chǎn)工藝的差異，兩者在成分上也有差異，礦源黃腐酸的分子結(jié)構(gòu)中苯環(huán)含量較多，而生化黃腐酸則含有豐富的吸水基團(tuán)，苯環(huán)含量較少［25］。兩者在改良土壤、提高肥力利用率、促進(jìn)中微量元素吸收、改善植物抗逆性等方面皆具有顯著的效果，但兩者的功效仍存在一定差異［26］。孫鏡開［27］研究礦源腐殖酸和生化腐殖酸對蝴蝶蘭生長發(fā)育和抗冷性的影響，結(jié)果表明，礦源腐殖酸最適濃度為25 mg/L，而生化腐殖酸的最適濃度僅為12.5 mg/L。孟阿靜等［28］在塔里木盆地密植駿棗上施用不同類型黃腐酸，發(fā)現(xiàn)同等用量的情況下，添加礦源腐殖酸對提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)的效果略優(yōu)于生化腐殖酸。李玉晨［29］研究發(fā)現(xiàn)，相較于生化黃腐酸，礦源黃腐酸更好地提高土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，改良土壤結(jié)構(gòu)；生化黃腐酸則更容易被作物吸收利用，對作物生長調(diào)節(jié)能力更優(yōu)。而兩者在水分運(yùn)動(dòng)特性上呈現(xiàn)截然不同的特征，生化黃腐酸提高土壤入滲能力、導(dǎo)水能力，增大土壤飽和含水量，而礦源黃腐酸則相反。該研究中，施用生化黃腐酸對于毛豆品質(zhì)的提高效果略高于礦源黃腐酸，其原因可能在于生化黃腐酸更利于作物吸收利用。

施用外源微生物是一種新興的鹽堿土改良途徑，目前報(bào)道的多株嗜鹽、耐鹽菌具有巨大的應(yīng)用前景。宋建等［30］篩選到一株高效降堿的耐鹽堿細(xì)菌zh1，其pH下降主要由草酸和α-酮戊二酸引起。燕紅等［31］在大慶市鹽堿地中分離得到菌株7，可以有效降低pH的同時(shí)，降低環(huán)境中的Cl-，有極大的鹽堿改良潛力。除直接對土壤中的pH或離子進(jìn)行調(diào)節(jié)外，微生物還可通過促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、對鹽堿地作物直接有促生、抗病等作用，改善鹽堿地作物的生長提高產(chǎn)量。楊海霞等［32］研究了鹽單胞菌Y2R2具有顯著的溶磷能力。朱浩等［33］研究了由極端耐鹽堿菌株n14制備的菌肥可以顯著提高小麥的生長量以及葉綠素含量，提高土壤和小麥根系的酶活性并減少小麥根系丙二醛含量。沙月霞等［34］以索諾拉沙漠芽孢桿菌B-2、N-16、短小芽孢桿菌N-17和副地衣芽孢桿菌B-26為基礎(chǔ)研制的菌劑對鹽堿地玉米莖基腐病的預(yù)防效果達(dá)60%以上并有明顯促生增產(chǎn)效果；胡英杰等［35］研究了中度嗜鹽地衣芽孢桿菌A010201對馬鈴薯干腐病有良好的生物防治效果。該研究選用了2種微生物產(chǎn)品，兩者在鹽堿地毛豆產(chǎn)量或品質(zhì)的提升皆明顯。施用艾卓法、微生物海藻肥有效提高毛豆的產(chǎn)量和淀粉含量，而坤利豐對于毛豆的品質(zhì)則有明顯的促進(jìn)作用，這與張永宏等［22］、曹巨峰等［36］的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

該試驗(yàn)研究濱海鹽堿土上施用5種不同土壤調(diào)理劑對毛豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，施用土壤調(diào)理劑可以有效提高毛豆產(chǎn)量，改善毛豆品質(zhì)。施用艾卓法微生物海藻肥可顯著提高毛豆產(chǎn)量，產(chǎn)量可達(dá)9 732.4 kg/hm2，較CK增產(chǎn)4 072.7 kg/hm2，增加71.96%。施用調(diào)理劑可提高毛豆的淀粉含量和抗壞血酸含量，其中施用坤利豐微生物肥料的效果最佳，毛豆淀粉含量達(dá)26.79 mg/g，較CK增加58.43%，抗壞血酸含量達(dá)11.69 μg/g，較CK增加76.32%。而土壤調(diào)理劑對毛豆氨基酸及粗蛋白的影響不大。該試驗(yàn)為濱海鹽堿土改良提供一定的技術(shù)支持。

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