添加碳調(diào)節(jié)劑對(duì)次鹽漬化土壤水溶性鹽含量及白菜根系生長(zhǎng)的影響

孫凱文++時(shí)佩佩++陸葉峰

摘要：研究碳調(diào)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(jié)果表明：碳調(diào)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(diào)節(jié)劑會(huì)導(dǎo)致土壤水溶性鹽含量過低，影響作物根系生長(zhǎng)；T4處理效果最好，植株根系生長(zhǎng)最佳；加入碳調(diào)節(jié)劑過少無法改變土壤鹽分對(duì)植株生長(zhǎng)的影響；土壤碳調(diào)節(jié)劑添加量為33.75 g/kg時(shí)（T3處理），即可達(dá)到顯著降低次生鹽漬化土壤水溶性鹽含量的效果。

關(guān)鍵詞：碳調(diào)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(hào)： S156.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2016）05-0241-04

設(shè)施栽培是國(guó)家重點(diǎn)扶持發(fā)展的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，主要用于花卉和蔬菜生產(chǎn)，可以極大地提高作物產(chǎn)量，滿足人們生活需求[1-3]。塑料大棚是我國(guó)最主要的栽培設(shè)施之一，但在大棚常年生產(chǎn)過程中，由于土壤耕作頻繁、復(fù)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(diǎn)，作物出現(xiàn)生長(zhǎng)障礙[8-11]。生產(chǎn)者為了追求當(dāng)季產(chǎn)量，盲目實(shí)行高肥水管理，尤其是過量施用氮肥會(huì)導(dǎo)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(zhì)地惡化，土壤發(fā)生次生鹽漬化，使作物生長(zhǎng)不良而減產(chǎn)，嚴(yán)重制約了設(shè)施農(nóng)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(duì)象，研究碳調(diào)節(jié)劑對(duì)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(shì)，并在試驗(yàn)土壤水溶性鹽含量變化穩(wěn)定后采用盆缽試驗(yàn)的方式，對(duì)植物實(shí)際生長(zhǎng)狀況進(jìn)行考察，旨在探究碳調(diào)節(jié)劑對(duì)次生鹽漬化土壤的改良效果。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)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(zhì)為：有機(jī)質(zhì)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(dǎo)率1 971 μS/cm）。試驗(yàn)前將土壤風(fēng)干、磨細(xì)、過篩，備用。

供試碳調(diào)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(jìn)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(jī)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(chǎn)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(dǎo)致可溶性鹽隨水流失。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

土壤培養(yǎng)試驗(yàn)：試驗(yàn)采用室內(nèi)模擬培養(yǎng)方式，于2014年7—9月在揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)7個(gè)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(diào)節(jié)劑的土壤作為對(duì)照（CK）。將供試土壤充分?jǐn)嚢杈鶆?，并保持土壤含水量?5%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(cè)定混合物中水溶性鹽含量。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

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

1.3.2小白菜根系參數(shù)分析對(duì)各處理采樣后用流水沖洗小白菜根系，運(yùn)用數(shù)字化掃描儀（美國(guó)Epson牌）對(duì)根系圖像進(jìn)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(cè)定植株的根表面積、根長(zhǎng)、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(yàn)數(shù)據(jù)。

2結(jié)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(shí)，同一處理下的土壤Cl-含量與第1天相比均降低。災(zāi)不同處理下，隨著碳調(diào)節(jié)劑添加量的增加，土壤中Cl-含量基本上也相對(duì)增加。試驗(yàn)第7天時(shí)，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(yàn)時(shí)間推移，7種處理下鹽漬化土壤中HCO3-含量基本上隨著碳調(diào)節(jié)劑添加量的增加而逐漸增加。試驗(yàn)第7天時(shí)，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(yàn)時(shí)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(shì)。隨著碳調(diào)節(jié)劑添加量的增加，NO3-含量下降趨勢(shì)明顯，其中T5、T6處理在試驗(yàn)第7天時(shí)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(yàn)第20天時(shí)，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(yàn)第7天時(shí)，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(diào)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(yàn)第7天時(shí)，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(diào)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(yàn)第7天時(shí)，各處理的Ca2+含量基本趨于穩(wěn)定。隨著碳調(diào)節(jié)劑添加量的增加，各處理的Ca2+含量有下降趨勢(shì)。

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(yàn)第7天時(shí)，各處理的Mg2+含量基本趨于穩(wěn)定。隨著碳調(diào)節(jié)劑添加量的增加，各處理的Mg2+含量整體上下降趨勢(shì)。

2.9添加碳調(diào)節(jié)劑對(duì)小白菜幼苗根系特征參數(shù)的影響

由表9可見，添加碳調(diào)節(jié)劑對(duì)小白菜幼苗根系生長(zhǎng)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(zhǎng)。隨著碳調(diào)節(jié)劑用量的增加，小白菜幼苗的根尖數(shù)（根條數(shù)）、根長(zhǎng)、根表面積、根體積均呈先增加、后下降的趨勢(shì)。與CK相比，T4處理優(yōu)勢(shì)最明顯。試驗(yàn)表明，可通過添加碳調(diào)節(jié)劑降低土壤可溶性鹽含量，進(jìn)而促進(jìn)小白菜根系生長(zhǎng)。

3結(jié)論

本研究表明：碳調(diào)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(zhǎng)最佳；過量加入碳調(diào)節(jié)劑會(huì)導(dǎo)致土壤水溶性鹽含量過低，影響作物生長(zhǎng)；加入碳調(diào)節(jié)劑過少（T1、T2處理）無法改變土壤對(duì)植株生長(zhǎng)的影響；碳調(diào)節(jié)劑添加量為33.75 g/kg時(shí)（T3處理），即可達(dá)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(xiàn)：

[1]王敬國(guó). 設(shè)施菜田土壤退化修復(fù)與資源高效利用[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2011.

[2]王朝輝，宗志強(qiáng)，李生秀. 菜地和一般農(nóng)田土壤主要養(yǎng)分累積的差異[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，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(diào)控措施研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20（3）：44-47.

[4]郭文忠，劉聲鋒，李丁仁，等. 設(shè)施蔬菜土壤次生鹽漬化發(fā)生機(jī)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(xué)報(bào)，1991，18（2）：159-162.

[6]薛曉輝，郝明德. 小麥氮磷肥長(zhǎng)期配施對(duì)土壤硝態(tài)氮淋溶的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42（3）：918-925.

[7]熊嚴(yán)軍. 我國(guó)土壤污染現(xiàn)狀及治理措施[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（8）：294-295，297.

[8]徐詠文，段萍，羅志華. 淺析中國(guó)土壤分類的發(fā)生與現(xiàn)狀[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，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(nóng)業(yè)科技，2011（14）：309-311.

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

[11]周增輝，張娜，韓承華，等. 江蘇中南部設(shè)施蔬菜鹽漬化土壤鹽分離子含量及其垂直分布調(diào)查[J]. 中國(guó)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(xué)報(bào)，2012，26（1）：241-245.

[13]朱宏偉，夏軍，曹國(guó)棟，等. 鹽漬化棄耕地土壤鹽分動(dòng)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(rùn)屹. 設(shè)施土壤鹽漬化調(diào)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(nóng)業(yè)科技，2012（21）：246-247.

[16]劉玉國(guó)，譚蘭蘭，卞龍，等. 鹽漬化土壤改良劑的篩選[J]. 農(nóng)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(duì)鹽漬化土壤中有機(jī)質(zhì)和鹽分的影響[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，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(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（6）：1620-1623.

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