蘇北沿海灘涂鹽肥對油菜產量及離子分布的效應

黃志勇++顧閩峰++王乃頂++王偉義++費月躍

摘要：在江蘇沿海海涂通過田間試驗研究蘇北沿海灘涂鹽肥對油菜產量及離子分布的影響。結果表明，土壤鹽分含量在2.4～3.6 g/kg時對油菜籽粒產量影響不大，但土壤鹽分含量達到4.1～5.2 g/kg時，油菜籽粒產量較鹽分含量1.3～1.9 g/kg時有顯著下降；隨氮肥、磷肥施用量的增加，油菜產量明顯增加，且土壤鹽分含量越高，氮肥、磷肥增產效應越大；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，增強了油菜對營養離子的選擇性吸收與運輸，抑制了油菜對鹽害離子的選擇性吸收與運輸。蘇北沿海海涂施用氮肥、磷肥，可改善油菜的營養狀況，有利于油菜產量的提高。

關鍵詞：沿海海涂；鹽肥耦合；油菜；離子分布；氮肥；磷肥；產量

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

油菜是一種耐鹽堿、適應性廣的油料植物，是江蘇省主要的經濟作物，全省種植面積近66.7萬hm2，當前依然是實現農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 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，屬于具有季風特點的海洋性氣候，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量的重要元素[4-7]。本試驗通過研究蘇北沿海灘涂上不同鹽肥對油菜產量及離子分布的效應，以探明濱海鹽漬化土壤上油菜的施肥調鹽效果，獲得蘇北沿海灘涂油菜合理施肥的理論數據，為創建適用技術規程提供依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗區地理位置介于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區，為北亞熱帶季風氣候區，具有明顯的過渡性、海洋性和季風性氣候特征。試驗以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試驗設計

在3種不同鹽分土壤上分別施用3個含量水平的尿素（氮肥）、過磷酸鈣（磷肥）進行試驗。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27個處理組合，重復3次，共計81個小區。每小區長5.0 m、寬4.0 m，隨機區組排列。肥料分別在油菜移栽、現蕾期以條施方式按設計量的50%施入，油菜生長期內，定期觀測油菜生長指標，記錄其生長期間的病蟲害等發生情況。

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，按剖面深度0～10、10～20、20～40 cm分3個層次分別采土樣，用電導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，用常規化學方法測定土壤中Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、HCO3-含量[8-10]。油菜成熟時，按小區單割單打單收，計算產量；根、莖、葉分別烘干，磨細過30目篩，參照

Hunt法，用TAS-986火焰原子吸收分光光度計測定植株中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數據分析

采用SPSS、Excel軟件對數據進行統計分析。

2結果與分析

2.1不同處理因子對油菜籽粒產量的影響

由圖1可見，土壤含鹽量在S2時，油菜籽粒的產量相對最高，較土壤含鹽量在S1時增加2.4%，相互間差異不顯著，但隨土壤含鹽量增加，達到S3含鹽量時，油菜籽粒產量有顯著下降，僅為S1時籽粒產量的81.7%；隨氮肥使用量增加，油菜籽粒的產量增加顯著，N2、N3處理分別較N1增加155%、26.0%；同樣，隨磷肥使用量增加，油菜籽粒產量也有明顯增加，P2處理的油菜籽粒產量較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量均呈上升趨勢；施磷量分別為P2、P3時，S1、S2、S3的油菜籽粒產量分別為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量，且含鹽量越高，磷肥對產量的增加效應越大。

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量均呈上升趨勢；施氮量分別為N2、N3時，S1、S2、S3的油菜籽粒產量分別為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量，含鹽量高的土壤上油菜籽粒增產效應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處理時的Na+含量下降幅度大于P2處理；同一處理條件下，Na+含量高低依次為根>莖>葉；施用磷肥對油菜體內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；同一處理條件下，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；同一處理條件下，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；同一處理條件下，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Cl-含量的影響與對Na+含量大體一致。

3討論與結論

海涂土壤一般含養分較少，蘇北鹽土上施用肥料可增加油菜生物產量，達到“以肥調鹽”的效果。質膜傷害學說認為，鹽分脅迫對植物的傷害作用主要是由于環境中過量的鹽分造成離子脅迫，從而使植物細胞質膜受損、透性增大、選擇性降低[14]。Ruiz等認為，中性鹽（NaCl）脅迫的傷害作用主要通過離子本身毒性效應、高濃度鹽滲透效應和營養效應來完成的[15]，進入植物組織的無機離子（鹽分離子）參與植物的滲透調節，成為鹽生植物中主要的細胞滲透調節溶質[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質膜的穩定性和鈣信號系統的正常發生和傳遞，阻止細胞內K+的外流和Na+的大量進入[17]，起到維持細胞離子平衡、增強活性氧清除系統活性的作用，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，磷可以調節鹽脅迫下油菜根系等細胞質膜H+-ATPase、液泡膜H+-ATPase、H+-PPase活性，促進光合作用中光合磷酸化過程，產生大量的ATP，激活質膜、液泡膜上Na+/H+逆向運輸蛋白，加速K+吸收、Na+排放及Na+在液泡中的積累，提高K+的選擇性吸收和運輸，促使鹽分區域化分配，進而增強植物細胞的抗鹽性[14-20]，從而提高產量。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的分配，增強了油菜對營養離子的選擇性吸收與運輸，抑制了油菜對鹽害離子的選擇性吸收與運輸，以維持細胞的離子平衡，增強植株的耐鹽性，從而避免Na+、Cl-向地上部過量運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]。

海涂農田生態系統是一個復雜的生態體系，由于鹽分、水分及肥料的有效性而影響土壤微生物的活動、物理化學作用及植物體生理生化過程，使土壤鹽分、水分及養分密切而又復雜地聯系在一起。試驗結果表明，沿海海涂上施用肥料對改善油菜營養狀況、增加油菜產量是一個很有效的辦法。

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