土壤含鹽量對有機基質栽培番茄生長、光合特性及產量的影響

白龍強 李衍素 于賢昌* 郭曉青

（1 中國農業科學院蔬菜花卉研究所，北京 100081；2 煙臺市農業技術推廣中心，山東煙臺 264001）

蔬菜有機基質栽培技術克服了營養液型無土栽培技術營養液配制及其管理的技術難點。開放式（基質與土壤直接接觸）與半隔離式（栽培槽兩側將基質與土壤隔離，而基質底部與土壤接觸）有機基質栽培的產量顯著高于隔離式（使用塑料布將基質與土壤完全隔離）（馬棟 等，2009），并且管理技術簡單，易被農戶接受。目前，已針對有機基質栽培技術開展了基質配方、化肥施用技術與水分管理等方面的研究。在有機基質栽培條件下，追施一定量的化肥可提高黃瓜葉片光合速率，增加產量并提高品質（段崇香和于賢昌，2003）；夏秀波等（2007）研究了有機基質不同相對含水量對有機基質栽培番茄（Lycopersicon esculentumMill.）生長、生理特性、產量、品質和水分利用率的影響，結果表明，以基質相對含水量80%為灌溉控制下限時，番茄具有較高的產量、品質和水分利用率。在鹽漬化土壤中如何應用該栽培技術還尚未進行研究。

前期研究發現，在含鹽量10‰的鹽漬土中利用開放式有機基質栽培的番茄受到了嚴重的鹽脅迫；隔離式有機基質栽培能杜絕土壤鹽分的危害，但番茄長勢和產量不及半隔離式有機基質栽培。因此，本試驗利用半隔離式有機基質栽培技術，在含鹽量不同的土壤中栽培番茄，探究不同含鹽量的鹽漬土對半隔離式有機基質栽培番茄生長、生理特性和產量的影響及鹽分的遷移規律，為日光溫室蔬菜半隔離式有機基質栽培技術在鹽漬化土壤上的應用提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2011年4～7月在中國農業科學院蔬菜花卉研究所日光溫室進行。

試驗所用玉米秸稈、雞糞及河沙等基質原材料購自河北廊坊，自行堆制腐熟，所用NaCl 購自中鹽北京市鹽業公司。

1.2 試驗設計

在距地表以下80.0 cm范圍內的土壤中按試驗設計要求的含鹽量均勻混入NaCl 模擬鹽漬土。

試驗設置4個處理，土壤含鹽量分別設為不施鹽（正常土壤，CK）、5‰（T1）、10‰（T2）和15‰（T3），Na+含量分別為0.116、1.996、4.035 g·kg-1和5.898 g·kg-1。栽培槽為簡易地下土槽，其橫切面為矩形，上口寬35.0 cm、下底寬25.0 cm、深25.0 cm、長200 cm，槽間距140 cm，并將栽培槽進行半隔離式設置。基質按玉米秸稈︰腐熟雞糞︰河沙=4V︰1V︰3V的配方配制，基質理化性狀：EC值0.43 mS·cm-1，pH值7.82，容重 0.94 g·cm-3，有機質12.28%，速效氮0.33 g·kg-1，速效磷0.10 g·kg-1，速效鉀0.55 g·kg-1，Na+含量0.092 g·kg-1。每個栽培槽為一個小區，小區面積為2.8 m2，定植12株。3次重復，隨機排列。田間管理按常規方法進行。

1.3 項目測定

在番茄摘心前，每處理隨機取5株，用米尺測量莖基部到生長點的長度作為株高；用游標卡尺測定莖基部向上第4節中間的莖粗；將植株莖葉分開，用自來水洗凈，再用去離子水沖洗2次，吸水紙吸干水分后置烘箱內105℃殺青30 min，70℃烘干至恒質量，即為莖、葉干質量。

番茄成熟后，不同小區分別記錄產量。

用LI-6400 便攜式光合作用測定系統（美國LI-COR 公司）測定植株頂部向下第6片功能葉的凈光合速率（Pn）、胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導度（Gs）、蒸騰速率（Tr）等光合參數，測定時采用開放式氣路，CO2經緩沖瓶進入光合儀，光量子通量密度設為800 μmol·m-2·s-1。

取番茄植株從上向下數第6片葉，按照趙世杰等（2002）的方法測定葉綠素含量。

采用微波消煮-電感耦合等離子體原子發射光譜儀（美國 Perkin Elme 公司）測定番茄葉片Na+含量（王小平和李柏，2010）。

分別于定植前（2011年3月25日）和收獲后（2011年7月10日），取地面以下20 cm深處基質、地面以下30 cm 和40 cm 深處的土壤樣品，每小區3次重復，單獨保存，風干至恒質量；按照栽培基質或土壤︰水=1V︰5V浸提后，用火焰光度計測定番茄根系活動區土壤Na+含量（劉廣明 等，2005）。

顯然，枝節的改革無補于大局。誠如有學者肯定其良好的愿望和一定的實際成效后指出：“它的改良主義的政治出發點、依賴地方政府和國內外社會力量資助的經費來源，及其所推行地區和所取得實際成效的局限性，相對于當時半殖民地半封建社會的國情背景和普遍貧窮的廣大農村，顯然不能成為鄉村建設派所期望的解決近代中國農村問題的有效途徑，更不能成為解決近代中國問題的根本之路。”[34]

按照郭世榮（2003）的方法測定基質的pH值、電導率值（electric conductive，EC）和容重。參照鮑士旦（1986）的方法測定基質堿解氮、速效磷、速效鉀及有機質含量。

1.4 數據處理

所有測試指標均3次重復，數據方差分析與差異顯著性檢驗用DPS v6.55 軟件的LSD 法進行，數據的處理、圖表的制作采用Microsoft Excel 2007。

2 結果與分析

2.1 土壤含鹽量對有機基質栽培番茄生長的影響

與對照相比，T1、T2、T3處理的番茄株高、莖粗、葉干質量和莖干質量均沒有顯著變化（表1），表明在土壤含鹽量低于15‰的條件下，半隔離式有機基質栽培的番茄未受到土壤中鹽分的顯著影響。

表1 土壤含鹽量對有機基質栽培番茄生長的影響

2.2 土壤含鹽量對有機基質栽培番茄光合作用的影響

鹽脅迫可影響植物光合作用（曾洪學與王俊，2005；高蕓 等，2008）。表2顯示，隨著土壤含鹽量的升高，對照、T1、T2、T3處理的番茄總葉綠素含量、凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率等指標有所變化，但處理間無顯著差異。對照的胞間CO2濃度較低，與T1 的差異達顯著水平，但與T2、T3 差異不顯著。說明在土壤含鹽量低于15‰條件下，土壤中的鹽分未對有機基質栽培的番茄的光合作用產生明顯影響。

表2 土壤含鹽量對有機基質栽培番茄總葉綠素含量及光合參數的影響

2.3 土壤含鹽量對有機基質栽培番茄產量的影響

T1、T2、T3處理的番茄單株結果數和單果質量與對照之間無顯著差異，各處理均獲得了較高的產量，小區產量分別為22.44、22.32 kg 和22.08 kg（表3）。

表3 土壤含鹽量對有機基質栽培番茄產量的影響

2.4 土壤含鹽量對有機基質栽培番茄葉片Na+含量的影響

NaCl處理可提高植物體內的Na+含量，因而葉片Na+含量可作為診斷植物鹽害的重要指標（李加宏和愈仁培，1998）。對照的番茄葉片Na+含量為2.71 mg·g-1，T1、T2 和T3處理的番茄葉片Na+含量有所增加，分別為3.52、3.40 mg·g-1和3.38 mg·g-1，但差異不顯著（圖1）。

2.5 半隔離式有機基質栽培條件下土壤鹽分遷移規律

試驗所用基質的初始Na+含量約為0.092 g·kg-1。收獲后CK、T1、T2、T3處理的20 cm深處基質Na+含量分別為0.102、0.092、0.086 g·kg-1和0.127 g·kg-1；CK、T1、T2 三者之間無顯著差異，T3 的含量有所升高，并且與其他3個處理的差異達到顯著水平（表4）。

定植前，對照、T1、T2 和T3處理基質下部土壤中的Na+含量分別為0.116、1.996、4.035 g·kg-1和5.898 g·kg-1。收獲后，T1、T2 和T3處理基質下部土壤中的Na+含量大幅度減少，30 cm 深處的土壤Na+含量分別比定植前的初始含量減少了94.93%、97.40% 和97.68%，T1、T2 的Na+含量與對照差異不顯著，T3 的Na+含量顯著高于其他3個處理；40 cm深處T1、T2、T3處理的土壤Na+含量則分別比定植前減少了94.54%、96.33% 和96.61%，T1的Na+含量與對照無顯著差異，T2、T3處理顯著高于T1 和對照（表4）。表明栽培過程中土壤中的鹽分被淋洗，并且淋洗強度隨土壤深度的加深而減弱，且土壤殘余鹽分含量隨初始鹽分含量的增加而增加。

圖1 土壤含鹽量對有機基質栽培番茄葉片Na+含量的影響

表4 收獲后番茄根區不同深度土壤Na+含量 g·kg-1

3 結論與討論

試驗結果顯示，在含鹽量為0～15‰的土壤中，利用簡易有機基質栽培技術栽培的番茄，生長發育正常，光合作用和產量等指標未受到土壤鹽分的影響，表明半隔離式有機基質栽培可在含鹽量低于15‰的鹽漬化土壤中應用。

降低土壤含鹽量是在鹽漬土中種植作物的首要任務。利用健康土壤置換含鹽土壤的客土改良法，能有效地降低土壤含鹽量，是鹽堿地改良的常用措施，也是消除設施土壤鹽漬化及其他各種連作障礙危害的最有效措施（馮永軍 等，2001；胡萍 等，2005；張紅梅 等，2011；左建英與李占責，2011）。但客土改良法存在工作量巨大、健康土壤的獲取和運輸困難、生產成本高等問題（張建鋒 等，2005）。簡易有機基質栽培是以人工配制的基質進行蔬菜生產的技術。同客土改良法相似，該栽培技術利用栽培基質代替含鹽土壤，在鹽漬化土壤中創造適宜作物生長的根區環境，為作物正常生長奠定了基礎。該技術所用栽培基質以各種農業有機廢棄物為原材料配制，基質容重小，每667 m2僅需35 m3左右的基質，用量較少，具有原材料來源豐富、便于運輸、工作量少、生產成本低的優勢。

鹽堿地進行脫鹽改良后，深層土壤鹽分并未減少，地下水埋深也并未改變，鹽分仍然可以隨著向地表運動的毛管水或順濃度梯度而向表層遷移，發生返鹽現象（逄春浩 等，1996）。灌溉可使土壤中的鹽分溶解于水中，通過水在土壤層中的滲透，自上而下地把土壤中過量的可溶性鹽運移到土壤深層中，是抑制返鹽的重要措施（逄春浩 等，1996；呂殿青 等，2001）。本試驗中，半隔離式有機基質栽培措施雖然阻斷了栽培基質側面土壤鹽分對番茄生長產生的不利影響，但存在土壤鹽分由底部進入基質并影響番茄生長發育的可能。在灌溉的作用下，T1、T2、T3處理的深層土壤（30～40 cm 深處）中Na+含量大幅度降低，保證了T1、T2處理20 cm 深處（基質）的Na+含量未發生顯著改變。T3處理20 cm 深處基質的 Na+含量顯著增加，可能是由于基質下方土壤鹽濃度仍然較高，擴散作用較強引起的（李韻珠，1998），但未對 番茄的生長發育造成嚴重影響。因而灌溉在基質栽培中，為減少番茄根系活動層的鹽分，保護番茄免受鹽分脅迫，保證番茄正常生長發育起到了重要作用。

土壤有機質可通過改變土壤導水性而影響潛水蒸發，具有抑鹽作用（魏由慶 等，1994）。土壤有機質還可影響鹽分形態。增加土壤有機質含量，降低了水溶性鹽含量，提高了難溶性鹽含量，增加了作物產量（嚴慧峻 等，1992）。在鹽漬化土壤上長期應用有機基質栽培將必然增加土壤有機質含量，培肥土壤，提高土壤的自身調節能力，實現鹽漬化土壤的可持續利用。

本試驗以土壤混摻NaCl 模擬鹽漬化土壤環境，在含鹽量0～15‰的條件下，利用半隔離式有機基質栽培技術栽培的番茄可正常生長，但在實際鹽堿地條件下能否長期應用需進一步研究。

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