添加碳調節劑對次鹽漬化土壤水溶性鹽含量及白菜根系生長的影響

孫凱文++時佩佩++陸葉峰

摘要：研究碳調節劑與次生鹽漬化土壤在混合培養過程中水溶性鹽含量變化。結果表明：碳調節劑與鹽漬化土壤混合物中水溶性鹽含量在培養第7天后基本趨于穩定；過量添加碳調節劑會導致土壤水溶性鹽含量過低，影響作物根系生長；T4處理效果最好，植株根系生長最佳；加入碳調節劑過少無法改變土壤鹽分對植株生長的影響；土壤碳調節劑添加量為33.75 g/kg時（T3處理），即可達到顯著降低次生鹽漬化土壤水溶性鹽含量的效果。

關鍵詞：碳調節劑；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： S156.4文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0241-04

設施栽培是國家重點扶持發展的農業經濟產業，主要用于花卉和蔬菜生產，可以極大地提高作物產量，滿足人們生活需求[1-3]。塑料大棚是我國最主要的栽培設施之一，但在大棚常年生產過程中，由于土壤耕作頻繁、復種指數高[4-7]、施肥量大、種植作物種類單一以及人為控制生態環境等特點，作物出現生長障礙[8-11]。生產者為了追求當季產量，盲目實行高肥水管理，尤其是過量施用氮肥會導致硝態氮過量累積，隨著種植年限增加，不可避免地造成土壤質地惡化，土壤發生次生鹽漬化，使作物生長不良而減產，嚴重制約了設施農業的可持續發展[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）土壤作為改良對象，研究碳調節劑對鹽漬化土壤水溶性鹽的影響，分析其在培養過程中的變化趨勢，并在試驗土壤水溶性鹽含量變化穩定后采用盆缽試驗的方式，對植物實際生長狀況進行考察，旨在探究碳調節劑對次生鹽漬化土壤的改良效果。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試表層土壤取自常州市某發生次生鹽漬化問題的蔬菜大棚，其基本性質為：有機質含量19.4 g/kg、全氮含量1.81 g/kg、硝態氮含量1 013.47 mg/kg、銨態氮含量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（電導率1 971 μS/cm）。試驗前將土壤風干、磨細、過篩，備用。

供試碳調節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。快腐菌劑可以促進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。快腐菌劑是南京寧糧生物工程有限公司生產的秸稈速腐劑。

供試蔬菜為白菜[Brassica campestris L. ssp. chinensis （L.）]（蘇州青）。

無孔塑料盆：可避免因澆水導致可溶性鹽隨水流失。

1.2試驗設計

土壤培養試驗：試驗采用室內模擬培養方式，于2014年7—9月在揚州大學環境科學與工程學院資源環境科學實驗室進行。試驗設7個處理，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），以不加調節劑的土壤作為對照（CK）。將供試土壤充分攪拌均勻，并保持土壤含水量在25%左右。在盆口覆蓋保鮮膜以減少水分蒸發，在25～35 ℃條件下連續培養 60 d，前期每天取樣1次，連續取樣7 d；從第10天開始每隔10 d 取樣1次，連續取6次，測定混合物中水溶性鹽含量。

1.3測定項目與方法

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

1.3.2小白菜根系參數分析對各處理采樣后用流水沖洗小白菜根系，運用數字化掃描儀（美國Epson牌）對根系圖像進行掃描，并采用與該掃描儀配套的WinRHIZO（Version 5.0a版本）根系分析系統（加拿大）測定植株的根表面積、根長、根體積、根平均直徑、根尖數等根系參數。

1.3.3數據分析采用Excel 2003、SPSS軟件分析試驗數據。

2結果與分析

2.1次鹽漬化土壤培養過程中Cl-含量的變化

從表1可見，培養第60天時，同一處理下的土壤Cl-含量與第1天相比均降低。災不同處理下，隨著碳調節劑添加量的增加，土壤中Cl-含量基本上也相對增加。試驗第7天時，各處理的Cl-含量基本趨于穩定。

2.2鹽漬化土壤培養過程中HCO3-含量的變化

從表2可以看出，隨著試驗時間推移，7種處理下鹽漬化土壤中HCO3-含量基本上隨著碳調節劑添加量的增加而逐漸增加。試驗第7天時，各處理的HCO3-含量基本趨于穩定。

2.3鹽漬化土壤培養過程中SO42-含量的變化

2.4鹽漬化土壤培養過程中NO3-含量的變化

從表4可以看出，除CK外，隨著試驗時間推移，另外6種處理下鹽漬化土壤在培養過程中NO3-含量總體上呈下降趨勢。隨著碳調節劑添加量的增加，NO3-含量下降趨勢明顯，其中T5、T6處理在試驗第7天時NO3-含量基本穩定。CK處理下鹽漬化土壤在培養期間NO3-含量變化不明顯。試驗第20天時，各處理NO3-含量基本趨于穩定。

2.5鹽漬化土壤培養過程中K+含量的變化

從表5可以看出，試驗第7天時，7種處理下次生鹽漬化土壤在培養過程中K+含量基本趨于穩定。隨著碳調節劑添加量的增加，各處理K+含量基本上逐漸增加。

2.6鹽漬化土壤培養過程中Na+含量的變化

從表6可以看出，試驗第7天時，7種處理下次生鹽漬化土壤在培養過程中Na+含量基本趨于穩定。隨著碳調節劑添加量的增加，各處理Na+含量變化較小。

2.7鹽漬化土壤培養過程中Ca2+含量的變化

從表7可以看出，試驗第7天時，各處理的Ca2+含量基本趨于穩定。隨著碳調節劑添加量的增加，各處理的Ca2+含量有下降趨勢。

2.8鹽漬化土壤培養過程中Mg2+含量的變化

從表8可以看出，試驗第7天時，各處理的Mg2+含量基本趨于穩定。隨著碳調節劑添加量的增加，各處理的Mg2+含量整體上下降趨勢。

2.9添加碳調節劑對小白菜幼苗根系特征參數的影響

由表9可見，添加碳調節劑對小白菜幼苗根系生長影響明顯。其中CK、T1、T2處理下由于鹽含量過高，小白菜植株不能生長。隨著碳調節劑用量的增加，小白菜幼苗的根尖數（根條數）、根長、根表面積、根體積均呈先增加、后下降的趨勢。與CK相比，T4處理優勢最明顯。試驗表明，可通過添加碳調節劑降低土壤可溶性鹽含量，進而促進小白菜根系生長。

3結論

本研究表明：碳調節劑與鹽漬化土壤混合物中水溶性鹽含量在培養第7天后趨于穩定；T4處理效果最好，植株根系生長最佳；過量加入碳調節劑會導致土壤水溶性鹽含量過低，影響作物生長；加入碳調節劑過少（T1、T2處理）無法改變土壤對植株生長的影響；碳調節劑添加量為33.75 g/kg時（T3處理），即可達到顯著降低次生鹽漬化土壤水溶性鹽含量的效果。

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