添加碳調(diào)節(jié)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(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)劑會導(dǎo)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(diào)節(jié)劑過少無法改變土壤鹽分對植株生長的影響；土壤碳調(diào)節(jié)劑添加量為33.75 g/kg時（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： S156.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0241-04

設(shè)施栽培是國家重點扶持發(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，作物出現(xiàn)生長障礙[8-11]。生產(chǎn)者為了追求當(dāng)季產(chǎn)量，盲目實行高肥水管理，尤其是過量施用氮肥會導(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）土壤作為改良對象，研究碳調(diào)節(jié)劑對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，并在試驗土壤水溶性鹽含量變化穩(wěn)定后采用盆缽試驗的方式，對植物實際生長狀況進(jìn)行考察，旨在探究碳調(diào)節(jié)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(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。快腐菌劑可以促進(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。快腐菌劑是南京寧糧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試驗設(shè)計

土壤培養(yǎng)試驗：試驗采用室內(nèi)模擬培養(yǎng)方式，于2014年7—9月在揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)實驗室進(jìn)行。試驗設(shè)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(diào)節(jié)劑的土壤作為對照（CK）。將供試土壤充分?jǐn)嚢杈鶆颍⒈３滞寥篮吭?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(zhì)量比5 ∶1浸提獲得待測液，使用鹽分計測定電導(dǎo)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(shù)分析對各處理采樣后用流水沖洗小白菜根系，運用數(shù)字化掃描儀（美國Epson牌）對根系圖像進(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）測定植株的根表面積、根長、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，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-含量基本上也相對增加。試驗第7天時，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(diào)節(jié)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(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，隨著試驗時間推移，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。隨著碳調(diào)節(jié)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(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。試驗第20天時，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，試驗第7天時，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，試驗第7天時，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，試驗第7天時，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。

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，試驗第7天時，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。

2.9添加碳調(diào)節(jié)劑對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(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、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(yōu)勢最明顯。試驗表明，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。

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，植株根系生長最佳；過量加入碳調(diào)節(jié)劑會導(dǎo)致土壤水溶性鹽含量過低，影響作物生長；加入碳調(diào)節(jié)劑過少（T1、T2處理）無法改變土壤對植株生長的影響；碳調(diào)節(jié)劑添加量為33.75 g/kg時（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。

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