不同鹽脅迫條件對芹菜根部土壤的影響

顧寅鈺，衣葵花，梁曉艷，李萌，許潤海，王向譽，陳傳杰

(山東省蠶業研究所，山東 煙臺 264002)

我國海岸線綿長，海水資源豐富，沿海岸線形成了大面積的鹽漬化土地，又因淡水資源的日益匱乏，使近年來鹽堿地和海水的開發利用研究成為熱點[1-2]。如能利用鹽漬化土地和海水資源進行海水蔬菜生產，可有效緩解內陸農業資源稀缺的危機[3-6]。海水灌溉會對土壤產生一定的影響，目前關于海水灌溉僅有對鹽角草、油葵、菊芋、番杏和白子菜等的土壤理化性質的研究[7-14]，未見不同土壤鹽度和海水灌溉脅迫對土壤影響的比較。本試驗以芹菜為供試作物，研究了芹菜在不同鹽度脅迫和不同鹽度海水澆灌條件下對土壤的影響，以期探明海水灌溉芹菜的適宜條件，為海水灌溉及鹽漬土利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

芹菜品種為皇妃西芹，購于西安北斗種苗有限責任公司。海水取自山東省煙臺市開發區海邊。非鹽土為取自農田的褐土，鹽土為非鹽土添加相應比例粗鹽后混勻而成。

供試儀器。DDS-307型電導率儀、原子吸收分光光度計AA-7000、Bante920 pH 計、 H2200R型高速冷凍離心機、TS恒溫搖床、明澈-D24純水系統、衡欣AZ8306手持式電導鹽度測試儀。

供試試劑。乙酸銨(分析純)、氯化鈉(分析純)、氯化鉀(分析純)。

1.2 方法

試驗在山東省蠶業研究所溫室大棚進行。供試品種用口徑52 cm、高44 cm的塑料花盆栽植，每盆栽3棵皇妃西芹，重復3次，4葉1心時進行移栽，60 d后取土檢測。

非鹽土海水灌溉。移栽10 d始用不同鹽度(0.3%、0.6%、0.9%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%)海水每周灌溉1次。

鹽土海水灌溉。芹菜幼苗盆栽于0.3%鹽分土壤中，10 d始采用不同鹽度(0.3%、0.6%、0.9%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%)海水每周灌溉1次。

鹽土淡水灌溉。芹菜幼苗盆栽定植于含不同鹽度鹽分(0.3%、0.6%、0.9%)的土壤中，采用淡水每周灌溉1次。

土壤電導率和pH值測定[15]。稱取過2 mm篩風干土20.00 g，置于250 mL干燥三角瓶中，加入蒸餾水100 mL(水土比5∶1)，振蕩5 min，靜置30 min，過濾于干燥三角瓶中，得到澄清濾液，用于測定。

鉀和鈉測定。將采集的土樣在室內風干并過2 mm篩孔，取風干土按水土比5∶1制備待測液，過濾后用1 mol·L-1乙酸銨溶液交換土壤中的鉀鈉離子[15]，用于測定。

1.3 數據處理與分析

采用Excel處理數據和作圖，采用SAS軟件進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 非鹽土海水灌溉對土壤理化性質的影響

在非鹽土土壤條件下，采用不同鹽度的海水進行灌溉后，測定芹菜地土壤理化指標。從表1可以看出，灌溉海水鹽度的升高對土壤pH值沒有清晰的規律，但土壤電導率、K+和Na+的含量隨著灌溉海水鹽度的升高而總體呈升高趨勢，且從0.3%的鹽度開始就與對照有極顯著差異，其中電導率和Na+含量的升高幅度較大。

表1 非鹽土海水灌溉對芹菜土壤理化指標的影響

2.2 鹽土淡水灌溉對土壤理化性質的影響

在初始鹽度不同的土壤條件下，采用淡水進行灌溉后對芹菜土壤理化指標的影響結果見表2。

表2 鹽土淡水灌溉對芹菜土壤理化指標的影響

從表2可以看出，土壤初始鹽度的升高對pH值影響較小，在0.3%以下沒有顯著差異；電導率和K+的含量總體呈增高趨勢，其中，電導率在0.3%即與對照差異極顯著，而K+的含量是在0.3%以下與對照沒有顯著差異；Na+含量在0.6%以下均與對照沒有顯著差異，但0.9%與對照差異極顯著，其中電導率在所設定的每個鹽度之間差異極顯著。

2.3 鹽土海水灌溉對土壤理化性質的影響

在初始鹽度為0.3%的土壤條件下，采用不同鹽度的海水進行灌溉后，測定芹菜土壤理化指標。從表3可以看出，在雙重鹽脅迫的條件下，鹽度的升高對pH值影響較小，在0.3%以下無顯著差異；電導率、K+和Na+含量均呈增高趨勢，其中電導率和Na+含量在0.3%的鹽度時，與對照間差異極顯著；K+含量在0.3%的鹽度時，與對照間差異顯著，但未達極顯著，其中電導率在所設定的每個鹽度間差異均為極顯著。

表3 鹽土海水灌溉對芹菜土壤理化指標的影響

2.4 不同脅迫條件對土壤影響的比較

圖1比較了不同的脅迫條件下0.9%鹽度與對照相比土壤電導率、K+和Na+含量的增加量。從圖中可以看出，電導率和Na+含量均表現為非鹽土海水灌溉極顯著高于鹽土淡水灌溉，而鹽土海水灌溉極顯著高于非鹽土海水灌溉；但是K+含量則是非鹽土海水灌溉與鹽土海水灌溉之間沒有顯著差異，但極顯著高于非鹽土海水灌溉。

圖1 不同脅迫條件的比較

3 小結與討論

海水中富含大量K+和Na+，將海水澆灌到土壤中會導致土壤中的交換性陽離子發生改變，由于土壤中大量鹽離子的加入，使土壤中鹽離子鹽度增加，進而導致土壤總鹽量和電導率增加[5]，本研究結論與上述一致。由于海水中大量硫酸根離子的存在，會與土壤中原有氫離子發生化學反應，如此則土壤中殘留的氫氧根離子相對較多，就會造成土壤pH值相對升高[3-4]，本研究中的鹽土表現出相同的結果。王輝等[12]認為，大田澆灌海水能持續緩慢地提高土壤pH值。本研究中的非鹽土海水灌溉沒有明顯的pH值上升趨勢，可能是澆灌時間較短所致。

無論是鹽土還是非鹽土條件下，采用海水灌溉，隨著灌溉海水鹽度的升高，土壤電導率、K+和Na+含量都會隨著灌溉海水鹽度的升高而升高，其中電導率和Na+含量的升高幅度較大。而鹽土淡水灌溉的Na+含量較低，可能是由于長期的淡水灌溉將土壤中的Na+淋洗出去，從而降低了土壤鹽分。

本試驗脅迫條件下，對芹菜土壤的影響大小表現為鹽土海水灌溉>非鹽土海水灌溉>鹽土淡水灌溉。在生產中，對于非鹽土建議采用0.3%以下鹽度的海水進行灌溉；對于鹽土，如果是淡水灌溉建議采用0.9%以下的鹽土；如果是海水灌溉建議采用0.3%以下鹽度的海水，對土壤的影響較小。