河沙加爐渣改良日光溫室鹽堿土后對小番茄生長的影響

陳立利，鄭明衛，劉 其，張同心，宋成秀，李圣文

（1.水發智慧農業科技有限公司，山東濟南 250100；2.新疆東魯水控農業發展有限公司，新疆喀什 844000；3.水發集團有限公司，山東濟南 250100）

0 引言

新疆喀什疏勒縣巴合齊鄉，地處喀什噶爾河流域，由于地處亞歐大陸腹地，是典型的大陸性氣候，氣候干燥，降水稀少，蒸發強烈，地下水質較差，鹽分通過毛管上升形成鹽漬聚集在表層土壤，形成嚴重的鹽堿土[1]。此地區土壤以鹽化灌淤土和鹽化潮土為主，由于土壤鹽堿性及水的含鹽量（EC=4400 μS/cm）較大，所以對當地農作物的產量和品質產生很大影響，尤其是對日光溫室內的蔬菜種植影響更大。為了更好地發揮日光溫室在當地的作用，有必要對日光溫室內的土壤進行改良，以增加所種植作物的抗鹽堿能力，增加產量的同時提高作物的商品性。

1 概述

國內針對設施農業土壤改良已做過多種探索，改良方法包括物理改良、化學改良、生物改良、穴土置換和科技措施等[2]。穴土置換成本較高，而生物改良和科技措施在降低投入成本的前提下只能起到錦上添花的作用?；瘜W改良主要是指向土壤中加入化學物質，以達到降低土壤pH、堿化度以及改善土壤結構的目的，主要的化學改良劑包括石膏、磷石膏、脫硫石膏、硫磺、腐殖酸、糠醛渣等物質，以上物質的投入量較大，相對成本較高。

日常改良土壤的常用方法，主要是通過增施有機肥增加土壤有機質，改變團粒結構來改善土壤的理化性質改良土壤。此方法效果較好，但是對于未種植過作物的生茬土，此種方式改良效果較慢，一般需2～3年才能取得較好的改良效果。通過對鹽堿土改良方法的初步分析結合當地可利用的資源，本試驗采用物理方法來改良當地鹽堿土，主要原理即增加鹽堿土透水性，減少鹽分毛細作用在地表的聚集，從而達到降低土壤鹽堿的目的。為使土壤的改良效果更好，結合當地土壤鹽堿較重、透氣及滲水性較差的兩大缺陷，在常規施用有機肥的同時，采用添加當地河沙混合爐渣的方式來改良當地土壤。有機肥可吸附鹽離子，減弱鹽離子對植物根系的脅迫。河沙和爐渣可增加土壤透氣和透水性，利于灌溉后水分的及時下滲，同時阻斷毛細作用，減少鹽分上升在地表的聚集降低鹽堿[3]。就地取材充分發揮物理改良方法，結合追施生物菌肥措施來改良溫室內土壤，以探究疏勒地區鹽堿土的改良方法，提高日光溫室蔬菜種植經濟效益。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗所用的小番茄品種為甜樂2號，改良日光溫室內土壤的材料主要由有機肥、復合肥以及當地河沙加爐渣組成。

2.2 試驗方法

本試驗的地點在新疆喀什疏勒縣巴合齊鄉的新疆（山東）水發蔬菜產業園內，試驗所用日光溫室占地面積為1000 m2，基肥為有機肥和復合肥。有機肥為發酵后牛糞10 m3、羊糞14 m3，15-15-15的復合肥150 kg，均勻施撒全棚內；沙子和爐渣按照3：2的方式混合均勻后只施撒半個溫室。將試驗地塊分為2個區，分別是加河沙和爐渣（3：2）的土壤改良區和未加河沙爐渣的未改良區。在溫室內采用壟式種植小番茄，行距1.3 m，株距0.2 m，全棚共計66壟，其中33壟為土壤改良區，撒施混合均勻的沙子和爐渣（3：2），余下的33壟為未加河沙爐渣的未改良區。

每個小區用高壟隔開，進行一次大水壓堿的農事操作，使鹽離子溶解于大量的水中，然后隨水滲透通過摻河沙和爐渣的土壤縫隙達到土壤耕作層以下，同時鹽離子不容易通過土壤毛細作用聚集到表層。1個小區設計3個重復，1個重復為11壟，面積為165 m2；1小區隨機選樣10株，掛牌標記，定期進行觀察記錄。田間管理和病蟲害防治按照正常進行。采用南北向單行種植，株距20 cm，1個小區定植550株，雙桿整枝。于2021年9月15日定植，11月29日首次采收，次年2月上旬采收結束。

2.3 測定項目

2.3.1 植物學性狀調查。統計10株小番茄的莖粗、單穗開花數、單穗果個數、單株結果數及其單株產量。莖粗為子葉上1 cm處的莖干直徑，單穗開花數為整株所有花穗的花數量與花穗的數量比值，單穗果個數為整株結果數量與花穗數量的比值，單株結果數為整株所有具有商品性小番茄數量，單株產量為單株結果的總重量。同時，1個小區隨機選取不同穗的10個果實測定其單果重，觀察各區整體生長情況[4-5]。

2.3.2 番茄的果實性狀。在果實成熟期，1個小區隨機選取不同穗的10個果實，測定果實果型指數、可溶性固形物含量、可溶性糖含量及可滴定酸含量。果型指數為果實的縱徑與橫徑的比值，可溶性固形物含量采用數顯折光儀（LH-B55）測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[6]，可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定[7]。

2.3.3 產量測定。每次在果實采收時，按小區分別對掛牌標記的10株番茄的收獲日期及重量進行記載，采摘結束后統計單株產量[8]。

3 結果與分析

3.1 改良區和未改良區小番茄植物學性狀對比

鹽堿對作物生長的影響主要體現為鹽脅迫，鹽脅迫主要分兩個階段影響作物的正常生長，根際環境的滲透勢上升，進而產生滲透脅迫，影響作物對水分的吸收，導致作物體內鹽分積累，作物養分失衡和產生特殊離子毒害。第一階段為快速反應階段，一般在數分鐘或數小時后即出現水分脅迫；第二階段為慢速反應階段，一般在數天或數周后出現[9-10]。

在鹽脅迫作用的第二個階段即慢速反應階段，也即番茄在定植至后期的開花結果期，經過漫長的適應，改良后土壤因鹽離子濃度的降低，其土壤的脅迫作用低于未改良區，故在本試驗統計的指標中得到了直接的體現。具體可通過表1中小番茄長勢、莖粗、平均單穗花數、平均單果重、平均單穗結果數、平均單穗重等指標體現。通過對比，改良后的土壤種植的小番茄與未改良區相比，其長勢較強，莖粗粗0.31 cm，平均單穗花數多3.3個，平均單果重多1.4 g，平均單穗結果數多2個，以上指標的優勢最終形成了平均單穗重高出51.76 g的結果。種植的同品種小番茄，以上指標改良區均優于未改良區，表明改良后的土壤整體的理化性質更適合小番茄的生長。分析為沙子和爐渣的加入阻斷了土壤毛細作用，減少了深層土壤中鹽離子隨地表蒸發而聚集的數量，從而達到了降低鹽脅迫的作用，更適宜番茄生長。

另外，首次開花時間和首次采收時間作為關鍵的生物學指標，改良區小番茄開花比未改良區提早3天，而隨著天氣轉涼及冬季光線變弱，導致的首次采收時間相差15天。分析為改良區因鹽離子濃度的降低使番茄的抗逆性優于未改良區，所以在同等的低溫寡照脅迫條件下，改良區番茄的開花時間和首次采收時間早于未改良區，且首次采收時間提前極明顯。所以，在新疆喀什秋冬茬小番茄的種植中，此種土壤改良方法能顯著縮短小番茄的成熟時間，具有較高的經濟價值（表1）。

3.2 改良區和未改良區小番茄果實商品性對比

前期研究表明，鹽脅迫條件下番茄果實的折光度（可溶性固形物）含量指標隨著外界鹽濃度（在一定范圍內）的增加而增加，因此番茄果實品質會因鹽的存在而有所提高[11-13]。對比改良區和未改良區同品種小番茄果實顏色、果形、耐裂性及口感方面兩者一致，說明河沙加爐渣改良后的土壤，對同品種的小番茄外觀商品性方面影響較小，這與在市場上優秀品種的穩定性是相一致的。同時說明，無論是改良區的土壤，還是未改良區的土壤，其對番茄根系的脅迫作用在番茄對各種大量元素及微量元素的吸收方面是均衡影響的，番茄未出現影響果實顏色及耐裂的缺素癥狀。

表1 不同小區小番茄植物學性狀對比

試驗結果表明：在折光度的對比上，改良區小番茄比未改良區小番茄低了0.14%，可溶性糖改良區小番茄比未改良區小番茄低0.2%，可滴定酸改良區小番茄比未改良區小番茄高0.02%。從糖酸比的對比，可看出未改良區生長的小番茄口感更偏甜一些。在同樣水肥條件及光照下，這恰恰說明未改良區的土壤對小番茄生長的鹽脅迫作用較大，也即在同樣的水肥管理條件下，未改良區的土壤中能夠對小番茄造成鹽脅迫作用的鹽離子濃度要高于改良區土壤。改良區由于更適宜小番茄根系的生長，所以無論是單果重還是單穗重，都優于未改良區（表2）。

表2 不同小區小番茄果實商品性對比

3.3 改良區和未改良區小番茄產量對比

劉勝堯等[14]的研究表明，番茄不同生育期耐鹽能力差異明顯，隨著生育進程的推移，番茄耐鹽能力增強。番茄花果期對土壤基質勢與鹽分脅迫比較敏感，采收期適應性最強。所以，土壤較高鹽分的脅迫對番茄前期的營養生長及生殖生長具有較強的抑制作用，導致營養體番茄植株偏弱，造成產量的減少。

通過對比，改良區的小番茄長勢較強，小番茄植株在吸收和利用養分方面優于未改良區，所以單株結果個數、單株產量均高于未改良區。單株產量改良區比未改良區高321.4 g，對于大面積的種植，改良區產量遠高于未改良區，將統計數據折合成產量，改良區產量比未改良區高667.8 kg/667m2。所以，改良區土壤對小番茄的增產作用明顯（表3）。

表3 不同小區小番茄產量對比

4 結論

本實驗通過在改良區和未改良區土壤種植同品種小番茄，統計對比其植物學性狀、商品性及產量用于體現土壤改良的效果。通過數據統計對比，改良區小番茄植物學性狀、產量均優于未改良區，說明依據阻斷土壤毛細作用的原理，用沙子和爐渣來改良新疆喀什疏勒縣日光溫室的鹽堿土壤具有較好效果。