土壤含盐量对有机基质栽培番茄生长、光合特性及产量的影响

2013-02-24白龙强李衍素于贤昌郭晓青

中国蔬菜 2013年2期

白龙强李衍素于贤昌* 郭晓青

（1 中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081；2 烟台市农业技术推广中心，山东烟台 264001）

蔬菜有机基质栽培技术克服了营养液型无土栽培技术营养液配制及其管理的技术难点。开放式（基质与土壤直接接触）与半隔离式（栽培槽两侧将基质与土壤隔离，而基质底部与土壤接触）有机基质栽培的产量显著高于隔离式（使用塑料布将基质与土壤完全隔离）（马栋等，2009），并且管理技术简单，易被农户接受。目前，已针对有机基质栽培技术开展了基质配方、化肥施用技术与水分管理等方面的研究。在有机基质栽培条件下，追施一定量的化肥可提高黄瓜叶片光合速率，增加产量并提高品质（段崇香和于贤昌，2003）；夏秀波等（2007）研究了有机基质不同相对含水量对有机基质栽培番茄（Lycopersicon esculentumMill.）生长、生理特性、产量、品质和水分利用率的影响，结果表明，以基质相对含水量80%为灌溉控制下限时，番茄具有较高的产量、品质和水分利用率。在盐渍化土壤中如何应用该栽培技术还尚未进行研究。

前期研究发现，在含盐量10‰的盐渍土中利用开放式有机基质栽培的番茄受到了严重的盐胁迫；隔离式有机基质栽培能杜绝土壤盐分的危害，但番茄长势和产量不及半隔离式有机基质栽培。因此，本试验利用半隔离式有机基质栽培技术，在含盐量不同的土壤中栽培番茄，探究不同含盐量的盐渍土对半隔离式有机基质栽培番茄生长、生理特性和产量的影响及盐分的迁移规律，为日光温室蔬菜半隔离式有机基质栽培技术在盐渍化土壤上的应用提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2011年4～7月在中国农业科学院蔬菜花卉研究所日光温室进行。

试验所用玉米秸秆、鸡粪及河沙等基质原材料购自河北廊坊，自行堆制腐熟，所用NaCl 购自中盐北京市盐业公司。

1.2 试验设计

在距地表以下80.0 cm范围内的土壤中按试验设计要求的含盐量均匀混入NaCl 模拟盐渍土。

试验设置4个处理，土壤含盐量分别设为不施盐（正常土壤，CK）、5‰（T1）、10‰（T2）和15‰（T3），Na+含量分别为0.116、1.996、4.035 g·kg-1和5.898 g·kg-1。栽培槽为简易地下土槽，其横切面为矩形，上口宽35.0 cm、下底宽25.0 cm、深25.0 cm、长200 cm，槽间距140 cm，并将栽培槽进行半隔离式设置。基质按玉米秸秆︰腐熟鸡粪︰河沙=4V︰1V︰3V的配方配制，基质理化性状：EC值0.43 mS·cm-1，pH值7.82，容重 0.94 g·cm-3，有机质12.28%，速效氮0.33 g·kg-1，速效磷0.10 g·kg-1，速效钾0.55 g·kg-1，Na+含量0.092 g·kg-1。每个栽培槽为一个小区，小区面积为2.8 m2，定植12株。3次重复，随机排列。田间管理按常规方法进行。

1.3 项目测定

在番茄摘心前，每处理随机取5株，用米尺测量茎基部到生长点的长度作为株高；用游标卡尺测定茎基部向上第4节中间的茎粗；将植株茎叶分开，用自来水洗净，再用去离子水冲洗2次，吸水纸吸干水分后置烘箱内105℃杀青30 min，70℃烘干至恒质量，即为茎、叶干质量。

番茄成熟后，不同小区分别记录产量。

用LI-6400 便携式光合作用测定系统（美国LI-COR 公司）测定植株顶部向下第6片功能叶的净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）等光合参数，测定时采用开放式气路，CO2经缓冲瓶进入光合仪，光量子通量密度设为800 μmol·m-2·s-1。

取番茄植株从上向下数第6片叶，按照赵世杰等（2002）的方法测定叶绿素含量。

采用微波消煮-电感耦合等离子体原子发射光谱仪（美国 Perkin Elme 公司）测定番茄叶片Na+含量（王小平和李柏，2010）。

分别于定植前（2011年3月25日）和收获后（2011年7月10日），取地面以下20 cm深处基质、地面以下30 cm 和40 cm 深处的土壤样品，每小区3次重复，单独保存，风干至恒质量；按照栽培基质或土壤︰水=1V︰5V浸提后，用火焰光度计测定番茄根系活动区土壤Na+含量（刘广明等，2005）。

显然，枝节的改革无补于大局。诚如有学者肯定其良好的愿望和一定的实际成效后指出：“它的改良主义的政治出发点、依赖地方政府和国内外社会力量资助的经费来源，及其所推行地区和所取得实际成效的局限性，相对于当时半殖民地半封建社会的国情背景和普遍贫穷的广大农村，显然不能成为乡村建设派所期望的解决近代中国农村问题的有效途径，更不能成为解决近代中国问题的根本之路。”[34]

按照郭世荣（2003）的方法测定基质的pH值、电导率值（electric conductive，EC）和容重。参照鲍士旦（1986）的方法测定基质碱解氮、速效磷、速效钾及有机质含量。

1.4 数据处理

所有测试指标均3次重复，数据方差分析与差异显著性检验用DPS v6.55 软件的LSD 法进行，数据的处理、图表的制作采用Microsoft Excel 2007。

2 结果与分析

2.1 土壤含盐量对有机基质栽培番茄生长的影响

与对照相比，T1、T2、T3处理的番茄株高、茎粗、叶干质量和茎干质量均没有显著变化（表1），表明在土壤含盐量低于15‰的条件下，半隔离式有机基质栽培的番茄未受到土壤中盐分的显著影响。

表1 土壤含盐量对有机基质栽培番茄生长的影响

2.2 土壤含盐量对有机基质栽培番茄光合作用的影响

盐胁迫可影响植物光合作用（曾洪学与王俊，2005；高芸等，2008）。表2显示，随着土壤含盐量的升高，对照、T1、T2、T3处理的番茄总叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等指标有所变化，但处理间无显著差异。对照的胞间CO2浓度较低，与T1 的差异达显著水平，但与T2、T3 差异不显著。说明在土壤含盐量低于15‰条件下，土壤中的盐分未对有机基质栽培的番茄的光合作用产生明显影响。

表2 土壤含盐量对有机基质栽培番茄总叶绿素含量及光合参数的影响

2.3 土壤含盐量对有机基质栽培番茄产量的影响

T1、T2、T3处理的番茄单株结果数和单果质量与对照之间无显著差异，各处理均获得了较高的产量，小区产量分别为22.44、22.32 kg 和22.08 kg（表3）。

表3 土壤含盐量对有机基质栽培番茄产量的影响

2.4 土壤含盐量对有机基质栽培番茄叶片Na+含量的影响

NaCl处理可提高植物体内的Na+含量，因而叶片Na+含量可作为诊断植物盐害的重要指标（李加宏和愈仁培，1998）。对照的番茄叶片Na+含量为2.71 mg·g-1，T1、T2 和T3处理的番茄叶片Na+含量有所增加，分别为3.52、3.40 mg·g-1和3.38 mg·g-1，但差异不显著（图1）。

2.5 半隔离式有机基质栽培条件下土壤盐分迁移规律

试验所用基质的初始Na+含量约为0.092 g·kg-1。收获后CK、T1、T2、T3处理的20 cm深处基质Na+含量分别为0.102、0.092、0.086 g·kg-1和0.127 g·kg-1；CK、T1、T2 三者之间无显著差异，T3 的含量有所升高，并且与其他3个处理的差异达到显著水平（表4）。

定植前，对照、T1、T2 和T3处理基质下部土壤中的Na+含量分别为0.116、1.996、4.035 g·kg-1和5.898 g·kg-1。收获后，T1、T2 和T3处理基质下部土壤中的Na+含量大幅度减少，30 cm 深处的土壤Na+含量分别比定植前的初始含量减少了94.93%、97.40% 和97.68%，T1、T2 的Na+含量与对照差异不显著，T3 的Na+含量显著高于其他3个处理；40 cm深处T1、T2、T3处理的土壤Na+含量则分别比定植前减少了94.54%、96.33% 和96.61%，T1的Na+含量与对照无显著差异，T2、T3处理显著高于T1 和对照（表4）。表明栽培过程中土壤中的盐分被淋洗，并且淋洗强度随土壤深度的加深而减弱，且土壤残余盐分含量随初始盐分含量的增加而增加。

图1 土壤含盐量对有机基质栽培番茄叶片Na+含量的影响

表4 收获后番茄根区不同深度土壤Na+含量 g·kg-1

3 结论与讨论

试验结果显示，在含盐量为0～15‰的土壤中，利用简易有机基质栽培技术栽培的番茄，生长发育正常，光合作用和产量等指标未受到土壤盐分的影响，表明半隔离式有机基质栽培可在含盐量低于15‰的盐渍化土壤中应用。

降低土壤含盐量是在盐渍土中种植作物的首要任务。利用健康土壤置换含盐土壤的客土改良法，能有效地降低土壤含盐量，是盐碱地改良的常用措施，也是消除设施土壤盐渍化及其他各种连作障碍危害的最有效措施（冯永军等，2001；胡萍等，2005；张红梅等，2011；左建英与李占责，2011）。但客土改良法存在工作量巨大、健康土壤的获取和运输困难、生产成本高等问题（张建锋等，2005）。简易有机基质栽培是以人工配制的基质进行蔬菜生产的技术。同客土改良法相似，该栽培技术利用栽培基质代替含盐土壤，在盐渍化土壤中创造适宜作物生长的根区环境，为作物正常生长奠定了基础。该技术所用栽培基质以各种农业有机废弃物为原材料配制，基质容重小，每667 m2仅需35 m3左右的基质，用量较少，具有原材料来源丰富、便于运输、工作量少、生产成本低的优势。

盐碱地进行脱盐改良后，深层土壤盐分并未减少，地下水埋深也并未改变，盐分仍然可以随着向地表运动的毛管水或顺浓度梯度而向表层迁移，发生返盐现象（逄春浩等，1996）。灌溉可使土壤中的盐分溶解于水中，通过水在土壤层中的渗透，自上而下地把土壤中过量的可溶性盐运移到土壤深层中，是抑制返盐的重要措施（逄春浩等，1996；吕殿青等，2001）。本试验中，半隔离式有机基质栽培措施虽然阻断了栽培基质侧面土壤盐分对番茄生长产生的不利影响，但存在土壤盐分由底部进入基质并影响番茄生长发育的可能。在灌溉的作用下，T1、T2、T3处理的深层土壤（30～40 cm 深处）中Na+含量大幅度降低，保证了T1、T2处理20 cm 深处（基质）的Na+含量未发生显著改变。T3处理20 cm 深处基质的 Na+含量显著增加，可能是由于基质下方土壤盐浓度仍然较高，扩散作用较强引起的（李韵珠，1998），但未对番茄的生长发育造成严重影响。因而灌溉在基质栽培中，为减少番茄根系活动层的盐分，保护番茄免受盐分胁迫，保证番茄正常生长发育起到了重要作用。

土壤有机质可通过改变土壤导水性而影响潜水蒸发，具有抑盐作用（魏由庆等，1994）。土壤有机质还可影响盐分形态。增加土壤有机质含量，降低了水溶性盐含量，提高了难溶性盐含量，增加了作物产量（严慧峻等，1992）。在盐渍化土壤上长期应用有机基质栽培将必然增加土壤有机质含量，培肥土壤，提高土壤的自身调节能力，实现盐渍化土壤的可持续利用。

本试验以土壤混掺NaCl 模拟盐渍化土壤环境，在含盐量0～15‰的条件下，利用半隔离式有机基质栽培技术栽培的番茄可正常生长，但在实际盐碱地条件下能否长期应用需进一步研究。

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