苏北沿海滩涂盐肥对油菜产量及离子分布的效应

黄志勇++顾闽峰++王乃顶++王伟义++费月跃

摘要：在江苏沿海海涂通过田间试验研究苏北沿海滩涂盐肥对油菜产量及离子分布的影响。结果表明，土壤盐分含量在2.4～3.6 g/kg时对油菜籽粒产量影响不大，但土壤盐分含量达到4.1～5.2 g/kg时，油菜籽粒产量较盐分含量1.3～1.9 g/kg时有显著下降；随氮肥、磷肥施用量的增加，油菜产量明显增加，且土壤盐分含量越高，氮肥、磷肥增产效应越大；随土壤盐分含量增加，油菜根、茎、叶中Na+、Cl-的含量明显增加；随氮肥、磷肥的施用量增加，油菜根、茎、叶中Na+、Cl-含量下降，K+、Ca2+含量上升，这说明氮肥、磷肥的施入，增强了油菜对营养离子的选择性吸收与运输，抑制了油菜对盐害离子的选择性吸收与运输。苏北沿海海涂施用氮肥、磷肥，可改善油菜的营养状况，有利于油菜产量的提高。

关键词：沿海海涂；盐肥耦合；油菜；离子分布；氮肥；磷肥；产量

中图分类号： S634.306文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）08-0048-04

油菜是一种耐盐碱、适应性广的油料植物，是江苏省主要的经济作物，全省种植面积近66.7万hm2，当前依然是实现农民增收的主要作物来源之一[1-2]。苏北平原位于黄海之滨，海岸线长744 km，大多为淤泥质海岸，有沿海滩涂面积约65.3万hm2，目前，滩涂仍在不断淤积，全省年淤涨面积达 1 334 hm2，是江苏重要的后备土地资源。苏北沿海滩涂地处暖温带，属于具有季风特点的海洋性气候，全年无霜期约 201 d，年平均气温14 ℃，年平均降水量为910～980 mm[3]，在苏北沿海岸盐碱地上种植耐盐油菜，可以充分利用海涂非耕地资源，并加速滩涂土壤的熟化，而氮、磷是限制生长和形成产量的重要元素[4-7]。本试验通过研究苏北沿海滩涂上不同盐肥对油菜产量及离子分布的效应，以探明滨海盐渍化土壤上油菜的施肥调盐效果，获得苏北沿海滩涂油菜合理施肥的理论数据，为创建适用技术规程提供依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验区地理位置介于32°59′30″～33°0′31″ N、120°49′40″～120°51′4″ E，东距黄海约4 km，西临江苏大丰麋鹿国家级自然保护区，为北亚热带季风气候区，具有明显的过渡性、海洋性和季风性气候特征。试验以3种不同含盐量1.3～1.9、24～3.6、4.1～5.2 g/kg，编号分别为S1、S2、S3的海涂盐土为供试用地，其土壤基本性状见表1，土壤有效氮、有效磷、有效钾含量分别为49.2、15.34、59.4 mg/kg。种植油菜品种为苏新油141。

1.2试验设计

在3种不同盐分土壤上分别施用3个含量水平的尿素（氮肥）、过磷酸钙（磷肥）进行试验。氮肥含量水平未0、60、90 kg/hm2，编号分别为N1、N2、N3；磷肥含量水平为0、30、45 kg/hm2，编号分别为P1、P2、P3，计27个处理组合，重复3次，共计81个小区。每小区长5.0 m、宽4.0 m，随机区组排列。肥料分别在油菜移栽、现蕾期以条施方式按设计量的50%施入，油菜生长期内，定期观测油菜生长指标，记录其生长期间的病虫害等发生情况。

1.3采样与测定

油菜移栽前后，在供试田块按对角线法取5点，按剖面深度0～10、10～20、20～40 cm分3个层次分别采土样，用电导仪测定土壤的含盐量（1 ∶5土水比），用火焰光度法测定土壤中K+、Na+浓度，用常规化学方法测定土壤中Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、HCO3-含量[8-10]。油菜成熟时，按小区单割单打单收，计算产量；根、茎、叶分别烘干，磨细过30目筛，参照

Hunt法，用TAS-986火焰原子吸收分光光度计测定植株中Na+、K+、Ca2+、Mg2+含量[11]，用滴定法测定植株中的Cl-含量[12]，用湿灰化法测全氮、全磷、全钾的含量[13]。

1.4数据分析

采用SPSS、Excel软件对数据进行统计分析。

2结果与分析

2.1不同处理因子对油菜籽粒产量的影响

由图1可见，土壤含盐量在S2时，油菜籽粒的产量相对最高，较土壤含盐量在S1时增加2.4%，相互间差异不显著，但随土壤含盐量增加，达到S3含盐量时，油菜籽粒产量有显著下降，仅为S1时籽粒产量的81.7%；随氮肥使用量增加，油菜籽粒的产量增加显著，N2、N3处理分别较N1增加155%、26.0%；同样，随磷肥使用量增加，油菜籽粒产量也有明显增加，P2处理的油菜籽粒产量较P1增加9.4%，与P3处理差异不显著。

2.2盐土上施用不同肥料对油菜籽粒产量的影响

2.2.1磷肥由图2可见，随施磷量的增加，不同含盐量土壤的油菜籽粒产量均呈上升趋势；施磷量分别为P2、P3时，S1、S2、S3的油菜籽粒产量分别为4 137、3 530、2 823 kg/hm2 和4 376、3 876、3 087 kg/hm2，分别较P1处理的油菜籽粒产量增加3.5%、6.9%、7.7%和9.5%、17.4%、17.8%，这说明在盐土上通过合理施用磷肥可以显著提高油菜籽粒产量，且含盐量越高，磷肥对产量的增加效应越大。

2.2.2氮肥由圖3可见，随氮肥施用量的增加，不同含盐量土壤的油菜籽粒产量均呈上升趋势；施氮量分别为N2、N3时，S1、S2、S3的油菜籽粒产量分别为4 159、3 600、2 751 kg/hm2 和4 497、3 909、3 000 kg/hm2，分别较N1处理的油菜籽粒产量增加5.2%、9.2%、20.7%和13.7%、18.5%、31.6%，这说明在盐土上通过合理施用氮肥，也可以显著增加油菜籽粒产量，含盐量高的土壤上油菜籽粒增产效应高于土壤含盐量低的土壤。

2.3不同施肥种类对油菜各部分离子含量的影响

2.3.1磷肥由表2、表3可见，滨海滩涂上施用磷肥可明显抑制Na+、Cl-吸收而促进K+、Ca2+的吸收，以缓解盐分对油菜的毒害；随土壤盐分的增加，油菜根、茎、叶中的Na+含量增加，S3处理的Na+平均含量较S1处理分别增加39.1%、81.3%、50.0%；同一含盐量土壤上，随施磷量的增加，油菜根、茎、叶中的Na+含量下降，且P3处理时的Na+含量下降幅度大于P2处理；同一处理条件下，Na+含量高低依次为根>茎>叶；施用磷肥对油菜体内Cl-含量的影响与Na+含量大体一致，但油菜茎中的Cl-含量明显高于根、叶；随土壤含盐量的增加，同一施磷处理土壤油菜根的K+含量几乎没有变化，S2土壤茎中的K+含量相对最高，S3土壤叶中的K+含量

相对最高；同一含盐量土壤上，油菜根、茎、叶中的K+含量随施磷量的增加而增加；同一处理条件下，油菜不同部位的K+含量高低大致为茎>叶>根；随土壤含盐量的增加，同一施磷处理油菜茎、叶中的Ca2+含量变化相对较小，S3土壤根中的Ca2+含量相对最高；同一含盐量土壤，随施磷量的增加，油菜根、茎、叶中Ca2+含量增加；同一处理条件下，油菜不同部位的Ca2+含量高低大致为叶>茎>根。

2.3.2氮肥由表4、表5可见，滨海盐土上施用氮肥也能明显抑制Na+、Cl-吸收，而促进K+、Ca2+的吸收，以缓解盐分对油菜的毒害；同一含盐量土壤上，随施氮量的增加，油菜根、茎、叶中的Na+含量下降、K+和Ca2+含量上升；同一处理条件下，油菜不同部位的Na+含量高低为根>茎>叶；盐土上施用氮肥对油菜体内Cl-含量的影响与对Na+含量大体一致。

3讨论与结论

海涂土壤一般含养分较少，苏北盐土上施用肥料可增加油菜生物产量，达到“以肥调盐”的效果。质膜伤害学说认为，盐分胁迫对植物的伤害作用主要是由于环境中过量的盐分造成离子胁迫，从而使植物细胞质膜受损、透性增大、选择性降低[14]。Ruiz等认为，中性盐（NaCl）胁迫的伤害作用主要通过离子本身毒性效应、高浓度盐渗透效应和营养效应来完成的[15]，进入植物组织的无机离子（盐分离子）参与植物的渗透调节，成为盐生植物中主要的细胞渗透调节溶质[16]。施氮肥能够降低含盐量，尤其是钠离子对功能器官的伤害，施过磷酸钙能够增强质膜的稳定性和钙信号系统的正常发生和传递，阻止细胞内K+的外流和Na+的大量进入[17]，起到维持细胞离子平衡、增强活性氧清除系统活性的作用，以减少具毒

性和高活性·OH的形成，有效阻止O-2· 、H2O2的积累，缓解植物生理代谢紊乱[18-19]。同时，磷可以调节盐胁迫下油菜根系等细胞质膜H+-ATPase、液泡膜H+-ATPase、H+-PPase活性，促进光合作用中光合磷酸化过程，产生大量的ATP，激活质膜、液泡膜上Na+/H+逆向运输蛋白，加速K+吸收、Na+排放及Na+在液泡中的积累，提高K+的选择性吸收和运输，促使盐分区域化分配，进而增强植物细胞的抗盐性[14-20]，从而提高产量。氮肥的施入，不仅影响油菜对K+、Na+、Ca2+、Cl-等离子的吸收，还改变了它们在油菜体内的分配，增强了油菜对营养离子的选择性吸收与运输，抑制了油菜对盐害离子的选择性吸收与运输，以维持细胞的离子平衡，增强植株的耐盐性，从而避免Na+、Cl-向地上部过量运输而造成对新叶等幼嫩组织的毒害，这是耐盐植物的典型特征之一[19，21-22]。

海涂农田生态系统是一个复杂的生态体系，由于盐分、水分及肥料的有效性而影响土壤微生物的活动、物理化学作用及植物体生理生化过程，使土壤盐分、水分及养分密切而又复杂地联系在一起。试验结果表明，沿海海涂上施用肥料对改善油菜营养状况、增加油菜产量是一个很有效的办法。

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