土壤调理剂减轻酸枣盐碱胁迫研究*

冯一峰，王 艳，闫芬芬，姜 喜，吴翠云，林敏娟

（塔里木大学植物科学学院，新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用兵团重点实验室，阿拉尔 843300）

近些年，南疆地区的枣树种植规模不断扩大，是当地农民增收的主要经济果树。与此同时，南疆地区水资源缺乏和当地农户对土地的使用管理不当，使得土壤盐渍化程度日益加剧，盐碱地面积已有60 多万hm2，占总耕地面积的43%[1]。土壤盐渍化使得红枣的栽培面积受限，影响了当地百姓的经济收入，制约了枣产业的可持续发展。

土壤调理剂（本文中均指盐碱土壤调理剂）可以通过离子交换作用大量置换与土壤胶体吸附的钠离子，使钠离子随灌溉水流入土壤深处或者直接被植物吸收利用，不再危害植物，在改善土壤盐碱性方面作用显著[2]。本试验以酸枣幼苗为试材，通过盐碱条件下常规营养液与土壤调理剂配制液的施用对比，测定酸枣叶片和枝条光合特性、渗透调节物质和细胞保护酶活性等指标，以期筛选出减轻酸枣盐碱胁迫的最适土壤调理剂浓度，为土壤调理剂在酸枣上的合理利用提供理论参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2019 年4 月在塔里木大学园艺试验站智能温室内进行，温室内温度25 ℃、湿度70%～80%。试验材料为酸枣实生幼苗，3 月15 日开始育苗，4 月5 日苗高约5 cm。挑选生长状态良好、整齐一致的酸枣幼苗种植于水肥循环浇灌系统基质栽培槽中，槽中基质体积比为珍珠岩∶蛭石∶草炭=1∶1∶1。

经试验前期测定，南疆各地区不出酸枣苗的土壤中盐碱含量不超过0.4%，盐碱组分主要为碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠和硫酸钠，且各组分含量比例接近1∶1∶1∶1。因此本试验模拟田间试验，选用这4 种盐碱液的混合溶液按照体积比1∶1∶1∶1进行处理。

供试土壤调理剂为成都华宏生态农业科技有限公司研制的“施地佳”土壤调理剂，有效成分为氨基酸≥110 g/L、水不溶物含量≤10 g/L、N+P2O5+K2O≥5%、有机质≥45%。

1.2 试验设计

试验共设5 个处理A1、A2、A3、A4、A5 和对照（CK），每处理各50 株酸枣苗，幼苗定植后采用自动滴灌设备滴灌营养液，营养液按照日本园试营养液配方配制，每2 d 滴灌1 次，每次滴灌5 min，滴灌量相同，达到透灌的标准（以下滴灌时间和滴灌量均相同）。20 d 后，幼苗长至10 cm 左右，同时加入质量浓度为0.4%的混合盐碱液滴灌。10 d 后，除了CK 继续滴灌营养液，A1、A2、A3、A4、A5 5个处理分别滴入1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g/L 的“施地佳”土壤调理剂配制液（以下简称“施地佳”）。

1.3 样品采集及指标测定

叶绿素荧光参数的测定：试验于8：30—10：30进行。每株酸枣幼苗选取中上部无病虫害且大小适中的完全展开代谢旺盛的叶片，并将叶片避光暗处理15 min。采用叶绿素荧光仪（OPTI-sciences，美国）测定参数，每组参数重复3 次。叶绿素含量的测定：采用乙醇提取法测定。细胞保护酶活性的测定：CAT 活性测定采用紫外吸收法；POD 活性测定采用愈创木酚法；SOD 活性测定采用邻苯三酚（PR）自氧化法。细胞渗透调节物质的测定：枝条采样时间同叶片，树体上、中、下外围各取3 节。脯氨酸含量测定采用酸性水合茚三酮显色法；可溶性蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝显色法；可溶性糖含量测定采用蒽酮-硫酸比色法。

1.4 数据处理

采用Excel 2007 和DPS 7.05 软件对数据进行方差分析，用Duncan’s 新复极差法检验数据差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同处理对酸枣叶片叶绿素荧光参数的影响

由表1 可知，不同处理下，酸枣叶片的最小初始荧光值（Fo）、最大荧光值（Fm）和光化学量子效率（Fv/Fm）随“施地佳”浓度的增大均呈先上升后下降的变化趋势，A4 处理（“施地佳”浓度为2.5 g/L）酸枣叶片的Fo、Fm、Fv/Fm 值均最大。

表1 不同处理酸枣叶片叶绿素荧光参数

2.2 不同处理对酸枣叶片叶绿素含量的影响

由图1 可知，随着“施地佳”浓度的增大，酸枣叶片叶绿素含量变化呈先上升后下降的趋势，“施地佳”处理的叶片叶绿素含量均高于CK，较CK 增加了10.93%～21.79%；A4 处理（“施地佳”浓度为2.5 g/L）叶片叶绿素含量最高，为2.15 mg/g，较CK 叶绿素含量增加了21.79%；A4 与A3 处理叶片叶绿素含量无显著差异。

2.3 不同处理对酸枣叶片细胞保护酶活性的影响

细胞保护酶可以在逆境环境产生清除对细胞有害的物质，常见的细胞保护酶有过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）等。

图1 不同处理酸枣叶片叶绿素含量

由表2 可知，随着“施地佳”浓度的增大，叶片中CAT、POD、SOD 活性变化均呈先下降后上升的趋势。CAT 活性在未加入“施地佳”处理（CK）中较高，A1、A2、A3、A4 处理呈下降趋势，但在A5 处理酶活性达到最高，与CK 无显著差异，可能是高浓度的土壤调理剂对CAT 活性产生了抑制。POD 活性在CK 中最高，在A3 处理最低，较CK 降低了39.34%，二者间差异显著。SOD 活性在CK 中最高，在A3 处理中活性最低，较CK 降低了50.57%，二者间差异显著。

表2 不同处理酸枣叶片细胞保护酶活性

2.4 不同处理对酸枣细胞渗透调节物质的影响

2.4.1 可溶性糖含量的比较

由图2 可知，随着“施地佳”浓度的增大，酸枣叶片、枝条中可溶性糖含量呈先上升后下降的变化趋势。A2、A3、A4、A5 处理的酸枣叶片可溶性糖含量与CK 差异显著；当“施地佳”浓度为2.5 g/L时，酸枣叶片中可溶性糖含量最高，为0.73%，与A1、A2、A3 处理和CK 差异显著，与A5 处理差异不显著。

施用“施地佳”后，枝条中可溶性糖含量为0.55%～0.68%，其中A4、A5 处理可溶性糖含量均显著高于CK；当“施地佳”浓度为2.5 g/L 时，酸枣枝条中可溶性糖含量最高，显著高于其他各处理（图2）。

图2 不同处理酸枣叶片、枝条可溶性糖含量

2.4.2 可溶性蛋白质含量的比较

由图3 可知，随着“施地佳”浓度的增大，酸枣叶片中可溶性蛋白质含量呈先上升后下降的变化趋势。除A5 处理外，其他各处理酸枣叶片中可溶性蛋白质含量均显著高于CK，A4 处理可溶性蛋白质含量最高，为16.3 mg/g。

施用“施地佳”后，酸枣枝条中可溶性蛋白质含量为3.61～4.11 mg/g，除A1、A2 处理外，其他各处理较CK 均有显著增加；A4 处理枝条中可溶性蛋白质含量最高，较CK 增加了12.57%，与A1、A2、CK 有显著性差异，与A3、A5 处理无显著差异（图3）。

图3 不同处理酸枣叶片、枝条可溶性蛋白质含量

2.4.3 脯氨酸含量的比较

由图4 可知，不同处理下，酸枣叶片和枝条中脯氨酸含量随着“施地佳”浓度的升高呈先下降后上升的变化趋势，在未施用“施地佳”（CK）时最高，经不同浓度“施地佳”处理后均有所降低。叶片中脯氨酸含量较CK 下降了10.31%～11.09%，A4处理最低，且不同浓度“施地佳”处理均与CK 存在显著差异，“施地佳”各处理间无显著差异。

枝条中脯氨酸含量较 CK 下降了 1.29%～25.55%，同样为A4 处理最低，其中A1、A2 处理与CK 无显著差异，A3、A4、A5 处理与CK 差异显著（图4）。

图4 不同处理酸枣叶片、枝条脯氨酸含量

3 讨论与结论

植物叶片中叶绿素含量是植物营养状况和生长状态的重要表征指数[3]。叶绿素含量的变化受外界环境条件的影响较大。刘顺梅[4]试验结果表明，施用土壤调理剂能明显提高北沙参的叶绿素含量，延缓叶片衰老，且施肥时间越长，效果越明显。本研究中，酸枣幼苗在施用不同浓度的“施地佳”后，其叶绿素含量均高于未施用“施地佳”的叶绿素含量，说明土壤调理剂减轻了土壤盐碱胁迫，使叶片叶绿体数目逐渐增加，类囊体紧凑，不易破裂，叶绿素与叶绿体蛋白结合紧密，有利于叶片进行光合作用。

叶片的最小初始荧光（Fo）和最大荧光值（Fm）是衡量植物光合性能、评价作物产量和生物量的重要指标[5]，也是评价光系统PSⅡ潜在光化学转换效率的重要参数[6]。本研究发现，不同浓度的土壤调理剂对酸枣叶片的Fo 和Fm 有一定影响，适量的土壤调理剂可改善植物叶片的荧光特性，促进其光化学量子效率增加，使其更适宜植物生长，这一结果与王惠[7]的研究结果类似。当“施地佳”浓度为2.5 g/L 时，酸枣叶片的最小初始荧光量（Fo）、最大荧光值（Fm）最高，说明此时酸枣叶片具有较高的PSⅡ反应中心的活性，光合利用率强，能满足光合碳同化所需的能量，可以产生更多的光合产物。

植物积累脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白等渗透调节物质是在渗透胁迫下植物体维持渗透平衡的一种保护机制[8-9]。本试验研究表明，在盐碱条件下对酸枣幼苗施用土壤调理剂，酸枣叶片、枝条中可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量均高于对照，脯氨酸含量低于对照，与周婵等[10]的研究结果一致。

植物体内的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶类是植物细胞中清除活性氧的重要组分，是防止胁迫条件下氧化伤害的重要因素，其活性的提高是细胞对抗逆境的正常生理反应[11]。本研究发现，在盐碱条件下施用适当浓度的土壤调理剂，能够使植物体内的抗氧化物酶的活性降低。

不同土壤类型施用土壤调理剂的剂量不同[12]。陈士更等[13]研究认为，胶东酸化果园（pH 值＜4.5）在常规施肥下配施腐植酸土壤调理剂1 275 kg/hm2可作为短期内改良酸化土壤、提高苹果产量和品质的有效途径。高文胜等[14]在丘陵砂壤土施用土壤调理剂发现，土壤调理剂能提高甜樱桃产量，改善品质，以每667 m2用量75 kg 时效果最好，产量最高。陈之群[15]用“Agri-SC”土壤调理剂认为，高剂量的土壤调理剂对土壤理化性质及微生物、酶的影响更显著，建议在壤土上每667 m2适宜的施用剂量为200 mL，砂浆黑土上每667 m2适宜的施用剂量为600 mL。曾华等[16]以‘盐丰47’为试验材料，在滨海盐碱地试验，发现土壤调理剂每667 m2施入量3.0 kg 的E2 处理获得最高产量，每667 m2产量为727.6 kg，“施地佳”土壤调理剂可促进滨海盐碱地改良与水稻增产。李智强等[17]对酸化水稻田进行了施地佳土壤调理剂田间示范，发现土壤有机质含量提高了1.3%、pH 值提高了0.57，水稻平均增产409.5 kg/hm2。本试验发现，施用适当浓度“施地佳”降低了盐碱胁迫对酸枣幼苗生理生化的抑制作用。

盐碱条件下，施用土壤调理剂对酸枣叶片叶绿素含量、最小初始荧光量、最大荧光值、酸枣叶片和枝条渗透调节物质及细胞保护酶活性等产生了一定影响。在盐碱胁迫后，施入浓度为2.5 g/L 的“施地佳”配制液效果最好，整体提高了荧光参数、细胞保护酶活性及相关渗透调节物质含量。总之，适当施用土壤调理剂有利于提高盐碱条件下酸枣叶片的叶绿素荧光特性，激活酸枣叶片、枝条中细胞保护酶活性，提高其可溶性糖和可溶性蛋白质含量，降低其脯氨酸含量，能够有效降低盐碱胁迫对酸枣苗产生的危害。