充分湿润与淹水栽培对设施土壤盐渍化的延缓效果研究

时间：2024-05-28

刘野，潘瑞瑞，江解增，严吴炜

(扬州大学水生蔬菜研究室，江苏扬州 225009)

刘野，潘瑞瑞，江解增，严吴炜

(扬州大学水生蔬菜研究室，江苏扬州 225009)

充分湿润；淹水；盐渍化

设施土壤盐渍化现已成为我国设施栽培中普遍存在的问题，严重制约了设施农业的可持续发展[1]。周增辉[2]开展了设施水旱轮作效果调查，结果发现持续较长时间淹水栽培能有效地缓解土壤盐渍化。但因设施类型、土壤性质及水资源等因素的限制，很多设施蔬菜基地难以开展淹水栽培。鲍继友等[3]和余友成等[4]改用莲藕衬底栽培的方法，打破了设施蔬菜基地进行淹水栽培的瓶颈，有利于贮水保肥。张娜[5]在2个大棚内分别开展充分湿润和淹水栽培对比试验，并进一步在大棚内利用封底塑料栽培桶开展比较研究，结果均显示，与淹水栽培相比，充分湿润栽培对设施土壤盐渍化的延缓及治理有较好效果，土壤表层及主要根系吸收层的主要盐分离子含量显著下降[6-7]。充分湿润与淹水栽培结束后若继续开展常规旱生蔬菜栽培，由于肥料施用、植物蒸腾作用及土表水分蒸发等因素，土壤中的盐分离子又会向表层积聚[2]，但充分湿润和淹水栽培的后效如何，尚未见报道。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2013年12月至2014年2月在扬州大学水生蔬菜试验田的大棚内用封底塑料栽培桶(横截面积：34 cm×22.5 cm)进行。前期开展充分湿润、淹水栽培与常规旱栽比较试验[5]，2013年9月结束后开始断水降渍，于2013年12月1日种植小白菜前取土样，然后在相应的栽培桶内按2行4株，常规栽植2茬小白菜，品种苏州青(Brassicacampestrisssp.chinensisvar.Communis)，每个处理重复3次，每个重复4个桶，按蔬菜生产常规管理：第1茬栽植前按25 kg·667 m-2施复合肥作为基肥，期间按10 kg·667 m-2追施尿素1次；第2茬栽植前按50 kg·667 m-2施复合肥作为基肥，期间按20 kg·667 m-2追施尿素1次。2茬小白菜分别于2014年1月10日、2月18日按桶采收计产，第2茬小白菜结束后再次取土样。取土均用小型取土器(φ=0.5 cm)以10 cm为单位分4层取土，每个桶随机取5个点，相同处理下每4个桶的同层土混匀，土样除部分鲜样保存外，其余风干磨细待测。

1.2 测定方法

1.3 数据处理

试验数据采用Excel 2007和DPS 7.05软件进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 各处理小白菜产量比较

由表1可知，与连续旱栽相比，两种水作处理的第1茬小白菜产量显著降低，第2茬小白菜产量差异不显著。两种水作处理的两茬小白菜产量差异均不显著。总体来看，第1茬小白菜产量较高，可能与种植期间温度较高有关。

表1 各处理小白菜产量比较

Table 1 Comparison of pakchoi yield after treatments

处理产量/g第1茬第2茬连续旱栽(CK)530.75±19.75a133.00±21.10a充分湿润后旱栽403.13±13.96b117.67±23.11a淹水后旱栽456.58±24.51b132.29±23.76a

注：同列数据后无相同小写字母的表示差异显著(P<0.05)。下同。

2.2 各处理对土壤EC值的影响

从土壤剖面看，两种水作处理的土壤EC值整体均随土层加深呈递减趋势。与小白菜茬口前相比，各处理小白菜茬口后0—10 cm土层的土壤EC值上升幅度较大，可能与基肥施入、生长期间追肥和水分蒸发有关；10—20 cm土层明显下降，应与小白菜吸收有关；20—40 cm土层变化相对有限。两种水作处理在小白菜茬口前后，各土层EC值均小于常规旱栽(对照)处理。经充分湿润和淹水栽培处理再按生产常规种植小白菜后，0—10 cm土层与处理前相比，EC值上升幅度分别为83.66%，48.88%，而常规旱栽上升幅度为105.76%，说明封底条件下，两种水作处理对设施土壤盐渍化的延缓均有较好效果，尤以淹水栽培效果更佳。

表2 各处理对土壤EC值的影响 (μS·cm-1)

Table 2 Effect of different treatments on soil EC value

前期处理采样时期0—10cm10—20cm20—30cm30—40cm常规旱栽(CK)处理前158.44±8.68de133.44±6.34def133.89±11.51c153.00±13.32b小白菜茬口前227.67±3.84c269.00±6.00a256.00±5.00a186.33±0.33a小白菜茬口后326.00±4.36a181.33±0.82b208.50±5.50b200.33±2.96a充分湿润处理前144.11±16.07e120.67±6.69f123.22±6.69cd146.56±17.55b小白菜茬口前153.33±4.26de160.00±3.84c119.50±1.50cd107.67±0.33c小白菜茬口后264.67±5.24b135.00±3.00def117.00±1.63d110.00±0.58c淹水处理前179.56±16.84d140.44±12.27d132.56±6.84cd135.78±4.51b小白菜茬口前257.50±0.50b137.67±2.40de117.33±1.45d101.00±1.73c小白菜茬口后267.33±3.53b121.00±4.73ef119.00±5.00cd113.00±5.00c

注：处理前所采土样数据代表土壤背景值，下同。

2.4 各处理对土壤酶活性的影响

由表4可知，淹水栽培处理的小白菜茬口后0—10，10—20，20—30，30—40 cm土层的土壤蔗糖酶活性均下降，降幅分别为27.65%，41.56%，36.33%，0.64%；连续旱栽(对照)处理各土层蔗糖酶活性也均下降，降幅分别为35.69%，51.87%，48.78%，20.30%，相比可以看出，淹水栽培处理的土壤蔗糖酶活性的降幅小于连续旱栽对照。充分湿润栽培处理小白菜茬口前后除在20—30 cm土层土壤蔗糖酶活性稍有下降外，其余各层土壤蔗糖酶活性均有所升高。

除常规旱栽(对照)处理的30—40 cm土层外，其余各处理小白菜茬口后各土层土壤脲酶活性均有所升高，且水作的两个处理脲酶活性增幅要大于持续旱栽(对照)处理，尤其是淹水栽培处理，增幅达70%以上。

除充分湿润栽培处理的0—10 cm土层外，其余各处理小白菜茬口后各土层土壤酸性磷酸酶活性均处于下降趋势，且均随土层加深而呈递减趋势。

前期处理采样时期0—10cm10—20cm20—30cm30—40cm常规旱栽(CK)处理前652.92±29.45d743.96±53.83b691.18±60.32bc645.62±43.88cd小白菜茬口前1026.61±34.02b966.25±14.97a774.73±24.77b713.23±28.20bc小白菜茬口后1298.23±29.69a726.40±24.99bc945.22±24.71a851.23±24.47a充分湿润处理前686.65±84.83d654.69±24.12bc598.46±13.74c597.11±59.91d小白菜茬口前864.47±23.50c736.92±60.77bc751.89±45.17b638.77±27.76c小白菜茬口后876.83±16.56c615.80±10.73c584.91±3.43c730.53±41.11b淹水处理前614.60±48.33d557.35±54.71c552.54±48.22cd571.96±44.86d小白菜茬口前865.23±13.78c804.39±53.88b597.92±16.93c644.95±18.26c小白菜茬口后878.56±31.70c659.99±61.55bc616.28±6.32c650.18±19.06bc

表4 各处理对土壤酶活性的影响

Table 4 Effect of different treatments on soil enzyme activities

土壤酶前期处理小白菜茬口0—10cm10—20cm20—30cm30—40cm蔗糖酶/常规旱栽(CK)前14.99±0.68a11.78±0.22a10.27±0.69a6.75±0.05a(mg葡萄糖·g-1·24h-1)后9.64±0.35bc5.67±0.62c5.26±0.01b5.38±0.22b充分湿润前5.45±0.82e5.17±0.05cd5.30±0.05b3.52±0.11d后8.57±0.31cd5.29±0.58cd4.13±0.36cd4.26±0.21c淹水前10.49±0.43b7.70±0.30b5.12±0.25bc4.71±0.33bc后7.59±0.51d4.50±0.06d3.26±0.35d4.68±0.32bc脲酶/常规旱栽(CK)前508.51±43.03a477.11±65.45a437.57±49.12c489.25±14.19c(μgNH3-N·g-1·24h-1)后517.48±21.30a510.42±1.50a506.09±4.06bc469.05±7.25cd充分湿润前586.79±73.59a479.82±21.58a562.33±35.76ab607.80±11.84b后620.86±52.64a539.49±16.70a652.87±34.08a652.95±21.05a淹水前293.84±43.86b216.99±23.88b216.93±8.05d178.82±1.18e后502.05±46.50a490.67±12.96a443.13±42.92c432.14±10.13d酸性磷酸酶/常规旱栽(CK)前1307.36±12.44a1094.93±56.51a1022.59±60.85a892.62±49.09ab(μg酚·g-1·24h-1)后1199.61±27.36ab1043.57±15.46ab990.64±79.58a825.57±27.95b充分湿润前1048.02±94.47b1034.37±69.10ab991.06±30.45a938.84±12.33a后1075.41±18.82b893.53±51.36ab888.14±36.63ab814.53±21.27b淹水前1214.02±93.19ab1007.01±28.59ab839.20±15.04b680.54±13.15c后1074.27±42.52b846.27±48.06b724.35±22.38c674.39±24.45c

3 结论与讨论

在本试验中，充分湿润或淹水处理2个月后断水降渍，再接种2茬小白菜至翌年2月中旬，种植小白菜前后，0—10 cm与30—40 cm土层土壤EC值均有所升高，而10—20 cm土层明显下降，这与周增辉等[11]淹水栽培2个月，断水降渍1个月后旱作2个月的试验结果一致。两种水作处理的 0—10 cm 土层土壤 EC 值与处理前相比，上升幅度分别为 83.66%，48.88%，而连续旱栽上升幅度达105.76%，即经充分湿润或淹水栽培2个月后，即使按蔬菜生产常规超量施用化肥的情况下，旱栽半年后的表层土壤盐分含量仍未超过水作处理前，而连续旱栽则明显上升，说明封底条件下，经充分湿润和淹水栽培处理结束后断水降渍，再按生产常规种植小白菜以后，对设施土壤盐渍化的延缓有较好效果。

本试验延续了张娜[5]的研究，张娜在开始试验时的土壤EC值差异不大，试验结束后到本试验开始之前因没有种植作物，表现为充分湿润栽培回升较慢而淹水栽培回升值更高、甚至超过持续旱栽处理；但经过2个多月的旱作以后，充分湿润处理的土壤EC值回升又比淹水处理的高；而本试验结束时两种水作处理的土壤EC值相近且都显著低于持续旱栽：一方面说明封底栽培条件下充分湿润栽培对盐渍化的延缓或治理也有较好效果，另一方面说明不同水作程度对土壤性质的影响机制存在明显差异，尚需进一步探索研究。

不同酶的活性受水旱轮作的影响程度不同，且充分湿润栽培与淹水栽培对酶活性的后效应影响不尽相同。淹水栽培处理的各个土层蔗糖酶活性均出现下降，但较连续旱栽下降幅度小；充分湿润栽培的0—20 cm和30—40 cm土层的土壤蔗糖酶活性有所升高。两种水作处理的各个土层脲酶活性均有所升高，酸性磷酸酶活性基本处于下降趋势。

本研究是在只经一次水旱轮作、未有盐渍化问题的土壤开展的初步研究，仍需在不同盐渍化程度的设施土壤开展湿润栽培和淹水栽培试验，进行多次水旱轮作，延长不同旱作时间，比较不同层次土壤的性质变化规律和后效应影响。另外，本研究为了试验易于控制，采用封底塑料栽培桶开展研究，至于生产上不封底的土壤试验结果表现如何，尚需进一步验证、试验。

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[6] 江解增，张娜，周增辉，等.一种延缓或治理设施蔬菜土壤盐渍化的方法: CN201310324236.6[P]. 2013-11-20.

[7] 江解增，周增辉，张娜，等.一种研究蔬菜水旱轮作对土壤性质影响的装置: CN203302052U[P]. 2013-12-11.

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