翅堿蓬施用不同肥料對(duì)濱海鹽堿地土壤理化性質(zhì)、酶活性及團(tuán)聚性的影響

國(guó)艷春 王思霽 曾路生 初慶剛 王勝

摘要：通過(guò)田間小區(qū)試驗(yàn)研究不同肥料配施促進(jìn)翅堿蓬生長(zhǎng)及其對(duì)鹽堿土修復(fù)的影響。結(jié)果表明，施肥不同程度地改善了鹽堿地土壤的營(yíng)養(yǎng)狀況，促進(jìn)翅堿蓬的生長(zhǎng)，增強(qiáng)吸收土壤中鹽分離子的能力，降低鹽堿度，從而提高了土壤酶活性和土壤團(tuán)聚性。其中，氮肥處理效果最佳，與對(duì)照比，土壤全鹽量降低30.3%，堿性磷酸酶活性提高68.4%，脲酶活性增加1.5倍，土壤團(tuán)聚性增加，土壤平均重量直徑增加28.7%。其次是鉀肥處理，堿性磷酸酶活性提高43.5%，脲酶活性增加50.0%，土壤平均重量直徑增加25.8%。因此，本研究認(rèn)為，氮肥對(duì)鹽堿地堿蓬生長(zhǎng)及土壤營(yíng)養(yǎng)改善效果較好，而氮肥配施鉀肥對(duì)促進(jìn)堿蓬生長(zhǎng)以改良鹽堿地更具有生態(tài)意義。

關(guān)鍵詞：翅堿蓬;濱海鹽堿土;土壤酶活性;土壤團(tuán)聚性;施肥

中圖分類號(hào)：S156.4+2 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A ?文章編號(hào)：1001-4942（2020）01-0076-06

Abstract The field plot experiment was conducted to study the effects of different fertilizer treatments on saline-alkali soil improvement through promoting the growth of Suaeda salsa. The results showed that fertilization improved the nutrient status of saline-alkali soils， promoted the growth of S. salsa， enhanced the ability to absorb salt segregants in soil， and reduce the salinity， thus the soil enzyme activities and soil agglomeration were improved. Among them， the nitrogen treatment （NF） had the best effect; compared with the control， the soil total salt decreased by 30.3%， the alkaline phosphatase activity increased by 68.4%， the urease activity increased by 1.5 times， the soil agglomeration increased and the soil average weight diameter increased by 28.7%. It was followed by the potassium fertilizer treatment， and the alkaline phosphatase activity increased by 43.5%， the urease activity increased by 50.0% and the soil average weight diameter increased by 25.8%. Therefore， nitrogen fertilizer was more beneficial to the growth of Suaeda salsa and the improvement of soil nutrition; the combined application of potassium fertilizer and nitrogen fertilizer had more ecological significances to the growth of Suaeda salsa and the improvement of saline-alkali soil.

Keywords Suaeda salsa; Coastal saline-alkali soil; Soil enzyme activity; Soil agglomeration; Fertilization

鹽地堿蓬（Suaeda salsa）又名翅堿蓬、黃須菜，為藜科（Chenopodiaceae）一年生草本真鹽生植物[1，2]，生長(zhǎng)于海涂或鹽場(chǎng)的鹽灘之上，具有耐鹽堿、耐旱、耐澇等特性[3]。鹽地堿蓬在改善并利用鹽堿地、降低土壤鹽分、減少土壤水分蒸發(fā)、促進(jìn)植物抗鹽機(jī)制研究、提供抗鹽種質(zhì)資源和抗鹽基因工程等方面有著非常重要的意義[4]。

土壤鹽堿化是長(zhǎng)期制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。濱海鹽堿地生態(tài)系統(tǒng)脆弱，受人為影響嚴(yán)重，土壤鹽分含量高，營(yíng)養(yǎng)狀況差。采用生物修復(fù)方法即在濱海鹽堿地種植堿蓬，通過(guò)堿蓬自身具有的吸鹽能力，可將土壤中的鹽分?jǐn)y出。堿蓬具有很強(qiáng)的耐鹽能力，在土壤含鹽量為25.0 g·kg-1的濱海鹽漬土上能夠正常生長(zhǎng)[5]。在鹽化土壤中，氮肥是制約鹽地堿蓬生長(zhǎng)和吸鹽的限制性因子[6]。在0～450 kg·hm-2范圍內(nèi)，鹽地堿蓬的各部分生物量均隨著追施氮量增加呈直線增長(zhǎng)趨勢(shì)，追施氮肥能夠促進(jìn)堿蓬對(duì)鹽分的吸收，使土壤表層中的Na+、K+含量降低[7]。起德花等[8]模擬野外環(huán)境，在外源氮輸入情況下，鹽地堿蓬生物量增加幅度更大，對(duì)鹽地堿蓬生長(zhǎng)的促進(jìn)作用更強(qiáng)，更有利于堿蓬對(duì)鹽堿地的修復(fù)。通常鹽堿地土壤營(yíng)養(yǎng)缺乏。周翠香等[9]在鹽地土壤中添加生物炭，發(fā)現(xiàn)生物炭可以調(diào)節(jié)堿蓬體內(nèi)的滲透壓，降低抗氧化酶活性，促進(jìn)生長(zhǎng)。

本研究通過(guò)比較翅堿蓬施加不同肥料對(duì)鹽堿土壤修復(fù)和改善理化性質(zhì)的影響，試圖挖掘翅堿蓬的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值，探尋低成本的濱海鹽堿土壤修復(fù)方法。

1 材料與方法

2.6 不同施肥處理對(duì)鹽堿地土壤分形維數(shù)的影響

由圖4看出，各處理土壤分形維數(shù)D大小依次是CK>CF>PF>NF>KF。施肥后各處理土壤分形維數(shù)下降0.9%～3.3%，施鉀肥后土壤團(tuán)聚體分形維數(shù)明顯降低，比CK下降3.3%，氮肥處理與鉀肥處理分形維數(shù)數(shù)值接近。PF和CF土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性也提高，但效果比NF、KF略差。

3 討論

堿蓬修復(fù)鹽堿地促進(jìn)了土壤酶活性的提高。鹽漬化土壤中的有效氮磷含量一般較低，難以滿足植物生長(zhǎng)發(fā)育的需求。研究表明，對(duì)生長(zhǎng)在鹽漬土上的植物（無(wú)論是鹽生植物還是非鹽生植物）增施氮磷肥，不僅可以明顯改善植株體內(nèi)的氮磷素養(yǎng)分狀況，而且還能明顯提高植物的耐鹽能力與滲透調(diào)節(jié)能力，緩解鹽分脅迫對(duì)植物的危害，從而促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的形成[11-13]。鹽地堿蓬因具有超強(qiáng)的耐鹽能力，被廣泛應(yīng)用于鹽堿地修復(fù)。種植堿蓬3年后鹽堿地土壤有機(jī)質(zhì)增加56.1%，全氮增加 166.7%，速效磷增加937%，速效鉀增加38.1%[14]。

弋良朋等[15]利用四種鹽生植物進(jìn)行對(duì)比，采用根袋法研究鹽生植物對(duì)土壤根際與非根際土壤養(yǎng)分和酶活性影響，發(fā)現(xiàn)堿蓬對(duì)根際土壤酶活性的影響最大。土壤鹽堿度的增加抑制了脫氫酶、β-葡糖苷酶、脲酶、蛋白酶、堿性和酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶等酶活性[16，17]。研究發(fā)現(xiàn)磷酸酶活性與有機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)/磷呈顯著正相關(guān)[18]。有機(jī)質(zhì)是影響酶活性的主要限制性物質(zhì)，地上部生物量相對(duì)較大的植物在提高有機(jī)質(zhì)方面表現(xiàn)出巨大潛力，不僅可以增加土壤酶活性，還能促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)和利用。因此提高鹽堿植物的生物量對(duì)土壤酶活性大小有重要意義。本試驗(yàn)中施用不同肥料促進(jìn)了堿蓬生長(zhǎng)，從而改善土壤酶活性。這是因?yàn)榈屎外浄蚀龠M(jìn)翅堿蓬地上部生物量提高，可吸收大量鹽分，促進(jìn)土壤中微生物數(shù)量增長(zhǎng)， 進(jìn)而提高了土壤肥力[19]。地上植物生長(zhǎng)使土壤有機(jī)質(zhì)增加，土壤酶活性提高，從而加快鹽漬土的修復(fù)速度[20]。

堿蓬修復(fù)鹽堿地提高了土壤團(tuán)聚性。一般認(rèn)為，土壤團(tuán)聚體可分為大團(tuán)聚體（粒徑>0.25 mm） 和微團(tuán)聚體（粒徑<0.25 mm），而大團(tuán)聚體含量越高說(shuō)明土壤結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。劉中良等[21]研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性越高。劉恩科[22]研究表明土壤有機(jī)碳、微生物量碳與水穩(wěn)性大團(tuán)聚體呈顯著正相關(guān)，而與水穩(wěn)性小團(tuán)聚體呈顯著負(fù)相關(guān);土壤全氮、微生物量氮與水穩(wěn)性小團(tuán)聚體呈顯著負(fù)相關(guān)。本試驗(yàn)堿蓬地中氮肥組和鉀肥組土壤分形維數(shù)明顯低于其他處理，是因?yàn)榈屎外浄侍幚砟芴岣啕}地堿蓬的地上部生物量、根系干質(zhì)量、種子產(chǎn)量和總礦物質(zhì)累積量[23]，從而提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，使大團(tuán)聚體膠結(jié)物質(zhì)含量增加及作用增強(qiáng)[24]。但本研究只是分析了0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)含量，不能全面反映更深土層有機(jī)質(zhì)的空間變化規(guī)律，因此在今后試驗(yàn)中需要研究20～40 cm及更深土層有機(jī)質(zhì)的變化。另外相關(guān)研究表明，適量施氮可以抑制土壤積鹽[25]。由此可見(jiàn)，在改良修復(fù)鹽堿地的過(guò)程中應(yīng)增加氮源的輸入。

我國(guó)有大面積鹽堿荒地和灘涂濕地，還有豐富的地下咸水和取之不盡的海水資源，但這些資源無(wú)法用于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)[26]。堿蓬的作物化使作物由傳統(tǒng)的淡生擴(kuò)大到鹽生，從而使貧瘠的鹽堿地、地下咸水以至海水能夠直接用于生產(chǎn)蔬菜、飼料和食用油[27]。近幾年大多是關(guān)于堿蓬作物種植培育研究，而有關(guān)堿蓬的基礎(chǔ)研究（如化學(xué)成分分析）和產(chǎn)業(yè)化研究鮮見(jiàn)報(bào)道，需要更加深入的研究，充分發(fā)揮堿蓬的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值，達(dá)到自然資源可持續(xù)發(fā)展的目的。

4 結(jié)論

翅堿蓬種植中施用不同種類肥料對(duì)土壤鹽堿地改良有明顯效果，能夠促進(jìn)翅堿蓬生長(zhǎng)，土壤全鹽量降低，有機(jī)質(zhì)含量增加，土壤營(yíng)養(yǎng)狀況得到改善，從而使土壤酶活性提高，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性增加，土壤大團(tuán)聚體所占百分比增加，土壤環(huán)境及理化性質(zhì)得到改善，有助于濱海鹽堿地土壤的修復(fù)。種植堿蓬需要施氮，另外需要施鉀促進(jìn)堿蓬生長(zhǎng)，提高堿蓬的生物量，加快鹽堿地的改良修復(fù)進(jìn)程，進(jìn)而能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

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