功能性材料对次生盐渍化设施...化性质及黄瓜生理特性的影响.pdf

中国果菜 China Fruit 2 School ofPharmacy Linyi University Linyi 276005 China Abstract In order to study the improvement effect of functional materials on secondary salinization facility soil different mass ratios of functional materials and fertilizers were mixed into the facility soil The effect of functional materials on soil properties and cucumber Deraite 398 physiological indicators was studied The results showed that compared with the control treatment the application of functional materials significantly increased the soil available phosphorus content and significantly increased cucumber plant height stem diameter leaf area chlorophyll a content and cucumber net photosynthetic rate However functional materials have little impact on pH value soluble salt content available nitrogen and potassium content From this it could be concluded that 收稿日期 2023 01 19 第一作者简介 代胜棋 1999 男 本科 主要从事土壤肥料学与土壤植物营养学方面的工作 通信作者简介 张广娜 1983 女 副教授 博士 主要从事壤肥料学与土壤植物营养学方面的工作 设施土壤盐渍化是限制设施农业生产的重要因 子 1 2 土壤盐离子含量升高 严重危害设施蔬菜生产 导 致土壤理化性状变差 使土壤容重高于正常土壤 饱和 导水率和孔隙度显著低于正常土壤 3 4 降低土壤微生物 生物量 5 7 最终影响土壤性能 影响作物的正常生长发 育 8 和作物体内相关酶和植株自身生理代谢功能造成植 物萎缩和叶片坏死 9 11 此外 盐胁迫还会抑制叶绿素的 合成 危害花器和雌蕊 影响花粉活力 导致植株生长发 育不良 从而影响产量 国内外对于土壤盐渍化改良研究表明 盐碱地改良 可通过农艺工程措施 化学措施和生物措施等 12 14 而传 统大水漫灌压盐或农艺工程措施排盐的治理方式 15 16 对水资源及配套设施要求较高 化学措施通过施用改良 剂置换土壤Na 促进盐分淋洗 17 生物措施主要应用菌 肥或栽植绿肥降低土壤pH 含盐量 增加土壤微生物多 样性 18 19 成本较高 且种植绿肥对农业增产意义不大 黄瓜是临沂市兰陵县设施蔬菜主要栽种作物 兰 陵县常年蔬菜种植面积为 8万 hm 2 其中设施黄瓜面 积1 13万hm 2 露地黄瓜面积0 33万hm 2 有些地区已 经连续 15 20年种植黄瓜 设施土壤次生盐渍化情 况较明显 地面苔藓密布 有些次生盐渍化严重的设 施棚内出现地面发白或发红现象 本研究拟选用一种 功能性新材料 通过功能性材料与肥料设置不同比例 混合施用 对设施黄瓜土壤理化性质及黄瓜的生长生 理指标进行测定 以明确该材料对次生盐渍化土壤及 设施内作物的影响 1 材料与方法 1 1 试验地概况 试验设置在山东省临沂市兰陵县新兴镇龙庄村 34 48 N 117 54 E 黄瓜种植大棚内 常年黄瓜连作 黄瓜品 种为当地常规种植品种 德瑞特398 黄瓜自10月中旬 左右定植嫁接苗 次年6月收获完毕 每年施用稻壳发酵 有机肥0 6 t 667 m 2 1 2 试验设计 黄瓜定植前结合整地施用底肥 75 kg 667 m 2 N P 2 O 5 K 2 O 14 16 15 肥料与功能性材料按质量比混 合好后施入土壤 功能性材料为麦饭石 火山岩 二钾石 砭石 木鱼石等矿石 矿渣按配方破碎 混合 低温烧制 再 次破碎 高温烧制 粉碎后过筛的一种富含C O Si Al的 多孔片状物质 本实验设置对照处理 CK 单施复合肥 PCT1 复合 肥与功能性材料质量比100 1 PCT2 复合肥与功能性 材料质量比100 2 PCT2 5 复合肥与功能性材料质量 比100 2 5 共计4个处理 每个处理3次重复 试验小 区面积3 m 5 m 每小区间隔2行黄瓜 1 3 指标测定 于当年10月中旬定植 次年1月份进入盛果期 盛 果期测定黄瓜的株高 茎粗 倒数第四片叶面积 叶片 数 采集叶片测定叶绿素含量 胡萝卜素含量和净光合 速率等 并统计单果质量和田间产量 黄瓜采样的同时于试验小区内采集0 20 cm土样 每小区采集3点混合土样 分别测定土壤pH值 可溶盐 含量 速效氮 磷 钾含量 土壤pH值采用电位法测定 可溶性盐含量采用烘干称量法测定 铵态氮使用靛酚蓝 比色法测定 硝态氮采用双光束紫外分光光度法测定 速效磷采用Olsen法测定 速效钾使用乙酸铵浸提 火焰 光度计法测定 20 1 4 数据处理 采用SPSS16 0对试验所得数据进行单因素方差分 析 方差齐性采用 Tukey多重比较 方差不齐采用 Dunnett s T3方法进行多重比较 图片绘制采用 Excel 2019进行 2 结果与分析 2 1 不同功能性材料用量对土壤理化性质的影响 由表1可知 功能性材料施用后土壤速效磷含量显 著高于对照 但不同用量功能性材料处理间无显著差 functional materials had a significant promotingeffect on the growth and development ofcucumber plants and their impactonthe physicochemical properties ofsecondarysaline soil still needed further research Keywords Facilitysoil secondarysalinization cucumber physiological characteristics 栽培生理 中国果菜54 异 相比对照 各试验处理土壤速效磷含量分别提高 10 37 9 63和9 93 mg kg 而功能性材料施用对土壤pH 可溶性盐含量 铵态氮 硝态氮和速效钾含量等土壤理 化性质无显著影响 2 2 不同功能性材料用量对黄瓜叶绿素含量的影响 由图1所示 与对照相比 功能性材料施用处理显著 提高黄瓜株高 茎粗及叶面积 但施用过多的处理如 PCT2 5对株高和茎粗有一定抑制作用 各处理间 PCT1 效果最好 相比对照 PCT1处理下的单株株高和茎粗分 别增加23 0 0 7 mm PCT1 PCT2和PCT2 5处理叶面积 显著高于对照 相比对照分别增长了60 3 57 7 56 7mm 2 而 黄瓜叶片数各处理间无显著差异 叶绿素是植物进行光合作用的重要物质 如图2 见 下页 所示 PCT1 PCT2和PCT2 5处理的叶绿素a和总 叶绿素含量均显著高于对照 PCT1和PCT2叶绿素a含 量分别比对照高16 9 和16 2 而PCT2 5仅比对照高 13 8 类似的 处理PCT1和PCT2总叶绿素含量分别比 对照高出14 0 和13 0 而PCT2 5仅比对照叶片高出 处理 pH 可溶性盐 mg kg 铵态氮 mg kg 硝态氮 mg kg 速效磷 mg kg 速效钾 mg kg CK 8 03 0 04 a 12 46 0 54 a 19 40 0 56 a 67 90 2 29 a 70 50 2 29 b 254 7 10 0 a PCT1 7 98 0 09 a 12 03 0 52 a 19 77 0 76 a 68 43 1 58 a 80 87 1 58 a 258 0 5 50 a PCT2 7 95 0 04 a 11 90 0 23 a 20 67 0 41 a 68 47 0 59 a 80 13 1 54 a 264 3 12 0 a PCT2 5 7 95 0 04 a 11 90 0 32 a 20 13 0 76 a 66 57 1 96 a 80 43 1 68 a 261 3 11 3 a 表 1 不同功能性材料用量对土壤理化指标的影响 Table 1 Effect of different functional materials dosages on the properties of soil in greenhouse 注 同列不同小写字母表示不同处理间差异显著 P 0 05 图 1 不同功能性材料用量对黄瓜生长指标的影响 Fig 1 Effect of different functional material dosages on cucumber growth indicators 栽培生理 代胜棋 等 功能性材料对次生盐渍化设施土壤理化性质及黄瓜生理特性的影响 注 不同小写字母表示差异显著 P 0 05 图2 3 4同 55 11 4 叶绿素b及类胡萝卜素含量与对照处理相比无 显著差异 2 3 不同功能性材料用量对黄瓜叶片净光合速率的影响 由图3可以看出 功能性材料施用处理与对照组相 比 能够显著提高黄瓜净光合速率 但功能性材料的过 量施用 如PCT2 5 对黄瓜净光合速率有一定的抑制作 用 三组处理中 PCT1处理效果最好 净光合速率比对照 增加25 1 其次为PCT2处理 PCT2 5处理与对照相比 黄瓜叶片净光合速率无显著差异 图 3 不同功能性材料用量对黄瓜叶片净光合速率的影响 Fig 3 Effect of different functional material dosages on the net photosynthetic rate of cucumber leaves 2 4 不同功能性材料用量对黄瓜产量的影响 如图4所示 功能性材料施用处理和对照处理对黄 瓜单果质量的影响没有显著差异 功能性材料试验处理 下的黄瓜单果质量普遍在0 22 0 23 kg 无显著差异 功能性材料处理的产量稍高于对照 PCT1和PCT2 5产 量稍高 分别为5 683 5 609 kg 667 m 2 PCT2处理黄瓜 每667 m 2 产量为5 560 kg 与对照 5 447 kg 相比无显 著差异 图 4 不同功能性材料用量对黄瓜单果质量和产量的影响 Fig 4 Effect of different functional material dosages on single fruit weight and yield of cucumber 3 讨论 3 1 功能性材料对土壤理化指标的影响 土壤中各养分含量直接关系着作物的产量及品质 本试验中 次生盐渍化设施土壤中的养分往往会失衡 影响作物的正常生长发育 功能性材料能显著增加土壤 速效磷含量 提升磷的有效性 这可能是由于功能性材 料为多孔构造 降低了Ca 2 对P的固定 在pH值方面 功能性材料在一定程度上降低土壤pH值 但未达到显 著水平 这与脱硫石膏改善盐渍土有一定的相似性 功 图 2 不同功能性材料用量对黄瓜叶片叶绿素含量的影响 Fig 2 Effect of different functional material dosages on cucumber chlorophyll contents 栽培生理中国果菜56 能性材料含有Si Ca Al等元素 一方面能与土壤中的 Na 进行交换 从而降低pH值 21 另一方面Si Al等离子 对pH值影响不够显著 功能性材料对铵态氮 硝态氮和 速效钾含量影响不大 其原因一方面是因为功能性材料 本身为一种矿物质粉 可能对土壤氮转化相关酶活性影 响较小 另一方面 实验周期较多 材料的后续作用仍需 进一步观察测定 3 2 功能性材料对黄瓜生理指标的影响 黄瓜的生长生理指标是土壤是否适宜黄瓜生长最 直观的表现 功能性材料施用显著增加黄瓜株高和茎 粗 功能性材料为多孔片状物质 施用后增加土壤的通 气透水 可促进设施黄瓜根系生长 能够吸收更多养分 用于营养生长 促进了叶面积增大 株高和茎粗的增加 前人研究表明 土壤速效磷含量较高时 黄瓜植株的净 光合速率会增加 有利于植物代谢 22 叶绿素是高等植物 进行光合作用的主要色素 其含量对蔬菜的品质有很大 的影响 23 施加功能性材料使叶绿素a的含量明显增加 而根据陈晨等 24 研究表明磷肥能明显提高作物叶绿素a 的含量 部分叶绿素a是光合作用的启动器 这也使得叶 绿素总含量和净光合作用速率提升 张景云等 25 认为 在 盐胁迫的土壤条件下会使黄瓜叶绿素的合成受阻 施加 功能性材料处理组中总叶绿素含量的增加也表现了功 能性材料在降低土壤盐含量方面起一定促进作用 3 3 功能性材料对黄瓜产量的影响 功能型材料施用对黄瓜单果质量和总产量方面的 影响不显著 原因可能是功能性材料对土壤理化性质的 影响较小 仅对黄瓜植株生长的影响不足以显著影响黄 瓜产量 4 结论 功能性材料对次生盐渍化土壤理化性质影响较小 对黄瓜生长生理指标影响显著 可显著增加黄瓜株高 茎粗 叶面积 净光合速率和叶绿素a含量等 且小剂量 的功能性材料施用效果最好 在实际生产中也可以更加 节约成本 未来在设施蔬菜其他作物上可进一步试验验 证 如效果良好 可大面积应用推广 参考文献 1 余海英 李廷轩 周健民 设施土壤次生盐渍化及其对土壤 性质的影响 J 土壤 2005 6 581 586 2 殷永娴 刘鸿雁 设施栽培下土壤中硝化 反硝化作用的研 究 J 生态学报 1996 3 246 250 3 李文庆 大棚蔬菜施肥注意的问题 J 北方园艺 1995 5 57 4 张璐 松嫩平原苏打碱土咸水结冰融水淋盐过程及改良机 制研究 D 吉林 中国科学院大学 中国科学院东北地理与 农业生态研究所 2021 4 5 5 WONG V N DALAL R C GREENE R S Carbon dynamics of sodic and saline soils following gypsum and organic material additions A laboratory incubation J Applied Soil Ecology 2009 41 29 40 6 WONG V N DALAL R C GREENE R S Salinity and sodicity effects on respiration and microbial biomass of soil J Biology and FertilityofSoils 2008 44 943 953 7 张慧敏 郭慧娟 侯振安 不同盐碱胁迫对土壤细菌群落结 构的影响 J 新疆农业科学 2018 55 6 1074 1084 8 WARRENCE N J BAUDER J W PEARSON K E The basics ofsalinityand sodicityeffects on soil physical properties Montana State University Extension Service https waterquality montana edu energy cbm background soil prop html 9 刘欣 植物的耐盐生物学机制研究进展 J 哈尔滨师范大 学 自然科学学报 2015 31 2 140 145 10 徐璐 王志春 赵长巍 等 东北地区盐碱土及耕作改良研 究进展 J 中国农学通报 2011 27 27 23 31 11 宋长春 何岩 邓伟 松嫩平原盐渍土壤生态地球化学 M 北京 科学出版社 2003 144 157 12 王合云 李红丽 董智 等 滨海盐碱地不同造林树种改良 土壤效果研究 J 水土保持研究 2016 23 2 161 165 13 韩剑宏 王旭平 张连科 等 玉米秸秆与污泥的腐解物对 盐碱地化学指标的影响 J 水土保持研究 2017 24 3 103 107 14 耿其明 闫慧慧 杨金泽 等 明沟与暗管排水工程对盐碱 地开发的土壤改良效果评价 J 土壤通报 2019 50 3 617 624 15 王增丽 董国平 樊晓康 膜下滴灌不同灌溉定额对土壤水 盐分布和春玉米产量的影响 J 中国农业科学 2016 49 12 2343 2352 16 霍轶珍 王文达 韩翠莲 等 河套灌区灌溉定额对膜下滴 灌玉米生产性状及水分利用效率的影响 J 水土保持研究 2020 27 182 187 下转第66页 栽培生理 代胜棋 等 功能性材料对次生盐渍化设施土壤理化性质及黄瓜生理特性的影响 57 上接第57页 17 张谦 陈凤丹 冯国艺 等 盐碱土改良利用措施综述 J 天 津农业科学 2016 22 8 35 39 18 ABDAllA M H ElENANY AW E NAFADY N A et al Synergistic interaction of Rhizobium leguminosarum bv viciae and arbuscular mycorrhizal fungi as a plant growth promoting biofertilizers for Faba bean Vicia faba L in alkaline soil J Microbiological Research 2014 69 1 49 58 19 郑敏娜 梁秀芝 韩志顺 等 不同改良措施对盐碱土土壤 细菌群落多样性的影响 J 草地学报 2021 29 6 1200 1209 20 鲁如坤 土壤农业化学分析方法 M 北京 农业出版社 1999 136 137 21 王娜 何俐蓉 盐渍化土壤的成因及改良材料的应用 J 南 方农机 2021 52 5 72 73 22 徐诚 轩正英 张娟 等 不同基质对黄瓜生长 产量及果实 品质的影响 J 北方园艺 2022 2 9 17 23 王锦利 蒋惠 芹菜的水培实验 J 中学生物学 2002 4 32 24 陈晨 贾丽丽 陈雪琼 等 不同浓度氮 磷 钾对水培芹菜 生长及叶绿素含量的影响 J 蔬菜 2022 10 31 37 25 张景云 吴凤芝 盐胁迫对黄瓜不同耐盐品种叶绿素含量 和叶绿体超微结构的影响 J 中国蔬菜 2009 10 13 16 8 李岩 刘长仲 5种药剂拌种对马铃薯晚疫病的田间防治效 果 J 中国瓜菜 2021 34 8 84 87 9 中华人民共和国农业部 NY T 1854 2010马铃薯晚疫病 测报技术规范 S 北京 中国农业出版社 2010 10 李丰先 陈小花 干旱半干旱区马铃薯新品种 系 对比试验 J 中国马铃薯 2018 32 6 340 344 11 李淑敏 陈丽文 邵蕾 等 马铃薯疮痂病防治药剂的筛选 与评价 J 中国瓜菜 2020 33 9 83 86 12 刘凌云 卢丽丽 陈是元 等 云南省马铃薯新品种及主要 资源品系的疮痂病抗性评价 J 作物研究 2022 36 3 253 259 13 王娟 陈小丽 谭伟军 等 甘肃中部地区抗病优质专用马 铃薯新品种引进筛选试验 J 中国马铃薯 2022 36 3 206 214 14 胡萌萌 张继宗 张立峰 等 水分胁迫及复水对马铃薯生 长发育及产量的影响 J 干旱地区农业研究 2021 39 2 95 101 121 15 田宇豪 张幸媛 甘斌 等 高温和干旱胁迫对马铃薯生长 的影响及响应机制研究进展 J 中国瓜菜 2021 34 3 7 14 16 金建新 何进勤 黄建成 等 宁夏中部干旱带不同灌水量 对马铃薯生长 产量和品质的影响 J 西南农业学报 2020 33 5 935 940 17 吴玺 刘婧 木灿英 等 干旱胁迫对云南主栽马铃薯品种 淀粉累积及产量构成的影响 J 中国蔬菜 2022 11 70 79 18 VALKONEN J P T Viruses Economical losses and biotechnological potential M Amsterdam Elsevier Science BV 2007 619 641 19 邱彩玲 申宇 高艳玲 等 中国马铃薯种薯生产及质量控 制 J 中国马铃薯 2019 33 4 249 254 20 刘智慧 崔健 董其冰 等 内蒙古自治区乌兰察布市马铃 薯种薯质量评价分析 J 中国马铃薯 2022 36 3 215 222 21 刘冠求 万博 崔亮 等 不同杀菌剂对马铃薯晚疫病和早 疫病的田间防治效果 J 园艺与种苗 2022 42 4 53 54 75 22 肖春芳 王甄 张等宏 等 不同马铃薯品种对晚疫病的田 间抗性评价 J 中国植保导刊 2022 42 5 44 48 19 23 赵继艳 郝建国 实施不同用药方案防治马铃薯黑痣病的 效果 J 中国植保导刊 2022 42 5 52 53 51 24 惠娜娜 李继平 王立 等 7种杀菌剂对马铃薯晚疫病的田 间防效 J 中国植保导刊 2021 41 10 67 69 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 栽培生理中国果菜66