播量和行距对沿海滩涂盐地碱蓬生长发育及降盐改土效应的影响

郁凯 赵小慧 何苏南 王凯 王绪奎 郁洁 陈环宇 洪立洲 刘冲 潘建 海如拉·木萨 凯丽比努尔·卡德尔 邢锦城

摘要：为探究播量、行距对沿海滩涂盐地碱蓬生长发育及降盐改土效应的影响，为种植盐地碱蓬、改良滩涂盐碱土壤提供技术支持，采用田间试验，设置S1（20 kg/hm²）、S2（30 kg/hm²）、S3（40 kg/hm²）3个播量处理及 R1（30 cm）、R2（50 cm）、R3（70 cm）3个行距处理，研究不同播量、行距对盐地碱蓬生长指标、土壤容重、孔隙度、pH值、有机质含量和盐分动态的影响。结果表明，在同一播量下，生物量、叶片肉质化程度随行距增加而降低；在同一行距下，随播量增加，生物量、叶片肉质化程度呈先增加后降低的趋势；生物量、叶片肉质化程度、土壤容重、有机质含量、孔隙度及土壤总降盐率在行距为30 cm、播量为30 kg/hm²时最高；株高、茎粗在行距为50 cm、播量为20 kg/hm²时最大。由相关性分析可知，土壤总降盐率与土壤孔隙度、有机质含量、植株生物量、叶片肉质化程度呈显著正相关，与土壤容重呈显著负相关，与株高、茎粗和pH值无显著相关性。由结果可知，播量、行距主要是通过改变盐地碱蓬植株生物量、叶片肉质化程度来影响其吸盐效果。在试验条件下，为了达到最佳降盐改土效果、提高盐碱地修复效率，选择行距30 cm、播量30 kg/hm²的栽培方式。选择适宜的播量和行距组合可以提高盐地碱蓬对盐分的吸收和排除能力，加快滩涂土壤改良、降盐速度。

关键词：盐地碱蓬；播量；行距；生长发育；降盐改土

中图分类号：S156  文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2024）06-0250-06

收稿日期：2023-08-23

基金项目：江苏现代农业产业技术体系建设专项（编号：JATS[2022]245）；江苏省沿海集团科技“揭榜挂帅”项目（编号：2022YHTDJB014）；农业农村部沿海盐碱地科学观测实验站开放课题暨所基金（编号：YHS202206）。

作者简介：郁凯（1995—），男，江苏盐城人，硕士，研究实习员，主要从事耐盐植物栽培利用研究。E-mail：yukai0790@163.com。

通信作者：邢锦城，硕士，副研究员，主要从事土壤肥料与盐土农业工程相关研究。E-mail：sdauxxx@163.com。

盐胁迫限制全球作物生产力和农业发展，如何改善盐碱地的土壤质量一直是一个重要课题^[1]。据联合国粮食及农业组织（FAO）统计，全世界盐渍土总面积约为10亿 hm²，且在持续增加。我国盐碱地分布广泛，其中滨海盐碱地占比近40%。江苏沿海滩涂总面积约占全国沿海滩涂总面积的1/4，未充分利用的滩涂盐碱地是重要的耕地后备资源^[2]。高效可持续利用滩涂盐碱地可以促进社会发展和国家粮食安全^[3-4]。种植耐盐植物一直是改良盐碱地的一种有效途径^[5]。盐地碱蓬是江苏沿海滩涂典型的一年生肉质盐生植物^[6-7]。前人研究发现，土壤盐分变化受到土壤特性、植被生长的影响，种植盐地碱蓬可以吸收土壤中的盐分，同时增加土壤有机质含量，从而有效改善土壤结构^[8-10]。但在实际生产中，受到沿海滩涂土壤高盐、高碱的影响，盐地碱蓬生长受到抑制。科学合理的栽培方式和田间管理措施是提高作物產量的重要途径^[11]。有研究发现，行距和播种量的合理配置对作物生长关系密切^[12-13]。过大播量、过小行距不仅会增加种植成本，还会导致植株光合作用面积减少，光合利用率低，不利于植物生长；过小的播量、过大的行距会造成土地、肥料、水分及光热资源的浪费，降低了栽培的经济效益。因此，合理密植可以提高植株长势，增加群体生物量，探究行距和播量的最佳配置对于提高盐地碱蓬降盐改土效应和盐碱地合理利用具有重要意义。

综上所述，盐地碱蓬对盐碱地的改良与其生长状况有关，而行距、播量及二者之间的交互作用又进一步影响着滩涂盐碱地上盐地碱蓬的生长状况和吸盐能力。然而，目前针对栽培密度对盐地碱蓬生长、吸盐能力的影响却鲜有报道。因此，本研究通过设置不同播种量和不同栽培行距，探讨科学合理的播量、行距栽培盐地碱蓬，可以明确江苏沿海盐碱地碱蓬修复的最适栽培方式、提高盐地碱蓬降盐改土效率，从而为沿海滩涂地区改良盐碱地及开发利用提供一定技术支撑。

1  材料与方法

1.1  供试地点及供试材料

试验于2022年3—10月于江苏省盐城市金海农场（33°00′N，120°51′E）开展，试验前土壤的基本理化性质见表1。供试碱蓬品种为沿海碱蓬1号，来自江苏沿海地区农业科学研究所。

1.2  试验设计

采用播量和行距双因素随机区组设计，设S1（20 kg/hm²）、S2（30 kg/hm²）和S3（40 kg/hm²）3个播量水平，R1（30 cm）、R2（50 cm）、R3（70 cm）3个行距水平，共9个处理组合，每个处理3次重复，以未种植盐地碱蓬的裸地作对照处理（CK）。试验按随机区组排列，每个小区面积20 m²。试验统一施氮 150 kg/hm²（氮肥为尿素），施P₂O₅50 kg/hm²（磷肥为过磷酸钙），平整小区时全部作基肥一次性施入。

1.3  测定内容与方法

1.3.1  盐地碱蓬生长指标的测定每个小区随机选取10株盐地碱蓬，用卷尺测量株高（地面到顶叶的垂直高度），用游标卡尺测量茎直径（茎基部的直径）。

挖取1 m²全部完整的植株，洗净根系泥土、擦干水分后称量鲜重，按叶片、茎秆、根分样，放入 105 ℃ 的烘箱中杀青10 min后调温至80 ℃烘干至恒重，全部称量得总生物量，叶片肉质化程度通过鲜重/干重计算。

1.3.2  土壤理化性质的测定参照《土壤农化分析》^[14]，采用环刀法测定土壤容重和孔隙度，同时采集0～20、20～40 cm土层土样，带回实验室风干后备用。土壤pH值用酸度计测定，土壤有机质含量用重铬酸钾容量法测定。

1.3.3  土壤含盐量的测定将洗净烘干的蒸发皿在分析天平上称重（m₀），称取10 g风干土壤，土水质量比1∶5，振荡5 min后离心，取25 mL上清液放入蒸发皿中，放入烘箱中于105 ℃烘干并称重（m₁）。

含盐量=（m₁-m₀）÷0.05×100%；

降盐率=（本次含盐量-初始含盐量）÷初始含盐量×100%。

1.4  数据处理

用Excel 2020、OriginLab 2020进行数据处理和作图，用SPSS 17.0进行2因素方差分析，用最小显著性差异法（LSD）进行差异显著性分析。

2  结果与分析

2.1  不同种植密度对盐地碱蓬农藝性状的影响

从表2可以看出，不同播量、行距对盐地碱蓬的株高、茎粗、生物量及叶片肉质化的影响均达到了显著水平（P<0.05），而其交互作用仅对生物量的影响达到极显著水平（P<0.01）。

在同一播量下，随行距增加，株高、茎粗呈先增加后降低的趋势；在同一行距下，株高、茎粗随播量增加而逐渐降低。在行距为50 cm、播量为 20 kg/hm²的处理下，株高、茎粗达最大值，分别为56.5、0.25 cm。在同一播量下，生物量、叶片肉质化程度随行距增加而降低；在同一行距下，随播量增加，生物量、叶片肉质化程度呈先增加后降低的趋势。生物量、叶片肉质化程度在行距为30 cm、播量为30 kg/hm²时达最大值，分别为852.3 g/m²、8.21。

2.2  土壤基本理化性质

2.2.1  土壤容重由图1可知，与裸地相比，种植盐地碱蓬后的土壤容重显著降低。0～20 cm土层土壤容重高于20～40 cm土层。同一播量下，土壤容重随行距增加而升高。在R1、R2处理下，土壤容重随播量增加呈先降低后增加的趋势；在R3处理下，土壤容重随播量增加而降低。在R1S2处理下，土壤容重最低。相较于对照，0～20、20～40 cm土层的土壤容重分别降低了12.4%、11.5%。

2.2.2  土壤pH值由图2可知，与裸地相比，种植盐地碱蓬后的土壤pH值显著降低。20～40 cm土层土壤pH值高于0～20 cm土层土壤。由此可见，土壤pH值受播量、行距的影响不显著。

2.2.3  土壤孔隙度由图3可知，与裸地相比，种植盐地碱蓬后的土壤孔隙度显著增加。0～20 cm土层土壤孔隙度高于20～40 cm土层。在同一播量下，土壤孔隙度随行距增加而降低。在R1、R2处理下，土壤孔隙度随播量上升呈先增后降的趋势；在R3处理下，土壤孔隙度逐渐升高。在R1S2处理下，土壤孔隙度最大。相较于对照，0～20、20～40 cm土层的土壤孔隙度分别增加了47.0%、31.8%。

2.2.4  土壤有机质含量由图4可以看出，与裸地相比，种植盐地碱蓬后的土壤有机质含量显著增加。0～20 cm土层土壤有机质含量高于20～40 cm土层。在同一播量处理下，土壤有机质含量随行距增加而降低。在R1、R2处理下，土壤有机质含量随播量增加呈先增后降的趋势。在R3处理下，土壤有机质含量随播量增加而增加。在R1S2处理下，土壤有机质含量最高。相较于对照，0～20、20～40 cm土层的土壤有机质含量分别增加了40.9%、25.9%。

2.3  播量和行距处理对盐地碱蓬种植后土壤含盐量变化的影响

由图5可知，随盐地碱蓬生育期的延长，滩涂土壤盐分含量呈动态下降的趋势。相较于裸地，种植盐地碱蓬后的土壤含盐量显著降低，在不同深度土层，该规律保持一致。由表3可知，在同一行距下，随着播量的增加，土壤总降盐量、总降盐率都是先升高后降低；在同一播量处理下，随着行距的增加，土壤总降盐量、总降盐率逐渐降低，并在行距为 30 cm、播量为30 kg/hm²的处理下达最大脱盐率，0～20、20～40 cm土层的总降盐率分别为66.6%、35.8%。由表4可知，不同播量、行距处理主要是通过改变盐地碱蓬生物量、叶片肉质化程度来影响其降盐效果的，同时土壤降盐率与土壤容重、土壤孔隙度和土壤有机质含量都有显著的相关性。

3  讨论

3.1  播量和行距对盐地碱蓬生长的影响

播种量、行距是作物栽培中易管理和调控的田间措施之一。选择适当的播量、行距，有助于建立合理的群体结构，尽可能地利用单位面积上的光照、水分、肥料及土地资源，促进光合同化物的积累和分配，从而提高植株生物量和最终产量^[13，15-16]。在先前的研究中，邵秋玲等揭示了种植密度与盐地碱蓬生长之间的相关性，发现当种植密度低于 10株/m²时，株高达到120 cm，而当种植密度达 1 088株/m²时，株高只有40 cm，且没有分枝^[17]。从生物学角度看，株高是反映植株生长状况及其生物量较为理想的一个特征量^[18-19]。本研究中，在同一行距下，随着播量的增加，株高、茎粗减少，生物量、叶片肉质化程度呈先增加后降低的趋势，可能是因为随着播量、行距增加，提高了单行的种植密度，有助于提高光照、肥料等资源的利用效率，从而提高植株总生物量。但是过于密集的种植压缩了植株的生长空间，加剧了资源竞争，导致主茎细弱、株高下降、群体生物量降低。说明在窄行距、中等播量的条件下，盐地碱蓬生长发育状况最优，总生物量最大，这与石嘉琦的研究结果相一致，即在窄行距、中等播量条件下，苜蓿叶片的净光合速率较高，更有利于盐碱地区条件下苜蓿产量的增加^[20]。因此适当减少行距、提高播量有助于盐地碱蓬生长及生物量的累积。

3. 2  播量和行距对土壤理化性质的影响

在沿海滩涂上种植耐盐植物，对土壤理化性质影响显著^[21]。滩涂盐碱地土壤容重大，孔隙度小，土壤紧实，透气性差^[22-23]。在本研究中，盐地碱蓬的生长显著降低了沿海滩涂土壤容重，提高了土壤孔隙度，增加了土壤有机质含量，这与先前的研究结果^[8-9]一致。而0～20 cm土层土壤容重的降幅，孔隙度、有机质含量的增幅要大于20～40 cm土层，这可能是因为盐地碱蓬根系主要分布在0～20 cm土层，使得对更深层土壤活化的作用较小^[24-25]。

土壤容重随行距增加而增加，土壤孔隙度随行距的增加而减少，可能是因为30 cm行距有利于作物生长及根系在土壤中的穿插活力，从而增大土壤对环境水、热变化的缓冲能力，低行距中等播量的植株地下部生物量显著高于其他处理，从而降低了土壤容重、提高了土壤孔隙度，为植株生长创造了良好环境^[26-27]。土壤有机质含量是土壤肥力的基础^[28]。在本试验中，随着行距的增加，土壤有机质含量降低，小行距有利于土壤有机质含量增加。增加播量后，土壤有机质含量先增后降。前人研究发现，土壤有机质含量主要与植株生物量和凋落物有关^[29-32]。在本研究中，在低行距、中等播量處理下，土壤有机质含量最高，这一变化规律与生物量的变化保持一致。

沿海滩涂种植盐地碱蓬后的土壤盐分呈波动下降趋势，0～20 cm土层的降盐效果优于20～40 cm 土层，而在低行距中等播量（行距30 cm，播量 30 kg/hm²）处理下种植盐地碱蓬后，土壤降盐率达最大值，降盐率分别达66.6%、35.8%。盐地碱蓬作为吸盐植物，叶片肉质化程度与盐地碱蓬吸盐能力密切相关^[10，33-34]。在本研究中，播量、行距处理主要通过影响盐地碱蓬的生物量、叶片肉质化程度来提高盐地碱蓬的吸盐能力，从而加快滩涂土壤降盐。与此同时，土壤含盐量与土壤容重、孔隙度和土壤有机质含量呈显著相关性，行距、播量处理有效改善了盐地碱蓬的生长发育状况，改变了土壤理化性质，并在低行距中等播量下获得最大的降盐效果。

4  结论

在沿海滩涂盐地碱蓬栽培种植中，在30 cm行距、30 kg/hm²播量处理下，土壤降盐率最高，低行距中等播量的组合通过提高盐地碱蓬地生物量、叶片肉质化程度来获得最佳降盐改土效果。因此，播量、行距是影响江苏沿海滩涂种植盐地碱蓬降盐效应的重要因素，在实际生产中选择适宜的播量和行距组合可以提高盐地碱蓬对盐分的吸收和排除能力，加快滩涂土壤改良和降盐速度。

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