不同土壤调理剂对滨海盐碱土毛豆产量及品质的影响

摘要 ［目的］研究不同土壤调理剂对滨海盐碱地毛豆产量及品质的影响。［方法］在宁波慈溪杭州湾滨海盐碱地上施用5种不同的调理剂，分别为钙离子置换剂（T1）、微生物海藻肥（T2）、微生物肥料（T3）、生化黄腐殖酸（T4）以及矿源黄腐酸钾（T5），调查不同处理对毛豆产量以及品质的影响。［结果］T2处理显著提高了滨海盐碱地毛豆的产量，达9 732.4 kg/hm2，较CK增产71.96%。其次为T4和T5，与CK差异达显著水平。施用土壤调理剂可以提高毛豆的抗坏血酸和淀粉含量，但对氨基酸、粗蛋白含量则无显著影响。T4和T3处理显著提高毛豆抗坏血酸含量，分别达13.55和11.69 μg/g。T3处理与T2处理显著提高毛豆的淀粉含量，分别达26.79和22.11 mg/g。［结论］施用土壤调理剂可以显著提高滨海盐碱地毛豆产量，改善毛豆品质，该研究为滨海盐碱地改良提供一定的指导。

关键词 土壤调理剂；滨海盐碱土；微生物肥料；生化黄腐殖酸；矿源黄腐酸钾

中图分类号 S643.7；S156.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）13-0117-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.13.029

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Different Soil Conditioners on the Yield and Quality of Edamame in Coastal Saline-alkali Soil

ZHU Shi-jun， WANG Feng， YUAN Qing et al

（Ningbo Academy of Agricultural Science/Ningbo Key Laboratory of Testing and Control for Characteristic Agro-Product Quality and Safety， Ningbo，Zhejiang 315101）

Abstract ［Objective］ To study the effects of different soil conditioners on the yield and qukyJp4Ad7jZo3yKuJUWYxStUY5P7B9Q/jcS9AngYTeYs=ality of edamame in coastal saline-alkali soil. ［Method］ Five different conditioners were applied to the coastal saline-alkali land in Hangzhou Bay， Cixi， Ningbo. They were calcium ion exchange agents （T1）， microbial algal fertilizer （T2）， microbial fertilizer （T3）， biochemical fulvic acid （T4）， and mineral source potassium fulvic acid （T5）. The effects of different treatments on the yield and quality of edamame were tracked and investigated. ［Result］ T2 treatment significantly increased the yield of edamame in coastal saline-alkali soil， with 9 732.4 kg/hm2， a yield increase of 71.96 % over CK. The next two were T4 and T5， with significant differences in yield. Applying soil conditioner could increase the content of ascorbic acid and starch in edamame， but had no significant effect on the content of amino acids and crude protein. T4 treatment and T3 treatment significantly increased the ascorbic acid content of edamame， reaching 13.55 and 11.69 μg/g. T3 treatment and T2 treatment significantly increased the starch content of edamame， reaching 26.79 and 22.11 mg/g respectively. ［Conclusion］ Applying soil conditioner can significantly increase the yield and improve the quality of edamame in coastal saline-alkali soil， which can provide certain guidance for improving the coastal saline-alkali soil to some extent.

Key words Soil conditioner;Coastal saline-alkali soil;Microbial fertilizers;Biochemical fulvic acid;Mineral source potassium fulvic acid

基金项目 宁波市公益类研发计划项目（2021S018）；宁波市重点研发计划暨“揭榜挂帅”项目（2202Z169）；宁波市特色农产品质量安全检测与控制重点实验室开放课题基金项目。

作者简介 朱诗君（1991—），男，浙江温州人，助理研究员，博士，从事微生物资源挖掘与微生物菌肥研制研究。

*通信作者，副研究员，博士，从事中低产田耕地质量提升研究。

收稿日期 2023-09-05；修回日期 2023-09-25

近年来，由于我国粮食刚需增长，我国耕地面积总量较少且整体质量不高，粮食稳产增长难度较大等问题，我国粮食安全受到了严重的威胁［1］。土壤盐碱化是土壤退化的主要问题之一，作为全球第三大盐碱地分布国家，中国盐碱地面积达1亿hm2，约为现有耕地面积的80%，其中有近80%的盐碱地未得到完全的开发利用，处于荒芜且持续退化状态，因此开展盐碱地的综合利用，成为保障我国耕地与粮食安全的重要战略方针［2-3］。滨海盐碱地的主要形成原因在于地下水水位高、矿化程度大，导致自然脱盐率低，久而久之逐渐积盐形成盐碱地［4-5］。盐碱地除直接产生盐害作用外，还极易导致土壤有机质含量下降、微生物种群稀缺、土壤板结等问题，严重影响种植作物的正常生长发育［6-7］。

由于滨海盐碱土的地下水水位较高等原因，诸多盐碱地改良措施如排灌水、客土改良在滨海盐碱地改良中取得的成果十分有限，相对而言，通过土壤调理剂等投入品的施用，丰富土壤养分，调节土壤微生态，改善作物根际环境，促进盐碱地作物的生长，是一项更为切实可行的盐碱地改良措施。笔者选择5种不同类型的调理剂，通过调查毛豆的产量以及品质，明确调理剂对于滨海盐碱地的改良效果，为滨海盐碱土改良提供一定的理论依据

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

迪斯皮尔，钙离子置换剂，由宁波费尔诺生物科技有限公司生产；艾卓法，微生物海藻肥，由宁波费尔诺生物科技有限公司生产；坤利丰，微生物菌肥，由天津坤禾生物科技集团股份有限公司生产；生化黄腐殖酸，由山东优索化工科技有限公司生产；矿源黄腐酸钾，由深圳市杜高生物新技术有限公司生产。毛豆，浙鲜9号，由浙江省农业科学研究院提供。

1.2 试验地概况

试验地为长河沧北蔬菜种植场，农场位于宁波市慈溪市长河镇沧北村五塘路，毗邻杭州湾新区南部，位于121°12′29.35″E，30°15′11.86″N。该农场所在地区处于北亚热带南缘，属季风型气候，年日照时数2 038 h，年日照百分率47%。年平均气温16 ℃，雨量充足，年降水量1 272.8 mm，年径流总量5.122亿m3，平均相对湿度为80.9%。地区为围海涂区，为河相或河海相沉积物，土壤类型为滨海盐土，平均含盐量在0.4%～1.0%，高者达2%～3%，个别甚至高达5%～9%。试验场地土壤养分状况：pH 8.34，电导率552 μm/cm，有机质12.4 g/kg，全氮 11.6 g/kg，碱解氮35.7 mg/kg，速效磷22.23 mg/kg，速效钾88.00 mg/kg，CEC 7.99 cmol/kg。

1.3 试验设计

毛豆种植密度为52 500株/hm2。设5个处理，以施用清水作为CK；T1，施用迪斯皮尔；T2，施用艾卓法；T3，施用坤利丰；T4，施用生化黄腐殖酸；T5，施用矿源黄腐酸钾。所有投入品按照产品使用规程进行施用，除调理剂外的农业措施按照当地肥水管理进行，每个处理设3个重复，每个重复面积200 m2，毛豆于2023年3月种植，种植后7 d施用1次，随后在分枝期、鼓荚期各施用一次，于2023年6月上旬鼓荚前期采样。去除小区边缘3行毛豆防止边缘效应造成的误差，随后随机选择5丛毛豆植株，连根拔出后，抖去根际土壤后，将其装入网袋中带到实验室中。

1.4 测定指标与方法

摘取植株上的毛豆豆荚，分别统计饱满豆荚和干瘪豆荚的数量，并称重。剥取其中的豆仁测定品质，根据GB 5009.86—2016测定抗坏血酸；根据GB/T 5511—2008测定粗蛋白含量；根据GB 5009.9—2016测定淀粉含量；采用水合茚三酮法测定氨基酸含量。

2 结果与分析

2.1 不同土壤调理剂对毛豆产量的影响

不同土壤调理剂对毛豆产量的影响见表1。从表1可以看出，施用土壤调理剂在不同程度上显著提高毛豆产量，其主要表现在毛豆豆荚数的提升，毛豆豆荚重则无显著提升。施用艾卓法（T2）的毛豆产量最高，达9 732.4 kg/hm2，较CK增产4 072.7 kg/hm2，增加71.96%，达显著水平。施用艾卓法后，毛豆的豆荚数和饱满豆荚数显著提升，平均每株分别达98.5、63.2个。其次为生化黄腐殖酸（T4）与矿物源黄腐酸钾（T5），较CK产量显著提升，但饱满豆荚数无显著差异，而在豆荚数方面，T4与CK达显著差异，但T5与CK无显著差异。最后为迪斯皮尔（T1）和坤利丰（T3），产量、豆荚数、饱满豆荚数与对照均无显著差异。

2.2 不同土壤调理剂对毛豆品质的影响

不同土壤调理剂对毛豆品质的影响见表2。从表2可以看出，不同处理对毛豆抗坏血酸与淀粉含量影响显著，而对氨基酸和粗蛋白无显著影响。相对于对照，施用调理剂可以不同程度提高毛豆豆仁的抗坏血酸含量，其中生化黄腐殖酸的效果最佳，含量达13.55 μg/g，较CK增加6.92 μg/g，提高了104.37%；其次为坤利丰，含量达11.69 μg/g，较CK增加5.06 μg/g，提高了76.32%，均达显著水平。淀粉含量是衡量毛豆品质的关键参数，坤利

丰施用后的毛豆豆仁淀粉含量最高，较CK增加了58.43%，效果显著，其次为艾卓法，较CK其淀粉含量增加了30.75%。而T1、T4和T5的淀粉含量与CK无显著差异。综上所述，施用坤利丰微生物菌肥对毛豆品质的改善效果最佳，其次为艾卓法和生化黄腐殖酸。

3 讨论

滨海盐土是指海相沉积物在海潮或高浓度地下水作用下形成的全剖面含盐的土壤［8］。土壤中以氯化钠为主，土壤中钠离子过高容易导致土壤黏粒和团聚体分散，水和空气的渗透性降低，从而对土壤理化性质产生极大的影响［9］。此外，盐分容易诱导植物产生盐胁迫，主要是由于高浓度的钠限制了植物水分和养分的吸收，并由此引发了初级胁迫反应，主要包括渗透胁迫和离子胁迫，初级胁迫会导致植物体内氧化应激，并引发一系列次级应激反应［10］，如植物的光合作用［11］、养分吸收［12］，抑制酶活并影响细胞的关键代谢进程［13-14］，进而严重影响植物的生长，甚至导致死亡。根据对盐胁迫的应激策略的差异，植物可分为盐生植物和淡土植物［15］。筛选并种植合适的盐生植物是目前滨海盐碱土改良的热门研究方向之一，但盐生植物种类少、经济效益低，难以广泛推广［16-17］。相对于盐生植物，淡土植物所包含的种类较多，其中包括一般农作物，通过土壤调理剂改善淡土植物在盐碱地的生长，是盐碱地改良研究的热门方向之一［18］。

土壤调理剂是指加入土壤中用于土壤物理化学性质及其生物活性的物料，适用于改良土壤结构、降低土壤盐碱危害、改善土壤水分状况或修复污染土壤等。土壤调理剂一般分为矿物源土壤调理剂、有机源土壤调理剂、化学源土壤调理剂和农林保水剂4类，包括磷石膏、石灰质料、腐殖酸等。目前，对于盐碱地改良，较为常见的调理剂通过添加二价离子、三价离子如Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+，置换土壤胶体上的Na+，随后在淋洗、沉降的作用下，达到土壤脱盐的目的［19］。近年来，腐殖酸被证明具有改良土壤、增进肥效、调节生物生长、提高抗逆性和改善作物品质等功能，其作为一种土壤调理剂用于改良土壤和提升土壤肥力等方面取得显著效果［20］。此外，添加外源微生物是盐碱地改良的一种新兴途径［21］。

该研究选择几种主流的土壤调理剂，包括钙镁离子交换剂、腐殖酸、微生物菌肥，研究不同调理剂对盐碱地毛豆产量与品质的影响。张永宏等［22］通过在宁夏盐碱地施用脱硫废弃物、糠醛渣这几种富含钙镁离子的调理剂以及微生物菌肥，表明钙镁离子可以有效降低土壤中Na+含量，较对照水稻产量提高2%以上。朱芸等［23］以硅铝酸盐矿物土壤调理剂为试验材料，采用盆栽方式研究其对土壤理化性质和水稻的影响，结果表明，水稻生物量及产量显著增加。该研究中钙镁离子交换剂对于产量、品质的提升效果最小，其主要原因可能在于尽管通过置换作用，将Na+置换出来，但由于滨海盐土的地下水位普遍较高且矿化程度高，因此置换出来的Na+无法通过淋洗或自然沉降快速从土壤中脱离，无法达到土壤脱盐的目的，从而致使其对滨海盐土的改良效果相对有限。

腐殖物质是由动植物残体，主要是植物残体，经微生物的分解和转化，以及地球物理和化学的一系列累积起来的，或利用非矿源生物质原料经生物化学技术转化的一类由芳香族、脂肪族及多种官能团组成的无定形有机弱酸混合物。腐殖酸是其中一组相对分子较大，具有芳香族、脂肪族及多种官能团结构特征的无定形有机弱酸混合物，而黄腐酸则是一种腐殖酸［24］。根据来源不同，可分为矿源黄腐酸与生化黄腐酸。由于生产工艺的差异，两者在成分上也有差异，矿源黄腐酸的分子结构中苯环含量较多，而生化黄腐酸则含有丰富的吸水基团，苯环含量较少［25］。两者在改良土壤、提高肥力利用率、促进中微量元素吸收、改善植物抗逆性等方面皆具有显著的效果，但两者的功效仍存在一定差异［26］。孙镜开［27］研究矿源腐殖酸和生化腐殖酸对蝴蝶兰生长发育和抗冷性的影响，结果表明，矿源腐殖酸最适浓度为25 mg/L，而生化腐殖酸的最适浓度仅为12.5 mg/L。孟阿静等［28］在塔里木盆地密植骏枣上施用不同类型黄腐酸，发现同等用量的情况下，添加矿源腐殖酸对提高产量、改善品质的效果略优于生化腐殖酸。李玉晨［29］研究发现，相较于生化黄腐酸，矿源黄腐酸更好地提高土壤团聚体稳定性，改良土壤结构；生化黄腐酸则更容易被作物吸收利用，对作物生长调节能力更优。而两者在水分运动特性上呈现截然不同的特征，生化黄腐酸提高土壤入渗能力、导水能力，增大土壤饱和含水量，而矿源黄腐酸则相反。该研究中，施用生化黄腐酸对于毛豆品质的提高效果略高于矿源黄腐酸，其原因可能在于生化黄腐酸更利于作物吸收利用。

施用外源微生物是一种新兴的盐碱土改良途径，目前报道的多株嗜盐、耐盐菌具有巨大的应用前景。宋建等［30］筛选到一株高效降碱的耐盐碱细菌zh1，其pH下降主要由草酸和α-酮戊二酸引起。燕红等［31］在大庆市盐碱地中分离得到菌株7，可以有效降低pH的同时，降低环境中的Cl-，有极大的盐碱改良潜力。除直接对土壤中的pH或离子进行调节外，微生物还可通过促进土壤养分转化、对盐碱地作物直接有促生、抗病等作用，改善盐碱地作物的生长提高产量。杨海霞等［32］研究了盐单胞菌Y2R2具有显著的溶磷能力。朱浩等［33］研究了由极端耐盐碱菌株n14制备的菌肥可以显著提高小麦的生长量以及叶绿素含量，提高土壤和小麦根系的酶活性并减少小麦根系丙二醛含量。沙月霞等［34］以索诺拉沙漠芽孢杆菌B-2、N-16、短小芽孢杆菌N-17和副地衣芽孢杆菌B-26为基础研制的菌剂对盐碱地玉米茎基腐病的预防效果达60%以上并有明显促生增产效果；胡英杰等［35］研究了中度嗜盐地衣芽孢杆菌A010201对马铃薯干腐病有良好的生物防治效果。该研究选用了2种微生物产品，两者在盐碱地毛豆产量或品质的提升皆明显。施用艾卓法、微生物海藻肥有效提高毛豆的产量和淀粉含量，而坤利丰对于毛豆的品质则有明显的促进作用，这与张永宏等［22］、曹巨峰等［36］的研究结果一致。

4 结论

该试验研究滨海盐碱土上施用5种不同土壤调理剂对毛豆产量和品质的影响，结果表明，施用土壤调理剂可以有效提高毛豆产量，改善毛豆品质。施用艾卓法微生物海藻肥可显著提高毛豆产量，产量可达9 732.4 kg/hm2，较CK增产4 072.7 kg/hm2，增加71.96%。施用调理剂可提高毛豆的淀粉含量和抗坏血酸含量，其中施用坤利丰微生物肥料的效果最佳，毛豆淀粉含量达26.79 mg/g，较CK增加58.43%，抗坏血酸含量达11.69 μg/g，较CK增加76.32%。而土壤调理剂对毛豆氨基酸及粗蛋白的影响不大。该试验为滨海盐碱土改良提供一定的技术支持。

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