凹凸棒石盐碱阻隔材料不同铺设量对景电灌区萝卜生长及产量和品质的影响

2024-10-25 00:00:00史中兴廖赞陈亮杜雷超寇燕燕刘斌金一娜
中国瓜菜 2024年10期

摘 要:为有效解决景电灌区土壤盐碱化和次生盐碱化问题,采用盐碱地原位工程化根治技术,在景电灌区大田条件下,以萝卜为试材,不铺设凹凸棒石盐碱阻隔材料为对照(CK),研究凹凸棒石盐碱阻隔材料不同铺设量(3.5、3.0、2.5、2.0、1.5、1.0 t·667 m-2)对萝卜植株生长及产量和品质的影响。结果表明,在不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理下,3.0 t·667 m-2处理的土壤pH和全盐含量最低,脱盐率最高,达到了38.80%,萝卜的出苗率也最高,为95.24%,各生育期萝卜的叶长、叶宽和叶片SPAD值均高于其他处理,叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率及植株地上部和地下部鲜质量、干质量均高于其他处理,且显著高于对照。在各处理中,3.0 t·667 m-2处理萝卜可溶性固性物含量和产量均最高,分别为1.23%和3 306.42 kg·667 m-2,且均显著高于对照。综上,景电灌区盐碱地上铺设3.0 t·667 m-2凹凸棒石盐碱阻隔材料,可实现萝卜优质高产的目标。

关键词:萝卜;盐碱地;原位工程化根治技术;生长;产量;品质

中图分类号:S631.1 文献标志码:A 文章编号:1673-2871(2024)10-124-08

收稿日期:2024-02-01;修回日期:2024-07-10

基金项目:甘肃省水利重点科研计划项目(甘水科外发〔2018〕70号);甘肃省青年科技基金计划项目(20JR5RA067);甘肃省陇原青年创新创业人才(个人)项目(2021LQGR09);甘肃省青年科技基金项目(23JRRD0001);甘肃省技术创新引导计划项目(20CX9NA019)

作者简介:史中兴,男,正高级工程师,主要从事农业灌区土壤改良和作物栽培技术研究。E-mail:347582892@qq.com

通信作者:刘 斌,男,工程师,主要从事作物栽培生理生态和栽培技术研究。E-mail:liubin3626570@163.com

Effects of different laying amounts of aubergine saline barrier material on the growth, yield and quality of radish in Jingdian irrigation area

SHI Zhongxing1, LIAO Zan1, CHEN Liang2, 3, DU Leichao2, KOU Yanyan1, 3, LIU Bin1, 3, JIN Yi’na1

(1.Gansu Jingtaichuan Irrigation Water Resources Utilization Center, Jingtai 730400, Gansu, China; 2.Gansu Academy of Agri-Engineering Technology, Wuwei 733006, Gansu, China; 3. College of Horticultural, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu, China)

Abstract: To effectively improve the soil salinization and secondary salinization problems in Jingdian irrigation area, the in-situ engineering remediation technology of saline alkali land was adopted. Radish was used as the test material to study the effects of different laying amounts (3.5, 3.0, 2.5, 2.0, 1.5, 1.0 t·667 m-2) of aubergine saline barrier material on the plant growth, yield and quality of radish in the field conditions of Jingdian irrigation area, with the non aubergine salt and alkali barrier material as the control (CK). The results showed that under different level of aubergine saline barrier material application, the 3.0 t·667 m-2 treatment had the lowest soil pH and total salt content, and the highest desalination rate of 38.80%. It also had the highest radish emergence rate of 95.24 %. The leaf length, leaf width and leaf SPAD of radish in each fertility period were higher than other treatments. The leaf net photosynthetic rate, stomatal conductance transpiration rate, fresh and dry mass of aboveground and underground were all higher than other treatments and significantly higher than CK, Among all the treatments, the 3.0 t·667 m-2 treatment had the highest soluble solids content and yield, which was 1.23% and 3 306.42 kg·667 m-2, respectively, and were significantly higher than the control CK. In summary, the goal of high quality and high yield of radish can be realized by laying 3.0 t·667 m-2 of aubergine saline barrier material on saline land in Jingdian irrigation area.

Key words: Radish; Saline land; In-situ engineering radical resection technology; Growth; Yield; Quality

土壤盐碱化是全球范围内威胁干旱和半干旱地区农业生产、粮食安全和可持续发展的重要问题之一。目前,全球盐碱地面积约1.1×109 hm2,占地球总面积的8.7%[1]。我国盐碱地总面积为3.69×107 hm2,主要分布在西北、华北、东北及沿海地区,约1/6具有农业改良和利用潜力[2]。西北地区水资源匮乏,加上农业生产不合理的地下水开采,造成地下水位进一步下降,水质矿化度升高,加速了土壤荒漠化和盐碱化进程[3-4]。景电灌区地处腾格里沙漠向黄土高原的过渡地带,是我国黄河中上游重要的高扬程灌溉农业区。景电工程自建成运行50多年来,在大量引黄灌溉水的渗入后,地下水原有的状态被改变,在灌区地势较低地区地下水位不断抬升,由于没有配套的排水措施,因此造成盐水无法排出,沉积在低洼处,形成碱内涝。灌区土壤属于含盐量高的荒漠灰钙土,导致了严重的盐碱化和次生盐碱化[5],土壤盐碱化正在无情地吞噬着灌区的大片良田沃土。景电灌区盐渍化土壤受干旱地区蒸发量远大于降水量的自然条件以及农业灌溉重灌轻排的传统灌溉方式的影响,土体中的盐分含量表聚,耕层土壤含盐量提高,进一步加重了土壤盐渍化程度[6-7]。土壤盐碱化造成的土壤肥力下降、作物生长不良和生态环境脆弱等问题严重制约着现代农业的可持续发展[8],如何有效改良和治理盐碱化土壤成为灌区农业急需解决的关键问题。

目前,国内外用于盐碱地土壤改良的方法较多,主要包括综合改良技术[9]、暗管排盐技术[10]、水利工程改良技术[11]、生物炭改良技术[8]、化学改良技术[12-13]、农艺改良措施[14]和植物改良技术[15]等,这些方法在盐碱土壤治理中,短期效果较为明显,但随着时间推移,深层土壤的可溶性盐类上移至表层土壤,重新聚集,进一步加重了土壤盐碱化和次生盐碱化程度[16]。而采用创新后的原位工程化根治技术,充分利用凹凸棒石盐碱阻隔材料,有效切断了深层土壤的盐碱毛细管迁移,阻断效果明显,可降低土壤含盐量,实现作物提质增产,在抑制土壤盐碱化和次生盐碱化发生方面起到了积极的作用,已在玉米[16]、小麦[17]等大田作物及甜瓜[18-19]等经济作物上试验推广,促进了农业增效和农民增收。

萝卜(Raphanus sativus L.)作为景电灌区重要的经济作物,需水量较大,为提高萝卜的产量和品质,种植户大量用水用肥,致使土壤盐碱化程度加重,严重制约了萝卜产业的健康发展,而在鲜食萝卜生产上采用盐碱地原位工程化根治技术的研究鲜有报道。鉴于此,笔者采用盐碱地原位工程化根治技术,在景电灌区大田条件下,以萝卜为试材,不铺设凹凸棒石盐碱阻隔材料为对照,研究不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量对萝卜植株生长及产量和品质的影响,综合分析盐碱地治理效果,筛选出景电灌区大田萝卜种植最适宜的凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量,以期为景电灌区盐碱地治理和萝卜提质增产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验区位于甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心灌溉试验站,该试验区属温带干旱型大陆气候,年日照时数2652 h,平均辐射量6.18×105 J·cm-2、平均气温8.5 ℃,无霜期191 d,年平均降水量201.6 mm,蒸发量2361 mm。供试土地规整、排灌方便,周边无遮挡,日照充足,前茬种植作物为小麦。

1.2 材料

凹凸棒石盐碱阻隔材料、凹晶地力恢复剂和改良剂,由甘肃靖远凹晶矿业开发有限公司提供。供试萝卜品种为七星萝卜,属鲜食萝卜,一代杂交种,肉质根入土部分少,表皮色绿光滑,亮泽美观,肉色绿,口感脆甜,抗病高产,由天津科润农业科技股份有限公司提供。

1.3 方法

试验采用单因素随机区组试验设计。以凹凸棒石盐碱阻隔材料一次性铺设量为试验单因素,设置6个处理T1~T6,铺设量依次为3.5、3.0、2.5、2.0、1.5、1.0 t·667 m-2,以不铺设凹凸棒石盐碱阻隔材料为对照(CK)。每处理3次重复,共21个小区,小区面积为30 m2(3 m×10 m)。

盐碱原位工程化技术:于2021年9月开挖试验地深50~70 cm 土壤后,对下层基础进行整平处理,并用压路机夯实。将凹凸棒石盐碱阻隔材料均匀铺设于夯实后的基础上,铺设量按试验设计,然后应用铺设机械将凹晶缓冲材料均匀铺设于凹凸棒石盐碱阻隔材料上,铺设量为15 t·667 m-2,铺设厚度为3 cm,铺设完成后,用小型压路机进行碾平处理;最后在阻隔层上铺设细沙和细颗粒土壤作为保护层,铺设厚度为10 cm,将上层土壤回填。上层土壤盐分清除和土壤地力恢复:采用灌水洗盐的方式,洗盐每次用水量150 m3·667 m-2,于2021年9-11月共洗盐4次,周期为7 d,在每次灌水前采用旋耕机械进行搅拌处理。上层土壤盐分清除后,利用凹晶地力恢复剂进行土壤地力恢复。具体使用方法如下:将地力恢复剂颗粒均匀撒于土壤表面,使用量为250 kg·667 m-2,然后用旋耕机械进行耕作,土壤地力恢复期为6个月。

萝卜于2022年8月20日播种,10月28日成熟采收,采用平畦覆膜栽培,种植带宽1.2 m,走道宽30 cm,行距30 cm,株距25 cm,每个种植带栽植4行,铺设2根滴灌带。施肥水平与当地高产田水平一致,每667 m2施充分腐熟的有机肥1000 kg、硫酸钾20 kg、磷酸二铵15~20 kg,将肥料均匀撒于土壤表面,用小型旋耕机深耕30~35 cm,并进行晾晒,后期水肥供给均采用自主研发的YX-3型智能水肥一体化管控设备,保证水肥均匀供给,其他栽培管理措施与当地高产田一致。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 萝卜植株长势 萝卜出苗(播种后3~5 d)后,统计各处理的出苗率。分别在苗期、莲座期(从肉质根“破肚”到“露肩”)、肉质根膨大期、成熟期4个生育时期每处理、每次重复随机连续取5株,测定萝卜总叶片数、叶柄粗度、叶片长度、叶片宽度;在成熟期采收时,另取3株,用钢卷尺测量萝卜肉质根长度,用电子天平分别测定地上/地下部鲜质量,并于105 ℃烘箱中杀青30 min,然后转80 ℃烘干至恒质量,测定地上部和地下部干质量。

1.4.2 萝卜叶片光合参数 分别在苗期、莲座期、肉质根膨大期、成熟期4个生育时期每处理、每次重复随机连续取5株(叶片),用便携式SPAD-502型叶绿素仪测量叶片SPAD值,每个叶片重复测量3次,最后取其平均值。在萝卜肉质根膨大期,选择晴朗无云的天气,在09:30—11:30用LI-6400XT型便携式光合测定系统测定植株完全展开功能叶的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci),每处理、每次重复连续测定5株(叶片),每个叶片记录3组稳定数值。

1.4.3 产量及品质 在萝卜达到商品性成熟后采收测产,根据实收产量和小区面积折算出每667 m2产量;测产后每处理分别选取10个萝卜测定肉质根皮厚、果实直径、水分含量和可溶性固形物含量。

1.4.4 土壤pH及全盐量 采用五点取样法,于萝卜收获后,铲去采样点的表层土壤,用土钻垂直插入土壤中,取深度0~30 cm的土壤,每份500 g。将土样中较大的土块压碎并挑除杂草根系,然后将每个小区五点的土样混匀,用四分法留取每小区土样500 g供检测。将土样送至甘肃省农业科学院农业测试中心,采用电极法用pH S-25型酸度计测定土壤pH;采用电导率法用DDS-12A数显电导率仪测定全盐量,并计算脱盐率[20]。脱盐率/%=(对照土壤全盐含量-处理土壤全盐含量)/对照土壤全盐含量×100。

1.5 数据分析

采用SPSS19.0数据处理系统进行差异显著性分析(Duncan新复极差法p<0.05),利用Excel 2007软件进行数据记录和作图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤pH和全盐量的影响

由表1可知,不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量影响土壤的pH和全盐量,随着凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量的减少,土壤的pH和全盐量均呈先降低后升高的变化趋势,均在T2处理下最低,土壤脱盐率则相反,在T2处理下最高。除T6处理外,其他各处理土壤pH均较CK显著降低,其中T2处理降低了5.76%。不同处理下的土壤全盐量均较CK显著降低,其中T2处理降低了38.57%。T1、T2和T3处理的脱盐率均显著高于其他处理,T1、T2与T3各处理间脱盐率无显著差异。

2.2 不同处理对萝卜出苗率的影响

由图1可知,随着凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量的减少,萝卜的出苗率呈先升高后降低的变化趋势,在T2处理下达到峰值。不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理下,萝卜的出苗率均在85%以上,均显著高于CK。其中T2处理萝卜的出苗率显著高于除T3处理外的其他处理,较CK显著提高17.65%。

2.3 不同处理对萝卜叶片总数的影响

由表2可知,随着生育期的推进,各处理萝卜的叶片数呈逐渐增加的趋势,在成熟期达到最大值。在苗期、莲座期和肉质根膨大期,随着凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量的减少,萝卜的叶片数呈现先升高后降低的趋势。在苗期,T2处理的叶片数较T6处理和CK均显著增加了30.95%,T6处理和CK的叶片数与T2、T3处理差异显著,其他处理间差异不显著。在莲座期,T1、T2和T3处理的叶片数均显著高于其他处理,T1、T2和T3处理间差异不显著,T1、T2和T3处理分别较CK显著增加了40.93%、45.57%和54.57%。在肉质根膨大期,T2处理的叶片数较T6处理和CK分别显著增加了26.70%和35.80%,与其他处理差异不显著。在成熟期,T1、T2和T3处理的叶片数均显著高于其他处理,且T1、T2和T3处理差异不显著,T1、T2和T3处理分别较CK显著增加了23.56%、32.39%和29.48%。

2.4 不同处理对萝卜植株叶柄粗度的影响

由表3可知,随着生育期的推进,各处理萝卜植株的叶柄粗度呈现逐渐增加的趋势,在成熟期达到最大值。在同一生育期,随着凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量的减少,萝卜的叶柄粗度呈先升高后降低的变化趋势,均在T3处理下达到峰值。在苗期,T1、T2和T3处理的萝卜叶柄粗度均显著高于其他处理,T1、T2和T3处理差异不显著,T6处理和CK差异不显著。在莲座期,不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理的萝卜叶柄粗度均显著高于CK,T1和T2处理差异不显著,T5和T6处理差异不显著。在肉质根膨大期,除T6处理外,其他处理的萝卜叶柄粗度均显著高于CK,T2和T3处理分别较CK显著增加了33.55%和35.73%,T2与T3处理差异不显著。在成熟期,不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理的萝卜叶柄粗度均显著高于CK,T1、T2和T3处理差异不显著,T4与T5处理差异不显著,T5与T6处理差异不显著。

2.5 不同处理对萝卜叶片长度的影响

由表4可知,随着生育期的推进,各处理萝卜的叶片长度呈逐渐增加的趋势,在成熟期达到最大值。在同一生育期,随着凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量的减少,萝卜的叶片长度呈先升高后降低的变化趋势,均在T2处理下达到峰值。在苗期和莲座期,各处理的叶片长度与CK无显著差异。在肉质根膨大期,T2处理的叶片长度显著高于CK,其他处理与CK无显著差异,各凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理差异不显著。在成熟期,T1、T2和T3处理的叶片长度均显著高于CK,T1、T2、T3和T4处理差异不显著,T4、T5、T6处理与CK差异不显著。

2.6 不同处理对萝卜叶片宽度的影响

由表5可知,随着生育期的推进,各处理下萝卜的叶片宽度呈逐渐增加的趋势,在成熟期达到最大值。在苗期、莲座期和成熟期,随着凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量的减少,萝卜的叶片宽度呈先升高后降低的变化趋势,均在T2处理下达到峰值。在苗期,不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理的萝卜叶片宽度与CK无显著差异。在莲座期,不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理的萝卜叶片宽度差异不显著,T2和T3处理分别较CK显著增加了23.72%和18.61%。在肉质根膨大期,T2和T3处理的萝卜叶片宽度分别较CK显著增加了13.67%和10.06%,T2与T3处理无显著差异,其他处理与CK无显著差异。在成熟期,T1、T2、T3和T4处理的萝卜叶片宽度均显著高于CK,T5和T6处理与CK无显著差异,T1、T2与T3处理差异不显著。

2.7 不同处理对萝卜叶片SPAD值的影响

由表6可知,随着生育期的推进,各处理萝卜叶片的SPAD值呈先升高后降低的趋势,均在肉质根膨大期达到最大值。在同一生育期,随着凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量的减少,萝卜叶片的SPAD值呈现先升高后降低的变化趋势,均在T2处理下达到峰值。在苗期,T2和T3处理的萝卜叶片SPAD值分别较CK显著提高了15.20%和14.77%,其他处理与CK无显著差异。在莲座期,各处理萝卜叶片的SPAD值均显著高于CK,T2和T3处理分别较CK显著提高了25.20%和21.62%,T2和T3处理差异不显著,T4和T5处理差异不显著。在肉质根膨大期,T2处理的萝卜叶片SPAD值显著高于其他处理,较CK显著提高了22.03%,T1、T3和T4处理差异不显著,T5和T6处理差异不显著。在成熟期,T2处理的萝卜叶片SPAD值显著高于除T3处理外的其他处理,较CK显著提高了24.14%,T1、T3和T4处理差异不显著,T5和T6处理差异不显著,T6处理和CK差异不显著。

2.8 不同处理对萝卜叶片光合参数的影响

由表7可知,不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量影响萝卜叶片的光合参数,随着铺设量的减少,萝卜的叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均呈先升高后降低的变化趋势,均在T2处理下达到最大值;各处理胞间CO2浓度呈先降低后升高的变化趋势,在T2处理下为最小值。T2和T3处理的Pn、Gs和Tr均显著高于CK,其他处理的Pn与CK无显著差异。T2处理的Pn、Gs和Tr较CK分别显著提高了20.27%、140.91%和33.73%,T2处理的Ci较CK显著降低13.12%。T2处理的Pn显著高于T3处理,但其Gs、Ci和Tr与T3处理无显著差异。T4、T5和T6处理的光合参数均与CK无显著差异。

2.9 不同处理对萝卜植株累积生物量的影响

由表8可知,不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量影响萝卜植株的累积生物量,随着凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量的减少,萝卜的地上、地下部生物量以及肉质根长度均呈先升高后降低的变化趋势,均在T2处理下达到峰值。除T6处理外,其他凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理下的地上部鲜质量均显著高于CK,T2处理较CK显著增加了34.65%。T2处理的地下部鲜质量较CK显著增加了15.51%,T5、T6处理和CK差异不显著。T2处理的地上部干质量较CK显著增加了24.41%,其他凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理与CK差异不显著。T2和T3处理的地下部干质量分别较CK显著增加了37.82%和15.53%,其他凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理与CK无显著差异。各凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理下的肉质根长度均显著高于CK,T2处理的肉质根长度较CK显著增加了13.14%。除T6处理与T2处理肉质根长度差异显著外,其他凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理之间差异不显著。

2.10 不同处理对萝卜品质的影响

由表9可知,不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量影响萝卜的品质,随着凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量的减少,萝卜的直径、可溶性固性物含量和水分含量均呈现先升高后降低的变化趋势,均在T2处理下达到峰值;萝卜皮厚在各处理间无显著差异。除T6处理外,其他凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理的萝卜直径均显著高于CK,其中T2处理较CK显著增加了34.74%。除T5和T6处理的可溶性固形物含量外,其他凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理均显著高于CK。T2和T3处理的水分含量分别较CK显著增加了2.21%和1.83%,各凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理间水分含量无显著差异,除T2和T3处理外,其他凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量处理与CK无显著差异。

2.11 不同处理对萝卜产量的影响

由图2可知,不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量影响萝卜的产量,随着凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量的减少,萝卜的产量呈先升高后降低的变化趋势,在T2处理下达到峰值,为3 306.42 kg·667 m-2,较CK显著提高15.51%,T1、T2与T3处理间差异不显著,但均显著高于CK,T4、T5与T6处理间差异不显著,但均高于CK。

3 讨论与结论

我国干旱半干旱农业区土壤盐碱化问题严重,盐碱地的改良和治理是缓解土地资源紧张和改善生态环境的有效途径[21]。研发低成本、环保且有效的盐碱地治理技术方案和材料,对提高盐碱地利用和土地生产效率具有重要的现实意义。本研究就地取材,充分利用白银当地优势特色资源凹凸棒石,成功研制了凹凸棒石盐碱阻隔材料,结合地表下渗水阻隔材料、改造后土地“熟化”和“肥化”等材料铺设于盐碱地耕作下层,阻隔地下水中可溶性盐类通过毛细管作用在土壤表面积聚造成的土壤次生盐碱化,结合创新的原位工程化根治技术工艺,从而实现盐碱地土壤的改良和治理。

笔者通过设置不同凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量,首次对萝卜的植株生长、叶片光合特性、产量及品质等进行研究。结果表明,在萝卜应用盐碱地原位工程化根治技术后,均不同程度地降低了土壤pH和全盐量,促进了萝卜的出苗、生长,提高了产量,改善了品质,实现了萝卜的提质增产。盐碱改良措施处理后的萝卜出苗率,植株生长,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等叶片光合参数及产量和品质均高于对照,可能原因是,在未经处理的盐碱地上种植作物,较高浓度的盐离子会对作物的生长形成盐碱胁迫,阻碍水分和矿质营养的吸收利用,使植物营养失衡,代谢紊乱,同时高盐碱渗透胁迫破坏了植物的叶肉细胞结构,抑制了叶片的各种生理生化过程,致使光合作用减弱,植株的生长受到抑制[20]。而采用盐碱地原位工程化根治技术,该技术的关键是使用凹凸棒石盐碱阻隔材料,材料本身具有极强的吸水能力,能吸附数十倍于自身质量的水,使盐分稀释,大幅减少了根系对有害盐分的吸收,同时较低浓度的盐离子缓解了对植株的盐碱胁迫,维持植物的K+/Na+稳态,促进了植株根系对水分和养分的吸收,提高了植株叶片的光合和蒸腾速率[22-23],进而促进了萝卜植株的生长。另外,使用凹凸棒石盐碱阻隔材料可有效切断深层土壤的盐碱毛细管迁移,阻止了深层土壤盐碱向上运输,大幅降低了表层土壤的pH和全盐含量,从而为萝卜的生长创造了较为优良的土壤环境,降低了表层土壤对萝卜植株生长的盐胁迫,为地上部植株生长供应了充足的养分,促进了萝卜叶片总数、叶片大小的增加,叶片光合性能提高,为萝卜产量提高和品质改善奠定了一定的基础,这与Mavi等[24]的研究结果一致。

本研究结果还表明,在使用凹凸棒石盐碱阻隔材料后,随着铺设量的减少,萝卜的部分生长指标、叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、产量和可溶性固性物含量均呈现先升高后降低的变化趋势,在一次性铺设量为3.0 t·667 m-2条件下达到峰值,盐碱改良效果最为显著。以上结果表明凹凸棒石盐碱阻隔材料的铺设对萝卜的生长有正向效应,最佳用量的凹凸棒石盐碱阻隔材料改善效果最为显著,这与在玉米[16]、春小麦[17]、甜瓜[18-19]和冬小麦[25]上的研究结果相一致。光合作用是作物生长过程中最重要的生理活动,是作物进行正常生长发育、果实膨大及获得高产的基础[26],本试验中过高或过低的凹凸棒石盐碱阻隔材料铺设量均对萝卜叶片的光合生理产生抑制作用,铺设量过高时,材料铺设的工艺和操作流程会使萝卜植株根系透气性下降,根系呼吸作用减弱,对水肥的吸收能力下降,进而导致植株叶片生长不良,光合作用受到抑制,净光合速率下降;过低的铺设量对高渗透胁迫的盐碱地来说,由于使用的凹凸棒石盐碱阻隔材料较少,不能较为有效地切断深层土壤的盐碱毛细管迁移,因此改良效果不明显,部分深层土壤盐碱向上运输,表层土壤含盐量仍然较高,脱盐效果不佳,影响了植株根系对水分和营养物质的吸收利用,抑制了萝卜植株叶片的光合生理过程。但本试验仅仅探究了凹凸棒石盐碱阻隔材料的铺设量对萝卜植株生长及土壤脱盐效果的影响,而对凹凸棒石盐碱阻隔材料本身的化学性质以及对土壤进一步的改良效应、理化性状、多年定位处理效果等还有待于深入研究。

综上所述,在景电灌区盐碱地一次性铺设凹凸棒石盐碱阻隔材料可促进萝卜生长,提高产量和品质,其中凹凸棒石盐碱阻隔材料一次性铺设量为3.0 t·667 m-2效果最优,可以作为甘肃景电灌区盐碱地原位工程化技术治理土壤盐碱化的最优参考方案。

参考文献

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