不同矿化度咸水滴灌对盐地碱蓬的生产性能与品质的影响

摘要：为了探究不同矿化度咸水滴灌对盐地碱蓬（Suaeda salsa （L.） Pall.）的生长、饲料品质、安全性和总灰分积累量等指标的影响，进行为期一年的大田试验。实验分别设置5个盐分水平：1.37（CK），8.00（S1），16.00（S2），24.00（S3），32.00（S4） g·L-1。结果表明，S1处理的生物量与CK无明显差异，而S2，S3，S4较CK减少了12.57%～54.31%。S1，S2，S3，S4处理的粗蛋白含量较CK分别增加了2.53%，31.41%，-19.76%，-28.77%。CK的中性洗涤纤维含量与S1，S2无显著差异，而较S3和S4处理分别降低8.46%和11.08%。各处理间的酸性洗涤纤维含量无显著差异。S2，S3，S4处理的草酸盐含量是CK的1.45～2.34倍，而CK与S1无显著差异。各处理总灰分积累量大小为S1＞S2＞CK＞S3＞S4，S1和S2无显著差异，S1较CK，S3，S4处理高6.90%～95.83%。因此，本研究表明在南疆地区使用8～16 g·L-1的咸水灌溉可在轻微降产的情况下，确保饲草品质和安全性，为盐地碱蓬大面积种植推广提供参考依据。

关键词：盐地碱蓬；咸水滴灌；产量；品质；草酸盐

中图分类号：S283""" 文献标识码：A"""" 文章编号：1007-0435（2024）08-2567-08

Effect of Saltwater Drip Irrigation with Different Salinity on the Production

Performance and Quality of Suaeda salsa

ZHANG Qian， XU Qiang， LIU Hong-guang*， GONG Ping， LI Peng-fei， XIA Han-ji

（College of Water amp; Architectural Engineering， Shihezi University，Shihezi， Xinjiang 832000， China）

Abstract：In order to explore the effects of drip irrigation with saline water of different salinity on the growth，feed quality，safety and total ash accumulation of Suaeda salsa （L.） Pall. A one-year field experiment was conducted，five aslt levels were set in the expreiment： 1.37 （CK），8.00 （S1），16.00 （S2），24.00 （S3），and 32.00 （S4） g·L-1，respectively. The results showed that there was no significant difference in biomass between S1 treatment and CK.，while the biomass of S2，S3，and S4 treatments decreased by 12.57% to 54.31% compared with CK. The crude protein content of S1，S2，S3 and S4 treatments increased by 2.53 %，31.41 %，-19.76 % and -28.77 % respectively compared with CK. For neutral detergent fiber content，there was no significant difference between CK and S1 and S2 treatments，while S3 and S4 treatments decreased by 8.46% and 11.08% respectively. The acidic detergent fiber content of Suaeda salsa was not significantly affected by the salinity of irrigation water，and there was no significant difference among the treatments. The oxalate content of S2，S3 and S4 treatments was 1.45 to 2.34 times that of CK，while there was no significant difference between treatments CK and S1. The total ash accumulation amount of each treatment is as follows：S1gt;S2gt;CKgt;S3gt;S4. There is no significant difference between S1 and S2 treatments. However，the total ash accumulation amount of S1 is 6.90% to 95.83% higher than that of CK，S3 and S4 treatments. Therefore，this study showed that using 8 to 16 g·L-1 saltwater irrigation in southern Xinjiang could ensure the quality and safety of forage while slightly reducing yield，and provide reference for large-scale planting and promotion of Suaeda salsa.

Key words：Suaeda salsa;Saltwater drip irrigation;Yield;Quality;Oxalate

土壤盐渍化和淡水资源缺乏是在干旱和半干旱地区开展农业时面临的重要挑战。新疆地处西北内陆干旱区，不仅降水量稀少，淡水资源匮乏，而且盐渍土面积更是高达1.34×107 hm2，占可利用土地面积的19.75%［1］。淡水资源主要用于农业生产的灌溉用水，农业用水比重超过90%以上。然而，新疆也是一个拥有丰富微咸水资源的地区，其地下分布着2.33～2.67×104 hm2的咸水，含盐量在3～30 g·L-1之间，每年可以开发出约1.72×108 m3的微咸水和咸水资源［2］。因此，将地下咸水作为农业灌溉替代水源，可以有效改善干旱地区农业发展受淡水短缺限制的问题［3-4］。在过去的研究中，人们往往忽视了应用咸水灌溉的影响，而更多关注盐渍土对作物的影响。然而，随着土壤盐渍化和淡水资源短缺的情况日益严重，盐渍土与咸水灌溉相结合，在有限资源下的可持续农业生产成为一个急需解决的重要问题。

在盐碱土壤环境条件下，一般作物在盐渍土中生长缓慢或不能生存。而许多盐生植物不仅能够存活［5-6］，且能产生可观的生物量［7］。开发利用盐生植物将其作为饲料，具有一定的经济价值［8-9］，同时，也是盐渍土改良以及开发利用的一种有效措施［10］。在众多盐生植物中，盐地碱蓬在改良盐渍土方面表现突出。车咏梅等［11］研究表明，NaCl浓度为100 mmol·L-1时对盐地碱蓬的生长有促进作用，其植株含水量明显提高；NaCl浓度为300 mmol·L-1，600 mmol·L-1时则对其生长有抑制。张立宾等［12］研究的盆栽和田间耐盐试验表明，碱蓬的耐盐能力在25.00 g·kg-1左右，耐盐极限为35.00 g·kg-1左右。戈良朋等［13］在不同盐浓度水培条件下，研究囊果碱蓬在苗期的根系形态及根系活力的差异，发现一定浓度的盐分可以促进植物生长，但较高浓度的盐抑制其生长，特别是对根系生长的抑制作用更大。刘金萍等［14］研究认为盐胁迫对碱蓬生长影响不大，而只有高pH值的碱胁迫才抑制其生长。前人研究表明盐地碱蓬可以在盐碱环境中正常生长，且对盐地碱蓬的生长、吸盐量以及盐碱土改良效果方面有大量成果［15-18］，但利用咸水灌溉盐地碱蓬却鲜有报道，对于盐地碱蓬的饲料品质方面也缺乏关注。因此，本文将盐碱土壤和咸水资源整合起来，使其能够在淡水资源有限的情况下实现可持续的农业生产。通过大田试验探讨南疆重度盐碱土条件下不同矿化度咸水对盐地碱蓬生长的影响，明确盐地碱蓬存活并产生足够生物量的咸水矿化度；盐地碱蓬的饲喂品质对不同矿化度咸水的响应；盐地碱蓬的吸盐能力与不同含盐量灌溉水的关系，以期为促进南疆地区畜牧业的发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

试验于2022年4月3日至9月15日在喀什地区岳普湖县（76°75′E，39°24′N；海拔1072.80 m）进行。岳普湖县地处塔克拉玛干沙漠西缘，喀什噶尔平原岳普湖三角洲冲积扇缘的前端，属暖温带大陆性干旱气候。四季分明，气候干燥。日照时间长，少雨水，蒸发量大。春夏多风沙和浮尘天气，无霜期长。年平均气温11.7℃，极端最高温度41.8℃，极端最低温度-23.4℃，年平均降水量52.8 mm，年蒸发量2584 mm。无霜期214 d，日照2762 h。

1.2 试验设计

试验以盐地碱蓬为供试植物，供试土壤为粉砂壤土。土壤容重为1.57 g·cm-3，田间持水率为19.13%（质量含水率），滴灌矿化度参考2020—2021年喀什地区岳普湖县地下水平均矿化度（表1），设5个处理，分别为1.37，8.00，16.00，24.00，32.00 g·L-1，分别记为CK，S1，S2，S3，S4。每个矿化度处理设3次重复。根据喀什地区岳普湖县地下水的主要组成成分见表1，灌溉水溶液为人工配置而成，所配化学药品NaHCO3∶Na2SO4∶NaCl∶CaCl2∶MgCl2∶KCl的质量比例为4∶4∶4∶4∶1∶2。每个试验小区面积为50 m2，土壤初始含盐量与离子含量见表2。灌水方式为滴灌，滴头流量为1.6 L·h-1。各处理生育期划分及灌溉水量见表3。

播种前对试验区进行整地，要求土地平整，采用人工开沟条播方式将盐生植物播种于滴灌带两侧15 cm范围内，株行配置为50 cm，30 cm宽窄行（具体种植模式如图1），播种量30 kg·hm-2。灌溉方式为滴灌，4月10日播种，播种方式为“干播湿出”，苗期统一灌溉2次共计300 m3·hm-2，保证出苗，4月30日开始定苗，定苗后灌溉制度按照表2执行。试验地播种前施用复合肥（N∶P2O5∶K2O=20∶14∶6）500 kg·hm-2，分别于6月15日和7月25日两次追肥，每次均为150 kg·hm-2。

1.3 观测项目与方法

（1）株高（cm）：在各生育期用卷尺测定从地面至植株主茎顶端的高度。

（2）茎粗（mm）：在各生育期用游标卡尺测定植株地面以上2 cm处的碱蓬茎粗。

（3）蓬径（cm）：在各生育期使用卷尺测量碱蓬的南北和东西方向宽度的平均值。

（4）一级分枝数：在各生育期下不同处理小区中随机取样10株，记录盐地碱蓬一级分枝数量。

（5）生物量（kg·m-2）：在各生育期对盐地碱蓬进行植株样品采集，每小区随机采集面积为1 m×1 m。将处理好的鲜材料放入105℃的烘箱中杀青10 min，然后在80℃下烘至恒重，称取干重。

（6）粗灰分含量（g·kg-1）：取烘干的植物材料1.00 g，放入马弗炉中550℃下灰化18 h，置于干燥器中，冷却后称重，即为植物灰分含量。

（7）灰分积累量（kg·m-2）：灰分积累量=粗灰分含量×生物量。

（8）水分生产率（kg·m-3）：水分生产率=生物量/灌溉定额。

（9）盐地碱蓬营养成分测定：盐地碱蓬营养成分的测定均以干物质为基础。粗蛋白（Crude protein，CP）含量采用凯氏定氮法［19］测定，粗脂肪（Ether extract，EE）含量按标准GB/T 6433-2006［20］测定，中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber，ADF）含量采用Van Soest洗涤纤维素分析法［21］测定；草酸盐（Oxalate）含量按标准GB/T 9730-2007［22］的方法测定。

（10）土壤盐分平衡计算［23］：

土壤盐分消减量Ss（kg·hm-2）=Sp+SL-SW

灌溉水盐分输入量SW（kg·hm-2）=灌溉水量×灌溉水矿化度

土壤盐分消减量Ss（kg·hm-2）=Sb-Sa

播种前土壤盐分储存量Sa（kg·hm-2）=Ca×h×10 000×γ1 000

收获后土壤盐分储存量Sb（kg·hm-2）=Cb×h×10 000×γ1 000

灌溉水淋洗盐分输出量SL（kg·hm-2）=Ss-Sp+SW

其中：SP为盐地碱蓬盐分输出量（即盐地碱蓬灰分积累量）；Ca为播种前土壤盐分含量（g·kg-1）；Cb为收获后土壤盐分含量（g·kg-1）；γ为土壤容重（g·cm-3）；h为土层厚度（m）。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2016进行整理，采用单因素（One-Way ANOVA）检验各个指标数据的方差齐性；采用Tukey比较法进行多重比较；使用Origin 2020作图。

2 结果与分析

2.1 不同矿化度咸水滴灌对盐地碱蓬生长的影响

不同矿化度咸水滴溉对盐地碱蓬生长的影响如图2所示。随着灌溉水矿化度的提高，盐地碱蓬株高降低，S1的株高与CK没有显著差异，当灌溉水矿化度提高到S2水平时，株高开始显著下降，S2～S4处理的株高较CK下降了8.39%～63.32%（如图2（a）株高所示）；随着灌溉水矿化度的提高，盐地碱蓬茎粗显著降低，S1与CK相近，两者没有显著差异，当灌溉水矿化度提高到S2水平时，茎粗开始显著下降，S2～S4处理的茎粗仅为CK的74.33%～87.02%（如图2（b）茎粗所示）；随着灌溉水矿化度的提高，盐地碱蓬蓬径显著降低，S1与CK相近，两者没有显著差异，当灌溉水矿化度提高到S2水平时，蓬径开始显著下降，S2～S4处理的蓬径较CK减少了20.62%～58.32%（如图2（c）蓬径所示）；随着灌溉水矿化度的提高，盐地碱蓬一级分枝数量显著减少，S1的一级分枝数与CK没有显著差异，当灌溉水矿化度提高到S2水平时，一级分枝数开始显著减少，S2，S3，S4处理的一级分枝数较CK分别减少了18.10%，48.17%和65.78%（如图2（d）一级分枝数所示）。

2.2 不同矿化度咸水滴灌对盐地碱蓬生物量的影响

由图3所示，不同矿化度咸水滴灌对盐地碱蓬的生物量影响显著（Plt;0.05），CK的总生物量最高，S1生物量与CK没有显著差异，仅减少了6.30%；灌溉咸水的矿化度提高到S2水平后，总生物量开始显著减少，S2，S3，S4处理的总生物量与CK相比分别减少了12.57%，40.80%和54.31%。各处理生物量分配均表现为茎秆＞叶片＞根系＞籽粒。

2.3 不同矿化度咸水滴灌对盐地碱蓬饲喂品质的影响

由表4可知，随着灌溉水矿化度提高，盐地碱蓬的粗蛋白表现出先提高后下降的趋势。S1，S2处理较CK分别增加了2.53%，31.41%，而S3，S4处理较CK分别减少了19.76%，28.77%；盐地碱蓬的粗脂肪随着灌溉水矿化度提高而明显下降，CK与S1，S2处理没有显著差异，而S3和S4处理与CK差异显著（Plt;0.05）；CK与S1，S2处理的中性洗涤纤维含量没有差异，S3和S4处理较CK降低了8.46%和11.08%；盐地碱蓬的酸性洗涤纤维含量不受咸水矿化度的影响，各处理间没有显著差异。

2.4 不同矿化度咸水滴灌对盐地碱蓬饲料安全性的影响

如图4所示，盐地碱蓬的草酸盐含量随着灌溉水矿化度提高而显著提高，CK与S1处理没有显著差异，S2，S3，S4处理达到了CK的1.45，2.13，2.34倍。

2.5 不同矿化度咸水滴灌对盐地碱蓬灰分含量与灰分积累量的影响

由图5可知，各处理的灰分含量均表现为叶片＞籽粒＞茎秆＞根系，且盐地碱蓬各器官的灰分含量均随着灌溉水矿化度的提高而提高，但根系部分的灰分含量没有显著差异，这说明根系的灰分含量受环境的影响最小。叶片部分的灰分含量受咸水灌溉的影响最大，S1～S4处理的叶片灰分含量较CK提高了29.74%～46.69%；茎秆部分的灰分含量增幅为9.74%～16.40%，籽粒的灰分含量增幅为5.33%～12.63%。

随着灌溉水矿化度提高，各处理的灰分积累量表现为先增大后减少的趋势，总灰分积累量表现为S1＞S2＞CK＞S3＞S4，S1和S2处理的总灰分积累量相近，两者没有显著差异，S1处理总灰分积累量较CK，S3，S4处理分别高出了6.90%，52.89%，95.83%。

各处理的灰分积累量均表现为茎秆＞叶片＞籽粒＞根系，茎秆的灰分积累量占到总灰分积累量的44.32%～46.31%；叶片的灰分积累量占到总灰分积累量的29.89%～33.78%；籽粒的灰分积累量占到总灰分积累量的9.91%～14.68%；根系的灰分积累量占到总灰分积累量的8.20%～10.00%。

2.6 不同矿化度咸水滴灌对盐地碱蓬水分生产率的影响

由图6可知，盐地碱蓬的水分生产率明显受灌溉水矿化度的影响，CK的水分生产率最高，为10.63 kg·m-3，S1处理水分生产率与CK相近，两者没有显著差异。灌溉水矿化度提高到S2水平后，盐地碱蓬的水分生产率快速下降，S2，S3和S4处理的水分生产率与CK相比分别下降了12.57%，40.80%和54.31%。

2.7 土壤盐分平衡

由表5可知，各组处理下土壤含盐量随灌溉水矿化度增加而增加。由表6可知，咸水灌溉下的土壤盐分输出量，随着灌溉水矿化度提高而快速减少，而其中仅有CK和S1处理为正值，灌溉水矿化度提高到S2水平后，土壤盐分输出量均为负值，CK土壤盐分输出量较S1，S2，S3，S4处理分别高出了33.20，78.01，135.60和194.76 t·hm-2。

3 讨论

高盐分输入抑制了盐地碱蓬的生长，本研究认为高矿化度咸水灌溉导致盐地碱蓬株型受到影响，其中最明显的变化是一级分枝数显著减少，S2，S3，S4处理的一级分枝数较CK分别减少了18.10%，48.17%，65.78%，高盐分抑制了盐地碱蓬分枝，增加了叶片的肉质化程度［24］。Wang等［25］研究表明，在表层初始含盐量3.62 g·kg-1的土壤中，随着灌溉水盐度的增加，盐地碱蓬产量先增后减，在20 g·L-1时达到峰值。这与本研究结果不一致，本研究中不同矿化度咸水滴灌对盐地碱蓬的生物量影响显著（Plt;0.05），CK的总生物量最高，S1生物量与CK没有显著差异，仅减少了6.30%，S2，S3，S4处理的总生物量与CK相比较分别减少了12.57%，40.80%和54.31%。这可能与南疆地区土壤盐碱化更加严重有关，试验地表层土壤含盐量为16.11 g·kg-1。

丰富的盐响应蛋白对植物多种功能具有帮助，包括光合作用、渗透和离子稳态、信号转导以及活性氧清除系统。粗蛋白含量的增加是耐盐性的一个基本特征。因此，在高盐度条件下，转运蛋白的丰度和活性普遍呈增加趋势，这些蛋白质会随着外部盐浓度的继续增加而减少［26］。这与本研究结果一致的，随着灌溉水矿化度提高，盐地碱蓬的粗蛋白表现出先提高后下降的趋势。S1，S2处理较CK分别增加了2.53%，31.41%，而S3，S4处理较CK分别减少了19.76%，28.77%。过高的盐环境中粗蛋白含量的降低可能是由于盐地土壤养分吸收减少，导致蛋白质合成减少或降解增强，氨基酸利用率低。粗蛋白含量大于7%的植物适合做饲料，在本研究中，盐地碱蓬的粗蛋白含量均在7.03%以上，可以看作是干旱盐渍地区反刍动物的优质饲料或蛋白质补充剂。

本研究中CK与S1，S2处理的中性洗涤纤维含量没有差异，S3和S4处理较CK降低了8.46%和11.08%；盐地碱蓬的酸性洗涤纤维含量不受咸水矿化度的影响，各处理间没有显著差异。Pirasteh等［27］认为，酸性洗涤纤维含量在35%～45%较合适，中性洗涤纤维含量应在40%～50%。本研究中CK，S1，S2处理的中性洗涤纤维含量（42.54%～44.28%），酸性洗涤纤维含量在35.95%～37.71%之间，两者均是符合要求的。

盐生植物生长在盐碱环境中，利用有机酸来平衡对阴离子的过度吸收，其中最丰富的是草酸盐［28］。牧草中草酸盐含量超过干物质含量的7%后会使反刍动物中毒，达到4%时会限制反刍动物采食［29］。本研究中盐地碱蓬的草酸盐含量随着灌溉水矿化度提高而显著提高，CK与S1处理没有显著差异，S2，S3，S4处理达到了CK的1.84，2.39，2.41倍。CK，S1，S2处理的草酸盐含量在1.52%～2.20%之间，符合反刍动物采食的安全要求，而S3，S4处理的草酸盐含量接近4%，限制反刍动物的采食量。

盐地碱蓬除了为牲畜提供草料外，还具有巨大的盐碱土改良能力［30］。随着灌溉水矿化度提高，各处理的灰分积累量表现为先增大后减少的趋势，总灰分积累量表现为S1＞S2＞CK＞S3＞S4，S1和S2处理的总灰分积累量相近，两者没有显著差异，S1处理总灰分积累量较CK，S3，S4处理分别高出了6.90%，52.89%，95.83%。

土壤盐分输出量代表着盐地碱蓬对盐碱地的改良效果，本试验中仅有CK和S1处理为正值，灌溉水矿化度提高到S2水平后，土壤盐分输出量均为负值，CK土壤盐分输出量较S1，S2，S3，S4处理分别高出了33.20，78.01，135.60和194.76 t·hm-2。前人研究表明，可通过增加灌溉水量来提高盐碱土盐分淋洗效率［31］，不同灌溉水量与矿化度耦合条件下盐地碱蓬对盐碱地的改良效果还有待进一步研究。

4 结论

S1，S2处理生物量与CK相比较仅减少了6.30%～12.57%，S1，S2处理粗蛋白较CK分别增加了2.53%，31.41%，本研究中CK，S1，S2处理的中性洗涤纤维含量在42.54%～44.28%之间，酸性洗涤纤维含量在35.95%～37.71%之间，两者均是符合饲料品质要求的。CK，S1，S2处理的草酸盐含量在1.52%～2.20%之间，符合反刍动物采食的安全要求，而S3，S4处理的草酸盐含量接近4%，限制反刍动物的采食量。总灰分积累量表现为S1＞S2＞CK＞S3＞S4，S1和S2处理的总灰分积累量相近，两者没有显著差异。本研究表明在南疆地区可采用8～16 g·L-1咸水灌溉，在小幅度降低产量的情况下，可保证饲喂品质及饲料安全性，盐地碱蓬作为南疆地区的饲料作物具有广阔的发展前景。

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（责任编辑 刘婷婷）