2024 年 6 月 灌溉排水學(xué)報(bào) 第 43 卷 第 6 期 Jun 2024 Journal of Irrigation and Drainage No 6 Vol 43 26 文章編號(hào) 1672 3317 2024 06 0026 08 微咸水滴灌對(duì)溫室黃瓜土壤酶活性和產(chǎn)量的影響 李少雄 劉淑慧 趙春龍 段志文 太原理工大學(xué) 水利科學(xué)與工程學(xué)院 太原 030024 摘 要 目的 探究 不同 微咸水礦化度與灌水 下限 對(duì)土壤酶活性時(shí)空分布以及黃瓜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 方法 以 溫室 黃瓜為研究對(duì)象 設(shè)置 4 種微咸水礦化度 分別為 E1 5 g L E2 3 5 g L E3 2 5 g L E4 0 5 g L 3 種 灌水下限 控制 滴頭正下方 20 cm 土層處的土壤基質(zhì)勢(shì) 分別為 L1 15 kPa L2 25 kPa L3 35 kPa 研究 微 咸水礦化度與灌水 下限 對(duì)土壤脲酶 堿性磷酸酶和蔗糖酶活性的時(shí)空分布以及溫室黃瓜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 結(jié)果 垂直方向 上 隨著土層深度的增加 各處理 3 種土壤酶活性均呈逐漸降低趨勢(shì) 水平方向上 隨 著 距滴頭距離的增加 3 種土壤酶活性逐漸降低 3 種土壤酶活性在 距滴頭 水平方向 0 15 cm 垂直方向 0 20 cm 土層 較高 礦化度為 0 5 2 5 g L 的微咸水對(duì) 土壤 脲酶 蔗糖酶活性無顯著影響 但顯著 提高了 土壤 堿性磷酸酶活性 礦化度為 3 5 5 g L 的微咸 水會(huì)使 3 種土壤酶活性明顯降低 隨著灌水下限的降低 土壤 脲酶和堿性磷酸酶活性先 升高 后 降低 土壤 蔗糖酶活 性 呈上升趨勢(shì) 礦化度為 3 5 5 g L 的微咸水滴灌 處理 黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育受到明顯抑制 顯著影響 黃瓜產(chǎn)量 礦化度為 0 5 2 5 g L 的微咸水滴灌 控制灌水下限為 35 25 kPa 有助于黃瓜生長(zhǎng)并保證黃瓜產(chǎn)量 結(jié)論 在淡水資源緊缺 而 微 咸水資源豐富的地區(qū) 可以嘗試采用 礦化度為 0 5 2 5 g L 的微咸水 控制灌水下限為 35 25 kPa 灌溉 溫室黃瓜 關(guān) 鍵 詞 黃瓜 微咸水 土壤 酶 活性 產(chǎn)量 中圖分類號(hào) S275 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A doi 10 13522 ki ggps 2024038 李少雄 劉淑慧 趙春龍 等 微咸水滴灌對(duì)溫室黃瓜土壤酶活性和產(chǎn)量的影響 J 灌溉排水學(xué)報(bào) 2024 43 6 26 33 LI Shaoxiong LIU Shuhui ZHAO Chunlong et al The effect of brackish water drip irrigation on soil enzymatic activities and yield of greenhouse cucumber J Journal of Irrigation and Drainage 2024 43 6 26 33 0 引 言 研究意義 合理開發(fā)利用微咸水資源發(fā)展農(nóng)業(yè) 灌溉已成為解決水資源危機(jī)的有效途徑 合理利用微 咸水灌溉不會(huì)造成作物減產(chǎn) 但不合理利用微咸水會(huì) 導(dǎo)致 土壤質(zhì)量 惡化 土壤酶作為土壤生態(tài)系統(tǒng)的組分 之一 土壤酶活性可以反映土壤質(zhì)量變化 其活性 直 接反映土壤代謝需求和土壤中養(yǎng)分的有效性 1 2 土 壤酶是土壤有機(jī)質(zhì)分解不可或缺的催化劑 土壤酶 與 土壤理化性質(zhì) 土壤類型 施肥 耕作等密切相關(guān) 在土壤物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化過程中起重要作用 3 也 影響 著 作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量 因此 研究微咸水滴灌 對(duì)土壤酶活性 作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 確 定適宜作 物灌溉需求的微咸水礦化度閾值 為科學(xué)合理開發(fā)利 用微咸水資源和土壤的可持續(xù)利用提供參考 研究 進(jìn)展 微咸水滴灌會(huì)增加土壤鹽 分 量 4 改變土壤結(jié) 構(gòu) 降低其通透性 造成土壤次生鹽漬化 5 抑制土壤 微生物活動(dòng) 6 從而對(duì)農(nóng)田土壤理化性質(zhì)以及土壤酶 收稿日期 2024 01 24 修回日期 2024 04 06 基金項(xiàng)目 山西省基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目 202103021224118 山西省回國留 學(xué)人員科研資助項(xiàng)目 2021 062 作者簡(jiǎn)介 李少雄 1999 男 碩士研究生 主要從事 節(jié)水灌溉技術(shù)的 研究 E mail 1446164839 通信作者 劉淑慧 1981 女 副教授 博士 主要從事農(nóng)業(yè)水土資源 的高效利用研究 E mail lius 6 灌溉排水學(xué)報(bào) 編輯部 開放獲取 CC BY NC ND協(xié)議 活性產(chǎn)生較大影響 土壤脲酶 堿性磷酸酶和蔗糖酶 等與土壤有機(jī)質(zhì)分解 密 切 相關(guān) 7 且隨土壤鹽分升高 而顯著降低 張前前等 8 研究表明 微咸水灌溉可造 成綠洲農(nóng)田土壤鹽分積累 土壤酶活性降低 20 8 32 4 回嶸等 9 研究表明 土壤養(yǎng)分及土壤 酶活性隨土壤鹽漬化程度的減弱而增強(qiáng) 且隨土 層 深 度增加土壤養(yǎng)分及酶活性呈逐漸降低的趨勢(shì) 微咸水 灌溉在提供水分的同時(shí)將部分鹽分帶入土壤 當(dāng)土壤 鹽分超過閾值時(shí) 會(huì)造成作物生長(zhǎng)速度和光合能力降 低 影響作物產(chǎn)量 10 不同作物對(duì)微咸水滴灌的響應(yīng) 不同 黃瓜是一種對(duì)水分和鹽分均非常敏感的蔬菜作 物 灌溉水質(zhì)和灌溉制度對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量影響 較 大 11 微咸水滴灌會(huì)不同程度地抑制黃瓜生長(zhǎng) 12 降 低土壤酶活性 13 降低了土壤有效養(yǎng)分 14 切入點(diǎn) 目前 國內(nèi)外對(duì)微咸水滴灌的研究多集中在微咸水礦 化度對(duì)土壤水鹽運(yùn)移和作物影響 但微咸水滴灌對(duì)作 物根區(qū)附近土壤酶 活性的 時(shí)空分布規(guī)律尚 不 明確 擬解決的 關(guān)鍵 問題 基于此 選用 4 組不同灌溉水 礦化度以及 3 組灌水下限的微咸水對(duì)溫室黃瓜進(jìn)行 滴灌 探究 不同 微咸水礦化度 滴灌 與灌水 下限 對(duì)土壤 酶活性時(shí)空分布以及黃瓜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響 以期為 設(shè)施農(nóng)業(yè)微咸水 利用 提供參考 第 6 期 李少雄 等 微咸水滴灌對(duì)溫室黃瓜土壤酶活性和產(chǎn)量的影響 27 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)區(qū)概況 試驗(yàn)在山西省太原市小店區(qū)劉家堡鄉(xiāng) 37 38 N 112 28 E 進(jìn)行 試驗(yàn)溫室為自然通風(fēng)溫室 東西走 向 72 m 11 m 試驗(yàn)區(qū)地處晉中盆地北部地區(qū) 屬 于溫帶 大陸性季風(fēng) 干旱氣候 該區(qū)晝夜溫差較大 常 有風(fēng)沙天氣 春季干旱多風(fēng) 夏季濕熱 秋初降雨較 多 冬季干冷 年平均氣溫 11 年 平均 降水量 520 mm 多集中在 7 8 月 日照 時(shí)間 約為 2 600 h 年 平均氣溫 10 6 極端最高氣溫 39 極端最低氣 溫 25 年均無霜期 187 d 主要?dú)庀鬄?zāi)害有干旱 以及 暴雨 強(qiáng)降雨引起的漬澇 寒潮 試驗(yàn)地土壤初 始理化性質(zhì)見表 1 表 1 試驗(yàn)區(qū)土壤初始理化性質(zhì) Tab 1 Initial physicochemical properties of soil in the experimental area 土 層 深度 cm 田間 持水 率 土壤 體積質(zhì)量 g cm 3 pH 值 脲酶 活性 mg g 1 堿性磷酸酶 活性 mg g 1 蔗糖酶 活性 mg g 1 有機(jī)質(zhì) 量 g kg 1 硝態(tài)氮 量 mg kg 1 速效磷 量 mg kg 1 速效鉀 量 mg kg 1 0 20 24 7 1 52 7 36 1 091 1 309 3 065 25 8 16 87 7 13 193 41 20 40 28 6 1 46 7 42 0 363 0 399 0 828 21 3 18 31 4 76 141 25 40 60 29 7 1 34 7 54 0 099 0 107 0 104 15 62 10 76 1 68 113 64 60 80 28 9 1 38 7 57 0 037 0 054 0 068 8 43 7 54 1 19 80 37 80 100 27 4 1 42 7 62 0 008 0 014 0 027 5 79 5 86 0 67 58 84 注 土壤 pH 值在土水比為 1 5 下測(cè)得 15 1 2 試驗(yàn)材料與農(nóng)藝措施 供試 作物為黃瓜 晉刺一號(hào) 采用人工移植的 種植方式 滴灌施肥 定植時(shí)按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)篩選瓜苗 黃瓜于 2023 年 5 月 25 日移植 7 月 25 日開始測(cè)產(chǎn) 至 8 月 25 日收獲結(jié)束 黃瓜植株行距 60 cm 株距 40 cm 每行作物根系附近鋪設(shè) 1 條滴灌帶 滴灌帶 間距 S 0 6 m 滴頭間距 Se 0 4 m 滴頭流量 q 3 0 L h 1 3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)置 4個(gè)灌溉水質(zhì)處理與 3個(gè) 灌水下限 處理 灌水下限通過負(fù)壓計(jì)控制 分別為控制滴頭正下方 20 cm 土層 處的土壤基質(zhì)勢(shì)下限為 15 kPa L1 25 kPa L2 35 kPa L3 16 灌溉水礦化度 分 別為 5 g L E1 3 5 g L E2 2 5 g L E3 0 5 g L E4 其中 E4處理為地下水 其余處理微咸水用 NaCl配置 共 12 個(gè)處理 每個(gè)處理設(shè)置 3 次重復(fù) 共計(jì) 36 個(gè)試 驗(yàn)小區(qū) 小區(qū)規(guī)格為 1 8 m 4 m 每個(gè)小區(qū)內(nèi)有 3 條 壟 每條壟寬 60 cm 壟肩寬 30 cm 壟高 15 cm 小 區(qū)之間設(shè)置 1 m 寬保護(hù)行 每個(gè)小區(qū)南北向種植 共 種植 30 株黃瓜 苗期灌溉地下水 移植后對(duì)每個(gè)處 理立即 灌水 3 mm 苗期依據(jù)幼苗根系分布范圍內(nèi)土 壤墑情進(jìn)行灌溉 每次灌水量為 3 5 mm 苗期后 按照設(shè)定的土壤基質(zhì)勢(shì)下限進(jìn)行施肥和灌溉 每次灌 水量為 6 mm 在收獲結(jié)束前 7 d 停止灌溉 本 試驗(yàn) 施肥計(jì)劃如下 施尿素 含氮量 46 5 量為 360 kg hm2 施磷酸二氫鈣 P2O5 量為 200 kg hm2 施 硫酸鉀 K2O 量為 450 kg hm2 施肥方式為 30 基 肥 70 追肥模式 17 1 4 項(xiàng)目及測(cè)定方法 1 土壤采集 采用土鉆 在 6 7 8 月末取土 在 距滴頭 水平方向 0 15 30 cm 處取樣 取 土 深度 為 0 10 10 20 20 30 30 40 cm 18 2 堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法 以 8 h 后 1 g 土壤中釋出酚的毫克數(shù)表示 脲酶活性采 用苯酚 次氯酸鈉比色法 以 24 h后 1 g 土壤中 NH3 N 的毫克數(shù)表示 蔗糖酶活性采用 3 5 二硝基水楊酸 比色法 以 24 h 后 1 g 土壤中葡萄糖的質(zhì)量 mg 表示 19 3 產(chǎn)量 從初瓜期開始至末瓜期 各小區(qū)選取 3 株具有代表性的黃瓜植株做標(biāo)記并對(duì)其黃瓜的鮮果 質(zhì)量 累計(jì)測(cè)產(chǎn) 按種植面積折合產(chǎn)量 株高 用鋼卷 尺測(cè)定從植株基部與基質(zhì)接觸處到生長(zhǎng)點(diǎn)的高度 莖 粗 用游標(biāo)卡尺測(cè)量第五節(jié)中間最粗處直徑 20 1 5 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)處理由 Microsoft Office 2018 和 IBM SPSS 26 完成 采用 Surfer 22 作圖 2 結(jié)果與分析 2 1 微咸水滴灌對(duì)土壤脲酶活性時(shí)空分布的影響 微咸水滴灌下土壤脲酶活性分布 見 圖 1 土壤脲 酶活性隨 土層 深度的增加逐漸減小 開花期 各處理 土壤 脲酶活性在 垂直方向 0 20 cm 土層較高 初瓜期 與末瓜期 E1L1 E1L2 E1L3 E2L1 E2L2 E2L3 處理 土壤 脲酶活性在 垂直方向 10 20 cm 土層中受到 明顯抑制 其余各處理 土壤 脲酶活性 在垂直方向 0 20 cm 土層較高 在水平方向上 土壤 脲酶活性隨 距滴頭 水平距離 的增加而降低 開花期 土壤 脲酶活性在水平方向上 差異不大 分布比較均勻 初瓜期 E4L3 處理 土壤 脲酶活性在 距滴頭 水平方向 10 20 cm 土壤中 較高 其余各 處理 土壤 脲酶活性在 距滴頭 水平方向 0 15 cm 灌溉排水學(xué)報(bào) 第 43 卷 28 土壤中 較高 末瓜期 各處理土壤 脲酶活性在 距滴頭 水平方向 0 15 cm 土壤中 較高 其中 E1L3 E2L3 處 理 土壤 脲酶活性 在 距滴頭 水平方向 15 30 cm 土壤中 受到明顯抑制 在黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育過程中 各處理土壤脲酶活性隨 黃瓜生育期推進(jìn)而降低 開花期 各處理土壤脲酶活 性無顯著差異 初瓜期 E4L2 處理 土壤脲酶活性最高 E1L1 處理對(duì)土壤脲酶活性影響最大 較 E4L2 處理土 壤 平均脲酶活性下降 20 7 E3L2 處理對(duì)土壤脲酶活 性影響最小 較 E4L2 處理 土壤 平均脲酶活性下降 2 9 末瓜期 E1L1 處理土壤脲酶活性受到明顯抑制 較 E4L2 處理土壤平均脲酶活性下降 29 3 E3L2 處 理 土壤 平均脲酶活性較 E4L2 處理下降 4 6 各處理 土壤 脲酶活性表現(xiàn)為 E4L2 處理 E4L1 處理 E4L3 處 理 E3L2 處理 E3L3 處理 E3L1 處理 E2L2 處理 E2L3處理 E2L1處理 E1L2處理 E1L3處理 E1L1 處理 說明 土壤 脲酶活性隨微咸水礦化度的增加而減 小 隨著灌水下限的降低先增加后減小 綜上所述 E3L2 處理 土壤 脲酶活性 在 距滴頭水 平方向 0 15 cm 垂直方向 0 20 cm 土層較高 較 E1L1 處理 土壤 脲酶活性高 36 6 較 E4L2 處理 土壤 脲酶活性 降低 4 6 說明 E3L2 處理可以有效降低微 咸水滴灌對(duì)根際土壤脲酶活性的抑制 保證黃瓜生長(zhǎng) 發(fā)育中的氮素供應(yīng) a 開花期 b 初瓜期 c 末瓜期 圖 1 土壤脲酶活性分布 Fig 1 Distribution of soil urease activity 2 2 微咸水滴灌對(duì)土壤堿性磷酸酶活性時(shí)空分布的 影響 微咸水滴灌下土壤堿性磷酸酶活性分布 情況 見 圖 2 土壤 堿性磷酸酶活性隨土層深度的增加逐漸減 小 與 土壤 脲酶活性變化相似 開花期 E1L1 E1L2 E1L3 處理 土壤 堿性磷酸酶活性在 垂直方向 0 20 cm 土層較高 其余各處理在 垂直方向 0 30 cm 土層 土壤 磷酸酶活性較高 初瓜期 E1L1 E1L2 E1L3 E2L1 E2L2 E2L3 處理 土壤 堿性磷酸酶活性在 垂直方向 0 20 cm 土層較高 其余 各處理 土壤 堿性磷酸酶活性 分布與開花期相似 末瓜期 各處理 土壤 堿性磷酸酶 活性 在垂直方向 0 20 cm 土層較高 在水平方向上 土壤 堿性磷酸酶活性隨 距滴頭 水 平距離的增加逐漸降低 開花期 E1L1 E2L1 處理 土壤 堿性磷酸酶活性在 距滴頭 水平方向 15 30 cm 土 壤中 受到 明顯 抑制 其余 各處理 土壤 堿性磷酸酶活性 在水平方向分布較均勻 初瓜期 E1L1 E1L2 E1L3 處理 土壤 堿性磷酸酶活性在 距滴頭 水平方向 0 15 cm 土壤中 較高 其余 各處理 土壤 堿性磷酸酶活性分布與 開花期相似 末瓜期 各處理 土壤 堿性磷酸酶活性在 距滴頭 水平方向 15 30 cm 土壤中 較高 在黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育過程中 E1L1 E1L2 E1L3 E2L1 E2L2 E2L3 處理 土壤堿性磷酸酶活性呈下降 趨勢(shì) E3L1 E3L2 E3L3 E4L1 E4L2 E4L3 處 理 土壤 堿性磷酸酶活性先增加后減小 并且 E3L1 E3L2 E3L3 處理 土壤 堿性磷酸酶活性均高于 E4L1 E4L2 E4L3 處理 開花期 E3L2 處理 土壤 堿性磷酸 酶活性最高 E1L1 處理 土壤 堿性磷酸酶活性最低 較 E3L2 處理下降 16 6 初瓜期與末瓜期 E3L2 處 理 土壤 堿性磷酸酶活性依然最高 E1L1 處理 土壤 平 均堿性磷酸酶活性 較 E3L2 處理下降 41 4 E3L2 處 理 土壤 平均 堿性磷酸酶活性 較 E4L2 處理 增加 9 6 與 土壤 脲酶 活性相比 土壤 堿性磷酸酶活性 對(duì)微咸水 礦化度 變化更敏感 各生育期內(nèi) 各 處理 土壤 堿性磷 第 6 期 李少雄 等 微咸水滴灌對(duì)溫室黃瓜土壤酶活性和產(chǎn)量的影響 29 酸酶活性表現(xiàn)為 E3L2 處理 E3L3 處理 E3L1 處理 E4L2處理 E4L3處理 E4L1處理 E2L2處理 E2L3 處理 E2L1 處理 E1L2 處理 E1L3 處理 E1L1 處理 說明 土壤 堿性磷酸酶活性隨微咸水礦化度 的增加先 增加后降低 隨灌水下限的 減小 先增加后降低 綜上所述 E3L2 處理 土壤 堿性磷酸酶活性 在 距 滴頭 水平方向 0 15 cm 垂直方向 0 20 cm 土層較高 較 E1L1 處理 土壤 堿性磷酸酶活性高 71 較 E4L2 處理 土壤 堿性磷酸酶活性高 9 6 說明 E3L2 處理 可 以 促進(jìn)土壤微生物產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng) 增加 土壤 堿性磷酸 酶活性 保證黃瓜生長(zhǎng)所需磷酸鹽供應(yīng) a 開花期 b 初瓜期 c 末瓜期 圖 2 土壤堿性磷酸酶活性分布 Fig 2 Distribution of soil alkaline phosphatase activity 2 3 微咸水滴灌對(duì)土壤蔗糖酶活性時(shí)空分布影響 微咸水滴灌下土壤蔗糖 酶活性分布 見 圖 3 土壤 蔗糖酶活性隨著土層深度增加逐漸減小 開花期 各 處理 土壤 蔗糖酶活性在 垂直方向 0 30 cm 土層 較高 初瓜期 E1L1 E1L2 E1L3 E2L1 E2L2 E2L3 處理 土壤 蔗糖酶活性在 垂直方向 0 20 cm 土層較高 其余各處理 土壤 蔗糖酶活性分布與開花期相似 末瓜 期 各處理 土壤 蔗糖酶活性 在垂直方向 0 20 cm 土層 較高 E1L1 E1L2 E1L3 E2L1 E2L2 E2L3 處 理 土壤 蔗糖酶活性在表層土壤中受到明顯抑制 a 開花期 b 初瓜期 c 末瓜期 圖 3 土壤蔗糖酶活性分布 Fig 3 Distribution of soil sucrase activity 在水平方向上 開花期與初瓜期 各處理 土壤 蔗 糖酶活性隨距滴頭水平距離的增加先減小后增加 灌溉排水學(xué)報(bào) 第 43 卷 30 E1L1 E1L2 E1L3 E2L1 E2L2 E2L3 處理 土壤 蔗糖酶活性在距滴頭水平方向 0 15 cm 土壤中 較高 E3L1 E3L2 E3L3 E4L1 E4L2 E4L3 處理 土壤 蔗糖酶活性 在水平方向差異不大 末瓜期 各處理蔗 糖酶活性隨距滴頭水平距離的增加逐漸減小 在距滴 頭水平方向 0 15 cm 土壤中較高 隨 著 生育期推進(jìn) E3L1 E3L2 E3L3 E4L1 E4L2 E4L3 處理 土壤 蔗糖酶活性先增加后減小 其 余各處理土壤蔗糖酶活性呈下降趨勢(shì) 并隨微咸水礦 化度的增加顯著降低 各生育 時(shí) 期 E1L1 處理 土壤 蔗糖酶活性最低 E4L3 處理 土壤 蔗糖酶活性最高 末瓜期 E1L1 處理 土壤 平均 蔗糖 酶活性較 E4L3 處理 下降 32 6 受抑制程度最大 E3L3 處理 土壤 平均 蔗糖 酶活性較 E4L3 處理下降 3 受抑制程度最小 在黃瓜各生育期內(nèi) 各處理土壤蔗糖酶活性表現(xiàn)為 E4L3 處理 E4L2 處理 E4L1 處理 E3L3 處理 E3L2 處理 E3L1 處理 E2L3 處理 E2L2 處理 E2L1 處理 E1L3 處理 E1L2 處理 E1L1 處理 說明 土壤 蔗糖酶 活性隨著微咸水礦化度的增加而降低 隨灌水下限的 降低而增加 綜上所述 E3L2 處理 土壤 蔗糖酶活性在距滴頭 水平方向 0 15 cm 垂直方向 0 20 cm 土層較高 較 E1L1 處理高 46 1 較 E4L3 處理 土壤 蔗糖酶活性降 低 6 1 說明 E3L2 處理可以減少鹽分在表層土壤中 的累積 減小對(duì)根際土壤蔗糖酶活性影響 2 4 微咸水滴灌對(duì)土壤酶活性影響 表 2為生育期末各處理土壤酶活性 由表 2可知 土壤脲酶與 土壤 蔗糖酶活性隨微咸水礦化度的增加 而減小 土壤 堿性磷酸酶活性隨微咸水礦化度的增加 先增加后減小 土壤脲酶與 土壤 堿性磷酸酶活性隨灌 水下限的降低先增加后降低 土壤 蔗糖酶活性隨灌水 下限的降低而增加 E1L1 處理 土壤 脲酶 土壤 堿性 磷酸酶和 土壤 蔗糖酶活性最低 E4L2 處理 土壤 脲酶 活性 最高 為 0 578 mg g 與 E1L1 E1L2 E1L3 處 理差異顯著 P0 05 E4L3 處理 土壤 蔗糖酶活性最高 為 2 926 mg g 但與 E3L1 E3L2 E3L3 E4L1 E4L2 處理無顯著性差異 P 0 05 微咸水礦化度對(duì) 土壤 脲酶 土壤 堿性磷酸酶和 土 壤 蔗糖酶活性的影響達(dá)到了極顯著水平 灌水下限對(duì) 土壤 脲酶 土壤 堿性磷酸酶和 土壤 蔗糖酶活性的影響 達(dá)到了顯著水平 微咸水礦化度與灌水下限的交互作 用對(duì) 土壤 脲酶 土壤 堿性磷酸酶和 土壤 蔗糖酶活性的 影響達(dá)到了顯著水平 土壤 脲酶 土壤 堿性磷酸酶和 土壤 蔗糖酶活性與土壤電導(dǎo)率和 pH 值極顯著負(fù)相關(guān) 土壤 脲酶 土壤 堿性磷酸酶和 土壤 蔗糖酶活性與土壤 含水率極顯著正相關(guān) 表 2 微咸水滴灌對(duì)土壤酶活性的影響 Tab 2 The effect of drip irrigation with brackish water on soil enzyme activity 微咸水礦化度 灌水下限 土壤 脲酶 mg g 1 土壤 堿性 磷酸酶 mg g 1 土壤 蔗糖酶 mg g 1 E1 L1 0 409c 0 548d 1 880d L2 0 433bc 0 598c 1 999d L3 0 429bc 0 586c 1 972d E2 L1 0 473abc 0 646c 1 993d L2 0 528abc 0 811b 2 358c L3 0 514abc 0 782b 2 469bc E3 L1 0 535abc 0 896ab 2 748ab L2 0 559ab 0 935a 2 747ab L3 0 542abc 0 914ab 2 838a E4 L1 0 564ab 0 846ab 2 909a L2 0 578a 0 853ab 2 872a L3 0 564ab 0 872ab 2 926a F 檢驗(yàn) 微咸水礦化度 灌水下限 微咸水礦化度 灌水下限 相關(guān)性分析 P值 電導(dǎo)率 0 959 0 870 0 948 含水率 0 930 0 883 0 854 pH 值 0 857 0 752 0 842 注 表中數(shù)值為平均值 同列不同小寫字母表示處理間差異顯著 P 0 05 檢驗(yàn)中 表示 在 P 0 05 水平 差異顯著 表示 在 P 0 01 水平 差異極顯著 ns 表示差異不顯著 相關(guān)性分析中 表示 在 P 0 05 水 平 相關(guān)性顯著 表示 在 P 0 01 水平 相關(guān)性極顯著 ns 表示相關(guān)性不顯 著 下同 2 5 微咸水滴灌對(duì)黃瓜產(chǎn)量與生長(zhǎng)指標(biāo)的影響 由表 3 可知 黃瓜株高和產(chǎn)量隨土壤基質(zhì)勢(shì)的降 低先增加后降低 隨微咸水 礦化度的增加而減小 E4L2 處理黃瓜株高和產(chǎn)量最高 E1L1 處理黃瓜株高 和產(chǎn)量最低 較 E4L2 處理降低了 32 莖粗隨土壤 基質(zhì)勢(shì)的降低變化不顯著 隨微咸水礦化度增加先增 加后降低 各處理單株產(chǎn)量與株高差異顯著 P0 05 E4L2 E4L3 處理黃瓜平 均株高顯著高于 E4L1 處理 E3L2 E3L3 處理黃瓜 平均株高顯著高于 E3L1 處理 說明 0 5 2 5 g L 礦化 度微咸水滴灌控制灌水下限 35 25 kPa 有助于黃瓜 生長(zhǎng) 微咸水礦化度對(duì)黃瓜產(chǎn)量 株高和莖粗影響極為 顯著 灌 水下限對(duì)黃瓜產(chǎn)量和株高影響也極為顯著 對(duì) 黃瓜 莖粗影響達(dá)到顯著水平 微咸水礦化度與灌水 下限的交互作用對(duì)黃瓜產(chǎn)量和株高達(dá)到了顯著水平 土壤 脲酶 活性 和 土壤 磷酸酶 活性 與黃瓜產(chǎn)量極顯著 相關(guān) 與株高和莖粗顯著相關(guān) 土壤 蔗糖酶活性 與黃 瓜產(chǎn)量和株高顯著相關(guān) 第 6 期 李少雄 等 微咸水滴灌對(duì)溫室黃瓜土壤酶活性和產(chǎn)量的影響 31 表 3 微咸水滴灌下黃瓜產(chǎn)量及生長(zhǎng)指標(biāo) Tab 3 Cucumber yield and growth indicators under drip irrigation with slightly saline water 微咸水 礦化度 灌水下限 單株 產(chǎn)量 kg 株高 cm 莖粗 mm E1 L1 1 78 0 06g 156 3 4 27e 9 93 0 41b L2 1 96 0 14f 178 87 6 4c 9 91 0 41b L3 1 82 0 26g 186 97 10 64bc 10 01 0 41b E2 L1 1 92 0 04f 167 27 4 4d 10 08 0 55b L2 2 17 0 29de 186 57 7 26bc 10 38 0 34ab L3 2 11 0 23e 192 07 11 76b 9 92 0 53b E3 L1 2 21 0 25cd 189 6 2 81bc 10 32 0 91b L2 2 43 0 49b 218 87 5 13a 9 99 0 58a L3 2 28 0 37c 212 17 3 35a 10 07 0 69a E4 L1 2 26 0 19cd 186 97 10 64b 10 07 0 24ab L2 2 63 0 16a 220 13 5 32a 9 78 0 33a L3 2 42 0 05b 214 4 35a 9 82 0 15a F 檢驗(yàn) 微咸水 礦化度 灌水下限 微咸水 礦化度 灌水下限 ns 相關(guān)性 分析 脲酶 0 840 0 637 0 698 磷酸酶 0 757 0 591 0 378 蔗糖酶 0 427 0 398 ns 3 討 論 本研究表明 各處理 土壤 脲酶 土壤 堿性磷酸酶 和 土壤 蔗糖酶活性 在 距滴頭 水平方向 0 15 cm 垂直 方向上 0 20 cm 土層 土壤中較高 這是因?yàn)樵诘喂嘧?用下 根區(qū)土壤水肥條件以及通氣狀況較好 灌溉水 中的鹽分隨水轉(zhuǎn)移至濕潤(rùn)鋒 為土壤微生物以及根系 活動(dòng)創(chuàng)造了良好的環(huán)境 21 促進(jìn)了微生物代謝活動(dòng) 使得根區(qū)附近土壤酶活性較高 隨著土層深度 的增加 3 種土壤酶活性 呈下降趨勢(shì) 這是由于土壤耕層有機(jī) 質(zhì)量高 水熱條件和通氣狀況好 使微生物代謝活躍 呼吸強(qiáng)度加大 使得耕層土壤酶活性較高 隨著土 層 深度增加 土壤 密 度隨之增加 有機(jī)質(zhì)量逐漸降低 再加之土壤溫度降低及土壤水分減少 限制了土壤微 生物代謝產(chǎn)酶 22 隨著微咸水礦化度的增加會(huì)明顯抑 制 垂直方向 10 20 cm 土層 3 種土壤酶活性 這是 因 為 微咸水滴灌帶來的鹽分隨水分 蒸發(fā) 向表層土壤 運(yùn) 移 限制了土壤微生物以及作物根系的活 動(dòng) 進(jìn)而使 得土壤酶活性受到抑制 23 隨著 距滴頭 水平 距離的增 加 3 種土壤酶 活性逐漸減小 這 是因?yàn)?距滴頭 越遠(yuǎn) 土壤水肥環(huán)境 越 差 以及 人工耕作頻繁使得表層土壤 板結(jié) 透氣性變差 進(jìn)而 抑制了土壤酶活性 這 與李 雪嶠 等 24 張立芙 等 25 研究一致 土壤脲酶 活性 與 土壤 蔗糖酶活性隨微咸水礦化 度的增加而減小 這是由于微咸水滴灌會(huì)使土壤淋洗 效果逐漸減弱 26 導(dǎo)致 鹽分在土壤中積累 土壤板結(jié) 通氣和水環(huán)境變差 27 抑制土壤微生物和根系活動(dòng) 進(jìn)而導(dǎo)致 土壤 脲酶與蔗糖酶活性下降 28 土壤 堿性磷 酸酶活性隨微咸水礦化度的增加先增加后減小 這 是 由于礦化度為 2 5 g L 的微咸水可以促進(jìn)土壤微生物 產(chǎn)生應(yīng)激效應(yīng) 促使微生物快速生長(zhǎng)并加快代謝產(chǎn)酶 能力 使 土壤 堿性磷酸酶活性提高 29 土壤脲酶與 土 壤 堿性磷酸酶活性隨灌水下限的降低先增加后降低 土壤 蔗糖酶活性隨灌水下限的降低而增加 這 是由于 在微咸水滴灌下適當(dāng)降低灌水下限 有助于鹽分隨水 轉(zhuǎn)移 減少土壤中鹽分積累 使耕層有良好的水熱條 件和通氣狀況 這 與翟紅梅 等 30 李寧 等 31 研究一致 黃瓜株高和產(chǎn)量隨土壤基質(zhì)勢(shì)的降低先增加后 減小 隨微咸水礦化度的增加而減小 在礦化度為 0 5 2 5 g L 的微咸水滴灌 條件 下 控制 灌水下限為 35 25 kPa 有助于黃瓜生長(zhǎng)并 保證 黃瓜產(chǎn)量 這是由 于低礦化度微咸水滴灌可以在滴頭附近形成脫鹽區(qū) 有效地淋洗了作物根區(qū)鹽分 為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造了良好 的水鹽環(huán)境 20 較低的灌水下限也減少了灌水次數(shù) 提升 土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性 改善土壤入滲性能 有利于 土壤鹽分下移 可有效抑制表層土壤返鹽 這 與萬書 勤 等 32 原保忠 等 33 研究一致 土壤 脲酶 磷酸酶 活 性 與黃瓜產(chǎn)量極顯著 正 相關(guān) 這是由于土壤脲酶和堿 性磷酸酶是催化土壤氮素和磷素轉(zhuǎn)化的重要酶 二者 活性 可以表征土壤氮素和磷素狀態(tài) 進(jìn)而影響溫室黃 瓜生長(zhǎng)發(fā)育 這 與李琦 等 34 研究一致 綜合 上述分析 可以采用礦化度 0 5 2 5 g L 的微咸水控制灌水下限 為 35 25 kPa 灌溉 溫室黃瓜 本試驗(yàn)研究期限較短 對(duì)于長(zhǎng)期微咸水滴灌種植對(duì)土壤環(huán)境變化及植物生 長(zhǎng)的影響 今后應(yīng)進(jìn)一步研究 4 結(jié) 論 1 垂直方向上 各處理 土壤 脲酶 土壤 蔗糖酶 土壤 堿性磷酸酶活性變化規(guī)律基本一致 即隨土層深 度增加逐漸減小 水平方向 距滴頭 水平距離越大 土壤酶活性越低 3 種土壤酶活性在 距滴頭水平方向 0 15 cm 垂直方向 0 20 cm 土層 土壤中較高 2 隨著微咸水礦化度的增加土壤脲酶 蔗糖酶 活性減小 土壤 堿性磷酸酶活性先增加后減小 隨著 灌水下限的降低 土壤 脲酶 堿性磷酸酶活性先增加后 減小 土壤 蔗糖酶活性增加 礦化度為 0 5 2 5 g L 的微咸水 滴灌條件下 控制灌水下限為 25 kPa 對(duì) 土 壤 脲酶 蔗糖酶活性 無顯著影響 但 顯著 提高了 土壤 堿性磷酸酶的活性 礦化度為 3 5 5 g L的微咸水會(huì)使 3 種土壤酶活性明顯降低 3 在淡水資源緊缺 微 咸水資源豐富的地區(qū) 灌溉排水學(xué)報(bào) 第 43 卷 32 可以采用礦化度 0 5 2 5 g L 的微咸水控制灌水下限 為 35 25 kPa 灌溉 溫室黃瓜 作者聲明本文無實(shí)際或潛在利益沖突 參考文獻(xiàn) 1 劉善江 夏雪 陳桂梅 等 土壤酶的研究進(jìn)展 J 中國農(nóng)學(xué)通報(bào) 2011 27 21 1 7 LIU Shanjiang XIA Xue CHEN Guimei et al Study progress on functions and affecting factors of soil enzymes J Chinese Agricultural Science Bulletin 2011 27 21 1 7 2 王理德 王方琳 郭春秀 等 土壤酶學(xué)硏究進(jìn)展 J 土壤 2016 48 1 12 21 WANG Lide WANG Fanglin GUO Chunxiu et al Review Progress of soil enzymology J Soils 2016 48 1 12 21 3 邊雪廉 岳中輝 焦浩 等 土壤酶對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量指示作用的研究 進(jìn)展 J 土壤 2015 47 4 634 640 BIAN Xuelian YUE Zhonghui JIAO Hao et al Soil enzyme indication on soil environmental quality A review J Soils 2015 47 4 634 640 4 陳昊 王軍 馬超 等 不同水質(zhì)滴灌與施氮措施下土壤鹽分及關(guān)鍵 離子變化研究 J 灌溉排水學(xué)報(bào) 2023 42 1 80 86 CHEN Hao WANG Jun MA Chao et al The combined effect of drip irrigation quality and nitrogen fertilization on soil salinity and Na and Ca2 concentration in soil water J Journal of Irrigation and Drainage 2023 42 1 80 86 5 王全九 徐益敏 王金棟 等 咸水與微咸水在農(nóng)業(yè)灌溉中的應(yīng)用 J 灌溉排水 2002 21 4 73 77 WANG Quanjiu XU Yimin WANG Jindong et al Application of saline and slight saline water for farmland irrigation J Irrigation and Drainage 2002 21 4 73 77 6 馬麗娟 張慧敏 侯振安 等 長(zhǎng)期 咸水滴灌對(duì)土壤氨氧化微生物豐度 和群落結(jié)構(gòu)的影響 J 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) 2019 38 12 2 797 2 807 MA Lijuan ZHANG Huimin HOU Zhen an et al Effects of long term saline water drip irrigation on the abundance and community structure of ammonia oxidizers J Journal of Agro Environment Science 2019 38 12 2 797 2 807 7 李美茹 李世奇 黃瓜大棚土壤肥力與土壤酶活性關(guān)系初探 J 北 方園藝 2008 9 66 68 LI Meiru LI Shiqi The disquisition between enzyme activity and fertility of soil in cucumis greenhouse J Northern Horticulture 2008 9 66 68 8 張前前 王飛 劉濤 等 微咸水滴灌對(duì)土壤酶活性 CO2 通量及有 機(jī)碳降解的影響 J 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 2015 26 9 2 743 2 750 ZHANG Qianqian WANG Fei LIU Tao et al Effects of brackish water irrigation on soil enzyme activity soil CO2 flux and organic matter decomposition J Chinese Journal of Applied Ecology 2015 26 9 2 743 2 750 9 回嶸 譚會(huì)娟 黃磊 等 柴達(dá)木盆地鹽漬化土壤養(yǎng)分和酶活性特征 J 干旱區(qū)研究 2023 40 11 1 776 1 784 HUI Rong TAN Huijuan HUANG Lei et al Characteristics of nutrient and enzyme activity in salt affected soils of the Qaidam Basin J Arid Zone Research 2023 40 11 1 776 1 784 10 AYARS J CHRISTEN E HORNBUCKLE J Controlled drainage for improved water management in arid regions irrigated agriculture J Agricultural Water Management 2006 86 1 128 139 11 李明宇 滴灌條件下不同灌水量對(duì)遼寧溫室黃瓜生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響 研究 J 水利科學(xué)與寒區(qū)工程 2022 5 1 36 39 LI Mingyu Effects of different irrigation amount on greenhouse cucumber growth and yield under drip irrigation in Liaoning Province J Hydro Science and Cold Zone Engineering 2022 5 1 36 39 12 NUNES K V O DA R A A S DE S G L et al Foliar app