土 壤 Soils 2020 52 2 307 310 基金項目 十三五 國家重點研發(fā)計劃項目 2016YFC0400205 巴彥淖爾市科技局部資助項目 2017K54 和烏梁素海流域山水林田 湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)試點工程項目 2019HYYSZX 資助 通訊作者 497433859 作者簡介 霍軼珍 1966 女 內(nèi)蒙古巴彥淖爾人 碩士 教授 主要從事節(jié)水灌溉技術(shù)研究 E mail 805296445 DOI 10 13758 ki tr 2020 02 012 霍軼珍 丁春蓮 王文達(dá) 等 不同封孔方式對番茄緩苗期土壤水鹽分布及番茄生長的影響 土壤 2020 52 2 307 310 不同封孔方式對番茄緩苗期土壤水鹽分布及番茄生長的影響 霍軼珍 1 2 丁春蓮 1 2 王文達(dá) 1 2 李生勇 1 2 郭彥芬 1 2 1 河套學(xué)院土木工程系 內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000 2 內(nèi)蒙古自治區(qū)河套灌區(qū)灌溉排水工程技術(shù)研究中心 內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000 摘 要 為 探究 不同封孔 方式對 番茄幼苗 成活率 的影響 試 驗以 傳統(tǒng)土封 孔為對 照 設(shè)置不 封孔 和沙封孔 兩個處 理 對比研究 3 個 處理方式 下土壤 水鹽分布 特征及 番茄幼苗 的生長 狀況 結(jié)果表 明 不同 處理棵 間 各土層土 壤含水 量和含鹽 量差異 不顯著 不封 孔 和 沙封孔較 土封孔 顯著降低 了番茄 根系區(qū)土 壤含水 量 0 10 cm 和 10 20 cm 含水量平 均較土 封孔低 12 82 9 61 和 11 39 10 13 為番 茄 幼苗的生 長提供 了適宜的 土壤水 分條件 根系區(qū) 0 10 cm 和 10 20 cm 含鹽量 平均較土 封孔 低 30 17 34 64 和 30 26 28 29 抑制 了土壤 鹽 分表聚 為幼 苗 的生長提 供了相 對淡化的 土壤環(huán) 境 不 同處理 間 番茄植株 生長狀 況基本一 致 但 不 封孔和沙 封孔促 進(jìn)了幼苗 根系的 伸長 并顯著 提 高了幼苗 成活率 幼苗 扎根深 度 平均較土 封孔 高 13 74 和 9 16 成 活率高 10 36 和 11 06 河套灌區(qū)番茄定植栽培宜采用不封孔或沙封孔 關(guān)鍵詞 封孔方式 土壤含水量 土壤含鹽量 成活率 番茄 河套灌區(qū) 中圖分類號 S641 2 S156 4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A Effects of Different Sealing Methods on Soil Moisture Salt Distribution and Growth of Tomato in Seedling Stage HUO Yizhen 1 2 DING Chunlian 1 2 WANG Wenda 1 2 LI Shengyong 1 2 GUO Yanfen 1 2 1 Department of Civil Engineering Hetao University Bayannur Inner Mongolia 015000 China 2 Irrigation and Drainage Engineering Technology Research Center Bayannur Inner Mongolia 015000 China Abstract To explore the effect of different sealing methods on the survival rate of tomato seedlings three treatments of soil sealing were designed in this paper which included the traditional soil sealing CK unsealed hole and sand sealed hole and the distribution of soil water salt and the growth of tomato seedlings were compared The results showed that no significant difference existed between soil moistures and salt contents in different soil layers between tomato plants Unsealed hole and sand sealed hole reduced average soil moistures of tomato root area significantly by 12 82 and 9 61 for 0 10 cm soil 11 39 and 10 13 for 10 20 cm soil compared with those of CK which provided suitable soil moisture for tomato seedling growth Unsealed hole and sand sealed hole reduced average salt contents of root zone by 30 17 and 34 64 for 0 10 cm soil and 30 26 and 28 29 for 10 20 cm soil compared with those of CK which inhibited soil salt accumulation and provided a relatively desalinated soil environment for tomato seedling growth The growth of tomato seedlings were similar under different treatments but unsealed hole and sand sealed hole promoted the elongation of seedling roots significantly increased the survival rate of tomato seedlings and increased the root depth of tomato seedlings by 13 74 and 9 16 and the survival rate by 10 36 and 11 06 compared with those of CK thus unsealed hole or sand sealed hole should be adopted for tomato planting in Hetao irrigation area Key words Sealing methods Soil moisture Soil salt content Survival rate Tomato Hetao irrigation district 內(nèi)蒙古河套灌區(qū)屬于典型的鹽漬化灌區(qū) 由于灌 區(qū)年降雨量稀少 蒸發(fā)強度大 且引黃灌溉地下水位 較高 使得土壤鹽堿化程度日益加劇 1 2 番茄是河 套灌區(qū)主要的經(jīng)濟作物 但受土壤鹽堿化日益加重的 308 土 壤 第 52 卷 影響 導(dǎo)致番茄成活率 產(chǎn)量及質(zhì)量明顯下降 3 4 成為了制約灌區(qū)番茄產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素 有研究表 明 地膜覆蓋后 明顯改善了土壤的水熱鹽狀況 使 得作物產(chǎn)量和水分利用效率顯著提高 從而在農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)過程中被廣泛應(yīng)用 5 9 但由于番茄屬于移栽定植 的種植方式 地膜覆蓋后 改變了土壤水鹽的運移通 徑 易造成土壤鹽分向定植孔處積聚 從而威脅番茄 幼苗的生長和成活 10 因此 如何避免鹽分表聚 提高番茄幼苗的成活率 保證幼苗正常生長發(fā)育 是 急需要解決的技術(shù)問題 本研究在前人的研究基礎(chǔ) 上 通過設(shè)置不封孔和沙封孔兩個處理 并與傳統(tǒng)土 封孔方式對比研究不同封孔方式對土壤水鹽分布特 征及幼苗生長發(fā)育和成活率的影響 旨在為灌區(qū)番茄 種植提供技術(shù)支撐 對灌區(qū)番茄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要 意義 1 材料與方法 1 1 試驗區(qū)概況 試驗區(qū)位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市臨河區(qū)城關(guān)鎮(zhèn)河 套學(xué)院灌排實驗基地進(jìn)行 該地區(qū)多年平均降雨量 140 mm 蒸發(fā)量 2 306 5 mm 平均氣溫 6 8 平 均日照時數(shù) 3 229 9 h 無霜期 130 d 左右 屬典型的 中溫帶干旱大陸性氣候 試驗區(qū)以粉砂壤土為主 0 100 cm 土壤平均容重 1 51 g cm 3 土壤田間持水量為 0 239 cm 3 cm 3 灌溉水源為黃河水 平均礦化度 0 6 0 8 g L 1 2 試驗設(shè)計 番茄采用壟作溝灌的種植方式 利用一體式開 溝機開溝覆膜 溝內(nèi)及壟面兩側(cè)進(jìn)行覆膜 壟面寬 90 cm 溝 頂 寬 20 cm 溝 深 20 cm 壟面兩側(cè)覆膜寬 30 cm 地膜選用 0 008 mm 厚聚乙烯農(nóng)用地膜 膜寬 120 cm 溝底每隔 150 cm 打一孔洞并覆土 孔洞直 徑 10 cm 左右 以便灌溉水入滲 供試番茄苗選用當(dāng) 地常規(guī)品種石番 97 10 于當(dāng)?shù)販厥遗镔徺I成苗 種 植方式為每壟種植 2 行 行距 70 cm 株距 50 cm 開溝覆膜時于壟面施入氯化鉀 37 5 kg hm 2 磷酸二 銨 375 kg hm 2 試驗以定植苗孔土封孔為對照 設(shè)置不封孔和沙 封孔兩個處理 采用小區(qū)試驗 3 次重復(fù) 番茄幼苗 定植后土封孔和沙封孔兩個處理分別采用淤灌土和 細(xì)沙將苗孔空隙填滿 待緩苗期過后 3 個處理均用 土進(jìn)行封孔 5 月 21 日選取長勢相近且健壯的幼苗 進(jìn)行移栽 幼苗以長出 5 6 片葉片時移栽為宜 移 栽后需及時在苗孔內(nèi)澆水 每孔 100 ml 5 月 26 日 澆緩苗水 每孔 70 ml 6 月 1 日進(jìn)行膜上灌溉 灌 水定額 750 m 3 hm 2 1 3 測定項目及方法 采用土鉆分別在番茄棵間中間位置和距定植孔 中心 2 5 cm 處取土測定番茄棵間和根系區(qū)域土壤含 水量和土壤鹽分 取樣深度為 0 10 10 20 20 30 30 40 40 60 60 80 和 80 100 cm 共 7 層 各處理 3 次重復(fù) 土壤含水量采用烘干稱重法 采用 電導(dǎo)率儀進(jìn)行電導(dǎo)率的測定 然后根據(jù)經(jīng)驗公式 11 換算為全鹽量 Q 3 471EC 0 015 1 式中 Q 為土壤全鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù) g kg EC 為土壤 1 5 浸提液在25 時的電導(dǎo)率值 mS cm 番茄緩苗期后取樣測定番茄株高 莖粗 根系長 度并統(tǒng)計成活率 1 4 數(shù)據(jù)處理 采用 Mircrosoft Excel 2003 進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理并進(jìn) 行圖表的繪制 利用 SPSS17 0 進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)的方差 檢驗 2 結(jié)果與分析 2 1 不同封孔方式對土壤水分的影響 由圖 1 可知 不同處理番茄棵間各土層含水量變 化趨勢一致 且處理間無顯著性差異 P 0 05 由于 壟上及灌水溝均覆膜 從而切斷了土壤水分與大氣間 的交換渠道 在灌溉水上滲及溫度梯度的作用下 下 層土壤中水分向上運移到地表處時 受隔膜效應(yīng)影 響 土壤水分冷凝后返回地表 使得表層 0 10 cm 土壤含水量處于較高水平 此階段各處理含水量在 204 2 207 4 g kg 溝灌過程中 由于兩側(cè)覆膜 土 壤水分以下滲為主 側(cè)滲及上滲土壤水分較少 同時 在水分向上運移的作用下 使得 10 20 cm 土壤水分 明顯低于其他各土層 而 20 30 cm 土壤含水量處于 較高水平 40 cm 以下土體由于受外界影響較弱 同 時灌區(qū)開始灌溉 地下水位較高 各土層含水量隨土 層深度的增加呈遞增趨勢 對比不同處理間番茄根系區(qū)土壤含水量可知 土 封孔土壤表層 0 10 cm 含水量平均較不封孔和沙封 孔高 12 82 和 9 61 10 20 cm 平均高 11 39 和 10 13 差異性顯著 P0 05 這主要是由于地表覆蓋切斷 水分垂向蒸發(fā)渠道后 定植苗孔成為了土壤水分蒸發(fā) 的唯一通道 12 土封孔由于在定植水及緩苗水的作 用下 使得覆蓋土壤與番茄苗基質(zhì)達(dá)到了水分平 第 2 期 霍 軼 珍 等 不 同封孔方式對番茄緩苗期土壤水鹽分布及番茄生長的影響 309 圖柱上方小寫字母不同表示同一土層深度不同處理間差異達(dá) P0 05 且隨土層深度的增加呈遞增趨勢 2 2 不同封孔方式對土壤鹽分的影響 河套灌區(qū)屬于典型的鹽漬化灌區(qū) 且在 5 6 月份 氣溫相對較高 土壤水分蒸發(fā)強烈 鹽隨水走 向表層 積聚 返鹽現(xiàn)象嚴(yán)重 不同程度威脅作物的生長 但由 于試驗田地表受地膜覆蓋影響 阻斷了水分垂向蒸發(fā)通 道 鹽分向上層土壤遷移量較少 且表層土壤經(jīng)過前一 年的秋澆灌溉 土壤鹽分被有效淋洗到深層土壤 含鹽 量較低 為番 茄緩苗 提供了 相對淡 化的土 壤環(huán)境 15 由圖 2 可知 各處理番茄棵間 0 40 cm 表層土壤鹽分 含量呈現(xiàn)逐層遞減趨勢 且處理間無顯著性差異 P 0 05 而 深 層 40 cm 以下各處理土壤含鹽量隨土層 深度增加呈現(xiàn)遞增趨勢 這一方面受灌水淋洗鹽分的影 響 另一方面由于灌區(qū)灌溉 地下水礦化度較高 受淺 層地下水補給的作用 使得深層土壤鹽分含量較高 對比各處理根系區(qū)土壤含鹽量可知 土壤表層 0 30 cm 含鹽量差異較大 表層 0 10 cm 和 10 20 cm 土壤含鹽量以土封孔最高 分別較不封孔和沙封孔高 30 17 34 64 和 30 26 28 29 差異性顯著 P0 05 這主要是由于土封孔與番茄苗基質(zhì)結(jié)合形成了毛管 而定植苗孔為土壤水分垂向蒸發(fā)的唯一通道 在強烈 的蒸發(fā)作用下 鹽隨水走 向表層積聚現(xiàn)象嚴(yán)重 而 沙封孔和不封孔由于均未形成有效毛管 不能得到下 層土壤水分的有效供給 土壤相對干燥 蒸發(fā)強度低 因此表層積鹽量較少 16 20 30 cm 土壤含鹽量以不 封孔最高 分別較沙封孔和土封孔高 14 81 和 25 68 差異性顯著 P 0 05 沙封孔較土封孔高 9 46 差異性顯著 P0 05 圖 2 不同封孔方式下番茄棵間 A 及根系區(qū) B 土壤鹽分含量 Fig 2 Soil salt contents in tomato root zones A and between plants B under different sealing methods 2 3 不同封孔方式對番茄幼苗生長的影響 不同封孔方式不同程度影響了土壤水鹽的分 布 進(jìn)而影響番茄幼苗的生長發(fā)育 由表 1 可知 不同封孔方式未對番茄植株的生長造成嚴(yán)重影響 3 種封孔方式下番茄幼苗株高和莖粗相當(dāng) 無顯著性 差異 P 0 05 由于番茄根系的生長具有向水性 而 土封孔表層土壤水分含量較高 因此扎根較淺 而 不封孔和沙封孔由于表層土壤水分含量相對較低 310 土 壤 第 52 卷 扎根較深 平均較土封孔深 13 74 和 9 16 差 異性顯著 P0 05 有研究表明 番茄根系生長最適宜的土壤 含水量為田間持水量的 60 80 且為中等耐鹽 植物 3 17 因此適宜的土壤水鹽條件是保證其成活的 基礎(chǔ) 研究發(fā)現(xiàn) 不封孔和沙封孔表層 0 20 cm 土 壤含水量均在田間持水率的 75 80 之間 而土 封孔含水 量高 于田間持 水率 的 80 不適 宜番茄根 系 的生長發(fā) 育 同時對比 發(fā)現(xiàn) 土封孔 表層 0 20 cm 土 壤含鹽量顯著高于不封孔和沙封孔處理 從而抑制了 番茄幼苗的生長和成活 不封孔和沙封孔番茄幼苗成 活率分別 較土 封孔高 10 36 和 11 06 差異性顯 著 P0 05 表 1 不同封孔方式下番茄幼苗生長指標(biāo) Table1 Growth indexes of tomato seedlings under different sealing methods 處理 株高 cm 莖粗 cm 扎根深度 cm 成活率 不封孔 23 15 a 0 51 a 14 9 a 92 98 a 沙封孔 23 29 a 0 52 a 14 3 a 93 57 a 土封孔 23 54 a 0 52 a 13 1 b 84 25 b 注 表中同列數(shù)據(jù)小寫字母不同表示處理間差異達(dá) P 0 05 顯著水平 3 結(jié)論 1 各處理棵間土壤水分 土壤鹽分差異性不顯 著 不封孔和沙封孔根系區(qū)土壤含水量和含鹽量較土 封孔顯著降低 0 10 cm 和 10 20 cm 含水量平均 較土封孔低 12 82 9 61 和 11 39 10 13 為 番茄幼苗的生長提供了適宜的土壤水分條件 含鹽量 平均較土封孔低 30 17 34 64 和 30 26 28 29 抑制了土壤鹽分表聚 為幼苗的生長提供了 相對淡化的土壤環(huán)境 2 不同處理間番茄植株生長狀況基本一致 株高 和莖粗指標(biāo)差異性不顯著 由于不封孔和沙封孔適宜 的土壤水鹽環(huán)境 促進(jìn)了幼苗根系的生長 并顯著提 高了幼苗成活率 不封孔和沙封孔處理幼苗扎根深度 平均較土封孔深 13 74 和 9 16 幼苗成活率提高 10 36 和 11 06 因此 綜合考慮 河套灌區(qū)番茄 定植栽培宜采用不封孔或沙封孔 參考文獻(xiàn) 1 劉瑞敏 楊樹青 史海濱 等 河套灌區(qū)中度鹽漬化土 壤改良產(chǎn)品篩選研究 J 土壤 2017 49 4 776 781 2 倪東寧 李瑞平 史海濱 等 套種模式下不同灌水方 式對玉米根系區(qū)土壤水鹽運移及產(chǎn)量的影響 J 土壤 2015 47 4 797 804 3 張飛 梁燕 番茄對鹽脅迫的反應(yīng)及其耐鹽性鑒定的進(jìn) 展 J 長江蔬菜 學(xué)術(shù)版 2011 4 1 4 4 張紀(jì)濤 徐猛 韓坤 等 鹽脅迫對番茄幼苗的營養(yǎng)及 生理效應(yīng) J 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報 2011 20 2 128 133 5 潘渝 郭謹(jǐn) 李毅 等 地膜覆蓋條件下的土壤增溫特 性 J 水土保持研究 2002 9 2 130 134 6 Li F M Wang P Wang J et al Effects of irrigation before sowing and plastic film mulching on yield and water uptake of spring wheat in semiarid Loess Plateau of China J Agricultural Water Management 2004 67 2 77 88 7 李尚忠 王勇 樊廷錄 等 旱地玉米不同覆膜方式的 水溫及增產(chǎn)效應(yīng) J 中國農(nóng)業(yè)科學(xué) 2010 43 5 922 931 8 段義忠 亢福仁 不同覆蓋材料對旱地馬鈴薯土壤水熱 狀況及其水分利用效率的影響 J 水土保持通報 2014 34 5 55 59 66 9 張永濤 湯天明 李增印 地膜覆蓋的水分生理生態(tài)效 應(yīng) J 水土保持研究 2001 8 3 45 47 10 李愛國 曹建華 宗建梅 重鹽堿地加工番茄移栽方法 研究 J 中國蔬菜 2008 1 1 25 26 11 白崗栓 杜社妮 于健 等 激光平地改善土壤水鹽分 布并提高春小麥產(chǎn)量 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 2014 29 8 125 134 12 高金芳 李毅 陳世平 等 覆膜開孔蒸發(fā)條件下土體 高度對水鹽運移的影響 J 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報 2010 41 9 50 55 13 Yamanaka T Takeda A Sugita F A modified surface resistance approach for representing bare soil evaporation Wind tunnel experiments under various atmospheric conditions J Water Resource Res 1997 33 9 2117 2128 14 杜社妮 于鍵 耿佳俊 等 定植孔密封方式對土壤水 熱鹽及番茄苗存活率的影響 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 2012 28 12 110 116 15 梁建財 史海濱 李瑞平 等 覆蓋對鹽漬土壤凍融特 性及秋澆灌水質(zhì)量影響研究 J 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報 2015 46 4 98 105 16 耿桂俊 白崗栓 杜社妮 等 保水劑施用方式對土壤 水鹽及番茄生長的影響 J 中國水土保持科學(xué) 2011 9 3 65 70 17 Cuartero J Fern ndez Mu onz R Tomato and salinity J Scientia Horticulture 1999 78 1 4 83 125