邱發(fā)根,楊莉琳**,劉 敏,朱向梅,陳淑伶

全球約有9.5億hm2鹽堿地,并以每年133萬(wàn)hm2左右的速度持續(xù)增加。我國(guó)約有1億hm2鹽堿地[1],主要分布在東北、西北、華北、內(nèi)蒙及東部濱海地區(qū)。隨著全球氣候的持續(xù)變暖這些鹽堿地面積及鹽堿化程度大概率還會(huì)加劇。地處華北低平原的環(huán)渤海區(qū)鹽堿荒地廣泛分布,該區(qū)地下淡水資源嚴(yán)重匱乏,而咸水資源豐富。受季風(fēng)氣候影響,春季普遍大風(fēng)、干旱,極易導(dǎo)致高礦化度的淺層地下咸水向上運(yùn)移造成土壤返鹽,加重了土壤的鹽堿化程度,而春季是植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期,絕大多數(shù)植物都會(huì)遭受春旱、重度鹽堿與土壤貧瘠等多重危害。

檉柳(Tamarix chinensisL.)屬于泌鹽植物,具有根系豐富、發(fā)芽能力強(qiáng)、抗旱、耐鹽堿、耐瘠薄、抗逆性強(qiáng)、防風(fēng)固沙、保水保土以及生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),是改良鹽堿地及濱海景觀改造的重要樹(shù)種[1]。檉柳的嫩枝葉是中藥材; 檉柳葉富含蛋白質(zhì)、脂肪和硫,是優(yōu)良飼料; 檉柳莖作為優(yōu)質(zhì)薪炭材,是農(nóng)村綠色能源的理想樹(shù)種,且具有越平茬生長(zhǎng)越好的生長(zhǎng)特性[2],是優(yōu)質(zhì)的再生生物資源。針對(duì)重鹽堿地區(qū)淡水缺乏而咸水資源極為豐富的特點(diǎn)[3],許多學(xué)者開(kāi)展了利用咸水結(jié)冰灌溉為植物春季萌發(fā)提供適宜土壤條件的研究[4-5],及可灌溉咸水的礦化度[6-9]、檉柳耐受閾值[10]、灌溉量與灌溉時(shí)間等單純的咸水灌溉技術(shù)等[11]方面的研究探索。而針對(duì)重鹽堿地栽植檉柳面臨的土壤缺氮(N)、貧磷(P)、春旱和因返鹽而加重鹽害等關(guān)鍵問(wèn)題的綜合解決途徑尚少見(jiàn)報(bào)道。

為此,本研究開(kāi)展了春季灌溉地下咸水與不同施肥的定位試驗(yàn),研究濱海重鹽堿地區(qū)地下咸水資源直接灌溉利用能否緩解檉柳春旱與鹽害,咸水灌溉對(duì)檉柳生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收、鹽分平衡的影響以及施用氮磷肥與咸水的交互作用。旨在為濱海重鹽堿地種植檉柳克服土壤貧瘠、春旱和鹽堿等逆境障礙,探索咸水就地利用,實(shí)現(xiàn)障礙性資源高效循環(huán)、發(fā)展綠色能源植物,實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)與重建提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在河北省海興縣小山鄉(xiāng),地處河北省東南部渤海低平原區(qū),地勢(shì)低洼平坦,屬暖溫帶半濕潤(rùn)半干旱季風(fēng)氣候區(qū),年均氣溫12.1 ℃,1月份均溫-4.5 ℃,最低氣溫-19.9 ℃,霜期和終霜期多分別出現(xiàn)在10月下旬和4月中旬;年平均降水量為582.3 mm,6-8月份降水量約占全年降水量的74%,冬春季降水極少。土壤為濱海砂壤質(zhì)鹽堿土,0～100 cm土層含鹽量周年不低于5 g.kg-1。地下水位埋深1.5～2.0 m,鹽分為 8.02～9.34 g.L-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

定位試驗(yàn)始于2008年,為期4年。供試檉柳品種為人工栽植的3年生‘中華檉柳’,試驗(yàn)開(kāi)始當(dāng)年平茬,平茬高度為保留地上基莖3 cm以?xún)?nèi),以后每隔1年平茬1次。試驗(yàn)為水、肥2因素定位試驗(yàn),其中,水處理設(shè)不灌水與灌咸水處理(W); 肥料設(shè)不施肥(CK)、單施氮肥(N)和施氮磷肥(NP)處理,組成不灌水條件下的CK、N、NP和灌溉咸水條件下的WCK、WN和WNP共6個(gè)處理。灌咸水與施肥時(shí)間為春季最干旱時(shí)段的3月底至4月上旬,直接抽提當(dāng)?shù)氐叵孪趟?灌水量為750 m3.hm-2。施肥量為N 75 kg.hm-2、P2O537.5 kg.hm-2,肥料品種為尿素和二銨,施肥方法采用穴施,即圍繞檉柳距樹(shù)干15 cm地表處挖10～15 cm深的施肥穴4～5個(gè),施肥后立即覆土; 灌咸水處理在施肥后進(jìn)行。試驗(yàn)第4年(2011年)暫停咸水灌溉,但施肥處理繼續(xù)進(jìn)行。

根據(jù)灌水與否作裂區(qū)設(shè)計(jì),每個(gè)區(qū)組內(nèi)不同施肥處理順序排列,重復(fù)3次。區(qū)組間隔0.9 m,小區(qū)之間間隔0.5 m,小區(qū)南北向長(zhǎng)10 m,東西走向?qū)? m,小區(qū)面積90 m2,檉柳株行距為40 cm×70 cm。

1.3 調(diào)查測(cè)定項(xiàng)目與方法

調(diào)查時(shí)間:于試驗(yàn)第1年(2008年)的7月3日和9月15日分2次調(diào)查植株生長(zhǎng)性狀并采集植株樣品用于測(cè)定鮮重、干重和植株含水量; 于第4年(2011年)的4月30日、5月30日、7月9日、8月21日和11月7日定株調(diào)查檉柳的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài),并于8月21日采集植株樣品,用于養(yǎng)分和鹽分的測(cè)定。

調(diào)查方法:每個(gè)小區(qū)選取代表性檉柳植株6株掛牌,定點(diǎn)測(cè)定掛牌植株的株高、地莖、分枝、冠幅等生長(zhǎng)指標(biāo)。

樣品采集與處理:每個(gè)處理小區(qū)采集5株長(zhǎng)勢(shì)均勻的地上部植株,剪短,將莖與葉分開(kāi),于105 ℃殺青3 h,75 ℃烘至恒量; 植株樣品粉碎后過(guò)60目篩,用于測(cè)定養(yǎng)分和鹽分含量,所有指標(biāo)的測(cè)定方法參見(jiàn)《土壤農(nóng)化分析》[12]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SAS 9.1軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,并用最小顯著性差異法(LSD)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌溉咸水與施肥處理對(duì)檉柳植株生物學(xué)性狀的影響

試驗(yàn)當(dāng)年(2008年)7月初調(diào)查結(jié)果表明(表1),灌咸水極顯著地影響檉柳植株含水率,比不灌咸水的處理平均減少13.3個(gè)百分點(diǎn)(P＜0.001),但對(duì)春夏季檉柳的株高、莖粗、分蘗數(shù)和鮮重等沒(méi)有顯著影響(表1); 施肥顯著促進(jìn)檉柳的生長(zhǎng),與對(duì)照CK相比,N與NP處理的株高平均增長(zhǎng)6.6%與17.2%(P＜0.01),鮮重增加47.3%和82.5%(P＜0.05),干重提高39.7%與69.6%(P＜0.01),含水率提高11.6與10.5個(gè)百分點(diǎn)(P＜0.01)。咸水灌溉下,與對(duì)照WCK相比,WN與WNP處理的株高分別增長(zhǎng)13.4%與18.4%(P＜0.05),基莖增粗25.7%與27.0%(P＜0.05),蘗枝數(shù)變化不顯著,鮮重增加40.7%與75.2%(P＜0.05),干重分別提高43.0%與68.0%(P＜0.01)。灌咸水與施肥的交互作用對(duì)檉柳植株干重(P＜0.01)和含水率(P＜0.001)有極顯著影響。

表1 第1年咸水灌溉與施肥處理對(duì)檉柳植株生物學(xué)性狀的影響(單株)Table 1 Effect of different treatments of fertilization and saline irrigation on biological characteristics of Tamarix chinensis(per plant)in the first year

試驗(yàn)當(dāng)年(2008年)秋季(9月中旬)調(diào)查結(jié)果表明,與不灌咸水相比,灌咸水顯著影響檉柳植株鮮重、莖與葉的干重及植株含水率,植株平均鮮重與葉干重分別下降9.5%和12.3%(P＜0.05),而莖干重平均增加2.1%(P＜0.01),植株含水率下降13.1個(gè)百分點(diǎn)(P＜0.01)。與對(duì)照CK相比,N與NP處理的株高分別增加11.8%與20.4%(P＜0.01),莖增粗29.2%與32.6%(P＜0.01),鮮重增加69.6%與1.09倍(P＜0.05),蘗枝數(shù)增加41.8%與67.4%(P＜0.05),檉柳葉干重增加56.9%與93.9%(P＜0.05),莖干重增加82.1%與1.16倍(P＜0.05),植株干重分別提高71.5%與1.07倍(P＜0.01); 灌咸水條件下,與對(duì)照WCK相比,WN與WNP處理的株高分別增加14.0%與21.7%(P＜0.01),莖增粗27.9%與36.0%(P＜0.01),蘗枝數(shù)增加37.5%與47.9%(P＜0.05),檉柳鮮重增加75.3%與1.11倍(P＜0.05),檉柳葉干重增加61.7%與1.00倍(P＜0.05),莖干重增加73.3%與1.06倍(P＜0.05),植株干重分別提高68.8%與1.04倍(P＜0.01)。

2.2 不同水肥處理對(duì)檉柳植株生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的影響

對(duì)檉柳的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)查結(jié)果顯示(圖1),NP處理能顯著促進(jìn)檉柳株高、莖粗和冠幅,比單施氮肥(N)和CK處理株高平均增加19.6 cm和29.4 cm,莖粗增加0.9 mm和2.7 mm,冠幅增加10.5 cm和17.4 cm;比灌溉咸水處理(WNP)的株高、莖粗和冠幅平均分別增加18.9 cm、2 mm和14.2 cm。4-11月的生育期內(nèi)灌溉咸水組各施肥處理的檉柳株高、莖粗和冠幅比不灌咸水組相對(duì)應(yīng)處理平均下降8.0 cm、1.2 mm和4.86 cm,特別是只灌咸水不施肥處理(WCK)生長(zhǎng)狀況最差; 但是,灌溉咸水條件的WN和WNP處理的株高、莖粗和冠幅均比WCK顯著提高,尤其是WNP處理對(duì)檉柳分蘗有極顯著的促進(jìn)作用,整個(gè)生育期的蘗枝數(shù)均顯著高于其他處理(P＜0.05),比不灌咸水的NP處理增加27.1%,比CK和WCK分別增加24.6%和38.2%,比N和WN分別增加38.4%和20.9% 。

2.3 不同水肥處理的檉柳植株生長(zhǎng)速率

檉柳株高在春季-初冬生育期內(nèi)的生長(zhǎng)速率的變化呈坡?tīng)钕陆第厔?shì)(圖2A)。以春季生長(zhǎng)最快,之后總體呈急劇下降趨勢(shì),7-8月間,檉柳株高增長(zhǎng)幾乎停止,8月下旬,株高的生長(zhǎng)率呈緩慢回升態(tài)勢(shì),灌溉咸水能顯著減緩檉柳株高生長(zhǎng)速率的下降。不灌咸水的NP處理在春季的生長(zhǎng)率下降最快,但株高生長(zhǎng)速率下降的拐點(diǎn)比其他處理提前1個(gè)月,之后株高平穩(wěn)生長(zhǎng),至11月初仍能保持1.84 mm.d–1生長(zhǎng)速率; 其他處理的株高生長(zhǎng)率持續(xù)下降,在7月中旬出現(xiàn)拐點(diǎn)值,同期NP處理的生長(zhǎng)速率(2.58 mm.d–1)是WNP處理拐點(diǎn)值(0.98 mm.d–1)的2.65倍,是不施肥(CK、WCK)和單施氮處理(N、WN)的5～20倍。

檉柳莖的增粗主要在春-夏末(4-8月),這一時(shí)段莖粗保持相對(duì)較高的增速(圖2B),8月入秋之后檉柳增粗的速率急劇下降,8月下旬以后增粗停滯。不同處理對(duì)檉柳莖粗增長(zhǎng)速率影響差異較大,不灌咸水N處理莖增粗速率最高點(diǎn)發(fā)生在春季,之后呈急劇下降; NP和WCK處理的莖在5-6月的增粗速率呈下降趨勢(shì),但在暑期(7-8月)增粗速率明顯回升; WN處理在春季增粗速率低于其他處理,但在春-夏季迅速增粗,夏季來(lái)臨前莖粗增速達(dá)最大值,之后進(jìn)入下降趨勢(shì); WNP處理在春-初冬季的生育期內(nèi)呈下降趨勢(shì),但4-6月間莖增粗速率顯著高于不灌水的NP處理,暑期(7-8月)反被NP處理超越,8月入秋以后增粗速率急劇下降。

冠幅增加速率與株高相近,冠幅增大速率與株高生長(zhǎng)速率幾乎同步呈坡?tīng)钕陆第厔?shì)(圖2C)。WNP處理在早春冠幅增加速率最高,但隨后冠幅的增加率迅速下降; 而NP處理的冠幅增長(zhǎng)速率在春季最低,與WCK的生長(zhǎng)速率相同,但在春-夏季有短暫的增加趨勢(shì),7-8月暑期冠幅不再增大,8月下旬以后隨株高生長(zhǎng)而緩慢增長(zhǎng)。

檉柳蘗枝的萌發(fā)速率呈先升后降的趨勢(shì),春季分蘗速率并不高,但春-夏季(5-6月)分蘗迅速升高,至6月中旬分蘗速率達(dá)高峰,之后迅速下降,進(jìn)入暑期(7-8月)分蘗停止。4-5月間CK和WCK處理的分蘗速率最高。初夏季(6月)灌溉咸水組各處理的蘗枝萌發(fā)率比不灌咸水平均提高3.26倍,此時(shí)WNP處理蘗枝萌發(fā)速率是NP處理的5.6倍(圖2D)。

2.4 不同水肥處理對(duì)檉柳莖桿和葉片養(yǎng)分的影響

灌咸水與施肥處理均對(duì)檉柳莖桿的N含量有極顯著影響(表2)。灌咸水檉柳莖桿的N含量比不灌咸水處理平均下降13.2%(P＜0.01); 不灌咸水情況下N或NP處理分別比CK提高莖桿N含量44.0%和22.0%(P＜0.01); 灌溉咸水條件下的WN和WNP處理分別比WCK處理可提高檉柳莖桿N含量14.3%和12.2%(P＜0.01); WCK、WN和WNP處理比不灌咸水的CK、N與NP處理的莖桿氮含量分別下降2.0%、23.6%和11.5%(P＜0.05)。灌咸水對(duì)檉柳莖桿的P、K和C含量沒(méi)有顯著影響,但是灌溉咸水同時(shí)施肥則對(duì)莖桿有機(jī)碳含量產(chǎn)生一定影響(P＜0.1)。

表2 咸水灌溉與施肥處理對(duì)檉柳莖葉養(yǎng)分和碳含量的影響Table 2 Nutrients and C contents of stem and leaf of Tamarix chinensis under different treatments fertilization and irrigation of saline water g·kg-1

灌咸水比不灌咸水處理的檉柳葉片N含量平均下降5.3%,WN與WNP處理比N與NP處理的葉片N含量分別下降11.1%和8.7%(P＜0.05); 而葉片P含量平均提高11.8%(P＜0.01)。施肥顯著提高檉柳葉片的N、K含量,N和NP處理比CK的葉片N含量提高18.1%和15.7%; WN和WNP處理分別比WCK處理的N含量提高4.4%和9.1%,同時(shí)K含量提高12.7%和8.0%。與不灌咸水相比,灌溉咸水與施肥的交互作用對(duì)葉片N、K含量影響顯著(P＜0.05),但對(duì)葉片P和C含量影響不顯著。不灌溉咸水時(shí)檉柳葉片的N、P、K含量分別是莖桿的3.62倍、1.51倍和1.34倍,灌溉咸水后分別上升至3.92倍、1.79倍和1.38倍; 而C含量變化不明顯。

2.5 不同水肥處理對(duì)檉柳莖桿和葉片鹽分離子的影響

灌咸水與施肥對(duì)檉柳莖桿Na+沒(méi)有顯著影響,但灌溉咸水的檉柳莖桿Ca2+與Mg2+含量分別比不灌咸水平均降低12.8%(P＜0.05)與21.0%(P＜0.01); 相同施肥處理下,WN比N的莖桿Mg2+下降22.4%(P＜0.01),WNP比NP處理的莖桿Mg2+下降20.4%(P＜0.05); WN和WNP處理比WCK處理的莖桿Ca2+分別提高32.5%和26.7%(P＜0.05),Mg2+分別提高22.4%和11.2%(P＜0.05); 不灌咸水條件下施N與NP處理比對(duì)照CK莖桿Mg2+含量分別提高25.2%與11.3%(P＜0.05)。灌溉咸水和施肥打破了檉柳莖桿的鹽分離子的平衡(表3)。

表3 咸水灌溉與施肥處理對(duì)檉柳莖桿鹽基離子含量及離子比的影響Table 3 Effect of fertilization and irrigation of saline water on stem ions contents and ions ratios of Tamarix chinensis

從表3中的離子比也可以看出,灌溉咸水檉柳葉片Na/Ca 和K/Ca比下降,而Ca/Mg上升,其中,灌溉咸水的WNP處理比WCK的檉柳葉片K/Na、K/Ca和Ca/Mg均有下降的趨勢(shì)。不灌咸水條件的N 和NP處理比CK的莖稈K/Na、Na/Ca 和K/Ca比上升,而Ca/Mg下降; 相反,灌溉咸水后的WN與WNP比WCK處理的莖稈K/Na、Na/Ca 和K/Ca比均下降,而Ca/Mg上升的趨勢(shì)。

從表3可知,灌溉咸水對(duì)葉片Na+含量沒(méi)顯著影響,但施肥均顯著提高了檉柳葉片的Na+含量(P＜0.01),N與NP處理分別比CK處理的檉柳葉片Na+含量提高26.2%與32.8%(P＜0.01),WN和WNP處理分別比WCK處理的葉片Na+含量提高22.7%與20.5%(P＜0.01)。灌溉咸水比不灌溉咸水的檉柳葉片Ca2+含量平均提高18.8%(P＜0.001),不灌溉咸水條件下,N和NP處理分別比CK處理的檉柳葉片Ca2+含量提高5.88%和15.6%(P＜0.05),灌溉咸水條件下WN和WNP處理比WCK處理的葉片Ca2+分別提高7.5%和14.8%(P＜0.05)。施肥處理相同條件下,WN與WNP處理分別比N與NP處理的葉片Ca2+提高20.3%和17.6%(P＜0.01)。灌溉咸水比不灌咸水的檉柳葉片Mg2+平均提高9.3%(P＜0.01),灌溉咸水條件下的WN與WNP處理比對(duì)照WCK的檉柳葉片的Mg2+含量分別提高17.9%和22.7%(P＜0.05),不灌咸水條件下施肥對(duì)Mg2+含量影響不顯著(表3)。施肥處理相同條件下,WN與WNP處理分別比N與NP處理的葉片Mg2+含量提高14.7%和13.0%(P＜0.01)。

灌溉咸水和施肥后檉柳莖桿與葉的鹽分比例發(fā)生改變。不灌溉咸水時(shí)檉柳葉片的Na+、Ca2+、Mg2+含量分別是莖桿的2.92倍、8.88倍和3.94倍,灌溉咸水后分別為2.88倍、11.86倍和5.41倍?？梢?jiàn),灌溉咸水后葉片中的Ca2+、Mg2+明顯提高,Na+略有下降(表3)。

3 討論

3.1 灌溉咸水與施NP對(duì)檉柳生物學(xué)性狀的影響

與之前的報(bào)道一致[13],本研究也發(fā)現(xiàn)灌溉咸水引起檉柳植株鮮重與葉干重的顯著下降,但檉柳的莖干重顯著增加,表明葉片比莖稈受咸水的影響大; 灌溉咸水的檉柳植株含水率在7月與9月平均分別下降13.3個(gè)和13.1個(gè)百分點(diǎn)。植株受鹽脅迫失水,與蒸騰作用及光合作用密切相關(guān),因?yàn)橹仓耆~片通過(guò)氣孔進(jìn)行CO2/H2O氣體交換,實(shí)現(xiàn)植株體內(nèi)的H2O與環(huán)境CO2的相互作用; 鹽脅迫條件下植株完成光合作用獲得最終產(chǎn)物的過(guò)程是以失去更多水分為代價(jià),即通過(guò)加大蒸騰來(lái)促使有機(jī)碳積累和植株生長(zhǎng)[14]。本研究結(jié)果中灌溉咸水的檉柳莖桿與葉片C含量沒(méi)有明顯變化,植株干重不減反增,也證實(shí)了為保證固碳量和莖干重不減,檉柳是以加大植株蒸騰失水為代價(jià)的,植株失水首先受影響的就是葉片,這也就解釋了灌溉咸水檉柳葉片干重降低的原因。

傳統(tǒng)理論認(rèn)為,N素對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)貢獻(xiàn)最大,因?yàn)镹與植株C固持的相關(guān)性最大[15]。濱海重鹽堿地人工檉柳灌溉咸水條件下的現(xiàn)有施肥技術(shù)也僅施氮肥[16]。然而,本研究中灌溉咸水條件下的WNP處理的檉柳株高、莖粗、分蘗、植株干重及含水率均顯著高于WN處理(表1),本研究結(jié)果與Warren等[17]報(bào)道一致,在佐證P對(duì)樹(shù)木植株不可或缺的作用同時(shí),并對(duì)濱海重鹽堿地人工檉柳現(xiàn)有的單施氮肥的技術(shù)提出質(zhì)疑。

3.2 灌溉咸水與施肥處理對(duì)檉柳生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)的影響

本研究發(fā)現(xiàn),春季是檉柳生長(zhǎng)的最佳時(shí)節(jié),植株長(zhǎng)高、莖增粗、冠幅增大和分蘗主要發(fā)生在春-夏季,但并不是同步進(jìn)行(圖2)。檉柳的生長(zhǎng)與蘗枝萌發(fā)速率不同步歸因于各組織器官發(fā)育成長(zhǎng)需要獨(dú)特的溫度所驅(qū)動(dòng)[18]。而灌咸水與NP處理直接影響檉柳生長(zhǎng)與分蘗的速率。相同施肥處理?xiàng)l件下灌溉咸水處理的檉柳長(zhǎng)勢(shì)(株高、莖粗)明顯低于不灌咸水處理(圖1),表明連續(xù)灌溉咸水加劇了檉柳的鹽脅迫,這可以從土壤鹽分含量上升得到解釋(數(shù)據(jù)待發(fā)表)。但施NP能顯著緩解鹽脅迫,表現(xiàn)在不灌水條件下的NP處理的檉柳長(zhǎng)勢(shì)(株高、莖粗、冠幅)明顯優(yōu)于其他處理(圖1),且灌溉咸水條件下的WNP可延緩株高和莖粗在春-夏時(shí)段內(nèi)(5-6月)生長(zhǎng)速率下降,但能加速這一時(shí)段蘗枝萌發(fā)(圖2)。表明在連續(xù)灌溉咸水鹽脅迫加劇條件下,WNP處理以加速萌發(fā)蘗枝補(bǔ)償長(zhǎng)高和增粗受到的抑制,或者說(shuō)受連續(xù)灌溉咸水脅迫時(shí),檉柳利用WNP的條件蘗枝優(yōu)先萌發(fā),以使后代能適應(yīng)新的水鹽環(huán)境。華北地區(qū)春季氣候回升,極易返鹽,春季灌溉地下咸水可稀釋土壤表層高濃度的鹽分,有效緩解春旱; 其次,灌溉咸水土壤濕度增加利于養(yǎng)分吸收,特別是P營(yíng)養(yǎng)的吸收,這與灌溉咸水處理提高檉柳葉片P含量相互印證(表2)。反過(guò)來(lái),土壤N、P營(yíng)養(yǎng)及咸水中必需鹽基離子對(duì)植株的及時(shí)供給,使得檉柳生長(zhǎng)速率的下降可得到有效緩解。此前也有研究報(bào)道,在鹽堿地灌溉微咸水后檉柳的生長(zhǎng)、光合能力、蒸騰耗水量和水分利用效率均比淡水效果顯著[19]。

3.3 灌溉咸水與施肥處理對(duì)植株莖桿和葉片養(yǎng)分、有機(jī)碳與鹽分含量的影響

灌溉咸水與施肥處理均對(duì)檉柳莖桿的N含量有極顯著影響(表1)。灌溉咸水處理的檉柳莖桿和葉片的N含量顯著下降。盡管施N或NP可提高莖桿與葉片的N含量,但相同施肥量下咸水灌溉處理的莖桿和葉片N含量顯著下降,但WNP處理的下降幅度低于WN處理?？梢?jiàn),灌溉咸水下的施NP可緩解咸水對(duì)N吸收的抑制,即灌溉咸水條件下更需要增施磷肥以增加檉柳對(duì)N的吸收。這是因?yàn)?N的作用與土壤P含量密切相關(guān)[19],土壤P不足會(huì)限制N的吸收及光合作用的功能發(fā)揮[19-21],反過(guò)來(lái),增施磷肥則利于N的吸收和光合作用。

灌溉咸水對(duì)檉柳莖桿的P、K和C含量沒(méi)有顯著影響,但檉柳葉片P含量顯著提高。由于土壤P含量直接關(guān)系葉片P和葉片N的含量[19,22],那么灌溉咸水是土壤難溶性P得以活化還是促進(jìn)了P的吸收并向葉片轉(zhuǎn)移值得進(jìn)一步研究。

Zhu[23]認(rèn)為,鹽脅迫條件下植株大量吸收Na+,并取代K+,導(dǎo)致K+下降,Na/K比提高。本研究中從施肥后葉片Na+與K+含量的提升比例可以看出,檉柳葉片Na+含量提升高于K+,但在莖桿中不明顯。K+既是重要的營(yíng)養(yǎng)元素,同時(shí)也具有滲透調(diào)節(jié)作用,不是所有部位都因土壤溶液中Na+多而大量吸收或以Na+代K+，這與Wright等[24]的研究結(jié)果一致。

與不灌咸水相比,灌咸水后檉柳莖桿Ca2+與Mg2+含量顯著降低,但葉片Ca2+與Mg2+含量提高(表3)。表明WNP處理促進(jìn)Ca2+和Mg2+從莖稈向葉片轉(zhuǎn)移,打破了這2種離子在檉柳莖桿與葉片分布的平衡。這印證了灌溉咸水引起檉柳植株失水是因?yàn)檎趄v量加大的報(bào)道[14],水分蒸騰過(guò)程中同時(shí)裝載更多Ca2+和Mg2+從莖稈向葉片運(yùn)轉(zhuǎn)。表明檉柳植株對(duì)鹽基離子Ca2+、Mg2+和Na+運(yùn)輸具有選擇性[25-26]。結(jié)合灌溉咸水葉片P含量的顯著提升,可以推側(cè)可能與Ca2+和Mg2+同時(shí)借蒸騰作用被運(yùn)輸?shù)饺~片,但這些離子是否協(xié)同吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)還需通過(guò)進(jìn)一步研究證實(shí)。

4 結(jié)論

首次灌溉咸水極顯著地降低檉柳植株含水率、植株鮮重與葉干重,但不影響莖干重。連續(xù)灌溉咸水抑制檉柳生長(zhǎng),但蘗枝萌發(fā)率顯著提高,莖桿與葉片的N含量顯著下降,但檉柳葉P含量平均提高11.8%。灌溉咸水條件下施氮磷肥(WNP)處理可減緩春-夏季(5-6月)檉柳長(zhǎng)高與增粗速率的下降,加速蘗枝萌發(fā),提高葉片N、K含量,促進(jìn)Ca2+和Mg2+從莖稈向葉片轉(zhuǎn)移,改變Ca2+和Mg2+離子在莖葉的分布。連續(xù)灌咸水抑制檉柳生長(zhǎng)的負(fù)面作用不可忽視,但灌溉咸水條件下WNP處理可通過(guò)加速分蘗、促進(jìn)養(yǎng)分吸收和鹽基離子運(yùn)輸來(lái)緩解其負(fù)面影響。

致謝:感謝中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心張秀梅高級(jí)工程師協(xié)助調(diào)查采集部分植株數(shù)據(jù)！