微咸水滴灌对温室黄瓜土壤酶活性和产量的影响_李少雄.pdf

2024 年 6 月 灌溉排水学报 第 43 卷 第 6 期 Jun 2024 Journal of Irrigation and Drainage No 6 Vol 43 26 文章编号 1672 3317 2024 06 0026 08 微咸水滴灌对温室黄瓜土壤酶活性和产量的影响 李少雄 刘淑慧 赵春龙 段志文 太原理工大学 水利科学与工程学院 太原 030024 摘 要 目的 探究 不同 微咸水矿化度与灌水 下限 对土壤酶活性时空分布以及黄瓜生长和产量的影响 方法 以 温室 黄瓜为研究对象 设置 4 种微咸水矿化度 分别为 E1 5 g L E2 3 5 g L E3 2 5 g L E4 0 5 g L 3 种 灌水下限 控制 滴头正下方 20 cm 土层处的土壤基质势 分别为 L1 15 kPa L2 25 kPa L3 35 kPa 研究 微 咸水矿化度与灌水 下限 对土壤脲酶 碱性磷酸酶和蔗糖酶活性的时空分布以及温室黄瓜生长和产量的影响 结果 垂直方向 上 随着土层深度的增加 各处理 3 种土壤酶活性均呈逐渐降低趋势 水平方向上 随 着 距滴头距离的增加 3 种土壤酶活性逐渐降低 3 种土壤酶活性在 距滴头 水平方向 0 15 cm 垂直方向 0 20 cm 土层 较高 矿化度为 0 5 2 5 g L 的微咸水对 土壤 脲酶 蔗糖酶活性无显著影响 但显著 提高了 土壤 碱性磷酸酶活性 矿化度为 3 5 5 g L 的微咸 水会使 3 种土壤酶活性明显降低 随着灌水下限的降低 土壤 脲酶和碱性磷酸酶活性先 升高 后 降低 土壤 蔗糖酶活 性 呈上升趋势 矿化度为 3 5 5 g L 的微咸水滴灌 处理 黄瓜生长发育受到明显抑制 显著影响 黄瓜产量 矿化度为 0 5 2 5 g L 的微咸水滴灌 控制灌水下限为 35 25 kPa 有助于黄瓜生长并保证黄瓜产量 结论 在淡水资源紧缺 而 微 咸水资源丰富的地区 可以尝试采用 矿化度为 0 5 2 5 g L 的微咸水 控制灌水下限为 35 25 kPa 灌溉 温室黄瓜 关 键 词 黄瓜 微咸水 土壤 酶 活性 产量 中图分类号 S275 文献标志码 A doi 10 13522 ki ggps 2024038 李少雄 刘淑慧 赵春龙 等 微咸水滴灌对温室黄瓜土壤酶活性和产量的影响 J 灌溉排水学报 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 研究意义 合理开发利用微咸水资源发展农业 灌溉已成为解决水资源危机的有效途径 合理利用微 咸水灌溉不会造成作物减产 但不合理利用微咸水会 导致 土壤质量 恶化 土壤酶作为土壤生态系统的组分 之一 土壤酶活性可以反映土壤质量变化 其活性 直 接反映土壤代谢需求和土壤中养分的有效性 1 2 土 壤酶是土壤有机质分解不可或缺的催化剂 土壤酶 与 土壤理化性质 土壤类型 施肥 耕作等密切相关 在土壤物质循环和能量转化过程中起重要作用 3 也 影响 着 作物生长发育和产量 因此 研究微咸水滴灌 对土壤酶活性 作物生长和产量的影响 确 定适宜作 物灌溉需求的微咸水矿化度阈值 为科学合理开发利 用微咸水资源和土壤的可持续利用提供参考 研究 进展 微咸水滴灌会增加土壤盐 分 量 4 改变土壤结 构 降低其通透性 造成土壤次生盐渍化 5 抑制土壤 微生物活动 6 从而对农田土壤理化性质以及土壤酶 收稿日期 2024 01 24 修回日期 2024 04 06 基金项目 山西省基础研究计划项目 202103021224118 山西省回国留 学人员科研资助项目 2021 062 作者简介 李少雄 1999 男 硕士研究生 主要从事 节水灌溉技术的 研究 E mail 1446164839 通信作者 刘淑慧 1981 女 副教授 博士 主要从事农业水土资源 的高效利用研究 E mail lius 6 灌溉排水学报 编辑部 开放获取 CC BY NC ND协议 活性产生较大影响 土壤脲酶 碱性磷酸酶和蔗糖酶 等与土壤有机质分解 密 切 相关 7 且随土壤盐分升高 而显著降低 张前前等 8 研究表明 微咸水灌溉可造 成绿洲农田土壤盐分积累 土壤酶活性降低 20 8 32 4 回嵘等 9 研究表明 土壤养分及土壤 酶活性随土壤盐渍化程度的减弱而增强 且随土 层 深 度增加土壤养分及酶活性呈逐渐降低的趋势 微咸水 灌溉在提供水分的同时将部分盐分带入土壤 当土壤 盐分超过阈值时 会造成作物生长速度和光合能力降 低 影响作物产量 10 不同作物对微咸水滴灌的响应 不同 黄瓜是一种对水分和盐分均非常敏感的蔬菜作 物 灌溉水质和灌溉制度对其生长发育和产量影响 较 大 11 微咸水滴灌会不同程度地抑制黄瓜生长 12 降 低土壤酶活性 13 降低了土壤有效养分 14 切入点 目前 国内外对微咸水滴灌的研究多集中在微咸水矿 化度对土壤水盐运移和作物影响 但微咸水滴灌对作 物根区附近土壤酶 活性的 时空分布规律尚 不 明确 拟解决的 关键 问题 基于此 选用 4 组不同灌溉水 矿化度以及 3 组灌水下限的微咸水对温室黄瓜进行 滴灌 探究 不同 微咸水矿化度 滴灌 与灌水 下限 对土壤 酶活性时空分布以及黄瓜生长和产量的影响 以期为 设施农业微咸水 利用 提供参考 第 6 期 李少雄 等 微咸水滴灌对温室黄瓜土壤酶活性和产量的影响 27 1 材料与方法 1 1 试验区概况 试验在山西省太原市小店区刘家堡乡 37 38 N 112 28 E 进行 试验温室为自然通风温室 东西走 向 72 m 11 m 试验区地处晋中盆地北部地区 属 于温带 大陆性季风 干旱气候 该区昼夜温差较大 常 有风沙天气 春季干旱多风 夏季湿热 秋初降雨较 多 冬季干冷 年平均气温 11 年 平均 降水量 520 mm 多集中在 7 8 月 日照 时间 约为 2 600 h 年 平均气温 10 6 极端最高气温 39 极端最低气 温 25 年均无霜期 187 d 主要气象灾害有干旱 以及 暴雨 强降雨引起的渍涝 寒潮 试验地土壤初 始理化性质见表 1 表 1 试验区土壤初始理化性质 Tab 1 Initial physicochemical properties of soil in the experimental area 土 层 深度 cm 田间 持水 率 土壤 体积质量 g cm 3 pH 值 脲酶 活性 mg g 1 碱性磷酸酶 活性 mg g 1 蔗糖酶 活性 mg g 1 有机质 量 g kg 1 硝态氮 量 mg kg 1 速效磷 量 mg kg 1 速效钾 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 值在土水比为 1 5 下测得 15 1 2 试验材料与农艺措施 供试 作物为黄瓜 晋刺一号 采用人工移植的 种植方式 滴灌施肥 定植时按统一标准筛选瓜苗 黄瓜于 2023 年 5 月 25 日移植 7 月 25 日开始测产 至 8 月 25 日收获结束 黄瓜植株行距 60 cm 株距 40 cm 每行作物根系附近铺设 1 条滴灌带 滴灌带 间距 S 0 6 m 滴头间距 Se 0 4 m 滴头流量 q 3 0 L h 1 3 试验设计 试验设置 4个灌溉水质处理与 3个 灌水下限 处理 灌水下限通过负压计控制 分别为控制滴头正下方 20 cm 土层 处的土壤基质势下限为 15 kPa L1 25 kPa L2 35 kPa L3 16 灌溉水矿化度 分 别为 5 g L E1 3 5 g L E2 2 5 g L E3 0 5 g L E4 其中 E4处理为地下水 其余处理微咸水用 NaCl配置 共 12 个处理 每个处理设置 3 次重复 共计 36 个试 验小区 小区规格为 1 8 m 4 m 每个小区内有 3 条 垄 每条垄宽 60 cm 垄肩宽 30 cm 垄高 15 cm 小 区之间设置 1 m 宽保护行 每个小区南北向种植 共 种植 30 株黄瓜 苗期灌溉地下水 移植后对每个处 理立即 灌水 3 mm 苗期依据幼苗根系分布范围内土 壤墒情进行灌溉 每次灌水量为 3 5 mm 苗期后 按照设定的土壤基质势下限进行施肥和灌溉 每次灌 水量为 6 mm 在收获结束前 7 d 停止灌溉 本 试验 施肥计划如下 施尿素 含氮量 46 5 量为 360 kg hm2 施磷酸二氢钙 P2O5 量为 200 kg hm2 施 硫酸钾 K2O 量为 450 kg hm2 施肥方式为 30 基 肥 70 追肥模式 17 1 4 项目及测定方法 1 土壤采集 采用土钻 在 6 7 8 月末取土 在 距滴头 水平方向 0 15 30 cm 处取样 取 土 深度 为 0 10 10 20 20 30 30 40 cm 18 2 碱性磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法 以 8 h 后 1 g 土壤中释出酚的毫克数表示 脲酶活性采 用苯酚 次氯酸钠比色法 以 24 h后 1 g 土壤中 NH3 N 的毫克数表示 蔗糖酶活性采用 3 5 二硝基水杨酸 比色法 以 24 h 后 1 g 土壤中葡萄糖的质量 mg 表示 19 3 产量 从初瓜期开始至末瓜期 各小区选取 3 株具有代表性的黄瓜植株做标记并对其黄瓜的鲜果 质量 累计测产 按种植面积折合产量 株高 用钢卷 尺测定从植株基部与基质接触处到生长点的高度 茎 粗 用游标卡尺测量第五节中间最粗处直径 20 1 5 数据分析 数据处理由 Microsoft Office 2018 和 IBM SPSS 26 完成 采用 Surfer 22 作图 2 结果与分析 2 1 微咸水滴灌对土壤脲酶活性时空分布的影响 微咸水滴灌下土壤脲酶活性分布 见 图 1 土壤脲 酶活性随 土层 深度的增加逐渐减小 开花期 各处理 土壤 脲酶活性在 垂直方向 0 20 cm 土层较高 初瓜期 与末瓜期 E1L1 E1L2 E1L3 E2L1 E2L2 E2L3 处理 土壤 脲酶活性在 垂直方向 10 20 cm 土层中受到 明显抑制 其余各处理 土壤 脲酶活性 在垂直方向 0 20 cm 土层较高 在水平方向上 土壤 脲酶活性随 距滴头 水平距离 的增加而降低 开花期 土壤 脲酶活性在水平方向上 差异不大 分布比较均匀 初瓜期 E4L3 处理 土壤 脲酶活性在 距滴头 水平方向 10 20 cm 土壤中 较高 其余各 处理 土壤 脲酶活性在 距滴头 水平方向 0 15 cm 灌溉排水学报 第 43 卷 28 土壤中 较高 末瓜期 各处理土壤 脲酶活性在 距滴头 水平方向 0 15 cm 土壤中 较高 其中 E1L3 E2L3 处 理 土壤 脲酶活性 在 距滴头 水平方向 15 30 cm 土壤中 受到明显抑制 在黄瓜生长发育过程中 各处理土壤脲酶活性随 黄瓜生育期推进而降低 开花期 各处理土壤脲酶活 性无显著差异 初瓜期 E4L2 处理 土壤脲酶活性最高 E1L1 处理对土壤脲酶活性影响最大 较 E4L2 处理土 壤 平均脲酶活性下降 20 7 E3L2 处理对土壤脲酶活 性影响最小 较 E4L2 处理 土壤 平均脲酶活性下降 2 9 末瓜期 E1L1 处理土壤脲酶活性受到明显抑制 较 E4L2 处理土壤平均脲酶活性下降 29 3 E3L2 处 理 土壤 平均脲酶活性较 E4L2 处理下降 4 6 各处理 土壤 脲酶活性表现为 E4L2 处理 E4L1 处理 E4L3 处 理 E3L2 处理 E3L3 处理 E3L1 处理 E2L2 处理 E2L3处理 E2L1处理 E1L2处理 E1L3处理 E1L1 处理 说明 土壤 脲酶活性随微咸水矿化度的增加而减 小 随着灌水下限的降低先增加后减小 综上所述 E3L2 处理 土壤 脲酶活性 在 距滴头水 平方向 0 15 cm 垂直方向 0 20 cm 土层较高 较 E1L1 处理 土壤 脲酶活性高 36 6 较 E4L2 处理 土壤 脲酶活性 降低 4 6 说明 E3L2 处理可以有效降低微 咸水滴灌对根际土壤脲酶活性的抑制 保证黄瓜生长 发育中的氮素供应 a 开花期 b 初瓜期 c 末瓜期 图 1 土壤脲酶活性分布 Fig 1 Distribution of soil urease activity 2 2 微咸水滴灌对土壤碱性磷酸酶活性时空分布的 影响 微咸水滴灌下土壤碱性磷酸酶活性分布 情况 见 图 2 土壤 碱性磷酸酶活性随土层深度的增加逐渐减 小 与 土壤 脲酶活性变化相似 开花期 E1L1 E1L2 E1L3 处理 土壤 碱性磷酸酶活性在 垂直方向 0 20 cm 土层较高 其余各处理在 垂直方向 0 30 cm 土层 土壤 磷酸酶活性较高 初瓜期 E1L1 E1L2 E1L3 E2L1 E2L2 E2L3 处理 土壤 碱性磷酸酶活性在 垂直方向 0 20 cm 土层较高 其余 各处理 土壤 碱性磷酸酶活性 分布与开花期相似 末瓜期 各处理 土壤 碱性磷酸酶 活性 在垂直方向 0 20 cm 土层较高 在水平方向上 土壤 碱性磷酸酶活性随 距滴头 水 平距离的增加逐渐降低 开花期 E1L1 E2L1 处理 土壤 碱性磷酸酶活性在 距滴头 水平方向 15 30 cm 土 壤中 受到 明显 抑制 其余 各处理 土壤 碱性磷酸酶活性 在水平方向分布较均匀 初瓜期 E1L1 E1L2 E1L3 处理 土壤 碱性磷酸酶活性在 距滴头 水平方向 0 15 cm 土壤中 较高 其余 各处理 土壤 碱性磷酸酶活性分布与 开花期相似 末瓜期 各处理 土壤 碱性磷酸酶活性在 距滴头 水平方向 15 30 cm 土壤中 较高 在黄瓜生长发育过程中 E1L1 E1L2 E1L3 E2L1 E2L2 E2L3 处理 土壤碱性磷酸酶活性呈下降 趋势 E3L1 E3L2 E3L3 E4L1 E4L2 E4L3 处 理 土壤 碱性磷酸酶活性先增加后减小 并且 E3L1 E3L2 E3L3 处理 土壤 碱性磷酸酶活性均高于 E4L1 E4L2 E4L3 处理 开花期 E3L2 处理 土壤 碱性磷酸 酶活性最高 E1L1 处理 土壤 碱性磷酸酶活性最低 较 E3L2 处理下降 16 6 初瓜期与末瓜期 E3L2 处 理 土壤 碱性磷酸酶活性依然最高 E1L1 处理 土壤 平 均碱性磷酸酶活性 较 E3L2 处理下降 41 4 E3L2 处 理 土壤 平均 碱性磷酸酶活性 较 E4L2 处理 增加 9 6 与 土壤 脲酶 活性相比 土壤 碱性磷酸酶活性 对微咸水 矿化度 变化更敏感 各生育期内 各 处理 土壤 碱性磷 第 6 期 李少雄 等 微咸水滴灌对温室黄瓜土壤酶活性和产量的影响 29 酸酶活性表现为 E3L2 处理 E3L3 处理 E3L1 处理 E4L2处理 E4L3处理 E4L1处理 E2L2处理 E2L3 处理 E2L1 处理 E1L2 处理 E1L3 处理 E1L1 处理 说明 土壤 碱性磷酸酶活性随微咸水矿化度 的增加先 增加后降低 随灌水下限的 减小 先增加后降低 综上所述 E3L2 处理 土壤 碱性磷酸酶活性 在 距 滴头 水平方向 0 15 cm 垂直方向 0 20 cm 土层较高 较 E1L1 处理 土壤 碱性磷酸酶活性高 71 较 E4L2 处理 土壤 碱性磷酸酶活性高 9 6 说明 E3L2 处理 可 以 促进土壤微生物产生应激反应 增加 土壤 碱性磷酸 酶活性 保证黄瓜生长所需磷酸盐供应 a 开花期 b 初瓜期 c 末瓜期 图 2 土壤碱性磷酸酶活性分布 Fig 2 Distribution of soil alkaline phosphatase activity 2 3 微咸水滴灌对土壤蔗糖酶活性时空分布影响 微咸水滴灌下土壤蔗糖 酶活性分布 见 图 3 土壤 蔗糖酶活性随着土层深度增加逐渐减小 开花期 各 处理 土壤 蔗糖酶活性在 垂直方向 0 30 cm 土层 较高 初瓜期 E1L1 E1L2 E1L3 E2L1 E2L2 E2L3 处理 土壤 蔗糖酶活性在 垂直方向 0 20 cm 土层较高 其余各处理 土壤 蔗糖酶活性分布与开花期相似 末瓜 期 各处理 土壤 蔗糖酶活性 在垂直方向 0 20 cm 土层 较高 E1L1 E1L2 E1L3 E2L1 E2L2 E2L3 处 理 土壤 蔗糖酶活性在表层土壤中受到明显抑制 a 开花期 b 初瓜期 c 末瓜期 图 3 土壤蔗糖酶活性分布 Fig 3 Distribution of soil sucrase activity 在水平方向上 开花期与初瓜期 各处理 土壤 蔗 糖酶活性随距滴头水平距离的增加先减小后增加 灌溉排水学报 第 43 卷 30 E1L1 E1L2 E1L3 E2L1 E2L2 E2L3 处理 土壤 蔗糖酶活性在距滴头水平方向 0 15 cm 土壤中 较高 E3L1 E3L2 E3L3 E4L1 E4L2 E4L3 处理 土壤 蔗糖酶活性 在水平方向差异不大 末瓜期 各处理蔗 糖酶活性随距滴头水平距离的增加逐渐减小 在距滴 头水平方向 0 15 cm 土壤中较高 随 着 生育期推进 E3L1 E3L2 E3L3 E4L1 E4L2 E4L3 处理 土壤 蔗糖酶活性先增加后减小 其 余各处理土壤蔗糖酶活性呈下降趋势 并随微咸水矿 化度的增加显著降低 各生育 时 期 E1L1 处理 土壤 蔗糖酶活性最低 E4L3 处理 土壤 蔗糖酶活性最高 末瓜期 E1L1 处理 土壤 平均 蔗糖 酶活性较 E4L3 处理 下降 32 6 受抑制程度最大 E3L3 处理 土壤 平均 蔗糖 酶活性较 E4L3 处理下降 3 受抑制程度最小 在黄瓜各生育期内 各处理土壤蔗糖酶活性表现为 E4L3 处理 E4L2 处理 E4L1 处理 E3L3 处理 E3L2 处理 E3L1 处理 E2L3 处理 E2L2 处理 E2L1 处理 E1L3 处理 E1L2 处理 E1L1 处理 说明 土壤 蔗糖酶 活性随着微咸水矿化度的增加而降低 随灌水下限的 降低而增加 综上所述 E3L2 处理 土壤 蔗糖酶活性在距滴头 水平方向 0 15 cm 垂直方向 0 20 cm 土层较高 较 E1L1 处理高 46 1 较 E4L3 处理 土壤 蔗糖酶活性降 低 6 1 说明 E3L2 处理可以减少盐分在表层土壤中 的累积 减小对根际土壤蔗糖酶活性影响 2 4 微咸水滴灌对土壤酶活性影响 表 2为生育期末各处理土壤酶活性 由表 2可知 土壤脲酶与 土壤 蔗糖酶活性随微咸水矿化度的增加 而减小 土壤 碱性磷酸酶活性随微咸水矿化度的增加 先增加后减小 土壤脲酶与 土壤 碱性磷酸酶活性随灌 水下限的降低先增加后降低 土壤 蔗糖酶活性随灌水 下限的降低而增加 E1L1 处理 土壤 脲酶 土壤 碱性 磷酸酶和 土壤 蔗糖酶活性最低 E4L2 处理 土壤 脲酶 活性 最高 为 0 578 mg g 与 E1L1 E1L2 E1L3 处 理差异显著 P0 05 E4L3 处理 土壤 蔗糖酶活性最高 为 2 926 mg g 但与 E3L1 E3L2 E3L3 E4L1 E4L2 处理无显著性差异 P 0 05 微咸水矿化度对 土壤 脲酶 土壤 碱性磷酸酶和 土 壤 蔗糖酶活性的影响达到了极显著水平 灌水下限对 土壤 脲酶 土壤 碱性磷酸酶和 土壤 蔗糖酶活性的影响 达到了显著水平 微咸水矿化度与灌水下限的交互作 用对 土壤 脲酶 土壤 碱性磷酸酶和 土壤 蔗糖酶活性的 影响达到了显著水平 土壤 脲酶 土壤 碱性磷酸酶和 土壤 蔗糖酶活性与土壤电导率和 pH 值极显著负相关 土壤 脲酶 土壤 碱性磷酸酶和 土壤 蔗糖酶活性与土壤 含水率极显著正相关 表 2 微咸水滴灌对土壤酶活性的影响 Tab 2 The effect of drip irrigation with brackish water on soil enzyme activity 微咸水矿化度 灌水下限 土壤 脲酶 mg g 1 土壤 碱性 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 检验 微咸水矿化度 灌水下限 微咸水矿化度 灌水下限 相关性分析 P值 电导率 0 959 0 870 0 948 含水率 0 930 0 883 0 854 pH 值 0 857 0 752 0 842 注 表中数值为平均值 同列不同小写字母表示处理间差异显著 P 0 05 检验中 表示 在 P 0 05 水平 差异显著 表示 在 P 0 01 水平 差异极显著 ns 表示差异不显著 相关性分析中 表示 在 P 0 05 水 平 相关性显著 表示 在 P 0 01 水平 相关性极显著 ns 表示相关性不显 著 下同 2 5 微咸水滴灌对黄瓜产量与生长指标的影响 由表 3 可知 黄瓜株高和产量随土壤基质势的降 低先增加后降低 随微咸水 矿化度的增加而减小 E4L2 处理黄瓜株高和产量最高 E1L1 处理黄瓜株高 和产量最低 较 E4L2 处理降低了 32 茎粗随土壤 基质势的降低变化不显著 随微咸水矿化度增加先增 加后降低 各处理单株产量与株高差异显著 P0 05 E4L2 E4L3 处理黄瓜平 均株高显著高于 E4L1 处理 E3L2 E3L3 处理黄瓜 平均株高显著高于 E3L1 处理 说明 0 5 2 5 g L 矿化 度微咸水滴灌控制灌水下限 35 25 kPa 有助于黄瓜 生长 微咸水矿化度对黄瓜产量 株高和茎粗影响极为 显著 灌 水下限对黄瓜产量和株高影响也极为显著 对 黄瓜 茎粗影响达到显著水平 微咸水矿化度与灌水 下限的交互作用对黄瓜产量和株高达到了显著水平 土壤 脲酶 活性 和 土壤 磷酸酶 活性 与黄瓜产量极显著 相关 与株高和茎粗显著相关 土壤 蔗糖酶活性 与黄 瓜产量和株高显著相关 第 6 期 李少雄 等 微咸水滴灌对温室黄瓜土壤酶活性和产量的影响 31 表 3 微咸水滴灌下黄瓜产量及生长指标 Tab 3 Cucumber yield and growth indicators under drip irrigation with slightly saline water 微咸水 矿化度 灌水下限 单株 产量 kg 株高 cm 茎粗 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 检验 微咸水 矿化度 灌水下限 微咸水 矿化度 灌水下限 ns 相关性 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 讨 论 本研究表明 各处理 土壤 脲酶 土壤 碱性磷酸酶 和 土壤 蔗糖酶活性 在 距滴头 水平方向 0 15 cm 垂直 方向上 0 20 cm 土层 土壤中较高 这是因为在滴灌作 用下 根区土壤水肥条件以及通气状况较好 灌溉水 中的盐分随水转移至湿润锋 为土壤微生物以及根系 活动创造了良好的环境 21 促进了微生物代谢活动 使得根区附近土壤酶活性较高 随着土层深度 的增加 3 种土壤酶活性 呈下降趋势 这是由于土壤耕层有机 质量高 水热条件和通气状况好 使微生物代谢活跃 呼吸强度加大 使得耕层土壤酶活性较高 随着土 层 深度增加 土壤 密 度随之增加 有机质量逐渐降低 再加之土壤温度降低及土壤水分减少 限制了土壤微 生物代谢产酶 22 随着微咸水矿化度的增加会明显抑 制 垂直方向 10 20 cm 土层 3 种土壤酶活性 这是 因 为 微咸水滴灌带来的盐分随水分 蒸发 向表层土壤 运 移 限制了土壤微生物以及作物根系的活 动 进而使 得土壤酶活性受到抑制 23 随着 距滴头 水平 距离的增 加 3 种土壤酶 活性逐渐减小 这 是因为 距滴头 越远 土壤水肥环境 越 差 以及 人工耕作频繁使得表层土壤 板结 透气性变差 进而 抑制了土壤酶活性 这 与李 雪峤 等 24 张立芙 等 25 研究一致 土壤脲酶 活性 与 土壤 蔗糖酶活性随微咸水矿化 度的增加而减小 这是由于微咸水滴灌会使土壤淋洗 效果逐渐减弱 26 导致 盐分在土壤中积累 土壤板结 通气和水环境变差 27 抑制土壤微生物和根系活动 进而导致 土壤 脲酶与蔗糖酶活性下降 28 土壤 碱性磷 酸酶活性随微咸水矿化度的增加先增加后减小 这 是 由于矿化度为 2 5 g L 的微咸水可以促进土壤微生物 产生应激效应 促使微生物快速生长并加快代谢产酶 能力 使 土壤 碱性磷酸酶活性提高 29 土壤脲酶与 土 壤 碱性磷酸酶活性随灌水下限的降低先增加后降低 土壤 蔗糖酶活性随灌水下限的降低而增加 这 是由于 在微咸水滴灌下适当降低灌水下限 有助于盐分随水 转移 减少土壤中盐分积累 使耕层有良好的水热条 件和通气状况 这 与翟红梅 等 30 李宁 等 31 研究一致 黄瓜株高和产量随土壤基质势的降低先增加后 减小 随微咸水矿化度的增加而减小 在矿化度为 0 5 2 5 g L 的微咸水滴灌 条件 下 控制 灌水下限为 35 25 kPa 有助于黄瓜生长并 保证 黄瓜产量 这是由 于低矿化度微咸水滴灌可以在滴头附近形成脱盐区 有效地淋洗了作物根区盐分 为作物生长创造了良好 的水盐环境 20 较低的灌水下限也减少了灌水次数 提升 土壤团聚体稳定性 改善土壤入渗性能 有利于 土壤盐分下移 可有效抑制表层土壤返盐 这 与万书 勤 等 32 原保忠 等 33 研究一致 土壤 脲酶 磷酸酶 活 性 与黄瓜产量极显著 正 相关 这是由于土壤脲酶和碱 性磷酸酶是催化土壤氮素和磷素转化的重要酶 二者 活性 可以表征土壤氮素和磷素状态 进而影响温室黄 瓜生长发育 这 与李琦 等 34 研究一致 综合 上述分析 可以采用矿化度 0 5 2 5 g L 的微咸水控制灌水下限 为 35 25 kPa 灌溉 温室黄瓜 本试验研究期限较短 对于长期微咸水滴灌种植对土壤环境变化及植物生 长的影响 今后应进一步研究 4 结 论 1 垂直方向上 各处理 土壤 脲酶 土壤 蔗糖酶 土壤 碱性磷酸酶活性变化规律基本一致 即随土层深 度增加逐渐减小 水平方向 距滴头 水平距离越大 土壤酶活性越低 3 种土壤酶活性在 距滴头水平方向 0 15 cm 垂直方向 0 20 cm 土层 土壤中较高 2 随着微咸水矿化度的增加土壤脲酶 蔗糖酶 活性减小 土壤 碱性磷酸酶活性先增加后减小 随着 灌水下限的降低 土壤 脲酶 碱性磷酸酶活性先增加后 减小 土壤 蔗糖酶活性增加 矿化度为 0 5 2 5 g L 的微咸水 滴灌条件下 控制灌水下限为 25 kPa 对 土 壤 脲酶 蔗糖酶活性 无显著影响 但 显著 提高了 土壤 碱性磷酸酶的活性 矿化度为 3 5 5 g L的微咸水会使 3 种土壤酶活性明显降低 3 在淡水资源紧缺 微 咸水资源丰富的地区 灌溉排水学报 第 43 卷 32 可以采用矿化度 0 5 2 5 g L 的微咸水控制灌水下限 为 35 25 kPa 灌溉 温室黄瓜 作者声明本文无实际或潜在利益冲突 参考文献 1 刘善江 夏雪 陈桂梅 等 土壤酶的研究进展 J 中国农学通报 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 土壤酶学硏究进展 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 边雪廉 岳中辉 焦浩 等 土壤酶对土壤环境质量指示作用的研究 进展 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 陈昊 王军 马超 等 不同水质滴灌与施氮措施下土壤盐分及关键 离子变化研究 J 灌溉排水学报 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 王金栋 等 咸水与微咸水在农业灌溉中的应用 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 马丽娟 张慧敏 侯振安 等 长期 咸水滴灌对土壤氨氧化微生物丰度 和群落结构的影响 J 农业环境科学学报 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 黄瓜大棚土壤肥力与土壤酶活性关系初探 J 北 方园艺 2008 9 66 68 LI Meiru LI Shiqi The disquisition between enzyme activity and fertility of soil in cucumis 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O DA R A A S DE S G L et al Foliar app