引言

近年來(lái)，隨著西安市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的逐步調(diào)整和都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，全市以塑料大棚和溫室為主的設(shè)施栽培面積不斷擴(kuò)大。設(shè)施栽培雖有可生產(chǎn)期長(zhǎng)、作物產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)顯著等優(yōu)點(diǎn)，但內(nèi)部環(huán)境由于長(zhǎng)期處于封閉或半封閉狀態(tài)，缺失自然雨水的淋洗過(guò)程，加之強(qiáng)烈的蒸發(fā)、蒸騰作用以及不合理的水肥管理等原因，極易出現(xiàn)土壤酸化、土壤次生鹽漬化、土壤理化性質(zhì)惡化、土壤養(yǎng)分失調(diào)、土壤微生物區(qū)系改變、作物連作障礙等系列障礙問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)作物生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)產(chǎn)生影響。周建斌等人的研究已經(jīng)表明，西安市設(shè)施栽培過(guò)量施肥現(xiàn)象比較普遍，土壤養(yǎng)分積累明顯，土壤酸化、次生鹽漬化問(wèn)題突出。馮武煥等人的研究也表明，西安市設(shè)施栽條件下土壤鹽分和硝酸鹽累積十分明顯，已對(duì)作物生產(chǎn)形成潛在不良影響。為此，在西安地區(qū)開(kāi)展設(shè)施土壤改良活動(dòng)兼具現(xiàn)實(shí)必要性和緊迫性。

設(shè)施土壤改良問(wèn)題由來(lái)已久，目前仍為研究熱點(diǎn)之一，且大部分研究主要針對(duì)土壤次生鹽漬化問(wèn)題開(kāi)展?？傮w來(lái)看，設(shè)施土壤改良方法主要包括施用改良劑（有機(jī)肥）、水利工程措施、農(nóng)藝措施和生物措施等。以上方法各具特色，但有些方法操作起來(lái)成本較高，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，且見(jiàn)效較慢，不利于大面積推廣。相比其他方法而言，施用改良劑（有機(jī)肥）無(wú)疑是最簡(jiǎn)單，投資小，可持續(xù)，且見(jiàn)效快的一種方式。目前，生物質(zhì)炭、蚯蚓糞、腐殖酸、微生物肥、有機(jī)廢棄物（菌糠和醋糟）等改良劑在設(shè)施土壤改良方面均有研究涉及。但不同改良劑理化性質(zhì)及作用機(jī)理不盡相同，而且不同區(qū)域土壤屬性及自然環(huán)境不一，導(dǎo)致很難選取一種通用性的土壤改良劑。

第三次農(nóng)業(yè)普查數(shù)據(jù)顯示，2016年年底西安市設(shè)施栽培面積已達(dá)6.41×10³ hm²，其中塑料大棚在全市設(shè)施栽培中占據(jù)主導(dǎo)地位，面積占比達(dá)到82.22%。基于此事實(shí)，本研究以西安市塑料大棚土壤改良研究為例，選擇了土香香、腐殖酸、富活素、蚯蚓糞4種改良劑，分別探討了不同改良劑對(duì)大棚土壤基本理化性質(zhì)、鹽分離子組成、作物產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，旨在篩選出能較好改良土壤的改良劑，以期能為當(dāng)?shù)卦O(shè)施土壤改良乃至設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展提供一定的參考依據(jù)。

1  材料與方法

1.1  試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地布設(shè)于西安市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技展示中心24號(hào)塑料大棚內(nèi)。試驗(yàn)地地理坐標(biāo)為34.071106°N，108.882640°E；海拔高度為435 m。該區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫15.5℃，年均降水量600 mm，最大平均濕度69.6%，無(wú)霜期216 d，日照時(shí)數(shù)1377 h。供試塑料大棚建于2010年，棚內(nèi)土壤類型為褐土，土壤基本理化性質(zhì)如表1所示。根據(jù)西安市農(nóng)用地土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，供試大棚土壤養(yǎng)分等級(jí)較高，土壤養(yǎng)分累積明顯。另外，大棚土壤pH為6.63，和西安市耕地土壤pH（7.18）相比，土壤出現(xiàn)酸化現(xiàn)象；土壤電導(dǎo)率為362.24μS/cm，稍大于350 μS/cm，但根據(jù)相關(guān)分類標(biāo)準(zhǔn)，土壤已經(jīng)處于中度次生鹽漬化水平。

1.2  供試材料

供試甜瓜為新培育品種“韓金蜜”。供試土壤改良劑及生產(chǎn)廠家基本信息如下：土香香（液劑），渭南順天集團(tuán)有限公司生產(chǎn)；腐殖酸原液（液劑），楊凌鼎天濟(jì)農(nóng)腐殖酸制品有限公司生產(chǎn)；富活素（液劑），西安秦衡生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)；蚯蚓糞（固劑），陜西迪隆生態(tài)環(huán)保技術(shù)有限公司生產(chǎn)。土香香是以植物、食用菌等為原料經(jīng)微生物發(fā)酵制得的一種農(nóng)用酵素，其含有糖類、有機(jī)酸、礦物質(zhì)、維生素、酚類、萜類等營(yíng)養(yǎng)成分以及一些重要的酶類等生物活性物質(zhì)。供試腐殖酸原液是從褐煤中用堿液（NaOH）提取后處理的中間產(chǎn)物，其中腐殖酸含量為9.50%。富活素是采取人工模擬微生物降解的方法，將畜禽糞便、作物秸稈等廢棄物降解而后得到的一種土壤液體改良劑，其中腐殖酸（全為黃腐酸）含量超過(guò)30%以上。蚯蚓糞是蚯蚓對(duì)有機(jī)廢棄物進(jìn)行生物降解的產(chǎn)物，其富含腐殖酸、有機(jī)質(zhì)、有益微生物和多種生理活性物質(zhì)含量?？傮w而言，4種改良劑理化性質(zhì)不盡相同，但均含有機(jī)質(zhì)。

1.3  試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2018年3月上旬開(kāi)始育苗，4月1日定植。栽培方式為傳統(tǒng)壟栽，壟寬70 cm，壟距50 cm，株距30 cm。試驗(yàn)設(shè)置土香香、腐殖酸、富活素、蚯蚓糞4個(gè)改良劑處理和1個(gè)空白對(duì)照（CK，即不施用改良劑），共計(jì)5個(gè)試驗(yàn)處理。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理重復(fù)3次，共計(jì)5個(gè)小區(qū)（長(zhǎng)4.8 m×寬3.0 m），所有改良劑均于幼苗定植前2個(gè)月施入土壤（各改良劑施用情況如表2所示），后間隔一周進(jìn)行翻耕。為防止不同小區(qū)間肥水側(cè)滲，小區(qū)之間用塑料薄膜（埋深50 cm）縱向隔開(kāi)，其他同農(nóng)戶常規(guī)管理。

1.4  測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1  土壤物理和農(nóng)化性質(zhì)測(cè)定：于實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前和甜瓜拉秧期，采集土壤樣品（0～20 cm），前處理后測(cè)定pH、有機(jī)質(zhì)、電導(dǎo)率、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀、土壤水溶性陽(yáng)離子（K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）以及陰離子（HCO₃^-、Cl^-、SO₄^2-、NO^3-）含量。土壤pH值測(cè)定使用酸度計(jì)；有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀-容量法；電導(dǎo)率測(cè)定使用電導(dǎo)率儀測(cè)定；全氮測(cè)定采用凱氏定氮法；堿解氮測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法；有效磷測(cè)定采用0.5 mol/LNaHCO₃浸提-礬鉬藍(lán)比色法；速效鉀測(cè)定采用1 mol/L NH₄OAc浸提-火焰光度計(jì)法；K⁺、Na⁺測(cè)定采用火焰光度法水溶性鈣檢測(cè)方法，Ca²⁺、Mg²⁺測(cè)定采用原子吸收分光光度法，HCO₃^-測(cè)定采用雙指示劑-中和滴定法，Cl^-測(cè)定采用硝酸銀滴定法，SO₄^2-測(cè)定采用硫酸鋇比濁法，NO^3-測(cè)定采用紫外分光光度法。另外，于試驗(yàn)開(kāi)始前和結(jié)束時(shí)采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重，進(jìn)而計(jì)算處不同處理土壤孔隙度。

1.4.2  生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)測(cè)定：定植3周后開(kāi)始測(cè)量，每隔7天測(cè)量一次。測(cè)定指標(biāo)包括株高、莖粗及葉綠素含量。株高用卷尺測(cè)定；莖粗用游標(biāo)卡尺測(cè)定；葉綠素相對(duì)含量用葉綠素儀(SPAD-502)測(cè)定。由于定植一月后進(jìn)行掐尖，故株高、莖粗只測(cè)量4次；而甜瓜生長(zhǎng)周期內(nèi)葉綠素相對(duì)含量連續(xù)測(cè)定6次。

1.4.3  果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定：收獲時(shí)取樣測(cè)定可溶性固形物含量、可滴定酸含量和維生素C含量。可溶性固形物含量采用手持糖度計(jì)(BX-1)測(cè)定；可滴定酸含量采用堿滴定法測(cè)定；維生素C含量測(cè)定采用2，6-二氯靛酚滴定法。

1.4.4  產(chǎn)量相關(guān)測(cè)定：收獲時(shí)統(tǒng)計(jì)各小區(qū)甜瓜數(shù)量并稱重，最后計(jì)算單果重和總產(chǎn)量。同時(shí)，用游標(biāo)卡尺測(cè)定果實(shí)縱徑與橫徑，計(jì)算果形指數(shù)。

1.4.5  數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析：用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，并用Excel2007進(jìn)行作圖分析。

2  結(jié)果與分析

2.1  不同改良劑對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

土壤容重是指單位體積的自然狀態(tài)土壤（包括孔隙）的質(zhì)量，其在一定程度上可反映出土壤的疏松與緊實(shí)程度。一般而言，土壤容重越小，表明土壤越疏松；土壤容重越大，表明土壤越緊實(shí)。土壤孔隙度是指一定體積的土壤中，孔隙的體積占整個(gè)土壤體積的比例。實(shí)踐證明，一般作物適宜的土壤孔隙度大于50%為好。圖2為不同改良劑處理對(duì)土壤容重、孔隙度的影響。從表中可以看出，T1、T4處理較CK均能顯著降低土壤容重（降幅分別為5.07%和4.35%），并顯著提高土壤孔隙度（上升幅度分別為5.45%和5.12%）至50%以上。T2、T3處理較CK雖也能降低土壤容重（降幅分別為0.72%和2.17%）和提高土壤總孔隙度（升幅分別為0.98%和2.17%），但差異并未達(dá)到顯著水平。進(jìn)一步分析表明，試驗(yàn)中不同處理土壤容重與孔隙度呈現(xiàn)顯著的線性負(fù)相關(guān)關(guān)系（R²=0.998），這說(shuō)明土壤容重與孔隙度的變化具有反向同步性。綜上，就改良土壤容重和孔隙度而言，施用土香香和蚯蚓糞改良效果更好一些。

由圖3可以看出，所有改良劑處理較CK均能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高幅度依次為15.56%、10.19%、28.94%、28.99%。但T1、T3、T4處理土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著高于CK，而T2與CK差異并不顯著。土壤pH值是反映土壤酸堿狀況的重要土壤指標(biāo)，直接影響土壤養(yǎng)分的存在形態(tài)、轉(zhuǎn)化和有效性，進(jìn)而影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育。由圖2可以看出，CK土壤pH為6.62，介于6.5~7.5之間，酸堿度屬中性，但其值明顯小于西安市耕地土壤pH值7.80，總體來(lái)看有酸化趨勢(shì)，這主要源于設(shè)施土壤的連續(xù)栽培。在本實(shí)驗(yàn)條件下，施用不同改良劑較CK均能不同程度提高土壤pH。具體而言，T1、T2處理土壤pH較CK并無(wú)顯著性差異，但T3、T4處理土壤pH顯著高于CK，其增幅分別為5.44%和3.47%。總體來(lái)看，施用改良劑均能使大棚土壤pH小幅上升并更接近于7，這在一定程度上緩解了大棚土壤的繼續(xù)酸化。

2.2  不同改良劑對(duì)鹽分組成的影響

就CK而言，土壤中陽(yáng)離子含量大小規(guī)律為Ca²⁺＞Na⁺＞Mg²⁺＞K⁺，其中Ca²⁺含量在統(tǒng)計(jì)的4種陽(yáng)離子總量中占比達(dá)74.90%，是中度次生鹽漬化土壤的主導(dǎo)陽(yáng)離子；土壤中陰離子含量大小規(guī)律為SO₄^2－＞HCO₃^－＞NO₃^－＞Cl^－，其中SO₄^2－、HCO₃^－含量在統(tǒng)計(jì)的4種陰離子離子總量中占比分別為48.40%和28.15%，是中度次生鹽漬化土壤的主導(dǎo)陰離子。

表3為不同改良劑處理對(duì)土壤鹽分組成的影響。就土壤鹽分中的陽(yáng)離子變化而言，與CK相比：T1、T2、T3和T4處理均能大幅顯著降低Ca²⁺含量，降幅分別為69.42%、39.91%、85.86%和65.83%，且由于各處理?xiàng)l件下Ca⁺含量在土壤鹽分中的陽(yáng)離子中占比較大，所以此改良效果意義較大；各處理Na⁺含量有升有降，但差異并不顯著，表明此改良效果意義不大；T1、T2、T3處理均能顯著降低Mg²⁺含量，但T4處理對(duì)Mg²⁺含量影響并不顯著；各處理均能顯著降低K⁺含量，降幅分比為44.37%、51.44%、63.65%和28.69%，但由于各處理?xiàng)l件下K⁺含量在全鹽組成中的占比均極小，所以此改良效果意義也不大。總體來(lái)看，T1、T2、T3和T4處理較CK均能顯著降低土壤鹽分中的陽(yáng)離子總量，其降幅分別為58.35%、35.44%、75.52%和51.52%，尤以T3處理，即施用富活素改良劑降低土壤鹽分中的陽(yáng)離子總量的效果最為顯著。就土壤鹽分中的陰離子變化而言，與CK相比：T1、T3處理均能大幅顯著降低SO₄^2－含量，而T2、T4處理卻使SO₄^2－含量顯著增加；T2處理能顯著降低HCO₃^－含量，其余處理均對(duì)HCO₃^－含量無(wú)顯著影響；T1、T2、T3和T4處理均能顯著降低NO₃^－含量，降幅分別為62.83%、50.42%、87.88%和49.08%，改良效果較為明顯；T1、T3處理能顯著降低Cl^－含量，而T2、T4處理對(duì)Cl^－含量影響比并不顯著?？傮w來(lái)看，與CK相比，T2、T4處理對(duì)土壤鹽分中的陰離子總量影響并不顯著，而T1、T3處理較CK均能顯著降低土壤鹽分中的陰離子總量，其降幅分別為34.91%和60.48%，尤以T3處理，即施用富活素改良劑的處理降低土壤鹽分中的陰離子總量的效果最為顯著。綜上，T1、T2、T3和T4處理均能大幅顯著降低土壤鹽分離子總量，其降幅分別為46.96%、20.65%、68.21%和29.97%，尤以T3處理，即施用富活素改良劑的處理降低土壤鹽分離子總量的效果最為顯著。

2.3  不同改良劑對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響

土壤電導(dǎo)率是反映土壤溶液中離子成分總質(zhì)量濃度(全鹽量)的指標(biāo)，反映了在一定水分條件下土壤鹽分的實(shí)際狀況以及土壤中可被植物吸收利用的總養(yǎng)分狀況。從圖4中可以看出，所有改良劑處理較CK均能顯著降低土壤電導(dǎo)率。進(jìn)一步的分析表明，T1、T2、T3、T4處理?xiàng)l件下，土壤電導(dǎo)率較CK（373.50 μS/cm）分別降低189.45 μS/cm、92.85 μS/cm、283.45 μS/cm和132.45 μS/cm，降幅分別達(dá)到50.72%、24.86%、75.89%和35.46%，其中T3處理，即施用富活素改良劑的處理降低土壤電導(dǎo)率的效果最佳。進(jìn)一步的分析還發(fā)現(xiàn)，不同處理土壤電導(dǎo)率與土壤鹽分離子總量呈顯著的線性正相關(guān)關(guān)系（R²=0.996），這在一定程度上說(shuō)明了土壤電導(dǎo)率與土壤鹽分離子總量在一定范圍內(nèi)具有正向同步性。

2.4  不同改良劑對(duì)株高和葉綠素SPAD值的影響

圖5為不同處理對(duì)甜瓜株高的影響。由于定植一個(gè)月后對(duì)甜瓜植株進(jìn)行掐尖，所以試驗(yàn)過(guò)程中株高只測(cè)定了4次。從圖中可以看出，定植7天和21天時(shí)，不同改良劑處理?xiàng)l件下的株高均大于CK，其中T2、T3和T4處理的株高與CK并無(wú)顯著性差異，唯獨(dú)T1處理的株高顯著高于CK。定植14天和28天時(shí)，不同處理相互之間無(wú)顯著性差異?？傮w來(lái)看，不同處理對(duì)甜瓜的株高影響在不同生長(zhǎng)階段表現(xiàn)不一，沒(méi)有呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。

葉綠素相對(duì)含量用SPAD值表示，SPAD值是一個(gè)無(wú)量綱的比值，與葉綠素含量呈正相關(guān)。本試驗(yàn)過(guò)程中，只取前6次甜瓜葉綠素SPAD值進(jìn)行分析。從圖6中可以看出，不同處理?xiàng)l件下葉綠素SPAD值變化趨勢(shì)大體相同，即隨著定植時(shí)間的增加，SPAD值呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。定植7天后，T4處理葉綠素SPAD值顯著高于CK，其他改良劑處理SPAD值雖高于CK，但差異未達(dá)顯著性水平。定植14天后，T4處理葉綠素SPAD值顯著低于其他處理，且其他處理之間SPAD值并無(wú)顯著性差異。定植21天和28天后，T1、T2和T3處理葉綠素SPAD值顯著高于CK，而T4處理與CK之間并無(wú)顯著性差異。定植35天后，T1、T2處理葉綠素SPAD值與CK差異不顯著，而T3、T4處理顯著小于CK。定植42天后，T1、T4處理葉綠素SPAD值顯著高于CK，但是T2、T3處理與CK相比并無(wú)顯著性差異?？傮w來(lái)看，不同處理對(duì)甜瓜的葉綠素相對(duì)含量影響在不同生長(zhǎng)階段也表現(xiàn)不一，沒(méi)能呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。

2.5  對(duì)甜瓜品質(zhì)的影響

表4為不同改良劑對(duì)甜瓜各個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的影響，從表中可以看出，不同改良劑處理對(duì)甜瓜各個(gè)品質(zhì)指標(biāo)影響不一。糖度和酸度是評(píng)價(jià)甜瓜品質(zhì)的重要指標(biāo)，直接影響甜瓜品質(zhì)。其中可溶性固形物主要由糖（葡萄糖、蔗糖和果糖）組成；可滴定酸即果實(shí)中的所有酸性成分的總量，它包括未離解的濃度和已離解的酸的濃度。本試驗(yàn)中，T1、T3和T4處理?xiàng)l件下可溶性固形物含量顯著高于CK，而T2顯著低于CK，所有處理中T3處理的可溶性固形物含量最高。另外，本試驗(yàn)條件下，所有處理甜瓜的可滴定酸含量并無(wú)顯著性差異。維生素C即抗壞血酸，其是甜瓜的一個(gè)重要品質(zhì)指標(biāo)，同時(shí)也是一些酶、自由基的清除劑及一些物質(zhì)生物合成的底物等，在植物新陳代謝過(guò)程中具有重要作用。本試驗(yàn)中，T3處理的維生素C含量顯著高于其它處理，而T1、T2和T4處理與CK差異并未達(dá)到顯著水平。

2.6  對(duì)甜瓜產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

從表5中可以看出，不同改良劑處理對(duì)甜瓜產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素影響程度不一。單果重方面，T1、T2、T3和T4處理均顯著大于CK，且較CK分別提高了4.71%、5.31%、7.24%和11.31%。進(jìn)一步的分析表明，T1、T2處理單果重差異不顯著，且均顯著小于T3和T4處理，而T4處理的單果重顯著大于T3處理。果形指數(shù)也叫縱橫比，即果實(shí)縱徑與橫徑的比值。在本試驗(yàn)條件下，所有處理甜瓜的果形指數(shù)雖有差異，但并未達(dá)到顯著性水平，說(shuō)明不同處理對(duì)甜瓜果形指數(shù)無(wú)明顯影響。產(chǎn)量方面，T1、T2、T3和T4處理均高于CK，且較CK分別增產(chǎn)7.49%、5.12%、14.37%和21.01%。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，T1、T2處理甜瓜產(chǎn)量差異不顯著，但其均顯著小于T3和T4處理，而T4處理的甜瓜產(chǎn)量顯著大于T3處理，這與不同處理間單果重的差異具有相似性。進(jìn)一步的分析表明，所有改良劑處理均能顯著提高甜瓜單果重和產(chǎn)量，且甜瓜單果重與和產(chǎn)量呈現(xiàn)顯著的線性正相關(guān)關(guān)系（R²=0.927）。但由于所有處理間的果形指數(shù)均無(wú)顯著性差異，這說(shuō)明單果重直接決定了產(chǎn)量的大小。總體來(lái)看，不同改良劑處理雖對(duì)過(guò)甜瓜果形指數(shù)無(wú)明顯影響，但較CK均能顯著提高單果重和產(chǎn)量，尤以T4處理即施用蚯蚓糞的增產(chǎn)效果最佳。

3  討論與結(jié)論

以往研究大多針對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重次生鹽漬化的設(shè)施土壤進(jìn)行開(kāi)展，且研究側(cè)重于發(fā)生重度次生鹽漬化后的土壤修復(fù)技術(shù)探討，屬于事后防御。本研究則是基于塑料大棚土壤開(kāi)始出現(xiàn)由低鹽度向中鹽度發(fā)展趨勢(shì)后及時(shí)開(kāi)展的一項(xiàng)改良研究，屬于適時(shí)防御，可為中鹽度的設(shè)施土壤修復(fù)提供一定的理論依據(jù)。本研究開(kāi)展過(guò)程中，設(shè)置了4種改良劑處理。其中腐殖酸和蚯蚓糞在改良土壤理化性質(zhì)方面的良好功效目前已被證實(shí)；酵素雖在污水處理研究中被廣泛應(yīng)用，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面研究甚少；富活素自身富含腐殖酸，理論上也具有改良土壤的功效，但目前有關(guān)其的研究報(bào)道也很少。

本試驗(yàn)在探討各改良劑改良土壤效果時(shí)，只以0~20 cm耕層土壤為研究對(duì)象，原因有二。一方面，在改良劑處理?xiàng)l件下，耕層土壤的理化性質(zhì)變化最為明顯，改良效果最好的即為此層。另一方面，大部分作物的絕大部分根系分布于此層，在篩選土壤改良劑時(shí)，重點(diǎn)分析耕層土壤改良效果對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大。

本研究結(jié)果表明，4種改良劑處理均能在一定程度上降低塑料大棚土壤容重，提高土壤孔隙度和有機(jī)質(zhì)含量，并小幅提升土壤pH。分析認(rèn)為，這種土壤改良效果主要源于改良劑自身含有的有機(jī)質(zhì)。改良劑施入土壤后，其在直接增加土壤有機(jī)質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改善了土壤的孔隙結(jié)構(gòu)，增大了孔隙度，降低了土壤容重。同時(shí)，有機(jī)質(zhì)由于兼有酸性官能團(tuán)和堿性官能團(tuán)，能增強(qiáng)土壤的酸堿緩沖能力，并調(diào)節(jié)大棚土壤pH，一定程度上防止了設(shè)施土壤的繼續(xù)酸化。另外，本試驗(yàn)結(jié)果還表明，不同改良劑對(duì)土壤基本理化性質(zhì)的影響程度不盡相同，分析認(rèn)為，這種差異除與不同改良劑自身有機(jī)質(zhì)含量高低有關(guān)外，可能還與不同改良劑自身含有的其它生物活性物質(zhì)有關(guān)，具體調(diào)節(jié)機(jī)制尚需進(jìn)一步的探究。

目前，土壤次生鹽漬化已成為設(shè)施栽培的“頭號(hào)”障礙因子，其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的負(fù)面影響是多方面的。一方面，土壤次生鹽漬化會(huì)導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)變劣，改變土壤微生物區(qū)系，嚴(yán)重影響微生物的代謝，降低土壤酶活性，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分釋變慢，土壤肥力降低；另一方面，土壤次生鹽漬化還會(huì)增加土壤鹽分濃度，提高土壤滲透壓，致使作物根系出現(xiàn)生理干旱。以上負(fù)面影響，最終會(huì)表現(xiàn)在作物的生長(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)及產(chǎn)量上。本試驗(yàn)供試大棚土壤次生鹽漬化程度雖屬中度，但4種改良劑較CK均能大幅降低土壤電導(dǎo)率和土壤鹽分離子總量，分析認(rèn)為原因有三。第一，與土壤結(jié)構(gòu)的改良有一定關(guān)系。土壤改良劑在降低土壤容重、提高孔隙度的同時(shí)，一定程度上疏通了鹽分隨灌溉水下滲的通道，自然能增加鹽分的淋失，從而在一定程度上降低了土壤鹽分和電導(dǎo)率。第二，與有機(jī)質(zhì)有關(guān)。4種有機(jī)型改良劑施入土壤中，有機(jī)質(zhì)在分解過(guò)程中產(chǎn)生各種有機(jī)酸，這些酸會(huì)加速溶解土壤中的陰離子，進(jìn)而有利于脫鹽。第三，與腐殖酸的膠體離子代換反應(yīng)和螯合反應(yīng)有關(guān)。本試驗(yàn)選取的4種改良劑均為有機(jī)物料，其在土壤中降解后會(huì)產(chǎn)生腐殖酸，而且腐殖酸原液、富活素、蚯蚓糞3種改良劑本身就含有腐殖酸。腐殖酸（分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7）由于羧基、酚羥基、醇羥基等功能基的解離以及胺基的質(zhì)子化，使其具有兩性膠體的特征，可同時(shí)吸附陰、陽(yáng)鹽基離子，這可以很好的解釋改良劑的降鹽效果和陰陽(yáng)離子的下降。同時(shí)，腐殖酸上的羧基等功能基可與K⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺等金屬陽(yáng)離子結(jié)合形成絡(luò)合物，尤其對(duì)Ca²⁺的吸附能力較大，Mg²⁺次之，所以各改良劑處理?xiàng)l件下Ca²⁺含量下降均特別明顯。本研究還發(fā)現(xiàn)，富活素處理?xiàng)l件下土壤鹽分的陽(yáng)離子和陰離子含量下降最為明顯，降幅分別達(dá)到75.52%和60.48%，同時(shí)總鹽下降68.21%。分析認(rèn)為富活素的這種大幅降鹽效果與其中含有的高量黃腐酸有關(guān)。本研究中4種改良劑中富活素的腐殖酸含量最高，且其中30%的腐殖酸幾乎為黃腐酸，而黃腐酸的良好降鹽效果已被前人證實(shí)。高婧等人指出，高量黃腐酸處理較對(duì)照能使表層土壤鹽分降低95%；而王曉洋也指出，施用黃腐酸能使土壤鹽分降低30%。前人研究結(jié)果已經(jīng)表明，在同等的陽(yáng)離子濃度條件下，分子量越小的腐殖酸與陽(yáng)離子結(jié)合能力越強(qiáng)。而腐殖酸主要包括黃腐酸、棕腐酸和黑腐酸，其中黃腐酸的分子量最小，故黃腐酸對(duì)陽(yáng)離子的吸附作用最強(qiáng)，所以陽(yáng)離子含量降低特別明顯。而黃腐酸對(duì)陰離子的明顯降低作用，筆者認(rèn)為其是依靠黃腐酸自身膠體的強(qiáng)大吸附功能以及強(qiáng)酸性的溶解作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。另外，本研究4種改良劑處理?xiàng)l件下，土壤陰離子中的NO₃^－含量下降極為明顯，下降幅度介于49.08~87.88%，這在一定程度上也為設(shè)施土壤硝酸鹽積累問(wèn)題的防治提供了一定的方法和思路。

本研究表明，不同改良劑處理降低了土壤容重，增大了孔隙度，調(diào)節(jié)了土壤pH，增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，并顯著降低了土壤鹽分，整體優(yōu)化了作物賴以生存的土壤環(huán)境，進(jìn)而會(huì)直接影響作物對(duì)養(yǎng)分的吸收及生長(zhǎng)發(fā)育等方面，并最終將這種影響表達(dá)在作物的產(chǎn)量和品質(zhì)上。與CK相比，不同改良劑對(duì)不同階段甜瓜株高、葉綠素SPAD值影響雖然沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性，但不同改良劑增產(chǎn)效果明顯，尤以蚯蚓糞和富活素增產(chǎn)效果最佳，產(chǎn)量增幅分別達(dá)到14.37%和21.01%。另外，就品質(zhì)而言，所有改良劑均能顯著提高甜瓜的可溶性固形物，這主要與改良劑中含有的有機(jī)質(zhì)密切相關(guān)。大量研究表明，外源有機(jī)物料的施入能提高果實(shí)的可溶性固形物。但相較CK，4種改良劑處理?xiàng)l件下甜瓜維生素含量卻有升有降，具體原因尚需進(jìn)一步的研究?？傮w來(lái)看，對(duì)比4種改良劑處理?xiàng)l件下甜瓜的品質(zhì)發(fā)現(xiàn)，富活素處理?xiàng)l件下可溶性固形物和維生素含量均顯著高于其他處理，這主要與復(fù)活素中較高的腐殖酸（黃腐酸）含量密切相關(guān)。

圖7  腐殖酸分子結(jié)構(gòu)

總體看來(lái)，和常規(guī)處理相比，經(jīng)過(guò)一季甜瓜栽培后，土香香、腐殖酸、富活素和蚯蚓糞4種改良劑處理均能不同程度改善土壤基本理化性質(zhì)，顯著降低土壤電導(dǎo)率和鹽分，一定程度上影響甜瓜的生長(zhǎng)及品質(zhì)，并最終促使作物產(chǎn)量增加?？傮w而言，在本研究中，就改土、降鹽、提質(zhì)、增產(chǎn)等綜合效果來(lái)看，施用富活素改良劑效果最佳，尤其是在降鹽方面的卓越表現(xiàn)，無(wú)疑給設(shè)施土壤次生鹽漬化防治帶來(lái)了福音，推廣潛力巨大。但是，富活素在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的土壤改良應(yīng)用研究目前還處于起步階段，其用法、用量尚不十分清楚，本研究只是為了對(duì)比方便，富活素在作物定植前一次性施入土壤，但據(jù)廠家介紹，在作物生長(zhǎng)過(guò)程中再次施入富活素，效果會(huì)更好。另外，本試驗(yàn)只進(jìn)行了一季栽培，而設(shè)施栽培復(fù)種指數(shù)極高，連續(xù)施用1年以上后土壤的理化性質(zhì)、鹽分、果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量如何變化；如果中斷施用后，土壤是否會(huì)馬上會(huì)出現(xiàn)“返鹽”現(xiàn)象；本研究供試土壤次生鹽漬化水平為中度，重度次生鹽漬化水平下富活素降鹽效果是否還會(huì)如此顯著……。要回答好以上問(wèn)題，必須做進(jìn)一步的研究分析。