劉 易，孟阿靜，黃 建，祁 通，馮耀祖，唐光木，葛春暉，王新勇

(新疆農(nóng)科院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所， 新疆 烏魯木齊 830091)

新疆鹽漬土總面積達(dá)到8.476×106hm2[1]，31.1%的耕地面積受到鹽堿危害[2]。鹽漬化導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題成為限制農(nóng)作物產(chǎn)量提升和品質(zhì)改良的重要因素之一。鹽脅迫可以通過(guò)抑制光合作用，打破植物營(yíng)養(yǎng)平衡；可以抑制植物離子吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，改變植物細(xì)胞內(nèi)滲透壓、破壞細(xì)胞膜的完整性和降低酶活性。同時(shí)，鹽脅迫也可以通過(guò)改變土壤理化性質(zhì)間接對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。且鹽度越大，作用時(shí)間越長(zhǎng)越明顯[3-6]。鹽堿地的改良利用，特別是土壤鹽分-植物生長(zhǎng)-改良劑之間的關(guān)系研究一直是國(guó)內(nèi)外活躍的研究領(lǐng)域。研究成果也對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量和改善鹽堿地區(qū)生態(tài)環(huán)境起到了重要作用[7]。生物質(zhì)炭是一種新型技術(shù)產(chǎn)品，能快速增加土壤有機(jī)炭含量、改善土壤理化性質(zhì)、增加土壤持水性能[8]，并長(zhǎng)時(shí)間保持粒狀結(jié)構(gòu)，改善土壤結(jié)構(gòu)[9-10]。研究表明生物質(zhì)炭應(yīng)用在酸性土壤中無(wú)論是單獨(dú)施入還是和化肥、廄肥混合施用，土壤pH均會(huì)有不同程度的上升，進(jìn)而改善酸性土壤環(huán)境[11-13]。而關(guān)于生物質(zhì)炭應(yīng)用于鹽漬化土壤改良，對(duì)植物的生長(zhǎng)、生理影響的研究較少。本研究擬通過(guò)生物質(zhì)炭輸入新疆氯化物-硫酸鹽鹽化灰漠土壤，以其為基質(zhì)栽培玉米，研究生物質(zhì)炭輸入對(duì)玉米生物學(xué)性狀的影響，為生物質(zhì)炭應(yīng)用于鹽漬化耕地的改良利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 供試土壤 供試土壤采自瑪納斯北五岔，土壤類型為灰漠土，取土深度0～30 cm，經(jīng)碾壓、粉碎、風(fēng)干、過(guò)篩(2 mm)，測(cè)定土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。重度鹽漬化耕地土壤含鹽量為16.3 g·kg-1；中度鹽漬化土壤含鹽量為10.2 g·kg-1；輕度鹽漬化土壤含鹽量為4.0 g·kg-1；依據(jù)Cl-/SO42-離子毫克當(dāng)量比例在0.2～1.0之間為氯化物-硫酸鹽鹽漬化土壤的分類方法[14]，該供試土壤鹽漬化類型為氯化物-硫酸鹽。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)

1.1.2 生物質(zhì)炭的制備 生物質(zhì)炭取自國(guó)家灰漠土土壤肥力與肥料效益檢測(cè)基地(N43°56′30″，E87°28′16″)，原材料為棉花秸稈，溫度是500℃～700℃，燒制時(shí)間8個(gè)小時(shí)，測(cè)定生物質(zhì)炭基本理化性質(zhì)：pH 9.93，EC3.7 mS·cm-1，有機(jī)碳434.18 g·kg-1，全氮26.71 g·kg-1，全磷11.85 g·kg-1，全鉀22.54 g·kg-1，堿解氮5.83 mg·kg-1，速效磷200.49 mg·kg-1，速效鉀108.2 mg·kg-1，CEC 12.65 cmol(+)·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試土壤處理為輕、中、重3種程度鹽漬化土壤(理化性質(zhì)見(jiàn)表1)，土壤容重為1.5 g·cm-3，過(guò)2 mm篩備用；生物質(zhì)炭輸入量按照土壤質(zhì)量的0%(BC0，空白對(duì)照)、1%(BC1)、2%(BC2)、4%(BC4)、8%(BC8)，與土壤混合均勻。換算為田間施入量分別為0、22.5、45、90、180 t·hm-2。2016年5月17日裝盆、播種，每個(gè)處理3次重復(fù)，共15個(gè)處理。

供試作物為玉米，品種為鄭單958，播種10 ?！づ?1，6月2日定苗，3 株·盆-1。灌水定量：每天50～100 ml·盆-1(土壤含水量達(dá)到田間持水量的60%～70%)。分別于苗期(6月3日)，拔節(jié)期(6月23日)測(cè)定玉米生物學(xué)性狀，6月27日測(cè)定葉片酶活性。

1.3 觀測(cè)指標(biāo)測(cè)定及方法

土壤pH值用電位法(土水比1∶5測(cè)定)；

發(fā)芽率=(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100；

發(fā)芽勢(shì)=(第t天的種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù))×100，t=7；

發(fā)芽指數(shù)=∑(在t天的發(fā)芽數(shù)/相應(yīng)發(fā)芽日數(shù))；

玉米幼苗干物質(zhì)測(cè)定：每個(gè)處理選取3株有代表性的植株，用抖根法去除玉米根際土壤。將玉米根、莖、葉分開(kāi)，在105℃殺青15 min，60 ℃烘干，分別稱重；

生理指標(biāo)測(cè)定：過(guò)氧化氫酶采用KMnO4滴定法[15]；過(guò)氧化物酶采用愈創(chuàng)木酚法[15]；細(xì)胞膜脂的損傷程度用脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)生成量反映[15]；超氧化物歧化酶(SOD)活性用NBT還原抑制法測(cè)定[16]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007和SPSS17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和顯著性檢驗(yàn)，用最小顯著性差異表示(LSD0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物質(zhì)炭輸入對(duì)鹽漬化土壤pH和總鹽的影響

輕、中度鹽漬化土壤輸入生物質(zhì)炭，與BC0處理相比，BC1、BC2、BC4處理土壤pH降低0.27%～1.91%，差異不顯著(P>0.05)；BC8處理土壤pH 較BC0增加2.93%～5.49%，差異顯著(P<0.05)。重度鹽漬化土壤pH隨生物質(zhì)炭輸入量增加而增大，BC8處理最高，較對(duì)照增加8.16%。生物質(zhì)炭輸入鹽漬化土壤對(duì)pH的影響如圖1所示。

注：相同程度鹽漬化土壤各處理間不同字母表示差異達(dá)5%顯著水平，下同。

Note: Different small letters within the same Saliferous level of soil mean significant difference between treatments at 0.05 level,The same below.

圖1生物質(zhì)炭輸入對(duì)鹽漬化土壤pH的影響

Fig.1 Effects of biochar additions on saliferous soil pH

生物質(zhì)炭輸入條件下，三種鹽漬化程度土壤BC1、BC2、BC4處理總鹽均低于BC0處理，差異顯著(P<0.05)；但BC8處理總鹽均高于其余處理，較CK增加31.76%、9.17%、11.13%，差異顯著(P<0.05)，見(jiàn)圖2。說(shuō)明輸入一定量生物質(zhì)炭可降低土壤總鹽；但超量施入，將提高土壤總鹽含量。

圖2生物質(zhì)炭輸入對(duì)鹽漬化土壤總鹽的影響

Fig.2 Effects of biochar additions on saliferous soil total salt

2.2 生物質(zhì)炭輸入對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響

2.2.1 生物質(zhì)炭輸入對(duì)玉米種子發(fā)芽率的影響 由表2可知，未輸入生物質(zhì)炭，玉米種子發(fā)芽率與土壤鹽脅迫程度呈負(fù)相關(guān)，土壤鹽分對(duì)種子萌發(fā)的抑制大小順序依次為：重度鹽脅迫>中度鹽脅迫>輕度鹽脅迫。輸入生物質(zhì)炭條件下，玉米種子發(fā)芽率高于空白對(duì)照(BC0)。以三個(gè)鹽脅迫水平為基礎(chǔ)，不同生物質(zhì)炭輸入量各處理的玉米種子發(fā)芽率：BC8>BC4>BC2>BC1>BC0，BC8處理發(fā)芽率較BC0增加145.43%、174.57%、73.72%。表明生物質(zhì)炭對(duì)玉米種子萌發(fā)的促進(jìn)作用隨輸入量增大而增強(qiáng)；但與4%生物質(zhì)炭輸入量相比，8%生物質(zhì)炭輸入量對(duì)中、重度鹽漬化土壤種子發(fā)芽率促進(jìn)作用不顯著(P>0.05)，說(shuō)明在中、重度鹽漬化土壤中，生物質(zhì)炭促進(jìn)種子萌發(fā)的最佳輸入量為4%～8%。

玉米種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均隨土壤鹽漬化程度增大而降低，說(shuō)明鹽脅迫可導(dǎo)致玉米種子活力降低。生物質(zhì)炭輸入能顯著提高鹽漬化土壤中種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)，且提高幅度與生物質(zhì)炭輸入量呈正相關(guān)。在不同鹽漬化程度的處理中增幅不同，重度鹽漬化處理玉米種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽力的增幅最大。

2.2.2 生物質(zhì)炭輸入對(duì)玉米莖粗和株高的影響 株高和莖粗是直接反映作物生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)。由表2可看出，未輸入生物質(zhì)炭，玉米苗期莖粗隨土壤鹽漬化程度增加而降低，重度鹽漬化土壤BC0處理最低，僅4.58 cm。玉米苗期株高表現(xiàn)：中度鹽漬化處理>輕度鹽漬化處理>重度鹽漬化處理，中度鹽脅迫促進(jìn)了玉米幼苗株高生長(zhǎng)，株高達(dá)37.28 cm，但與輕度鹽漬化土壤BC0處理差異不顯著(P>0.05)。重度鹽漬化土壤BC0處理株高僅25.75 cm，受鹽脅迫抑制最顯著(P<0.05)。

表2 生物質(zhì)炭輸入鹽漬化土壤對(duì)玉米種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的影響

注：同列不同小寫字母表示處理間差異達(dá)5%顯著水平。

Note: Different small letters within a column mean significant difference between treatments at 0.05 level.

生物質(zhì)炭輸入促進(jìn)了玉米莖粗和株高生長(zhǎng)。輕度、中度鹽漬化土壤輸入2%生物質(zhì)炭處理對(duì)莖粗、株高的生長(zhǎng)促進(jìn)效應(yīng)均達(dá)到最大，較BC0處理莖粗分別增加32.73%和15.19%，株高分別增加61.78%和36.50%，差異顯著(P<0.05)；但不同生物質(zhì)炭輸入水平下莖粗差異不顯著(P>0.05)。重度鹽漬化土壤BC4處理莖粗、株高均最高，較BC0處理分別增加44.76%、63.96%，差異顯著(P<0.05)。

2.2.3 生物質(zhì)炭輸入對(duì)玉米干物質(zhì)積累量的影響 干物質(zhì)累積量是衡量作物生長(zhǎng)發(fā)育的重要指標(biāo)。由圖3、圖4可知玉米地上部干重和地下部干重均隨土壤鹽漬化程度增強(qiáng)而降低。與BC0相比，輸入生物質(zhì)炭后玉米的地上、地下干物質(zhì)質(zhì)量均顯著增大，差異顯著(P<0.05)。輕度鹽漬化處理玉米地上、地下干物質(zhì)累積量與生物質(zhì)炭輸入量呈正相關(guān)，BC8處理最大，各處理間差異顯著(P<0.05)；中度鹽漬化處理地上、地下干物質(zhì)累積量均隨生物質(zhì)炭輸入量的增加呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，BC2處理最高，較BC0增幅分別為151.2%、91.7%，差異顯著(P<0.05)。重度鹽漬化土壤處理玉米地上、地下干物質(zhì)量在BC8處理中最高，較BC0處理高648%、241%，差異顯著(P<0.05)。

圖3生物質(zhì)炭輸入鹽漬化土壤對(duì)玉米地上干物質(zhì)累積量的影響

Fig.3 Effects of biochar iuputs to Saliferous soil during corn overground dry matter accumulation

2.3 生物質(zhì)炭輸入對(duì)玉米幼苗葉片酶活性的影響

2.3.1 生物質(zhì)炭輸入對(duì)玉米幼苗葉片超氧化物歧化酶活性的影響 超氧化物歧化酶(SOD)是植物細(xì)胞中普遍存在的一種含金屬離子的抗氧化酶，是植物抗氧化劑系統(tǒng)中主要組分之一。由圖5可知，未添加生物質(zhì)炭條件下，土壤鹽分抑制植株葉片SOD酶活性，重度鹽漬化土壤處理玉米葉片SOD酶活性最低，僅為10.17 U·g-1·min-1，較輕度BC0處理降低19.35%，差異顯著(P<0.05)，表明SOD酶活性受到外界脅迫而降低，對(duì)逆境的抵抗力降低。

圖4 生物質(zhì)炭輸入鹽漬化土壤對(duì)玉米地下干物質(zhì)累積量的影響

圖5生物質(zhì)炭輸入鹽漬化土壤對(duì)玉米幼苗葉片SOD活性的影響

Fig.5 Effects of biochar additions on saliferous soil to corn SOD activity

生物質(zhì)炭輸入顯著促進(jìn)玉米葉片SOD酶活性，隨生物質(zhì)炭輸入量增加呈現(xiàn)先增高后降低趨勢(shì)。輕、中、重度鹽漬化土壤BC2處理葉片SOD酶活性均最高，分別達(dá)17.33、19.44、17.31 U·g-1·min-1，分別較輕、中、重BC0處理增加37.43%、55.41%、70.22%，差異顯著(P<0.05)；隨生物質(zhì)炭輸入量繼續(xù)增大，葉片SOD酶活性降低，但均高于對(duì)照。表明生物質(zhì)炭輸入能顯著緩解鹽漬化土壤對(duì)植株的脅迫。

2.3.2 生物質(zhì)炭輸入對(duì)玉米幼苗葉片丙二醛含量的影響 丙二醛是膜脂過(guò)氧化的產(chǎn)物，它的含量可反映膜損傷程度的大小。由圖6可知，空白對(duì)照中玉米葉片MDA含量隨鹽脅迫程度增加而升高，重度鹽漬化土壤BC0處理達(dá)10.29 U·g-1·min-1，較輕度BC0處理增高64.91%，差異較顯著(P<0.05)。表明鹽漬化土壤在一定程度上誘導(dǎo)了玉米體內(nèi)活性氧自由基的累積，脂質(zhì)過(guò)氧化加劇，使MDA含量顯著增加。輸入生物質(zhì)炭后，玉米幼苗葉片MDA含量隨生物質(zhì)炭輸入量增加而降低，輕、中、重度鹽漬化土壤BC8處理均降至最低，分別為3.89、4.83、4.41 U·g-1·min-1，表明輸入生物質(zhì)炭有效緩解了脂質(zhì)過(guò)氧化，MDA含量顯著降低。

圖6生物質(zhì)炭輸入鹽漬化土壤對(duì)玉米幼苗葉片MDA活性的影響

Fig.6 Effects of biochar additions on saliferous soil to corn MDA activity

2.3.3 生物質(zhì)炭輸入對(duì)玉米幼苗葉片過(guò)氧化氫酶活性的影響 由圖7可以看出，添加生物質(zhì)炭前，玉米幼苗葉片CAT酶活性隨土壤鹽漬化程度增加而降低，重度鹽漬化土壤BC0處理CAT酶活性29.04 U·g-1·min-1，較輕度鹽漬化土壤BC0處理降低47.51%。

圖7生物質(zhì)炭輸入鹽漬化土壤對(duì)玉米幼苗葉片CAT活性的影響

Fig.7 Effects of biochar additions on saliferous soil to corn CAT activity

生物質(zhì)炭輸入輕、中程度鹽漬化土壤，玉米葉片CAT活性隨生物質(zhì)炭輸入量增加呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢(shì)。其中輕度鹽漬化土壤BC2處理最高，達(dá)67.85 U·g-1·min-1。隨后逐漸降低，BC8處理降至50.37 U·g-1·min-1；中度鹽漬化土壤BC1處理CAT活性最高，達(dá)70.52 U·g-1·min-1，較BC0高59.73%；重度鹽漬化土壤中玉米葉片CAT活性隨生物質(zhì)炭輸入量增加顯著增高，BC8處理CAT活性最高，達(dá)54.22 U·g-1·min-1，較BC0高86.73%。

2.3.4 生物質(zhì)炭輸入對(duì)玉米幼苗葉片過(guò)氧化物酶活性的影響 過(guò)氧化物酶(POD)是植物內(nèi)源自由基消除劑，逆境中植物過(guò)氧化物酶活性增強(qiáng)或保持較高水平，可使植物減輕由自由基造成的傷害。圖8可以表明，空白對(duì)照中玉米幼苗葉片POD酶活性隨土壤鹽脅迫程度增加而降低，重度鹽漬化土壤BC0處理POD活性較輕度BC0處理降低37.37%，差異顯著(P<0.05)。說(shuō)明鹽分脅迫致使玉米幼苗葉片內(nèi)自由基降低，生長(zhǎng)受到抑制。

圖8生物質(zhì)炭輸入鹽漬化土壤對(duì)玉米幼苗葉片POD活性的影響

Fig.8 Effects of biochar additions on saliferous soil to corn POD activity

生物質(zhì)炭輸入不同水平的鹽漬化土壤，玉米葉片POD活性均呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)。輕度鹽漬化土壤輸入生物質(zhì)炭各處理均低于BC0處理，差異顯著(P<0.05)；中度鹽漬化土壤中BC4處理最高，為391.1 U·g-1·min-1；重度鹽漬化土壤輸入生物質(zhì)炭各處理均高于BC0處理，差異顯著(P<0.05)，BC2處理最高，達(dá)479.4 U·g-1·min-1。

3 討 論

本試驗(yàn)三種程度鹽漬化土壤輸入生物質(zhì)炭后，生物質(zhì)炭輸入量小于8%有效降低了土壤總鹽含量，但對(duì)土壤pH沒(méi)有顯著影響。8%生物質(zhì)炭輸入量均顯著提高了土壤pH和總鹽含量。推測(cè)一定量生物質(zhì)炭輸入增加了土壤總孔隙度和大孔隙，增強(qiáng)鹽漬化土壤中鹽分離子的淋洗作用，改善了土壤物理性質(zhì)，進(jìn)而降低了土壤總鹽；而大量生物質(zhì)炭輸入導(dǎo)致生物質(zhì)炭自身所含有的鹽基離子在水土交融作用下釋放，提高了土壤總鹽含量。

鹽漬化危害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的危害主要是影響種子萌發(fā)、作物吸收水分、作物對(duì)養(yǎng)分的利用及離子毒害，并導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)不良，物理性狀差，供肥力弱[17]。劉世杰等[18]研究表明生物炭能夠促進(jìn)玉米苗期生長(zhǎng)，株高和莖粗分別比對(duì)照增加4.31～13.13 cm和0.04～0.18 cm。Chidumayo[19]研究表明施用生物炭可提高紫荊樹(shù)發(fā)芽率30%，生物量提高13%；Masahide等[20]發(fā)現(xiàn)生物炭與肥料混合施用能增加玉米和花生的產(chǎn)量。張瑞等[21]在生物質(zhì)炭對(duì)灘涂鹽堿影響研究表明生物竹炭顯著提高土壤有效磷和速效鉀含量，促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)；本試驗(yàn)中鹽分脅迫對(duì)玉米種子萌發(fā)、株高、莖粗、干物質(zhì)累積量等生長(zhǎng)均有抑制作用。生物質(zhì)炭輸入提高了玉米種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)，并促進(jìn)了玉米莖粗、株高生長(zhǎng)，以及地上、地下干物質(zhì)累積量增加，重度鹽漬化土壤處理地上、地下干物質(zhì)量在8%生物質(zhì)輸入量條件下提高了648%、241%。以上結(jié)果與前人研究結(jié)果相符。推測(cè)促進(jìn)效應(yīng)源于生物炭能增強(qiáng)作物對(duì)氮、磷、鉀的吸收，減少銨和鈣等養(yǎng)分離子的淋失；也可能與生物炭增加土壤有效養(yǎng)分，提高土壤陽(yáng)離子交換量，減少交換性有害離子含量，促進(jìn)作物生長(zhǎng)有關(guān)。如張?chǎng)┑萚22]采用盆栽種植試驗(yàn)方法,研究生物質(zhì)炭不同施入量對(duì)鹽土中基礎(chǔ)養(yǎng)分含量、pH值、陽(yáng)離子交換量、水溶性鹽等變化，結(jié)果表明生物炭施入顯著提高鹽土中有機(jī)碳含量，陽(yáng)離子交換量大幅增加，改良效果較好；岳燕[23]研究表明向鹽漬化表層土壤加入生物質(zhì)炭，顯著促進(jìn)鹽分淋洗，加快鹽漬化土壤脫鹽進(jìn)程；唐光木[24]研究顯示棉桿炭能夠提高灰漠土電導(dǎo)率、CEC、有機(jī)碳和全氮含量，并隨增加量的增加而增加。但也有研究表明施入生物炭會(huì)造成作物減產(chǎn)。如Kishinmoto等[25]研究顯示生物質(zhì)炭施入量過(guò)大對(duì)大豆、玉米等對(duì)pH敏感的作物減產(chǎn)明顯；Glaser B[26]發(fā)現(xiàn)生物炭施用量在0.5 t·hm-2，作物產(chǎn)量降低。生物質(zhì)炭對(duì)作物學(xué)效應(yīng)正負(fù)不一與土質(zhì)類型、栽培技術(shù)措施、氣候環(huán)境、生物質(zhì)炭制備原料、施用量等復(fù)雜因素有關(guān)。

鹽脅迫使植物產(chǎn)生活性氧，啟動(dòng)膜脂過(guò)氧化作用，破壞細(xì)胞膜細(xì)胞，對(duì)植物造成傷害。POD、CAT、SOD是植物體內(nèi)的保護(hù)酶系統(tǒng)，它們相互協(xié)調(diào)，共同作用清除膜脂過(guò)氧化作用產(chǎn)生的MDA，從而保護(hù)膜系統(tǒng)不受破壞[27-31]。本研究玉米幼苗在鹽脅迫下，隨脅迫程度的增加，MDA含量相應(yīng)增加，高鹽漬化程度MDA含量增至最高。說(shuō)明鹽脅迫條件下，玉米幼苗的膜脂過(guò)氧化作用明顯增大，作物細(xì)胞受損傷程度明顯加大細(xì)胞膜內(nèi)外的物質(zhì)無(wú)法達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。輸入生物質(zhì)炭后MDA含量均逐漸降低，且降低幅度與生物質(zhì)炭輸入量呈正比。說(shuō)明生物質(zhì)炭能有效緩解鹽脅迫對(duì)幼苗細(xì)胞損傷程度。在植物體生長(zhǎng)過(guò)程中，為抵制膜脂過(guò)氧化對(duì)細(xì)胞膜造成傷害，在體內(nèi)會(huì)形成一套抵御體系。CAT、POD、SOD等組成的細(xì)胞酶防御系統(tǒng)，起著消除細(xì)胞內(nèi)活性氧和維持活性氧的動(dòng)態(tài)平衡等重要作用。本試驗(yàn)玉米葉片CAT、POD、SOD等抗氧化酶活性與鹽脅迫水平呈負(fù)相關(guān)。輸入生物質(zhì)炭后玉米幼苗葉片CAT、SOD酶活性均高于不添加處理，但在不同鹽漬化水平的處理中，玉米CAT、SOD酶活性增加幅度與生物質(zhì)炭輸入量之間無(wú)規(guī)律；輸入生物質(zhì)炭增強(qiáng)重度鹽脅迫條件下幼苗葉片POD酶活性，但輕度鹽脅迫條件下輸入生物質(zhì)炭會(huì)引起POD酶活性降低，輕度鹽脅迫條件下輸入生物質(zhì)炭POD酶活性僅BC4處理高于對(duì)照，這可能與輕、中度脅迫水平低于POD的自我調(diào)節(jié)閾值有關(guān)。

4 結(jié) 論

不同生物質(zhì)炭輸入量對(duì)鹽漬化土壤pH和總鹽的影響有差異。1%、2%、4%生物質(zhì)炭輸入輕、中度鹽漬化土壤，pH和總鹽降低；重度鹽漬化土壤pH、總鹽隨生物質(zhì)炭輸入量增加呈增大趨勢(shì)。輸入8%生物質(zhì)炭，輕、中、重度鹽漬化土壤pH和總鹽含量均達(dá)到最高；

鹽脅迫嚴(yán)重抑制玉米種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)，以及干物質(zhì)累積，且抑制效果隨鹽漬化程度增高而增大。輸入生物質(zhì)炭可以顯著提高玉米種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)，提高幅度與生物質(zhì)炭輸入量呈正相關(guān)；輕度、中度、重度鹽漬化土壤分別輸入2%、2%、4%生物質(zhì)炭量對(duì)玉米莖粗、株高的生長(zhǎng)促進(jìn)作用最強(qiáng)；輕度、中度、重度鹽漬化土壤分別輸入8%、2%、8%生物質(zhì)炭量對(duì)玉米地上、地下干物質(zhì)累積量的促進(jìn)作用最大。通過(guò)以上生物學(xué)性狀，表明生物質(zhì)炭對(duì)鹽脅迫下作物生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。

隨脅迫程度的增加，玉米的MDA含量均增加，CAT、SOD、POD酶活性降低，膜脂過(guò)氧化對(duì)細(xì)胞膜造成傷害。生物質(zhì)炭輸入影響了鹽脅迫下玉米幼苗葉片的生理指標(biāo)：MDA含量降低，CAT、SOD酶活性增強(qiáng)，表明生物質(zhì)炭輸入對(duì)鹽漬化土壤中生長(zhǎng)的玉米體內(nèi)保護(hù)酶系統(tǒng)的啟動(dòng)有促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 文振旺.新疆土壤地理[M].北京：科學(xué)出版社，1965.

[2] 新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)廳.新疆土壤[M].北京：科學(xué)出版社，1996：304-336.

[3] Lucm, Qiu N W, LU Q T. Does salt stress leadto increased susceptibility of photosystem II to photoinhibition and changes in photosynthetic pigment composition in halophyte Suaeda salsa grownoutdoors[J]. Plant Sci, 2002,163:1063-1068.

[4] Walker R R, Blackmore D H, Sun Q. Carbon dioxide assimilation and foliar ion concentration in leaves of lemon (Citrus limon L.) trees irrigated with NaCl or Na2SO4[J]. Aust J Plant Physiol，1993,20:173-185.

[5] Munns R. Physiological processes limiting plant growth in saline soils：some Dogmas and hypotheses[J]. Plant Cell Environ, 1993,16:15-24.

[6] Sultana N, Ikeda T, Itoh R. Effect of NaCl salinity on photosynthesis and dry matter accumulation in developing rice grains[J]. Environ Exp Bot, 1999,42:211-220.

[7] 王志春，梁正偉.植物耐鹽研究概況與展望[J].生態(tài)環(huán)境,2003,12(1):106-109.

[8] Lehmann J. A handful of carbon. Nature, 2007,447(10):143-144.

[9] Atkinson CJ, Fitzgerald JD, HIPPS NA. Potential meehanisms for aehieving Agricultural Benefits form biochar applieation to temperate soll:a review[J]. Plant and soll, 2010,337:1-18.

[10] Glaser B, Haumaier L, Guggenbergerqetal. Blaekearbonin50115:The use of benzene arboxylic aeids as speeific markers[J]. Organie Geoehemistry, 1998,29:811-819.

[11] Lehmann J, Silva Jr J P, Steiner C, et al. Nutrient availability and leaching in an archaeological anthrosol and a ferralsol of the central amazon basin: fertilizer, manure and charcoal amendments[J]. Plant Soil, 2003,249:343-357.

[12] Steiner C, Teixeira W G, Lehmann J, et al. Long term effects of manure，charcoal and mineral fertilization on crop production and fertility on a highly weathered Central Amazonian upland soil[J]. Plant Soil, 2007,291:275-290.

[13] Topoliantz S, Ponge J F, Ballof S. Manioc peel and charcoal: apotential organic amendment for sustainable soil fertility in the tropics[J]. Biol Fert.Soils, 2005,41:15-21.

[14] 王遵親.中國(guó)鹽漬土[M].北京:科學(xué)出版社,1993.

[15] 李合生，孫 群，趙世杰，等．植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000．

[16] 張憲政．作物生理研究法[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社，1992:200-211.

[17] 新疆灌區(qū)土壤鹽漬化及改良治理模式[J].新疆科學(xué)技術(shù)出版社，2008：22-23.

[18] 劉世杰,竇 森.黑碳對(duì)玉米生長(zhǎng)和土壤養(yǎng)分吸收與淋失的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2009，23(1):79-82.

[19] Chidumayo E N. Effects of wood carbonization on soil and initial developments of seedlings in miombo woodland[J]. Zambia. Forest Ecology Management, 1994,70:353-357.

[20] Masahide Y, Yasuyuki O, Irhas F W, et al. Effects of the application of charred bark of Acacia manguum on the yield of maize, cowpea and peanut, and soil chemical properties in South Sumatra, Indones[J]. Soil Science and Plant Nutrition, 2006,52:489-495.

[21] 張 瑞，楊 昊，張芙蓉，等.生物竹炭改良崇明灘涂鹽漬化土壤的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，33(12):2404-2411.

[22] 張 雯，耿增超，陳心想，等.生物炭對(duì)鹽土改良效應(yīng)研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2013，31(3):73-77.

[23] 岳 燕，郭維娜，林啟美，等.加入不同量生物質(zhì)炭鹽漬化土壤鹽分淋洗的差異與特征[J].土壤學(xué)報(bào)，2014，51(4)：914-919.

[24] 唐光木，姚紅宇，蒲勝海，等.棉桿炭對(duì)灰漠土性質(zhì)的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，52(9):1680-1686.

[25] Kishinmoto S, Sugiura G. Chareoal as a soil conditioner[J]. Int Achieve Future, 1985,5:12-23.

[26] Glaser B, Lehmann J, Zech W. Ameliorating physical and chemical properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal-a review[J]. Bioligy Fertility of Soils, 2002,35:219-230.

[27] 舒衛(wèi)國(guó)，陳受宜．植物在滲透脅迫下基因表達(dá)及信號(hào)傳遞[J].生物工程進(jìn)展，2000，20(3)：3-6．

[28] 馬煥成，王沙生.胡楊膜系統(tǒng)的鹽穩(wěn)定性及鹽脅迫下的代謝調(diào)節(jié)[J].西南林學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，18(1):15-23.

[29] 陳貽竹，帕特森.低溫對(duì)植物葉片中超氧物歧化酶、過(guò)氧化氧酶和過(guò)氧化物酶水平的影響[J].植物生理學(xué)報(bào)，1988，14(4):323-328.

[30] 頤紅雅.植物基因與分子操作[M].北京:北京大學(xué)出版社,1995．

[31] 羅廣華，王愛(ài)國(guó)，邵從本，等.超氧物歧化酶在植物細(xì)胞內(nèi)的分布[J].植物生理學(xué)報(bào)，1985,(2):53-60．