摘要：為解決肥料過(guò)量以及草地干旱問(wèn)題，本文以紫花苜蓿（Medicago sativa L）（‘中苜一號(hào)’）為供試作物，在常規(guī)和缺水條件下通過(guò)比較紫花苜蓿的株高、分枝數(shù)、葉面積等生長(zhǎng)指標(biāo)并檢測(cè)土壤基本養(yǎng)分、土壤酶活以及紫花苜蓿酶活的變化，探究了硅藻礦粉替代有機(jī)肥的可能比例及其對(duì)土壤及紫花苜蓿生長(zhǎng)的影響，同時(shí)設(shè)置葉面噴施稀釋后的玻尿酸廢液處理組，在生長(zhǎng)過(guò)程中測(cè)量分析硅藻礦粉以及玻尿酸廢液對(duì)土壤施肥效果和紫花苜蓿耐旱性能的影響。結(jié)果表明，在不影響作物生長(zhǎng)的前提下，硅藻礦粉最多可以減少羊糞有機(jī)肥10%的使用，其中堿解氮含量高于只施加羊糞有機(jī)肥組（90.91 mg·kg-1）；在干旱條件下，20%硅藻礦粉替代有機(jī)肥在株高、分枝數(shù)、葉片數(shù)、葉面積以及葉綠素含量都顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，其中紫花苜蓿的生長(zhǎng)狀況以及耐旱性與只施用羊糞有機(jī)肥的處理組效果沒(méi)有顯著差異或更為優(yōu)越。因此，干旱條件下推薦硅藻礦粉替代比例為20%。玻尿酸廢液的施用可以提高紫花苜蓿的養(yǎng)分利用效率，但是對(duì)于生長(zhǎng)狀況和耐旱性的影響效果并不顯著。

關(guān)鍵詞：紫花苜蓿；干旱脅迫；土壤調(diào)理劑；硅藻礦粉；玻尿酸廢液

中圖分類號(hào)：S541.9""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""""" 文章編號(hào)：1007-0435（2025）02-0618-12

Effects of Diatomite Powder and Hyaluronic Acid Waste on Fertilizer Reduction and Drought Tolerance of Alfalfa

WANG Tao1， LIANG Hong-yi1， WANG Xian1， XU Zhao1， SHANG Jian-ying2， LI Yanming1，

CHEN Qing1， CUI Jian-yu1*， CHANG Rui-xue1*

（1.College of Resources and Environment， China Agricultural University ， Beijing 100193， China；

2.College of Land Science and Technology， China Agricultural University ， Beijing 100193， China）

Abstract：In order to solve the problem of excessive fertilizer used and drought stress of grassland， alfalfa （Medicago sativa cv. Zhongmu No.1） was used as the experimental grass， with the aim to investigate the possible proportion of diatomite powder replacing sheep manure organic fertilizer （recorded as “organic fertilizer” below） and its effects on soil and alfalfa growth， by comparing the growth indexes such as plant height， number of branches， and leaf area， as well as detecting the changes of soil basic nutrients， soil enzyme activities and alfalfa enzyme activities under normal and water-scarce conditions. At the same time， treatments with hyaluronic acid were set up to analyze its effects on soil fertilization effect and alfalfa's drought tolerance during plant growth. The results showed that under the premise of not affecting crop growth， diatomite powder could reduce the use of organic fertilizer by up to 10%， in which the alkaline nitrogen content was higher than that of the group with only sheep manure organic fertilizer applied （90.91mg·kg-1）. Under drought conditions， the replacement of organic fertilizers by 20% diatomite powder showed advantages in the plant height， number of branches， number of leaves， leaf area， and chlorophyll content， leaf area and chlorophyll content all showed advantages， in which the growth condition and drought tolerance of alfalfa were not much different or more superior to the treatment group with only sheep manure organic fertilizer applied. Therefore， the recommended replacement rate of diatomite powder under drought conditions is 20%. The application of hyaluronic acid waste solution can improve the nutrient utilization efficiency of alfalfa， but the effects on the growth condition and drought tolerance is not significant.

Key words：Alfalfa；Drought stress；Soil conditioner；Diatomite powder；Hyaluronic acid wasteliquid

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）因其產(chǎn)量高、分布廣泛，而且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等被譽(yù)為“牧草之王”［1］。但其生長(zhǎng)過(guò)程中需水量較高，以目前70%種植區(qū)位于干旱或半干旱地區(qū)的種植現(xiàn)狀來(lái)看，紫花苜蓿的種植過(guò)程需要大量水分補(bǔ)給［2-3］。干旱會(huì)影響到苜蓿的質(zhì)量和品質(zhì)，也會(huì)影響到其種植分布，是制約紫花苜蓿種植業(yè)發(fā)展的主要因素之一［4］。在我國(guó)，化肥單位耕地面積施用量為434.46 kg·hm-2，遠(yuǎn)高于國(guó)際公認(rèn)的施肥上限225 kg·hm-2［5］。化肥的施加量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了作物本身所需的養(yǎng)分，導(dǎo)致嚴(yán)重的化肥浪費(fèi)，化肥減量問(wèn)題迫在眉睫。

土壤調(diào)理劑是指在障礙土壤中用來(lái)改善土壤的物理、化學(xué)、生物性狀的物料，進(jìn)而改良土壤結(jié)構(gòu)、改善土壤水分狀況或土壤生態(tài)環(huán)境［6］。肖占文等人［7］探究了化肥減量下有機(jī)肥配施土壤調(diào)理劑對(duì)玉米連作種植的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有機(jī)肥配施土壤調(diào)理劑可以改善玉米莖粗，穗粒數(shù)和千粒重等農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀，顯著提高產(chǎn)量。楊囡君［8］等人本研究在化肥減量配施生物有機(jī)肥或微生物菌肥的基礎(chǔ)上，探究增施土壤調(diào)理劑對(duì)黃瓜生長(zhǎng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)增施土壤調(diào)理劑能夠提高土壤碳氮及速效養(yǎng)分含量，以及土壤酶活性。

硅藻礦粉是以二氧化硅為主要原料的一種化石殘?bào)w組成的沉積巖。硅藻礦粉可以增強(qiáng)肥料的理化性能，抑制肥料中養(yǎng)分的釋放，減少土壤養(yǎng)分的外流，提高肥料的利用率［9］。硅藻礦粉中的硅素能保持土壤溶液中養(yǎng)分的有效性，能夠彌補(bǔ)這些營(yíng)養(yǎng)元素在植物組織濃度的降低［10］。它可以作為植物根系的增氧劑，減少淋溶和徑流，從而增加土壤保水性［11-12］，并具有提高耐鹽性和耐旱性的作用［13］。Li等人［14］研究發(fā)現(xiàn)施用硅肥可顯著降低某些植物的葉片蒸騰速率，所以推測(cè)在有機(jī)肥中添加硅藻礦粉可以提高植物的耐旱性。硅藻礦粉作為一種土壤調(diào)理劑，可以加入到羊糞有機(jī)肥中，從而減少有機(jī)肥的施用量。所以施用有機(jī)肥和硅藻礦粉，不僅可以提高植物耐干旱水平，還可以提高肥料利用率，減少肥料施用

玻尿酸學(xué)名透明質(zhì)酸，是由N-乙酰氨基葡糖和D-葡糖醛酸雙糖單位重復(fù)連接而成的高分子酸性黏多糖［15］。它是一種天然安全、可降解的生物材料，被廣泛應(yīng)用于美容、保健、化妝品等行業(yè)，由于同時(shí)具有保濕、修復(fù)等多種護(hù)膚功效［16-17］，市場(chǎng)前景廣闊，隨之而來(lái)所產(chǎn)生的廢液處理也成為了一大難題。由于其可降解的特性以及含有豐富元素，因此可考慮作為液體肥料進(jìn)行使用。

因此，本研究以紫花苜蓿作為供試作物，以硅藻礦粉和玻尿酸廢液為作物調(diào)理劑，探究硅藻礦粉施用對(duì)苜蓿生長(zhǎng)過(guò)程中有機(jī)肥減量和作物抗旱性的影響，同時(shí)探究葉面噴施玻尿酸廢液對(duì)作物抗旱效果的進(jìn)一步優(yōu)化效果。這不僅可以減少苜蓿在干旱半干旱地區(qū)生長(zhǎng)的水肥投入，還可以為硅藻礦粉和玻尿酸廢液的肥料化利用提供參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2023年9月24日在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室進(jìn)行。試驗(yàn)所用的紫花苜蓿品種是‘中苜一號(hào)’，購(gòu)自于學(xué)浩農(nóng)牧專營(yíng)店。

試驗(yàn)所用土壤來(lái)自寧夏固原市頂北部云霧山自然保護(hù)區(qū)試驗(yàn)田，土壤質(zhì)地為砂壤土，土壤去除石子及植物根莖雜物，稍干后，通過(guò)孔徑為2 mm的篩子，充分混勻后備用。所用羊糞有機(jī)肥購(gòu)自于內(nèi)蒙古潤(rùn)百靈有限公司，所用硅藻礦粉來(lái)自遼寧一畝神農(nóng)業(yè)科技有限公司，其基本理化性質(zhì)如表1所示。玻尿酸廢液來(lái)自山東福瑞達(dá)生物股份有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及過(guò)程管理

盆栽試驗(yàn)以紫花苜蓿為供試作物，羊糞有機(jī)肥作為供試有機(jī)肥，常規(guī)添加量為2.5%。分別設(shè)計(jì)有機(jī)肥替代和干旱脅迫兩部分試驗(yàn)，如表2所示共設(shè)置10個(gè)處理，CK，T1，T2，T3為水分正常處理，以硅藻礦粉不同比例（質(zhì)量比）替代羊糞有機(jī)肥為處理設(shè)置依據(jù)；T5，T6，T7，T8為干旱處理下的減肥處理，T4和T9為額外噴灑玻尿酸的處理，按照常規(guī)液體肥料稀釋標(biāo)準(zhǔn)，玻尿酸廢液稀釋500倍后進(jìn)行葉面噴施，噴施方法為每盆盆栽用噴壺噴灑5次。每個(gè)處理設(shè)置三個(gè)平行，盆栽土壤質(zhì)量500 g。

選取顆粒飽滿的種子經(jīng)過(guò)溫水浸泡后于培養(yǎng)皿中發(fā)芽。一天后移進(jìn)穴盤(pán)中，待長(zhǎng)勢(shì)一致后移入混勻肥料的花盆中，而后澆水，待苜蓿生長(zhǎng)穩(wěn)定后進(jìn)行干旱脅迫的試驗(yàn)。每天澆適量去離子水，當(dāng)水分供應(yīng)滿足苜蓿生長(zhǎng)需要時(shí)，葉片呈現(xiàn)淡綠色，如果葉片顏色變深，則說(shuō)明水分供應(yīng)不足則應(yīng)及時(shí)灌水，保持含水量在土壤最大田間持水量的60%。設(shè)置缺水處理則為土壤最大田間持水量的25%。植株正常生長(zhǎng)進(jìn)行干旱處理，處理前進(jìn)行首次指標(biāo)測(cè)定，記為第0天，測(cè)定的指標(biāo)有株高、分枝數(shù)、葉片數(shù)、葉面積和葉綠素，后續(xù)的測(cè)定在干旱處理之后進(jìn)行測(cè)定，分別記為第10天、第17天、第24天、第35天。

1.3 土壤理化指標(biāo)測(cè)定

將收獲后土壤自然風(fēng)干，過(guò)1 mm篩，理化性質(zhì)參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》［18］進(jìn)行測(cè)定，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，有效磷采用流動(dòng)分析法測(cè)定，速效鉀采用醋酸銨浸提火焰光度計(jì)法測(cè)定。

1.4 紫花苜蓿生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

株高用刻度尺測(cè)量高度，分枝數(shù)及葉片數(shù)從苗冠到根部進(jìn)行計(jì)數(shù)，葉面積選擇從苗冠以下的第四個(gè)分枝的三個(gè)復(fù)葉中的一片進(jìn)行測(cè)量，葉綠素同上，用刻度尺分別測(cè)量葉長(zhǎng)、葉寬。葉綠素含量（SPAD值）采用SPAD-520測(cè)定儀測(cè)定。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)量其根長(zhǎng)和鮮重，植物鮮重用電子天平進(jìn)行測(cè)定，根長(zhǎng)用刻度尺進(jìn)行測(cè)定。

1.5 紫花苜蓿生長(zhǎng)指標(biāo)抗旱性綜合評(píng)價(jià)方法

由于多種因素影響紫花苜蓿的抗旱性，因此對(duì)苜蓿生長(zhǎng)過(guò)程中的生長(zhǎng)指標(biāo)及根長(zhǎng)和鮮重采用隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

抗旱系數(shù)=干旱脅迫下指標(biāo)性狀值/非脅迫下指標(biāo)性狀值［19］

各生長(zhǎng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值計(jì)算［20］，當(dāng)指標(biāo)性狀值與抗旱性成正相關(guān)時(shí)，計(jì)算公式如下：

K=（X-X_min）/（X_max-X_min ）

當(dāng)指標(biāo)性狀值與抗旱性呈正相關(guān)時(shí)，計(jì)算公式如下：

K=1-（X-X_min）/（X_max-X_min ）

式中，X表示測(cè)定值，Xmax和Xmin分別表示指標(biāo)的最大值和最小值。

W_i=P_i/（∑_（i=1）^nP_i ），i=1，2，3…n

式中，Wi表示第i個(gè)成分的權(quán)重；Pi為第i個(gè)成分的貢獻(xiàn)率。

D=∑_（i=1）^n〖[K_i×W_i]〗，i=1，2，3…n

式中，D值為抗旱性綜合評(píng)價(jià)值。

1.6 紫花苜蓿耐旱性能指標(biāo)測(cè)定

植物抗旱性相關(guān)酶活性測(cè)定：參考高俊鳳［21］的方法進(jìn)行植物過(guò)氧化物酶（Peroxidase，POD）、植物超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、植物過(guò)氧化氫酶（Catalase，CAT）活性的測(cè)定；Zhang等人［22］的方法測(cè)定植物丙二醛（Malondialdehyde，MDA）的含量。

土壤干旱方面相關(guān)酶活性的測(cè)定；土壤酶活采用《土壤酶及其研究方法》［23］中的方法進(jìn)行土壤β - 1，4 - N -乙酰氨基葡萄糖苷酶（Glucosaminidase enzyme N-acetyl-β glucosaminidase，NAG）、土壤過(guò)氧化氫酶（CAT）、土壤蛋白酶（Protease，PRO）、土壤磷酸水解酶（Phosphatase enzyme phosphatase，Phos）活性的測(cè)定。

1.7 數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel 2019進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，采用Origin 2022軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 硅藻礦粉以及玻尿酸廢液對(duì)于紫花苜蓿減少化肥施用的影響

2.1.1 硅藻礦粉以及玻尿酸廢液對(duì)紫花苜蓿的生長(zhǎng)效應(yīng) 紫花苜蓿生長(zhǎng)過(guò)程分別對(duì)苜蓿株高、分枝數(shù)、葉面積、葉片數(shù)以及葉綠素含量進(jìn)行測(cè)定。如圖1所示，T1～T4組中T1組在株高、分枝數(shù)、葉片數(shù)、葉綠素含量方面生長(zhǎng)狀況均要優(yōu)于其他處理組，其中T1、T2組生長(zhǎng)較為快速，株高增長(zhǎng)快，試驗(yàn)結(jié)束后T1、T2組株高高于CK組；同樣T1組的分枝數(shù)、葉片數(shù)生長(zhǎng)速度高于CK組（圖1b-c），最后T1組分枝數(shù)和葉片數(shù)同樣高于CK組；葉綠素含量雖然有波動(dòng)，但是也高于CK組（圖1e）（Plt;0.05）。相較于CK組來(lái)說(shuō)，其他處理組也有一定的變化，但是并不如T1組明顯。其中各處理組在株高、分枝數(shù)以及葉片數(shù)方面生長(zhǎng)趨勢(shì)呈上升狀態(tài)，在葉面積和葉綠素上有所波動(dòng)。在正常狀態(tài)下，玻尿酸廢液的加入對(duì)于紫花苜蓿的生長(zhǎng)狀況影響不顯著。

2.1.2 硅藻礦粉以及玻尿酸廢液對(duì)于土壤速效養(yǎng)分的影響 施加硅藻礦粉后，與只施加有機(jī)肥相比，各基本理化性質(zhì)并沒(méi)有很大變化。如表3所示，施加土壤調(diào)理劑組T1組堿解氮和速效鉀與CK組沒(méi)有顯著差異。T1組的有效磷和有機(jī)質(zhì)和CK組同樣沒(méi)有顯著差異，T3組略低于T1組。土壤pH各個(gè)處理組與CK組相比，略有下降。土壤EC值各個(gè)處理組的變化較為明顯，表現(xiàn)在均高于CK（190.64 μS·cm-1）組。在土壤基本養(yǎng)分方面，T4組（噴施玻尿酸廢液）堿解氮、有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)的含量均高于T2組，尤其是堿解氮相對(duì)更高；相比較來(lái)說(shuō)，pH和EC值變化不大。

2.1.3 硅藻礦粉以及玻尿酸廢液對(duì)紫花苜蓿根長(zhǎng)和鮮重的影響 如圖2所示，在種植結(jié)束后，對(duì)紫花苜蓿進(jìn)行取樣，以鮮重和根長(zhǎng)兩個(gè)指標(biāo)輔助檢測(cè)硅藻礦粉替代有機(jī)肥的影響。各處理組的根長(zhǎng)和CK組沒(méi)有顯著影響。與CK組相比，T1～T4組鮮重有不同的變化；鮮重的變化順序：T1gt;CKgt;T4gt;T2gt;T3。如圖2（a）所示，除T3組外各處理均大于CK組。如圖2（b）所示，各個(gè)處理組之間差異較為顯著。其中，T1組鮮重最大（3.1347 g）大于CK組（2.6033 g）。

2.2 硅藻礦粉以及玻尿酸廢液對(duì)于干旱脅迫下紫花苜蓿生長(zhǎng)的影響

2.2.1 硅藻礦粉以及玻尿酸廢液對(duì)于干旱脅迫下紫花苜蓿生長(zhǎng)指標(biāo)的影響 在紫花苜蓿的生長(zhǎng)過(guò)程中，對(duì)苜蓿進(jìn)行干旱處理，如2.1.1所述，同樣對(duì)紫花苜蓿的生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定。在干旱脅迫下，羊糞土壤調(diào)理劑對(duì)紫花苜蓿的生長(zhǎng)效應(yīng)如圖3所示，與單獨(dú)施加羊糞有機(jī)肥的干旱處理組（T5）相比，硅藻礦粉的添加（T6-T9）顯著影響了干旱情況下苜蓿的生長(zhǎng)狀態(tài)。如圖3（a）所示，T7組株高生長(zhǎng)速度很快，最后略高于T5組；同樣在生長(zhǎng)過(guò)程中，分枝數(shù)（圖3b）、葉片數(shù)（圖3c）、葉面積（圖3d）、葉綠素含量（圖3e）指標(biāo)也展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，其他各處理組也有變化，但是波動(dòng)起伏不大，硅藻礦粉的加入似乎對(duì)于保持土壤水分有積極作用。干旱脅迫下，玻尿酸廢液似乎發(fā)揮了一定的作用，如在分枝數(shù)、葉片數(shù)、葉綠素含量指標(biāo)上趨勢(shì)優(yōu)于T7組，但是效果沒(méi)有顯著差異。

2.2.2 硅藻礦粉以及玻尿酸廢液對(duì)于干旱脅迫下土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分的影響 在干旱脅迫下，由表1、表3可知，施加土壤調(diào)理劑后，與原土壤相比，各基本理化性質(zhì)基本得到提升。T7（94.34 mg·kg-1）、T8（83.00 mg·kg-1）、T9（86.44 mg·kg-1）組土壤堿解氮均顯著高于只施加養(yǎng)糞有機(jī)肥組T5（57.40 mg·kg-1），且T6（55.80mg·kg-1）組與T5組相比，沒(méi)有顯著差異。整體上看，T7組的土壤有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)與各個(gè)處理組和T5組相比，差異不大。T7組和其他處理組的土壤pH和EC高于T5（7.82，208.09 μS·cm-1）組，但是相差不大。干旱脅迫下，T7組的基本養(yǎng)分和T9組相差不大，T9組要略低于T7組，同樣pH和EC值相差不大。

2.2.3 硅藻礦粉以及玻尿酸廢液對(duì)于干旱脅迫下紫花苜蓿根長(zhǎng)和鮮重的影響 干旱脅迫下的紫花苜蓿根長(zhǎng)和鮮重測(cè)定結(jié)果如圖4所示。與T5組相比，T6～T9組的根長(zhǎng)和鮮重也有不同的變化。如圖4所示，根長(zhǎng)的變化順序：T8gt;T7gt;T6gt;T5gt;T9，鮮重的變化順序：T5gt;T7gt;T9gt;T6gt;T8。如圖4（a）所示，T7、T8組明顯高于T5組，各個(gè)處理組之間差異較為顯著，T8組處理根長(zhǎng)最長(zhǎng)（18.40 cm）gt;T5組（14.00 cm）；同樣，除T5組外，T7組鮮重高于其他各組（圖4b），且與T5組沒(méi)有顯著差異。在干旱脅迫下，玻尿酸廢液對(duì)根長(zhǎng)和鮮重沒(méi)有產(chǎn)生顯著影響。

2.2.4 紫花苜蓿生長(zhǎng)指標(biāo)的抗旱綜合評(píng)價(jià) 由于各生長(zhǎng)指標(biāo)信息的相互交叉，在進(jìn)行抗旱處理方面會(huì)存在一定的偏差，結(jié)果不能客觀準(zhǔn)確的反映實(shí)際情況，因此采用隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)抗旱性能， 以7個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)的抗旱系數(shù)為依據(jù)，將正常處理組與干旱脅迫組一一對(duì)應(yīng)，得到5個(gè)處理組。對(duì)實(shí)驗(yàn)處理的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，分析結(jié)果如表5所示。其中，在對(duì)7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合排名后，處理最好的是5，即硅藻礦粉替代20%且噴灑玻尿酸廢液。

2.2.5 硅藻礦粉以及玻尿酸廢液對(duì)于干旱脅迫下土壤酶活的影響 在試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)土壤關(guān)于干旱方面酶活性進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如圖5所示。隨著硅藻礦粉的加入，各處理組酶活也呈現(xiàn)出不同的結(jié)果。T1組的PRO活性高于其他各處理組；另外NAG、Phos活性與其他處理組沒(méi)有顯著差異（T1～T4組）；T7組的NAG、CAT活性高于干旱狀態(tài)下其他各處理組低于T5組，但差異不顯著，PRO、Phos活性也與活性最高的處理組沒(méi)有顯著差異。其中，玻尿酸廢液的施用在NAG、蛋白酶活性方面展現(xiàn)出一定的效果，但也沒(méi)有產(chǎn)生顯著的影響。

2.2.6 硅藻礦粉以及玻尿酸廢液對(duì)于干旱脅迫下紫花苜蓿酶活的影響 在試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)紫花苜蓿進(jìn)行取樣，分別測(cè)定與植物干旱相關(guān)的酶活性，測(cè)定結(jié)果如圖6所示。與CK組和T5組對(duì)比，隨著硅藻礦粉的加入，紫花苜蓿各酶活也呈現(xiàn)不同的結(jié)果。T1組SOD活性高于CK組，且高于其他處理組（圖6a-b），T1組CAT活性和MDA活性要低于除CK組以外的其他處理組（圖6c-d）；而與T5組相對(duì)比，T7組的CAT、SOD活性以及MDA含量均高于T5組和其他干旱處理組，POD活性略低于其他處理組。其中，玻尿酸廢液的施加對(duì)于紫花苜蓿相關(guān)酶活變化沒(méi)有顯著影響。

2.2.7 土壤酶活與紫花苜蓿酶活相關(guān)性 如圖7所示，土壤NAG和紫花苜蓿POD活性存在顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05）。土壤PRO與苜蓿POD之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01）；與苜蓿CAT和MDA活性存在顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05）。土壤CAT與苜蓿POD活性存在顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05）。土壤Phos與苜蓿MDA活性存在極顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01）；與苜蓿CAT活性存在顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05）。

3 討論

硅藻礦粉作為一種主要成分為二氧化硅的沉積巖，被認(rèn)為是一種重要的土壤改良劑［24］。硅可以提高許多作物在不同脅迫下的產(chǎn)量，如水分虧缺［25］、重金屬毒性［26］、干旱脅迫［27］和生物脅迫［28］。丁闊等人［29］的研究表明，施用黑炭和羊糞能有效改變果園土壤顆粒組成，改善土壤物理性質(zhì)，提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、有效鉀含量。馮煥德等人［30］的研究表明，羊糞有機(jī)肥能有效降低杧果園土壤容重，增加土壤總孔隙度。高添等人［31］的研究表明，地黃種植中施用生物有機(jī)肥能夠顯著降低土壤pH值，提高有效養(yǎng)分含量，改善土壤肥力狀況。本研究用硅藻礦粉替代羊糞有機(jī)肥的不同比例，探究其對(duì)土壤和紫花苜蓿生長(zhǎng)以及干旱脅迫下兩者的影響。由表3可知，硅藻礦粉的加入在一定程度上可以減少羊糞有機(jī)肥的使用。無(wú)論是處于正常生長(zhǎng)狀態(tài)下還是處于干旱脅迫狀態(tài)下，只施加羊糞有機(jī)肥土壤中的基礎(chǔ)養(yǎng)分N、P、K與加入了硅藻礦粉的土壤相比相差不是很大，甚至有一些處理組如T1、T4組要高于CK組，T7、T9組要高于T5組，T4、T9組施加了玻尿酸廢液，這里T4、T9組含量較高可能是植物吸收玻尿酸廢液中的營(yíng)養(yǎng)元素所造成的。有研究表明，土壤中的酶活性可以作為土壤質(zhì)量以及含水量變化的指標(biāo)［32-34］。由圖1可得，紫花苜蓿的生長(zhǎng)指標(biāo)如株高、分枝數(shù)、葉面積、葉片數(shù)、葉綠素等是表示苜蓿生長(zhǎng)狀態(tài)的重要指標(biāo)，硅藻礦粉的加入同樣對(duì)其造成了影響。胡偉等人［35］研究發(fā)現(xiàn)適量的施肥量可以促進(jìn)苜蓿株高、莖粗、分枝數(shù)及葉綠素相對(duì)含量的增加，從而有助于增加苜蓿自身對(duì)太陽(yáng)輻射的獲取。本次實(shí)驗(yàn)中，如圖1所示，正常狀態(tài)下的紫花苜蓿生長(zhǎng)指標(biāo)總體上T1組展現(xiàn)了較好的優(yōu)勢(shì)，在一些方面如株高、分枝數(shù)、葉片數(shù)等可以超過(guò)CK組，這和上述對(duì)于土壤基本養(yǎng)分的改變一致，且隨著硅藻礦粉比例的增加，這些指標(biāo)開(kāi)始出現(xiàn)劣勢(shì)，說(shuō)明硅藻礦粉的施加可以減少羊糞有機(jī)肥的使用，但是需要適量。朱鐵霞等人［36］研究表明，適量的灌水可以使苜蓿的株高、莖粗及葉綠素相對(duì)含量（SPAD）顯著增加。干旱脅迫狀態(tài)下，如圖3所示，T7組在總體上各種指標(biāo)處于較為優(yōu)越的狀態(tài)，然而隨著硅藻礦粉的增加，紫花苜蓿的生長(zhǎng)狀態(tài)開(kāi)始處于劣勢(shì)。該結(jié)果和處于正常狀態(tài)下的紫花苜蓿生長(zhǎng)狀態(tài)一致，而且對(duì)于在干旱脅迫下硅藻礦粉的添加量有了進(jìn)一步的確定。同樣，施肥量和施水量可以影響植物的品質(zhì)。本試驗(yàn)中，以根長(zhǎng)和植株鮮重來(lái)表示紫花苜蓿的品質(zhì)。處于正常狀態(tài)下，如圖1所示，T1、T2組的品質(zhì)較好，甚至要高于CK組。處于干旱脅迫狀態(tài)下，如圖3所示，T7、T8組的品質(zhì)較好，與T5組相差也不是很大。這些結(jié)果和上述生長(zhǎng)指標(biāo)的結(jié)果也恰好一致。如圖5所示，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，一般D值越大，抗旱性能越好［37］。硅藻礦粉的加入對(duì)各種指標(biāo)均產(chǎn)生了影響，綜合效果最好的是有機(jī)肥替代比例達(dá)10%。然而對(duì)于玻尿酸廢液的噴施，綜合比較分析可以得出其可以為植株提供基礎(chǔ)的養(yǎng)分，但是對(duì)于植株的生長(zhǎng)并沒(méi)有很大的影響。

紫花苜蓿的耐旱性由一個(gè)較為復(fù)雜的機(jī)制所調(diào)控，由許多因素所影響，僅憑植株外部生長(zhǎng)形態(tài)很難做出完整全面的評(píng)價(jià)［38］。分別通過(guò)檢測(cè)土壤和紫花苜蓿與干旱相關(guān)的酶活性更深一步探究硅藻礦粉對(duì)于土壤肥料減量以及植物耐旱性的作用。如圖5（a）所示，在正常狀態(tài)下，施加硅藻礦粉可以增加NAG的釋放，NAG在土壤中主要是催化有機(jī)質(zhì)釋放含氮化合物［33］，其中T3組促進(jìn)作用較強(qiáng)，但是各處理相差不大，玻尿酸廢液作用不明顯；從正常組和干旱組比較來(lái)看，干旱脅迫抑制了土壤NAG的釋放，且各個(gè)處理組均要低于T5組，施加玻尿酸廢液在干旱脅迫下會(huì)起到一定的作用，但是并不明顯。如圖5（b）所示，在正常狀態(tài)下，由于土壤PRO的活性與土壤中水的含量呈正相關(guān)［34］，施加硅藻礦粉有利于土壤中水分的保持，其中T1組土壤PRO活性最高，說(shuō)明土壤水分也高；在干旱脅迫下，施加硅藻礦粉的處理組在PRO活性方面和T5組相差并不多，說(shuō)明保持水分也相差不多，其中玻尿酸廢液可能也起到了一定作用，但效果不明顯。如圖5（c）所示，在正常狀態(tài)下，施加硅藻礦粉的處理組酶活性均高于CK組，而CAT活性隨著干旱脅迫強(qiáng)度的增加而降低［32］，說(shuō)明各處理組保持水分能力較強(qiáng)；在干旱脅迫下，施加硅藻礦粉甚至可以增強(qiáng)一部分耐旱性，其中以T8組所受脅迫最弱，其中玻尿酸廢液有一定作用效果。如圖5（d）所示，在正常狀態(tài)下，施加調(diào)理劑的處理組酶活性均高于CK組，而土壤Phos在土壤中主要負(fù)責(zé)促進(jìn)無(wú)機(jī)磷的釋放［33］，說(shuō)明各個(gè)處理組磷的利用較好，其中以T1組活性最強(qiáng)；在干旱脅迫下，施加硅藻礦粉甚至可以增強(qiáng)無(wú)機(jī)磷的釋放，因?yàn)門(mén)6組酶活大于T5組，其中玻尿酸廢液作用不大。如圖6（a-b）所示施加調(diào)理劑的處理組植物酶活性均高于CK組，而大量研究表明，POD、CAT活性隨著干旱脅迫強(qiáng)度的增加先略有上升再下降［39-41］，說(shuō)明施加了硅藻礦粉的處理組在正常狀態(tài)下的抗逆性要高于CK組，干旱脅迫下這個(gè)能力則略有下降，不過(guò)相差并不大，甚至要強(qiáng)于T5組（如CAT酶活性T5、T7組大于T5組）。如圖6（c）所示，各處理組的苜蓿SOD酶活均大于CK組，SOD可以清除植物體內(nèi)氧自由基從而保護(hù)細(xì)胞和生物大分子的完整，從而提高紫花苜蓿的抗逆性［42］，說(shuō)明施加硅藻礦粉增強(qiáng)了各組的抗逆性，干旱脅迫下情況一致。如圖6（d）所示，各處理組苜蓿MDA的含量均高于CK組，而MDA反映的是細(xì)胞膜脂過(guò)氧化的程度［43］，說(shuō)明在這一方面，施加硅藻礦粉各處理組的抗逆性要低于施加羊糞有機(jī)肥組，但是因?yàn)閿?shù)量級(jí)小，所以差距并不顯著。干旱脅迫下，相差更小。在植物耐旱性方面，施加玻尿酸廢液的作用并不顯著。對(duì)土壤酶活和苜蓿酶活進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)土壤中的每一種酶的活性與苜蓿酶的活性至少有一種是存在相關(guān)關(guān)系的，說(shuō)明土壤酶活和苜蓿的酶活會(huì)互相影響，硅藻礦粉的加入也會(huì)對(duì)相關(guān)酶活性產(chǎn)生積極影響。由于作物抗旱機(jī)制較為復(fù)雜，需要考慮到眾多因素，本文是在盆栽的基礎(chǔ)上進(jìn)行展開(kāi)研究的，盆栽的結(jié)果在田間效果上還需要進(jìn)一步進(jìn)行生產(chǎn)驗(yàn)證。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)溫室盆栽試驗(yàn)設(shè)置常規(guī)和缺水條件，探究了硅藻礦粉和玻尿酸廢液在不同條件下對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)及其土壤的影響，在常規(guī)條件下，硅藻礦粉替代10%的羊糞有機(jī)肥更有利于提高作物的生長(zhǎng)情況；在干旱脅迫狀態(tài)下，硅藻礦粉替代20%的羊糞有機(jī)肥表現(xiàn)出更好的耐旱性；玻尿酸廢液的施用可以提高紫花苜蓿的養(yǎng)分利用效率，但是對(duì)于生長(zhǎng)狀況和耐旱性的影響效果并不顯著。因此，應(yīng)用硅藻礦粉和玻尿酸廢液等廢棄物來(lái)減少有機(jī)肥施用，不僅可以變廢為寶，還可以提高作物耐旱性，降低生產(chǎn)成本。

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（責(zé)任編輯" 付宸）