不同改良劑對鹽漬土西瓜耐鹽性和生長的影響

許世奇，何彥臻，李瑞，戶可欣，高銥遙，王旭東*

（1.西北農林科技大學資源環境學院，農業農村部西北植物營養與農業環境重點實驗室，陜西 楊凌 712100；2.神木市農業技術推廣中心，陜西 神木 719300）

土壤鹽漬化是制約全球農業可持續發展的因素之一[1]，特別是在干旱、半干旱地區，其主要通過滲透脅迫、氧化脅迫和離子毒害等作用影響作物生長[2]。在鹽漬環境中，大量鹽類在土壤表層積聚導致土壤滲透壓增高并引發植物生理性干旱。另外，植物在滲透脅迫和離子脅迫下會積累大量活性氧等有毒化合物而造成膜脂過氧化，最終影響到代謝活動與光合作用[3]。我國的鹽堿土分布十分廣泛，總面積已達到9.9×107hm2，其中，西北地區鹽漬土分布較廣，嚴重制約著當地的農業生產[4]。因此，為提高鹽堿土生產力，需要開發并應用有效技術來改善土壤環境，同時提高鹽堿環境下作物耐鹽性。

西瓜是我國重要的園藝作物之一，我國西瓜總產量穩居世界首位，我國西北地區是其主要產地之一。然而，隨著近年來西瓜栽培面積的連年擴張與不合理灌溉，土壤鹽漬化進程加劇，當地西瓜產業的可持續發展受到嚴重制約[5]。在鹽漬化土壤中，西瓜體內的活性氧增加，細胞膜結構被破壞，細胞的正常代謝功能被擾亂，最終使果實質量與產量降低[4]。為此，亟需提出有效方案來緩解土壤鹽漬化并提高鹽漬土上西瓜耐鹽性。施用土壤改良劑作為緩解土壤鹽漬化并提高作物耐鹽性的有效方法之一，具有高效低量、見效快、操作性強等優勢，被廣泛應用于農業領域[6]。有研究表明，腐植酸含有多種活性官能團，不僅可增強西瓜光合酶活性，提高PSⅡ運作效率，還能增強植株的抗氧化酶活性[7]。而Ca2+作為一種二價陽離子，不僅能夠在陽離子交換位點使植物減少對Na+的吸收，還能通過調節氣孔的關閉來提高光合性能，緩解鹽堿脅迫對植物的不利影響，增加植物地上部生物量與導水率[8-9]。在鹽堿環境中，硅可通過調節植物的抗氧化防御系統，增強超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶活性以提高植物抗氧化能力[10]。研究表明，硅可促進鹽堿脅迫下植物的光合作用，如凈光合速率[11-12]、葉綠素含量[13]與氣孔導度等。作為一種表面活性劑，鼠李糖脂較低的表面張力能夠促進植物對養分的吸收，其不僅具有較好的耐鹽、耐溫性，還能夠改良土壤鹽堿環境且對環境安全[14]，因此在農業領域有著極大的應用潛力，但其目前應用仍較少[15]?，F階段，在利用改良劑來改善土壤鹽堿狀況、緩解植物鹽堿脅迫等方面已有較多研究結果[6，16]，但大多數研究側重單一應用改良劑，而鮮有將改良劑組合施用進行研究。此外，對作物耐鹽性研究多集中于番茄[10]、黃瓜[17]、小麥[13，18]、玉米[7，19]等作物，而對西瓜耐鹽性方面的報道較少。因此，開發應用高效土壤改良劑來提高西瓜在鹽堿脅迫下的抗性，對實現西瓜的優質高產具有重要意義。本研究以胡敏酸鈣、水溶性硅肥和鼠李糖脂為試驗材料，以鹽漬土上種植的“純品8424”西瓜為研究對象，在施用等量化肥基礎上，通過田間試驗系統研究胡敏酸鈣、水溶性硅肥、鼠李糖脂單獨施用或組合施用對土壤理化性質、西瓜耐鹽性及生長的影響，綜合評估各種改良劑的施用效果，以期為鹽漬土區改良劑篩選、應用以及西瓜栽培的健康管理提供理論與技術支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

試驗地位于陜西省大荔縣，地處陜西關中平原東部（34°36′～35°02′N，109°43′～110°19′E）。該地屬暖溫帶半濕潤、半干旱季風氣候，年平均氣溫14.4 ℃，降水量400～515 mm，無霜期210 d左右。大荔縣處于洛河、渭河、黃河的三河交匯處，次生鹽漬化現象嚴重。試驗地位于沙苑農場，農場土壤類型為風沙土，耕層0～20 cm 土壤有機質含量1.67 g·kg-1，全氮含量0.18 g·kg-1，銨態氮含量2.38 mg·kg-1，硝態氮含量6.52 mg·kg-1，全磷含量0.26 g·kg-1，速效磷含量6.16 mg·kg-1，全鉀含量21.14 g·kg-1，速效鉀含量85.00 mg·kg-1，有效鐵含量2.95 mg·kg-1，有效錳含量2.79 mg·kg-1，有效銅含量0.13 mg·kg-1，有效鋅含量0.27 mg·kg-1，有效硼含量0.94 mg·kg-1，pH 8.3，總含鹽量0.26%。

1.2 試驗材料

供試西瓜品種為純品8424。

供試改良劑：胡敏酸鈣（胡敏酸≥80%，鈣含量≥15%，其他灰分元素含量≥5%）為實驗室自行合成，由胡敏酸溶液（購于陜西鼎天濟農腐殖酸制品有限公司）加入飽和硝酸鈣沉淀得到，本研究用量依據目前農業生產中腐植酸肥料推薦用量確定；水溶性硅肥（有效硅含量≥50%）購于鄭州科源化工產品有限公司（水溶性物質≥90%），用量為產品說明中建議施用量；鼠李糖脂（粉劑，含量≥20%）購于陜西德冠生物科技有限公司，是由假單胞菌以糖和植物油為碳源，經過一定的發酵工藝，由菌體合成并代謝的一種糖脂類生物表面活性劑，目前國內外研究中的施用量范圍為15～30 mg·L-1[20]，本研究中鼠李糖脂灌溉濃度為20 mg·L-1，依據每公頃的灌水量為750 m3，計算出每次用量為15 kg·hm-2。

1.3 試驗設計

試驗于2021 年5—8 月在大荔縣沙苑農場進行，試驗共設置化肥（CF）、化肥+胡敏酸鈣（CFR1）、化肥+水溶性硅肥（CFR2）、化肥+鼠李糖脂（CFR3）、化肥+胡敏酸鈣+水溶性硅肥（CFR4）、化肥+胡敏酸鈣+水溶性硅肥+鼠李糖脂（CFR5）6個處理。每個處理設置3次重復，隨機區組排列，共18個小區，每個小區的面積為60 m2（6 m×10 m），西瓜株距0.5 m，行距2 m。在種瓜整地前15 d，將基肥施用于耕層土壤（0～20 cm），第一次追肥在西瓜坐瓜期穴施，第二次追肥在膨大期穴施，具體處理見表1。

表1 不同試驗處理基肥與追肥的施用量Table 1 Amount of base and topdressing fertilizer for different experimental treatments

1.4 測定項目與方法

1.4.1 土壤理化性質測定

西瓜成熟期，于每小區中取0～20 cm 土層的土樣（S型5點取土），并將土樣分別均勻混合后裝袋（共18個混合土樣）。土壤pH 采用pH 計測定（水土比為2.5∶1）；土壤含鹽量采用5∶1 水土比浸提-烘干稱質量測定；土壤水溶性Ca2+、Mg2+采用EDTA 滴定法測定；K+和Na+采用火焰光度計法測定[21]。

1.4.2 西瓜產量及品質測定

果實成熟后，從每小區中隨機選取代表性西瓜10 顆，測定瓜皮厚和單瓜質量，計算單瓜質量均值，結合小區面積與平均單瓜質量折算每公頃產量；可溶性固形物含量采用WYT型手持折射儀測定。

1.4.3 西瓜秧根系構型測定

西瓜成熟期，隨機選取各小區植株5 棵，緩慢挖出根系，標號后裝袋帶回實驗室，用蒸餾水洗凈根系表面附著物，并用吸水紙吸干表面水分，然后將根部與地上部沿莖基切除，采用Win-RHIZO 系統對根系進行掃描測定。

1.4.4 西瓜葉片光合參數測定

西瓜果實膨大期，于8：30—11：00 從每小區中隨機選取5 片大小形態相似的葉片，采用LI-6400XT 光合儀測定西瓜葉片的凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率與細胞間CO2濃度。

1.4.5 西瓜葉片生理指標測定

西瓜果實膨大期，在各小區選取相同位置的5 片葉片，用于測定與抗鹽性相關的酶活性指標。丙二醛（MDA）含量按照Madhava 的硫代巴比妥酸法測定[22]；過氧化物酶（POD）活性采用愈創木酚顯色法測定[23]；葉片脯氨酸（Pro）含量參照李合生[24]的磺基水楊酸法測定；葉片產生速率采用羥胺氧化法測定[25]。

1.4.6 西瓜根系、莖稈和葉片礦質元素含量的測定

西瓜成熟后，選取不同小區長勢一致的植株5棵，將根系、莖稈和葉片分別用去離子水洗凈，冷凍干燥18 h，在研缽中研磨粉碎混勻，稱取粉碎后的樣品0.5 g 于消煮管內，加入2 mL 高氯酸和10 mL 硝酸，于240 ℃下消煮至溶液呈黃色，然后用去離子水定容至50 mL，同時設置只加高氯酸和硝酸的對照。用ICPOES-Optima 8x00 等離子光譜儀測定西瓜根系、莖稈和葉片中的Ca2+、K+、Na+的含量[26]，并計算各組織中的Na+/K+、Na+/Ca2+。

1.5 數據分析

所有試驗數據采用Excel 2019 處理，Origin 2021制圖。統計分析采用SPSS 26.0，LSD 法進行多重比較，差異顯著水平為0.05。

用隸屬函數分析法對不同改良劑處理后的西瓜耐鹽性指標及植株Ca2+、K+、Na+含量進行綜合分析，將所得的隸屬函數值進行累加后取均值。所測指標與西瓜耐鹽性成反比的代入反隸屬函數值，反之代入隸屬函數值。均值越大，則該改良劑處理的耐鹽性越好。計算公式：

式中：Di為隸屬函數值；Di′為反隸屬函數值；Xi代表不同改良劑處理下單個指標測定值；Xmax與Xmin分別為不同改良劑處理下該指標的最大值與最小值。

2 結果與分析

2.1 不同改良劑對土壤理化性質的影響

2.1.1 對土壤pH的影響

由圖1 可知，與CF 相比，CFR3、CFR4、CFR5 均能夠顯著降低土壤pH（P＜0.05），其中以CFR5 降幅最大，表明胡敏酸鈣、水溶性硅肥與鼠李糖脂混合施用能夠在一定程度上調節土壤pH，改善土壤酸堿狀況。

圖1 不同改良劑對土壤pH的影響Figure 1 Effects of different amendments on soil pH

2.1.2 對土壤鹽基離子的影響

與CF 相比，施用改良劑能夠顯著增加土壤Ca2+、K+、Mg2+含量，CFR1、CFR4、CFR5顯著降低了土壤Na+含量（P＜0.05），其中以CFR5 效果最佳（圖2）。較CF處理，各改良劑處理的Ca2+含量增幅為19.85%～42.62%（圖2a）。單一改良劑處理中CFR1 較CFR3 顯著增加了10.10%，但與CFR2 無顯著差異；CFR4 較CFR2顯著增加了7.78%，而與CFR1無顯著差異，說明在水溶性硅肥中配施胡敏酸鈣能夠顯著提高土壤Ca2+含量，反之，在胡敏酸鈣基礎上，繼續增施水溶性硅肥的效果不顯著。CFR1、CFR4、CFR5的土壤Na+含量較CF 顯著降低了6.56%～11.48%（圖2b），單一改良劑處理中僅胡敏酸鈣能顯著降低土壤Na+含量。配施改良劑處理的K+含量較CF 均有不同程度的增加，增幅為3.23%～48.39%（圖2c），其中CFR1較CFR2、CFR3分別增高了12.50%、5.88%，CFR4較CFR1、CFR2分別增加了5.56%、18.75%。土壤Mg2+含量變化顯示（圖2d），和CF 相比，改良劑處理的Mg2+含量增幅為11.37%～37.91%，大小順序依次為CFR5＞CFR4＞CFR1＞CFR3＞CFR2，其中CFR5較CFR4顯著增加了8.18%，而CFR4較CFR1、CFR2分別顯著增加了5.49%、23.83%。由此可知，單一改良劑處理中以胡敏酸鈣的改良效果較好，而在胡敏酸鈣和水溶性硅肥的基礎上繼續增施鼠李糖脂能夠顯著提高土壤水溶性K+、Mg2+含量。

圖2 不同改良劑對土壤鹽基離子含量的影響Figure 2 Effects of different amendments on content of soil base ions

2.2 不同改良劑對西瓜品質與產量的影響

由圖3 可知，改良劑處理較CF 能顯著增加單瓜質量與邊緣可溶性固形物含量（P＜0.05），其中以CFR5 效果最佳。CFR1、CFR2、CFR3 的平均單瓜質量較CF 分別提高了14.41%、17.03%、15.50%；CFR4較CFR1、CFR2 增加了17.37%、14.74%（圖3a）。各處理的西瓜皮厚差異均不顯著（圖3b）。不同改良劑處理西瓜的中心可溶性固形物含量較CF 均有增加（圖3c），增幅為8.57%～11.77%。西瓜的邊緣可溶性固形物含量變化顯示（圖3d），與CF 相比，不同處理增幅大小順序依次為CFR5（20.45%）＞CFR4（19.15%）＞CFR2（9.64%）＞CFR3（9.05%）＞CFR1（8.70%）。以上結果表明，單一改良劑處理中以水溶性硅肥的提質增產效果最好，并且胡敏酸鈣與水溶性硅肥配合施用能夠進一步提升西瓜品質，但繼續增施鼠李糖脂后的效果不顯著。

圖3 不同改良劑對西瓜品質指標的影響Figure 3 Effects of different amendments on quality indicators of watermelon

不同處理西瓜產量順序依次為CFR5＞CFR4＞CFR2＞CFR3＞CFR1＞CF（表2）。添加改良劑能夠顯著提高西瓜產量（P＜0.05），其中以CFR5增產效果最佳，較CF 增加了40.82%，CFR4 處理較CFR1、CFR2 處理分別增加了17.38%、14.74%。

表2 不同改良劑對西瓜產量的影響Table 2 Effects of different amendments on yield of watermelon

2.3 不同改良劑對西瓜秧根系構型的影響

與CF 相比，各改良劑處理均能顯著增加西瓜根表面積（P＜0.05，圖4a），增幅從大到小依次為CFR5、CFR4、CFR2、CFR3、CFR1。單一改良劑處理中以CFR2 根表面積最大，CFR4 較CFR1、CFR2 分別增加了25.00%、19.88%，說明水溶性硅肥對根表面積的提升作用大于胡敏酸鈣。CFR5 較CFR4 的根表面積顯著增加了8.78%，表明增施鼠李糖脂能夠使根表面積得到進一步增加。與CF 相比，施用改良劑能夠使總根長增長（圖4b）。不同改良劑處理較CF 的總根長增幅為3.23%～12.86%，其中以CFR5 增幅最大，其次為CFR3、CFR4，單一改良劑處理中以CFR3對總根長的影響最大，較CF 增加了8.70%；與單一改良劑處理相比，CFR4能夠進一步促進西瓜根系生長，且增施鼠李糖脂的CFR5效果達到最佳。

圖4 不同改良劑對西瓜秧根系構型的影響Figure 4 Effects of different amendments on root architecture of watermelon

2.4 不同改良劑對西瓜光合作用的影響

施用改良劑較CF 能夠顯著增加西瓜凈光合速率、氣孔導度、細胞間CO2濃度與蒸騰速率，且差異均達顯著水平（P＜0.05，圖5）。與CF 相比，施用改良劑處理的凈光合速率增幅為15.22%～43.76%（圖5a），大小順序為CFR5＞CFR4＞CFR2＞CFR3＞CFR1，其中CFR5 較CFR4 顯著增加了9.38%，CFR4 較CFR1、CFR2 分別顯著增加了14.07%、10.35%。氣孔導度增幅由高到低依次為CFR5（69.95%）、CFR4（51.41%）、CFR2（38.26%）、CFR3（37.79%）、CFR1（27.00%），CFR5 較CFR4 顯著增加了12.25%，CFR4 較CFR1、CFR2 分別增加了19.22%、9.51%，但增幅不顯著（圖5b）。與CF 相比，CFR1、CFR2、CFR3、CFR4、CFR5 的蒸騰速率分別增長了20.34%、32.06%、28.73%、52.88%、64.18%（圖5c），其中CFR4 較CFR1、CFR2 分別顯著增加了27.03%、15.76%。與CF 相比，改良劑配施化肥處理的細胞間CO2濃度增幅在9.41%～19.16%（圖5d），其中以CFR5 濃度最高，為364.5μmol·mol-1，各改良劑處理間差異不顯著。以上結果表明，單一改良劑處理中以水溶性硅肥對西瓜光合作用的促進效果最好，水溶性硅肥與胡敏酸鈣配施較單一處理可進一步提升葉片凈光合速率、氣孔導度與蒸騰速率，在此基礎上增施鼠李糖脂可使提升效果得到顯著增強。

圖5 不同改良劑對西瓜光合參數的影響Figure 5 Effects of different amendments on photosynthetic parameters of watermelon

2.5 不同改良劑對西瓜耐鹽性的影響

2.5.1 對西瓜生理指標的影響

施用改良劑能顯著增加西瓜葉片過氧化物酶活性和脯氨酸含量，降低丙二醛含量與葉片O-2·產生速率（P＜0.05，圖6），其中以CFR5 效果最佳。與CF 相比，不同改良劑配施化肥處理的葉片過氧化物酶活性增幅為31.72%～74.73%（圖6a），單一改良劑處理中，CFR2 較CFR1、CFR3 顯著增加了16.73%、13.94%；CFR4 較CFR1 顯著增長了24.08%，但與CFR2 無顯著差異，表明在胡敏酸鈣中增施硅肥能夠顯著提高葉片過氧化物酶活性，反之，在水溶性硅肥基礎上繼續增施胡敏酸鈣的效果不顯著。施用改良劑處理的脯氨酸含量較CF 顯著提高了26.56%～48.95%（圖6b），其中CFR2 較CFR1 提高了9.24%，與CFR3 間差異不顯著；另外，CFR4 較CFR1 顯著提高了14.25%，而與CFR2 間無顯著差異，表明水溶性硅肥在增加過氧化物酶活性和脯氨酸含量方面有著更大的貢獻。改良劑配施化肥處理的西瓜葉片丙二醛含量較CF均有不同程度的降低（圖6c），降幅為15.01%～30.97%，單一改良劑處理間差異不顯著，但以CFR3降幅最大；CFR4 較CFR1、CFR2 分別顯著降低了19.10%、16.37%。與CF 相比，施用改良劑處理的葉片O-2·產生速率的降低幅度為18.97%～47.59%（圖6d），CFR4 較CFR1、CFR2 分別顯著降低了27.78%、21.89%。相對而言，在單一改良劑處理中以鼠李糖脂對葉片丙二醛含量與O-2·產生速率的影響最大。較單一改良劑處理，胡敏酸鈣配施水溶性硅肥能進一步影響西瓜各項生理指標，但繼續增施鼠李糖脂的效果不顯著。

圖6 不同改良劑對西瓜生理指標的影響Figure 6 Effects of different amendments on physiological indicators of watermelon

2.5.2 對西瓜根、莖、葉中鹽基離子的影響

由表3 可以看出，各改良劑處理中，葉片Ca2+和K+含量均顯著高于根系與莖稈，莖稈中Na+、Na+/K+均高于根系與葉片，除CF 外，Na+/Ca2+在根系中最高。與CF 相比，不同改良劑配施化肥均能顯著增加西瓜植株Ca2+含量，同時顯著降低Na+含量（P＜0.05）。在單一改良劑處理中，西瓜植株K+含量以CFR2 提升幅度最大，而CFR1 對Ca2+、Na+含量的影響相對較明顯。各處理中以CFR5 效果最佳，表明3 種改良劑配施處理的效果達到最佳。

表3 不同改良劑對西瓜根系、莖稈和葉片中Ca2+、K+和Na+含量的影響Table 3 Effects of different amendments on the content of Ca2+，K+，and Na+in roots，stems，and leaves of watermelon

2.6 不同改良劑對西瓜耐鹽性影響的綜合評價

由于單一指標不能綜合體現出不同改良劑對西瓜耐鹽性的影響效果，而隸屬函數分析法能夠以多個指標為基礎，綜合分析各處理的應用效果。因此，本試驗采用隸屬函數分析法，對不同改良劑處理的西瓜耐鹽性指標（土壤pH、K+、Ca2+、Na+、Mg2+、西瓜葉片過氧化物酶活性、丙二醛含量、O-2·產生速率、脯氨酸含量等）進行了綜合評價，平均值越大，代表耐鹽性越好（表4）。各改良劑處理的隸屬函數均值都高于CF 處理，且不同改良劑處理對西瓜耐鹽性影響的綜合效果為CFR5＞CFR4＞CFR1＞CFR2＞CFR3。單一改良劑處理中以CFR1 增強西瓜耐鹽性的效果最好，而3 種改良劑配施對緩解西瓜鹽害的效果最佳。

表4 不同改良劑下西瓜耐鹽性指標的隸屬函數值及排序Table 4 Subordinative function values and ranking of salt tolerance indexes of watermelon treated with different amendments

3 討論

3.1 不同改良劑對西瓜耐鹽性及土壤鹽基離子的影響

鹽堿脅迫下，植物產生過量的氧自由基并損傷質膜，同時產生丙二醛造成脂質過氧化，而植物則會通過抗氧化酶系統來維持體內活性氧的動態平衡，從而緩解脅迫作用[4]。本試驗表明，單施或配施改良劑均能顯著提高西瓜耐鹽性，隸屬函數分析結果顯示不同處理對西瓜耐鹽性影響的綜合效果為CFR5＞CFR4＞CFR1＞CFR2＞CFR3＞CF。這說明胡敏酸鈣、水溶性硅肥、鼠李糖脂3 種改良劑配合施用進一步提升了其單施的作用效果，減輕了土壤鹽漬化給西瓜帶來的傷害。本研究發現，單一改良劑處理中以胡敏酸鈣對西瓜耐鹽性與土壤鹽基離子的影響效果最明顯，可能是胡敏酸作為土壤有機質的重要組分，施入后通過促進團粒結構的形成改善了土壤環境，從而降低了鹽危害。也有研究發現，胡敏酸鈣有助于增強植物體內的抗氧化酶活性，緩解因鹽脅迫導致的缺鈣所引起的礦質營養脅迫，增強質膜的穩定性[27]，抑制Na+的選擇運輸[28]。Tattini 等[29]認為適宜濃度的Ca2+能夠增加植物氣孔導度與蒸騰速率，對植物耐鹽性有積極的影響。本研究表明，各處理中均以CFR5 對西瓜耐鹽性的提升效果最佳，一方面可能是硅元素本身能夠通過調節植物體內的抗氧化防御系統來提高植株的抗逆性，從而減小植物因鹽分脅迫而造成的細胞傷害[30]，另一方面，硅肥能夠促進植物根系對Ca2+、Mg2+、K+等礦質元素的吸收[31]，并通過提高植物體內H+-ATPase 酶的活性來促進Na+反轉運至液泡，減少對Na+的吸收以維持離子穩態[17，32]；而鼠李糖脂作為一種生物表面活化劑，與其他改良材料配合施用能夠降低植物葉片的表面張力，促進植株對養分的吸收。

土壤中過量的Na+會擾亂植物細胞內的離子穩態，影響植物對K+、Ca2+的吸收，如植物缺鉀會改變蛋白質構型，抑制代謝所需酶的合成，缺鈣則會影響細胞膜的選擇透過性[2]。同時，Na+/K+、Na+/Ca2+也能在一定程度上反映出植株的營養及代謝狀況，與植物抗鹽性有著密切關系[33]。本研究表明，施用不同改良劑能顯著影響土壤中鹽基離子含量，降低西瓜植株Na+含量并促進K+、Ca2+的積累，這說明單施或配施改良劑處理均能在一定程度上緩解鹽脅迫帶來的離子毒害效應。單一改良劑處理中以胡敏酸鈣處理的植株Na+/Ca2+最低，這與周濤等[34]的研究結果相一致。另外，單一改良劑處理中僅胡敏酸鈣顯著降低了土壤Na+含量。一方面可能是因為施用胡敏酸鈣直接增加了植物可利用Ca2+含量，使西瓜植株中Ca2+含量增加；另一方面，胡敏酸中的羧基、羥基等酸性基團能夠在一定程度上降低土壤pH，同時增加土壤中Ca2+的溶解度，使Ca2+與Na+代換以限制植株對Na+的吸收[27]。于彥琳等[35]發現，施用硅肥能夠降低土壤pH 并提高營養元素的有效性，一定程度上緩解鹽堿環境給植物帶來的負面效應。本試驗結果表明，雖然單施胡敏酸鈣和水溶性硅肥對土壤pH 均無顯著影響，但兩者配施卻能夠降低土壤pH，這可能是由于單一改良劑施用量較少所致。而在兩者配施處理下，硅的施入促進了根系對Ca2+的吸收，增強了根系向外分泌H+的作用，同時腐植酸中的羧基、羥基等酸性基團也能夠與土壤中的鹽基離子結合以降低土壤pH[36]。另外，鼠李糖脂可在堿溶液中電離出H+以中和OH-，從而改善土壤堿性[14]，這與本研究中單施鼠李糖脂較CF 處理能夠降低土壤pH 的結果相一致。因此，無論是胡敏酸鈣和水溶性硅肥兩者混合施用，還是3 種改良劑混合施用，都能夠在一定程度上降低土壤pH。

本研究還發現，單一改良劑處理中以水溶性硅肥處理的西瓜植株K+含量最高。這可能是由于硅元素影響了植株木質部導管細胞壁的親水性，從而增強了吸水性能。另外，Tuna 等[13]發現，外源硅的加入能夠減少鹽脅迫下植物對Na+的吸收，減弱Na+與K+之間的競爭關系，從而增加了對K+的吸收。本研究中，鹽脅迫下西瓜Na+含量表現為莖＞葉＞根，這與魏翠果等[28]在馬鈴薯上的試驗結果一致，可能是因為莖的代謝能力較弱，植物將大量的Na+貯藏于莖稈中，從而減輕對植株葉片與根系的傷害。

3.2 不同改良劑對西瓜生長的影響

本研究表明，化肥配施胡敏酸鈣、水溶性硅肥、鼠李糖脂及其組合均可顯著增強西瓜的光合作用并促進根系生長。單一改良劑處理中以水溶性硅肥的改良效果最好。研究表明，硅可以增強根系活力，改善根系氧化條件，提高根系對養分的吸收量[37]。另外，植物葉片吸收硅元素后，其表面形成的一層硅化細胞可增強葉片的透光性，從而促進葉片對光照的利用[38]。張國芹等[39]研究發現，硅可提高葉綠體偶聯因子Mg2+-ATPase 與Ca2+-ATPase 的活性，以加快光合磷酸化反應進程。而光合作用的增強，為西瓜各項品質與產量的提高奠定了基礎。試驗結果還表明，施用單一改良劑時，西瓜品質與產量同樣以單施水溶性硅肥處理效果最好，這與上述水溶性硅肥對光合作用較好的促進作用相呼應。

根系是植物從土壤中吸收養分的主要器官，能最先感受到鹽堿脅迫，并會通過調整根系結構、改變根系形態等措施來適應并緩解逆境[40]。本試驗結果表明，改良劑單施或配施均能顯著促進西瓜根系生長。單一改良劑處理間以鼠李糖脂對總根長的提升效果相對更好。這可能是由于鼠李糖脂中的菌體，在釋放到土壤后被分解為蛋白，增強了微生物活性并刺激了根系生長。劉菊[41]研究發現，噴施鼠李糖脂能夠降低葉片表面張力，促進對養分的吸收。另外，根系結構的改變也減弱了植株對Na+的吸收，增加其對K+的吸收，從而緩解了Na+毒害作用[42]。在多種改良劑配施的處理中，增施鼠李糖脂的效果均達最佳，表明增施鼠李糖脂能夠進一步促進根系的生長，減緩鹽分對植物根系的傷害。

西北地區作為我國西瓜的主要產地之一，改良鹽堿地并提高西瓜的耐鹽性對該地區農業發展具有重要意義。胡敏酸鈣施入土壤后，不僅能夠提供養分，改善土壤理化性質并增強植株抗氧化酶活性，而且其生產成本較低，來源也較廣泛[7]；水溶性硅肥的施入不僅能夠促進植物根系對Ca2+、Mg2+等礦質元素的吸收，維持離子穩態，還能提高植株的活性氧清除能力[10]；而鼠李糖脂作為一種生物表面活性劑，能夠降低西瓜葉片的表面張力，輔助植株對養分的吸收，從而提升改良劑的作用效果[14]。因此，本試驗應用以上3 種改良劑的結果顯示，施用改良劑能夠有效增強鹽堿地西瓜耐鹽性，改良土壤鹽堿環境，提高西瓜產量與單果質量。綜上，以3 種改良劑聯合配施提質增產的效果達到最佳，可與化肥配合施用，作為當地西瓜種植的重要肥料。

4 結論

（1）在鹽漬化土壤中，胡敏酸鈣、水溶性硅肥、鼠李糖脂3 種改良劑單施或混施能夠顯著促進西瓜的光合作用，提高品質與產量。

（2）單施或混施改良劑能夠在一定程度上緩解高pH 環境和鹽分給西瓜植株帶來的傷害，顯著增強西瓜耐鹽性，顯著提高西瓜過氧化物酶活性和脯氨酸含量，并明顯降低丙二醛含量與葉片O-2·產生速率等抗逆性指標。隸屬函數分析結果表明：單一改良劑處理中以胡敏酸鈣對西瓜耐鹽性的提升效果最為顯著，而3種改良劑配施的效果達到最佳。

（3）不同成分改良劑對土壤理化性質、西瓜耐鹽性及生長的影響有所差異。單一改良劑處理中以胡敏酸鈣在調節土壤水溶性離子與植株體內離子方面效果最佳，水溶性硅肥在促進西瓜光合作用、增強過氧化物酶活性、脯氨酸含量和根表面積等方面效果較好，而鼠李糖脂在降低丙二醛含量、葉片O-2·產生速率、土壤pH和增加總根長等方面效果較為顯著。