全 文 ：江苏农业学报(Jiangsu J． of Agr． Sci．) ，2011，27(1) :80 ～ 84
王茂文，洪立洲，刘 冲，等． 海水灌溉下北美海蓬子盐肥耦合效应的研究［J］．江苏农业学报，2011，27(1) :80-84．
海水灌溉下北美海蓬子盐肥耦合效应的研究
王茂文， 洪立洲， 刘 冲， 丁海荣， 朱小梅
(江苏沿海地区农业科学研究所，盐城 224002)
收稿日期:2010-03-12
基金项目:江苏省农业科学院基金项目(6210810)
作者简介:王茂文(1975-) ，男，江苏盐城人，助理研究员，主要从事盐
土农业与海岸带资源利用研究。(E-mail)ycwmw @
163． com
摘要: 为明确海水灌溉下北美海蓬子盐肥耦合效应，采用正交试验设计，在滨海海口闸淮河入海口实验基地
进行田间试验。结果表明:(1)适当浓度的氮肥、磷肥均能提高海水灌溉下北美海蓬子的鲜菜(可食茎枝)产量，施
氮量 75 kg /hm2、150 kg /hm2处理与不施氮相比，北美海蓬子鲜菜产量分别提高了 10. 2%、30. 6%，施磷(P2O5)量 30
kg /hm2、60 kg /hm2处理与不施磷相比，鲜菜产量分别提高了 12. 5%、25. 9%;施氮量 225 kg /hm2或施磷量 90
kg /hm2处理，鲜菜产量开始下降。交互效应试验结果表明，北美海蓬子菜用产量的优化组合是 50%海水 + 150
kg /hm2氮肥 + 60 kg /hm2磷肥。(2)在海水灌溉下增施氮肥可以提高海蓬子维生素 C含量，增施磷肥效果不明显。
(3)通过拟合海水浓度、氮磷施用量和鲜菜产量的肥效方程，得出鲜菜产量的理论最高值为 14 004. 4 kg /hm2，此时
海水浓度为 60%，施氮量为 135. 77 kg /hm2，施磷量为 78. 11 kg /hm2;维生素 C含量理论最高值为 0. 763 mg /g，此时
海水浓度为 55%，施氮量为 174. 19 kg /hm2，施磷量为 69. 25 kg /hm2。
关键词: 海水灌溉;盐肥耦合;北美海蓬子;产量
中图分类号: S156． 4 + 2 文献标识码: A 文章编号: 1000-4440(2011)01-0080-05
Coupling effect of salt and fertilizer application on Salicornia bigelovii
Torr． under seawater irrigation condition
WANG Mao-wen， HONG Li-zhou， LIU Chong， DING Hai-rong， ZHU Xiao-mei
(Institute of Agricultural Sciences in Coastal Area of Jiangsu Province，Yancheng 224002，China)
Abstract: A field experiment based on the orthogonal test design was carried out along the coastal estuaries of Huaihe
River to study coupling effect of seawater and fertilizer application on Salicornia bigelovii Torr． irrigated with different concen-
trations of seawater． The results were as follows:①Appropriate amounts of fertilizer N and P could increase the fresh weights
(edible cauline branch weights)of Salicornia bigelovii Torr． under seawater irrigation condition． The fresh weights of Salicor-
nia bigelovii applied with 75 kg /hm2 N and 150 kg /hm2 N were increased by 10． 2% and 30． 6% respectively compared to ze-
ro N fertilizer treatment，and those applied with 30 kg /hm2 and 60 kg /hm2 P (P2O5)were increased by 12． 5% and 25． 9%
respectively compared to zero P fertilizer treatment． The fresh weight of Salicornia bigelovii droped at the application rates of
225 kg /hm2 for N or 90 kg /hm2 for P． The results of interaction effect experiment showed that the best combination to get high
edible cauline branch production was 50% seawater + 150 kg /hm2 N + 60 kg /hm2 P． ②Under seawater irrigation condition，
vitamin C content of Salicornia bigelovii Torr． increased with N fertilizer application． ③Based on the equation between seawa-
ter concentration，N and P amounts，and fresh weight，the maximum theoretical fresh weight was 14 004． 4 kg /hm2 in the treat-
ment of 60% seawater + 135． 77 kg /hm2 N + 78． 11 kg /hm2
P． The maximum theoretical vitamin C content was 0． 763
mg /g in the treatment 55% seawater + 174. 19 kg /hm2 N +
69． 25 kg /hm2 P treatment．
Key words: seawater irrigation;coupling effect of
salt and fertilizer;Salicornia bigelovii Torr．;yield
08
中国沿海滩涂盐土资源丰富，总面积 2 × 106 ～
3 × 106 hm2，这些地区淡水资源十分缺乏，淡水供需
矛盾尖锐，而农业用水占淡水用量很大比例。如何
减轻农业用水对淡水资源的压力，是一个十分迫切
的任务［1］。发展海水农业、开发海涂被列为海洋开
发及国家发展战略中的重要一环，成为世界各国科
学家研究的热点。因此，筛选耐盐、耐瘠、经济价值
高的植物在海涂沙滩(非耕地资源)种植，并用海水
(非灌溉水资源)灌溉，为中国自然资源高效持续利
用开辟新的领域已成为研究的重点［2-8］。
北美海蓬子(Salicornia bigelovii Torr．) ，又名毕
氏北美海蓬子，原产于北美洲沿海沼泽，是一种喜盐、
耐盐性极强的盐生植物。北美海蓬子可作为营养保
健食品和动物饲料，还可用来制造建筑材料等，具有
良好的经济价值及开发利用前景［9］。2001 年江苏省
盐城市从美国引进了北美海蓬子并进行试种，通过逐
步驯化，已经在沿海滩涂海水灌溉下正常生长。但目
前关于海水灌溉农业的研究鲜有报道，尤其是海水灌
溉下的盐肥耦合效应的研究更少，因此进行耐盐植物
盐肥耦合效应的研究很有必要。本试验试图通过田
间小区试验，研究灌溉海水浓度、氮肥、磷肥多因素交
互作用对北美海蓬子鲜菜产量的影响，为其高产、优
质栽培提供理论基础和依据。
1 材料与方法
1． 1 试验地点与供试土壤
试验于 2009 年 4 ～ 9 月在滨海海口闸淮河入海
口实验基地(120°19 E，34°5 N)进行。试验地土
壤为轻质沙壤。有机质、碱解氮、速效磷含量分别为
3. 8 g /kg、11. 0 mg /kg、14. 3 mg /kg，pH 8. 18，含盐量
为 5. 1 g /kg。供试植物为北美海蓬子。
1． 2 试验设计
本试验设 3个因素:因素 1为海口闸海水(含盐量
为 25. 14 g /L)与淡水不同配比，以海水占总水量百分
比表示，设 25%(W1)、50%(W2)、75%(W3)和 100%
(W4)4个水平;因素 2 为氮肥(N)用量，设 0 kg /hm
2
(N1)、75 kg /hm
2(N2)、150 kg /hm
2(N3)、225(N4)
kg /hm2 4 个水平;因素 3 为磷肥(P2 O5)用量，设 0
kg /hm2(P1)、30 kg /hm
2 (P2)、60 kg /hm
2 (P3)、90
kg /hm2(P4)。选用 L324
9正交设计，共计 32个处理(Wi
NiPi)(表 1)，重复 3 次，计 96 个小区，小区长 4 m、宽
2. 5 m，随机区组排列。各小区之间用塑料膜隔开氮肥
用尿素，1 /3作基肥施入，剩余的均分 2 次分别在部分
鲜菜采样后 3 d 内作为追肥施入。磷肥用过磷酸钙
(含 14% P2O5)，作为基肥一次性施入。
表 1 试验处理
Table 1 Treatments of the experiment
处理编号 处理代号 海水浓度(%) N (kg /hm2)P2O5(kg /hm2)处理编号 处理代号 海水浓度(%) N (kg /hm2)P2O5(kg /hm2)
1 W1N2P2 25 75 30 17 W2N4P3 50 225 60
2 W1N3P4 25 150 90 18 W2N1P1 50 0 0
3 W1N1P3 25 0 60 19 W2N3P2 50 150 30
4 W1N4P1 25 225 0 20 W2N2P4 50 75 90
5 W1N2P4 25 75 90 21 W2N4P1 50 225 0
6 W1N3P2 25 150 30 22 W2N1P3 50 0 60
7 W1N1P1 25 0 0 23 W2N3P4 50 150 90
8 W1N4P3 25 225 60 24 W2N2P2 50 75 30
9 W3N4P2 75 225 30 25 W4N2P3 100 75 60
10 W3N1P4 75 0 90 26 W4N3P1 100 150 0
11 W3N3P3 75 150 60 27 W4N1P2 100 0 30
12 W3N2P1 75 75 0 28 W4N4P4 100 225 90
13 W3N4P4 75 225 90 29 W4N2P1 100 75 0
14 W3N1P2 75 0 30 30 W4N3P3 100 150 60
15 W3N3P1 75 150 0 31 W4N1P4 100 0 90
16 W3N2P3 75 75 60 32 W4N4P2 100 225 30
18王茂文等:海水灌溉下北美海蓬子盐肥耦合效应的研究
1． 3 试验实施与测定方法
2009 年 4 月下旬播种，采用条播方式，行距约
20 cm，播种量为 30 kg /hm2。种子萌发期需保持地
面湿润，以利于出苗。7 月上旬植株长至 15 cm 时
首次采样，每个小区选取 3 个具有代表性的点，每点
采样 0. 5 m2，共 1. 5 m2，直接用手采摘鲜嫩的可食
茎枝。在鲜菜采收期共采样 2 次，合并质量后计算
鲜菜产量。按菜用标准分取小样，用 2，6-二氯靛酚
滴定法测定维生素 C含量。
1． 4 数据分析
依据 Box-Behnken 中心组设计的响应面分析
法，3 个因素 4 个水平以(-2，-1，1，2)编码，对数据进
行二次回归拟合，得到含交互项和平方项的二次方
程，分析各因素的主效应和交互效应，最后在一定的
水平范围内求出最佳值。
2 结 果
2． 1 盐肥对北美海蓬子鲜菜产量的影响
从图 1 可以看出，用不同浓度海水灌溉北美海
蓬子，效果不同。50%海水灌溉下，鲜菜产量最高。
25%、75%、100%海水灌溉下，产量分别为 50%处
理的 82. 6%、88. 1%、63. 2%。表明 50%的海水灌
溉较有利于北美海蓬子的生长。
施用氮肥可显著提高北美海蓬子鲜菜产量。
N2、N3处理与 N1处理相比，鲜菜产量分别提高了
10． 2%、30． 6%。而随着氮肥用量进一步增加，鲜菜
产量不再增加，N4处理鲜菜产量仅为 N3处理的
84. 4%。表明在海涂盐土上，适当施用氮肥可明显
提高北美海蓬子鲜菜产量。
P2、P3处理与 P1处理相比，北美海蓬子鲜菜产
量分别提高了 12. 5%、25. 9%。而随着磷肥用量进
一步增加，鲜菜产量不再增加，P4处理鲜菜产量仅为
P3处理的 84. 8%。表明在海水灌溉下适当施用磷
肥对提高北美海蓬子鲜菜产量也是非常明显的。
2． 2 各处理因子交互效应对北美海蓬子鲜菜产量
的影响
分别研究海水与氮肥、海水与磷肥的交互作用，
结果(表 2)表明 W2N3、W2 P2是优化组合。研究海
水、氮肥、磷肥 3 个处理因子组合对北美海蓬子鲜菜
产量的影响，结果如图 2 所示。产量最高的为
W2N3P2处理，即 50% 海水、150 kg /hm
2 氮肥、60
kg /hm2磷肥，此时的鲜菜产量达到最大。
横坐标 1、2、3、4分别代表 3个因子的不同水平，海水浓度依次为
25%、50%、75%和 100%，施氮(N)量依次为 0 kg /hm2、75 kg /
hm2、150 kg /hm2、225 kg /hm2，施磷(P2O5)量依次为 0 kg /hm2、30
kg /hm2、60 kg /hm2、90 kg /hm2。
图 1 不同因子对北美海蓬子鲜菜产量的影响
Fig． 1 Effects of different factors on total weight of fresh edible
stem of Salicornia bigelovii Torr．
用响应面分析法分析鲜菜产量对海水和氮磷肥
效的响应，其回归方程为:Y = － 3 810． 661 3 +
47 018． 513 5 x1 + 43． 277 6x2 + 20． 964 3x3 －
39 179. 350 0 x1
2 － 0. 142 740 0x2
2 － 0． 152 0x3
2 －
5． 707 30x1x2 + 7． 867 10x1x3 － 0. 014 16x2x3，式中:Y
表示鲜菜产量(kg /hm2) ;x1表示海水浓度(%) ;x2
表示氮肥施用量(kg /hm2) ;x3表示磷肥施用量
(kg /hm2)。经检验，该方程拟合度 R2 = 0. 954 6，说
明拟合程度较好。根据回归方程求得鲜菜理论最高
产量为 14 004. 4 kg /hm2，此时海水浓度为 60%，施
氮量为 135. 77 kg /hm2，施磷量为 78. 11 kg /hm2。
2． 3 海水与氮肥及磷肥的交互效应对海蓬子可食
部分维生素 C含量的影响
魏成金等［10］发现，在一定范围内增施氮肥可以
提高海蓬子维生素 C 含量。本试验中，在海水灌溉
下增施氮肥也可以提高海蓬子维生素 C 含量，以
W2N3处理含量最高。氮肥超过 150 kg /hm
2时，维生
素 C 含量又有所下降，说明氮肥过量会降低作物的
产量和品质［11］。在海水灌溉下增施磷肥对海蓬子
维生素 C含量影响不明显。
用响应面分析法分析维生素 C含量对海水、氮磷
肥效的响应，其回归方程为:Y = 54． 984 8 + 66． 785 1
x1 －0． 044 3x2 － 0． 075 7x3 － 71． 600 0x1
2 + 0． 000 1x2
2
+0. 000 3x3
2 － 0． 010 6x1 x2 + 0． 010 2x1 x3 + 0． 000 4
x2x3，拟合度为 R
2 = 0. 997 1，式中:Y 表示维生素 C
含量(mg /g) ;x1表示海水浓度(%) ;x2表示氮肥施
用量(kg /hm2) ;x3表示磷肥施用量(kg /hm
2)。根
28 江 苏 农 业 学 报 2011 年 第 27 卷 第 1 期
据回归方程求得维生素 C含量理论最高值为 0. 763
mg /g，此时海水浓度为 55%，施氮量为 174. 19
kg /hm2，施磷量为 69. 25 kg /hm2。
表 2 海水与氮肥及海水与磷肥的交互效应对北美海蓬子鲜菜产量的影响
Table 2 Effects of different combinations of seawater，nitrogen fertilizer and phosphorus fertilizer on weight of fresh edible stem of Salicornia
bigelovii Torr．
处理代号 鲜菜产量(kg /hm2) 处理代号 鲜菜产量(kg /hm2) 处理代号 鲜菜产量(kg /hm2) 处理代号 鲜菜产量(kg /hm2)
W1N1 6 371 W2N1 10 146 W3N1 10 083 W4N1 6 996
W1N2 7 824 W2N2 11 152 W3N2 10 105 W4N2 7 095
W1N3 8 998 W2N3 12 953 W3N3 11 603 W4N3 7 261
W1N4 7 682 W2N4 10 377 W3N4 9 674 W4N4 6 420
W1P1 8 085 W2P1 10 858 W3P1 10 908 W4P1 5 909
W1P2 8 529 W2P2 11 265 W3P2 10 816 W4P2 7 763
W1P3 8 057 W2P3 10 202 W3P3 9 189 W4P3 5 564
W1P4 7 977 W2P4 10 056 W3P4 9 033 W4P4 6 301
处理编号见表 1。
图 2 不同处理组合对北美海蓬子鲜菜产量的影响
Fig． 2 Effects of different combinations on total weight of fresh
edible stem of Salicornia bigelovii Torr．
3 讨 论
北美海蓬子是真盐生植物［12］。研究表明，北美
海蓬子可种植在海滩盐碱地、盐沼地和轻质沙土地，
用海水直接灌溉，也可混灌淡水并施以尿素、硫铵、
硝铵等氮肥［13］。北美海蓬子耐盐极限达到 5%
NaCl浓度［12］。本试验中，50%海水灌溉下，北美海
蓬子的鲜菜产量达到一个较高值，说明北美海蓬子
可通过一定浓度海水灌溉达到最佳生物产量。
表 3 海水与氮肥、海水与磷肥的交互作用对海蓬子可食部分维生素 C含量的影响
Table 3 Effects of different combinations of seawater，nitrogen，and phosphorus on vitamin C contents in fresh edible stems of Salicornia big-
elovii Torr．
处理代号 维生素 C含量(mg /g) 处理代号 维生素 C含量(mg /g) 处理代号 维生素 C含量(mg /g) 处理代号 维生素 C含量(mg /g)
W1N1 0． 605 W2N1 0． 652 W3N1 0． 632 W4N1 0． 469
W1N2 0． 659 W2N2 0． 702 W3N2 0． 669 W4N2 0． 498
W1N3 0． 706 W2N3 0． 753 W3N3 0． 742 W4N3 0． 563
W1N4 0． 682 W2N4 0． 736 W3N4 0． 701 W4N4 0． 559
W1P1 0． 559 W2P1 0． 642 W3P1 0． 556 W4P1 0． 422
W1P2 0． 596 W2P2 0． 659 W3P2 0． 596 W4P2 0． 456
W1P3 0． 652 W2P3 0． 722 W3P3 0． 494 W4P3 0． 409
W1P4 0． 649 W2P4 0． 663 W3P4 0． 409 W4P4 0． 412
施氮是最常用的缓解海水胁迫、调控植物生长的 有效方法之一［14］，而磷对促进植物的生长发育和新
38王茂文等:海水灌溉下北美海蓬子盐肥耦合效应的研究
陈代谢起着非常重要的作用［11］。海涂土壤一般含养
分较少，尤其是 N、P 元素缺乏［15］。本试验中，海水
与氮肥、磷肥的交互效应对北美海蓬子的影响说明，
施用加氮肥或磷肥都能显著增加北美海蓬子的鲜菜
产量，但当施氮量超过 150 kg /hm2、施磷量超过 30
kg /hm2时产量开始下降。这与很多作物对化学肥料
的响应一样，表现出先升高后降低的肥料报酬递减
效应［10］。
由于盐分、水分和肥料之间存在着协同、顺序加
和及表观拮抗作用等［15］，本试验结果分析表明，50%
海水灌溉、氮用量为 150 kg /hm2、磷用量为 60
kg /hm2组合下北美海蓬子菜用产量能达到最高。
适量施用氮肥可以显著提高蔬菜中可溶性固形
物以及含氮物质如氨基酸、蛋白质、有机酸、胡萝卜素
等含量［16］，但施肥过量会降低其非氮源营养成分如
维生素、总糖以及可溶性糖等的含量［17］。本试验结
果表明，施用适量的氮肥可以提高海水灌溉下海蓬子
维生素 C含量。
响应面分析法是一种寻找多因素系统中最佳值
的数学统计方法。通过对海水、氮肥、磷肥建立二次
响应面回归模型，发现采用 60%海水浓度、氮用量
135. 77 kg /hm2、磷用量 78. 11 kg /hm2，北美海蓬子鲜
菜产量理论最高，为 14 004. 4 kg /hm2;采用 55%海水
浓度、氮用量 174. 19 kg /hm2、磷用量 69. 25 kg /hm2，
北美海蓬子维生素 C含量理论最高，为 0. 763 mg /g。
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48 江 苏 农 业 学 报 2011 年 第 27 卷 第 1 期