長(zhǎng)沙市郊露天菜地土壤肥力狀況研究

雷 盼，張楊珠，黃運(yùn)湘，廖超林，楊甲華，和利釗

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

在城市郊區(qū)建立蔬菜基地，發(fā)展蔬菜生產(chǎn)，是充分發(fā)揮郊區(qū)為城市服務(wù)功能的必要舉措。然而，城市化與工業(yè)化進(jìn)程的加速對(duì)城市周邊地區(qū)土壤資源產(chǎn)生日益嚴(yán)重的壓力，城市生活垃圾亂排亂放，施肥措施不合理，農(nóng)化產(chǎn)品高強(qiáng)度使用，均會(huì)導(dǎo)致土壤質(zhì)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降[1]。從土壤-植物系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，了解市郊菜園土的土壤質(zhì)量現(xiàn)狀及其變化規(guī)律，對(duì)改良土壤、保持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。研究以長(zhǎng)沙市東郊和北郊的幾個(gè)露天蔬菜基地為對(duì)象，進(jìn)行菜園土壤肥力和酸化狀況調(diào)查與評(píng)價(jià)，旨在探明我國(guó)南方城市郊區(qū)菜園土壤肥力和酸化特征，為合理建設(shè)和開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 取樣方法及土壤概況

供試土壤采自長(zhǎng)沙市郊區(qū)的5個(gè)露天蔬菜基地：東郊的黃興鎮(zhèn)新村、東岸鄉(xiāng)東湖村和榔梨鎮(zhèn)土嶺社區(qū)，北郊的撈刀河鎮(zhèn)成功村、北山鎮(zhèn)福安村。在每個(gè)村選取具有代表性的菜地3~5塊，在每塊菜地上按“S”型用土鉆鉆取0~20 cm的代表性土樣，組成混合樣的點(diǎn)數(shù)根據(jù)菜地形狀、面積、土壤差異大小和地形條件而定，每個(gè)土壤樣品采集1 kg，去除雜物，自然風(fēng)干，磨碎過(guò)篩后待測(cè)。

供試土壤中，黃興鎮(zhèn)新村和榔梨鎮(zhèn)土嶺社區(qū)兩個(gè)蔬菜基地分布在長(zhǎng)沙地區(qū)瀏陽(yáng)河兩岸的一級(jí)河谷階地，地勢(shì)平坦，海拔在50 m以下，其成土母質(zhì)為河流沉積物。所種蔬菜主要供給長(zhǎng)沙市，種植蔬菜品種多，復(fù)種率高。東岸鄉(xiāng)東湖村、撈刀河鎮(zhèn)成功村和北山鎮(zhèn)福安村則處于長(zhǎng)沙地區(qū)的丘崗谷地，成土母質(zhì)分別為第四紀(jì)紅色粘土、板巖風(fēng)化物和花崗巖風(fēng)化物，其所種蔬菜主要為自己食用，種植品種單一，復(fù)種率低。

1.2 分析方法

土壤基本農(nóng)化性狀均采用國(guó)標(biāo)方法測(cè)定[3]，具體分析方法如下：有機(jī)質(zhì)采用高溫外加熱重鉻酸鉀氧化－容量法；全氮采用開(kāi)氏消煮法；全磷采用碳酸鈉熔融－鉬銻抗比色法；全鉀采用氫氧化鈉熔融－火焰光度法；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法；有效磷采用碳酸氫鈉浸提－鉬銻抗比色法；速效鉀采用1 mol/L乙酸銨浸提-火焰光度法；pH采用水浸－電位法；CEC采用1 mol/L乙酸銨交換法；交換性鹽基陽(yáng)離子（K+、Ca2+、Na+、Mg2+）采用 1 mol/L 乙酸銨交換－原子吸收分光光度法；交換性酸（H+、Al3+）采用 1 mol/L氯化鉀交換－中和滴定法。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤的主要肥力狀況

2.1.1 全量養(yǎng)分含量 從表1可知，各菜地土壤的有機(jī)質(zhì)和全氮含量均比較豐富，其中有機(jī)質(zhì)含量以成功村的最高（37.0±4.33 g/kg），東湖村最低（25.2±3.87 g/kg）。其原因與各菜地種植蔬菜年限和施肥水平有關(guān)，新村、東湖村、土嶺社區(qū)露天菜地是商業(yè)化種植，種植指數(shù)高，主要施用商品化肥，因而土壤有機(jī)質(zhì)較低；而成功村、福安村則主要施用有機(jī)肥，很少施用化肥，故土壤有機(jī)質(zhì)含量較高。供試菜地土壤全氮含量與有機(jī)質(zhì)含量的變化規(guī)律相似。按中國(guó)耕地土壤肥力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]，均達(dá)到3級(jí)水平，說(shuō)明供試土壤達(dá)到中等肥力水平。

表1 長(zhǎng)沙市郊菜地土壤有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分狀況

供試土壤全磷含量最高的為東湖村（2.1±0.28 g/kg），新村土壤全磷含量最低（1.0±0.33 g/kg）?？偟膩?lái)說(shuō)，供試土壤的全磷含量較高，均在1.0 g/kg以上，屬于一級(jí)水平，顯著高于一般耕地土壤，說(shuō)明供試土壤的磷素儲(chǔ)量非常豐富。

供試土壤全鉀含量差異比較明顯。福安村土壤全鉀含量最高，達(dá)到19.5±0.74g/kg，東湖村最低，僅為12.4±0.37 g/kg，相差7.1 g/kg。土壤全鉀含量和母質(zhì)直接相關(guān)：花崗巖風(fēng)化物發(fā)育的菜園土＞板巖風(fēng)化物發(fā)育的菜園土＞河流沖積物發(fā)育的沖積菜園土＞第四紀(jì)粘土發(fā)育的菜園土。

2.1.2 有效養(yǎng)分含量 土壤堿解氮是表征土壤氮素供應(yīng)強(qiáng)度的指標(biāo)，是當(dāng)季作物有效氮素的主要來(lái)源。由表1可知，成功村土壤堿解氮含量最高，達(dá)150.3±68.4 mg/kg，其余菜地之間堿解氮含量差別不大，均在100～120 mg/kg間。5個(gè)基地土壤堿解氮的平均含量為117.7 mg/kg，最大值為218.7 mg/kg。根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]，供試土壤氮素肥力水平為中等偏上。土壤堿解氮含量高，可促進(jìn)蔬菜的生產(chǎn)，提高蔬菜產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，但是含量過(guò)高會(huì)造成蔬菜的硝酸鹽污染，降低蔬菜品質(zhì)[6]，因此，菜農(nóng)在蔬菜施肥實(shí)踐中，應(yīng)該正確評(píng)估菜園土本身的供氮能力，科學(xué)合理的施用氮肥。

供試土壤有效磷含量都比較豐富，均在60～100 mg/kg之間，尤以成功村土壤有效磷含量最高，達(dá)201.0±34.9 mg/kg，這可能由于該菜地種植時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)期施用磷肥，而土壤中磷素遷移率小，不易淋溶。由此可見(jiàn)，在種植年限長(zhǎng)的菜園土上應(yīng)適量減少磷肥的投入，避免不必要的浪費(fèi)和污染。

總體來(lái)說(shuō)，供試土壤速效鉀含量屬于中等水平，且各基地土壤速效鉀含量差異不大，均在95～160 mg/kg之間。雖然蔬菜種植，特別是葉菜類(lèi)的種植過(guò)程中，對(duì)鉀素的需求不高，但許多研究表明[7]，充足的鉀素供應(yīng)不僅能促使蔬菜顯著增產(chǎn)，而且對(duì)于提高蔬菜維生素C含量，降低植物體內(nèi)硝酸鹽含量，改善蔬菜品質(zhì)也具有明顯效果。然而人們往往偏重于氮磷肥的施用，忽略施用鉀肥的重要性，而鉀很容易隨水流失，在實(shí)際施肥實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)重視施用鉀肥[8]。

2.2 土壤的酸性和交換性

2.2.1 土壤酸性 土壤pH值是土壤重要的化學(xué)性質(zhì)之一，對(duì)蔬菜的生長(zhǎng)、微生物活動(dòng)、養(yǎng)分有效性以及土壤理化性質(zhì)等方面有很大影響。從表2可以看出，5個(gè)基地菜園土的pH值在4.3~5.2之間，平均為4.8，均呈酸性。以東湖村土壤pH值最低（4.3±0.28），土嶺社區(qū)最高（5.2±0.43）。這可能與成土母質(zhì)、菜地種植年限和施肥水平有關(guān)。

土壤潛性酸指吸附在土壤膠體表面的交換性致酸離子（H+和Al3+）[5]。土壤潛性酸是活性酸的主要來(lái)源，也是衡量土壤酸性強(qiáng)弱和改良土壤酸性的重要指標(biāo)[2]。從表2可知，供試土壤交換性酸含量均較小，交換性酸和交換性Al3+最高值出現(xiàn)在東湖村，分別為 1.28±0.76 cmol（H+）/kg 和 1.02±0.64 cmol（1/3 Al3+）/kg，最低值出現(xiàn)在土嶺社區(qū)，分別為0.15±0.17 cmol（H+）/kg和0.10±0.11 cmol（1/3 Al3+）/kg，表明土壤酸化程度不是很高；從交換性Al3+占交換性酸總量的百分比來(lái)看，交換性Al3+是土壤交換性酸的主體，而交換性H+所占比例極少。在pH值高于4.3的土壤中，土壤的交換性酸含量較低。

2.2.2 土壤的陽(yáng)離子交換量與交換性陽(yáng)離子組成土壤的陽(yáng)離子交換容量（CEC）是土壤的保肥供肥性能的重要指標(biāo)，它反映了土壤膠體表面的負(fù)電荷總量。其所吸附的陽(yáng)離子量包括交換性鹽基和水解性酸，兩者的總和即為CEC[5]。由表3可知，供試土壤CEC值在7~13 cmol/kg之間，平均為10.2 cmol/kg。一般認(rèn)為，土壤陽(yáng)離子交換量在10 cmol/kg以下為土壤保肥能力比較弱的土壤[11]，故供試土壤的保肥和酸化緩沖能力比較弱。菜園土不同于自然土壤，受人為影響較大。改土、施肥措施不一，成土母質(zhì)不同，膠體類(lèi)型和土壤質(zhì)地等差異會(huì)導(dǎo)致土壤CEC值小幅波動(dòng)。

表2 菜地耕層土壤交換性酸和交換性Al3+含量

表3 菜地耕層土壤陽(yáng)離子交換量 （cmol/kg）

土壤的有效陽(yáng)離子交換容量（ECEC）反映了土壤膠體表面的永久電荷量。從表3可知，供試土壤的有效陽(yáng)離子交換量（ECEC）最高值出現(xiàn)在土嶺社區(qū)，為 9.3±1.7 cmol/kg，最低在福安村，為 6.1±1.4 cmol/kg。土壤的ECEC值與土壤的CEC值有一定的相關(guān)性，而且占了土壤CEC值的絕大部分，一般在60%以上。5個(gè)樣點(diǎn)只有東湖村土壤在60%以下，因?yàn)闁|湖村的土壤CEC值最大，而土壤ECEC值只有7.0±0.9 cmol/kg。從土壤的鹽基飽和度（B.S.）來(lái)看，土壤ECEC值與鹽基飽和度成正相關(guān)關(guān)系，最大值同樣出現(xiàn)在土嶺社區(qū)，為85.7%，說(shuō)明土嶺社區(qū)土壤對(duì)于酸化緩沖性能較大。而東湖村、成功村則需要注意防范土壤酸化。

由表3可知，供試土壤的鹽基組成中，主要是交換性Ca2+，占交換性鹽基離子的60%以上，其次是交換性Mg2+，這二者平均約占鹽基總量的95%。其中以土嶺社區(qū)的最高，分別為7.2±1.5 cmol/kg和1.7±0.3 cmol/kg，東湖村的最低，分別為4.4±1.3 cmol/kg和0.9±0.2 cmol/kg，各個(gè)基地土壤交換性K+含量之間沒(méi)有明顯差異，而交換性Na+的含量微乎其微，基本測(cè)不出來(lái)。這主要與成土母質(zhì)及土壤形成過(guò)程中Ca和Mg的優(yōu)先固持作用有關(guān)[11]，與施肥習(xí)慣、灌溉等農(nóng)田管理措施也有一定關(guān)聯(lián)[9]。

3 小結(jié)

長(zhǎng)沙市郊5個(gè)露天菜地土壤的肥力水平較高，有機(jī)質(zhì)、氮素、磷素含量均很豐富，尤其以土壤有效磷含量高，遠(yuǎn)高于其他耕地土壤。存在著缺鉀或潛在缺鉀的現(xiàn)象。故在施肥實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)注意增施鉀肥，控制磷肥的施入。

土壤的陽(yáng)離子交換容量（CEC）是土壤的保肥供肥性能的重要指標(biāo)，而供試土壤CEC值在7~13 cmol/kg之間，平均為10.2 cmol/kg，其土壤的保肥和酸化緩沖能力比較弱。從土壤的鹽基組成可得知，土壤陽(yáng)離子主要是交換性Ca2+，占交換性鹽基離子的60%以上，其次分別是交換性Mg2+、交換性K+。交換性Ca2+和交換性Mg2+約占鹽基總量的95%，而交換性Na+的含量微乎其微。

供試露天菜地土壤pH值在4.3~5.2之間，平均為4.8，均為酸性土壤。東湖村菜地土壤出現(xiàn)明顯酸化現(xiàn)象，此地CEC含量為12.4±0.6 cmol/kg，為保肥力中等的土壤，但是鹽基飽和度低，其潛能未能開(kāi)發(fā)，造成部分鋁離子溶出，需要采取必要的措施。其他4個(gè)供試點(diǎn)土壤酸化不嚴(yán)重，但仍需保持警惕。施肥時(shí)應(yīng)以有機(jī)肥為主，化肥為輔；改傳統(tǒng)施肥為平衡施肥，促進(jìn)菜地土壤用養(yǎng)結(jié)合；積極進(jìn)行菜地土壤改良，如用石灰或粉煤灰等改良。

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