江蘇中南部設施蔬菜鹽漬化土壤鹽分離子含量及其垂直分布調查

周增輝 張 娜 韓承華 江解增

（揚州大學水生蔬菜研究室，江蘇揚州 225009）

江蘇中南部設施蔬菜鹽漬化土壤鹽分離子含量及其垂直分布調查

周增輝 張 娜 韓承華 江解增*

（揚州大學水生蔬菜研究室，江蘇揚州 225009）

為了解設施蔬菜土壤鹽漬化狀況，對江蘇中南部設施蔬菜產區(qū)典型鹽漬化土壤的0～40cm土層，以10cm為單位進行分層取樣，并以相鄰棚外的露地土壤為對照，測定了土壤EC值及主要鹽分離子含量在土層間的垂直分布情況。結果表明：設施內各土層的EC值和主要鹽分離子含量均明顯高于棚外對照。陰離子以NO3-為主，但SO4

2-含量也較高，陽離子則以Ca2+為主。設施土壤0～10cm土層的EC值和主要鹽分離子含量均較高，具有明顯的表聚性；部分基地的土壤鹽漬化已向深層發(fā)展。

設施蔬菜；鹽漬化；鹽分離子；垂直分布

隨著農業(yè)產業(yè)結構的調整，我國設施蔬菜栽培面積不斷增大。截至2010年底，我國設施蔬菜年種植面積達466.7萬hm2，占我國設施栽培面積的95%（喻景權，2011）。設施蔬菜的規(guī)?；?、專業(yè)化和工廠化生產的不斷發(fā)展，使得連作障礙問題日益突顯，嚴重影響蔬菜的產量和品質（郭世榮，2007；余海英 等，2007），其主要原因之一是盲目施肥而導致的土壤鹽漬化（郭文忠 等，2004；Zhang et al.，2006）。關于設施土壤主要離子的調查研究中，陰離子的種類主要有NO3-、SO42-、Cl-和 HCO3-（王素平 等，2004），有的是 NO3-含量最高（童有為和陳淡飛，1991；Wang ＆ Li，2003），有的是 SO42-含量最高（姜偉 等，2010；施毅超 等，2011），有的則是Cl-含量最高（施秀珠 等，1989）；陽離子的種類主要有Ca2+、Mg2+、Na+、K+（王素平 等，2004），有的是以Ca2+為主（高硯芳 等，2007），有的是以Na+和K+為主（陳碧華 等，2012）。對設施土壤鹽漬化的調查分析中，有的對耕作層混合土樣進行分析（余海英 等，2006；Egamberdieva et al.，2010），有的對0～100cm土層以20cm為間隔進行分層分析（杜連鳳 等，2002），有的則以0～5cm或5～20cm間隔進行分層分析（張振華 等，2003）。設施蔬菜主要種植果菜類和葉菜類蔬菜，葉菜類和瓜類的主要吸收根分布在10～20cm土層、茄果類的主要吸收根則分布在0～30cm土層（呂家龍，2008）。

本試驗根據蔬菜主要吸收根的分布情況，對江蘇中南部設施蔬菜產區(qū)典型鹽漬化土壤的0～40cm土層，以10cm為單位進行分層取樣，并以相鄰棚外的露地土壤為對照，測定了土壤EC值及主要鹽分離子含量在土層間的垂直分布情況，以期為治理設施土壤鹽漬化和改進栽培措施提供技術數據。

1 材料與方法

1.1 調查點基本情況

2012年6月13～15日調查了江蘇省中南部3個設施蔬菜產業(yè)基地，該區(qū)域以鋼架大棚為主，連棟大棚也有較大面積，推廣周年覆蓋長季節(jié)栽培模式，連作障礙日趨嚴重，因此本調查選取各基地畦表面有不同程度鹽霜的鹽漬化大棚內土壤。東臺市農業(yè)科學研究所取樣點：屬于蘇中沿海蔬菜產區(qū)，鋼架大棚2 a，以種植西瓜為主，取樣時種植西瓜，西瓜生長正常；如皋農業(yè)科學研究所取樣點：屬于蘇中設施高效蔬菜產區(qū)，鋼架大棚5 a，主要種植茄果類，取樣時種植豌豆苗，畦溝及畦邊緣出苗生長正常、畦面中央不出苗；無錫江陰紅光村蔬菜基地取樣點：屬于蘇南城郊蔬菜產區(qū)，連棟大棚5 a，以葉菜類種植為主，取樣時種植莧菜，生長不良。

1.2 土樣采集、處理

根據蔬菜作物的主要吸收根在土層中的分布情況，以每10cm為單位進行分層取樣，即0～10cm表土層，10～20cm和20～30cm主要吸收層，30～40cm深層土壤。土樣采集按照S形線路用土壤取樣器分別在3條畦面上各取5個土樣，每條畦面所取土樣分層均勻混合。同時按相同方法取相鄰棚外兩邊的露地土壤作為對照。部分新鮮土樣保存于4℃冰箱，剩余土樣自然風干后，過篩待測。

1.3 測定方法

土壤水溶性鹽總量測定采用電導法（水土比=5），SO42-含量測定采用硫酸鋇比濁法，Cl-含量 測定采用硝酸銀滴定法，HCO3-和CO3

2-含量測定采用雙指示劑中和滴定法，Ca2+和Mg2+含量測定采用原子分光光度法，Na+和K+含量測定采用火焰光度法，以上指標測定均參照《土壤農化分析》（鮑士旦，2000）進行；NO3-含量（鮮樣）測定采用紫外分光光度法（宋歌 等，2007）。

1.4 數據處理

所有數據采用Excel2010和DPS7.05分析軟件處理分析。

2 結果與分析

2.1 各取樣點不同土層土壤EC值

從表1可知，設施土壤的EC值是露地土壤的2.00～8.04倍，說明設施土壤鹽分含量明顯高于露地土壤。各取樣點設施內0～30cm土層的土壤EC值均高于蔬菜正常生長的臨界值（EC5：1=500 μS·cm-1）（李先珍，1993）。0～10cm土層的設施土壤中，東臺取樣點的EC值最低，江陰取樣點最高，分別為699.67 μS·cm-1和2356.67 μS·cm-1，說明各取樣點土壤鹽分已經達高鹽度甚至是超高鹽度水平，也說明隨種植年限的增加，土壤鹽漬化問題越趨嚴重。另外，東臺和江陰取樣點30～40cm深層土壤的EC值分別達到659.00 μS·cm-1和1094.66 μS·cm-1，說明部分基地的土壤鹽漬化現(xiàn)象已向深層發(fā)展。從連作蔬菜的種類看，以葉菜類為主的江陰點各土層設施土壤EC值明顯高于以種植茄果類為主的如皋點，說明葉菜類連作會加劇土壤鹽漬化的發(fā)生，可能是葉菜生長周期較短、一年內可連續(xù)多茬種植，從而增加肥料投入所致。

從表1還可以看出，設施土壤中東臺取樣點EC值在10～20cm土層相對較低，在20～30cm土層最高，可能與其以西瓜種植為主、而西瓜主要吸收根層較淺有關；如皋取樣點設施土壤EC值在表層最高并隨土層加深而下降，可能與其種植蔬菜種類較多有關；江陰取樣點設施土壤EC值在0～10cm土層最高，10～30cm土層相對較低，向下的土層EC值又明顯上升，這可能與其種植淺根性葉菜類相關。而相對于各取樣點對應露地的土壤EC值在垂直空間上呈遞減分布的趨勢，各取樣點設施土壤及其不同土層的EC值表現(xiàn)出不同的特點，既可能與主要種植蔬菜種類不同相關，也可能與各地本身的土壤特點有關，說明在治理措施上應根據各自不同情況，采用不同的治理方法。

表1 各取樣點不同土層土壤EC值 μS·cm-1

2.2 各取樣點不同土層土壤陰離子含量

從表2可知，各取樣點設施土壤的陰離子均以NO3-含量最高，最大測定值達5504.48mg·kg-1；其占主要陰離子總量的比例也最高，為45.3%～84.1%，NO3-含量是對應露地土壤的1.13～9.14倍。其次是SO42-，含量也較高，最大值達1124.36mg·kg-1；占主要陰離子總量的比例為10.8%～43.9%，SO42-含量是對應露地土壤的1.63～5.14倍。Cl-含量相對較低，其占主要陰離子總量的比例為2.5%～18.3%，但Cl-含量仍是對應露地土壤的1.53～7.99倍。HCO3-含量最低，與露地土壤相差不大，在各取樣點、各土層土壤中均不足30mg·kg-1，占主要陰離子總量的比例不足3%。設施土壤各土層的NO3-、SO42-和Cl-的含量均明顯高于對應的露地土壤，最可能的原因應是超量施肥。以種植葉菜類為主的江陰點設施0～10cm土層土壤中NO3-含量明顯高于其他取樣點，這應該與葉菜類以施用氮肥為主相關。東臺取樣點設施土壤的Cl-含量明顯比其他取樣點少，則應該與西瓜施肥上鉀肥以K2SO4為主、控制含氯化肥投入有關。

從表2還可以看出，設施土壤中東臺取樣點的NO3-和SO42-含量在10～20cm土層最低、20～30cm土層最高；Cl-含量在0～30cm土層隨深度加深而增加，在30～40cm降低。如皋取樣點的NO3-、SO42-和Cl-含量在0～40cm土層中均變現(xiàn)為遞減趨勢。江陰取樣點的NO3-和SO42-含量在0～10cm土層最高，在10～30cm土層隨深度加深而降低，在30～40cm土層增加；Cl-含量在0～10cm土層最高，在10～20cm土層最低，在20～40cm土層隨深度加深呈現(xiàn)增加趨勢。而與其相對應的露地土壤中NO3-、SO42-、Cl-含量在垂直空間分布上均呈遞減趨勢，這既可能與各取樣點施肥量以及所施肥料種類的不同有關，尤其是含N化肥施入量的不同，又可能與主要種植的蔬菜種類及其吸肥特性有關。

表2 各取樣點不同土層土壤各陰離子濃度及其比例

2.3 各取樣點不同土層土壤陽離子含量

從表3可知，各取樣點設施土壤中陽離子以Ca2+含量最高，最高達1902.61mg·kg-1，占主要陽離子總量的30.4%～76.5%，Ca2+含量是露地土壤的2.25～13.19倍。Mg2+和Na+含量均較高，分別占主要陽離子總量的11.0%～29.3%和7.6%～48.9%，Mg2+和Na+含量分別為對應露地土壤的1.36～6.48倍和1.17～2.59倍；設施土壤中K+含量最低，仍是露地土壤的1.03～4.05倍，占主要陽離子總量的2.7%～14.6%。說明3個取樣點設施土壤中陽離子含量明顯高于露地土壤，且以Ca2+為主。這可能與設施栽培中過磷酸鈣等化肥的超量施用有關。東臺取樣點設施土壤中Ca2+和Mg2+含量明顯高于對應露地對照，Na+和K+含量稍高于對應露地對照，而江陰和如皋取樣點設施土壤的各陽離子含量均明顯高于對應露地對照，說明種植西瓜對土壤Ca2+和Mg2+的影響要明顯大于Na+和K+，種植茄果類和葉菜類對土壤陽離子的影響均較大，這可能與蔬菜的吸肥特性不同相關。江陰取樣點設施土壤中Ca2+和Mg2+含量明顯高于如皋取樣點設施土壤，說明在同樣連作5 a條件下葉菜類對Ca2+和Mg2+的積累要比茄果類多，可能與葉菜類的連作茬次比茄果類多有關。

從表3還可以看出，設施土壤中東臺取樣點各陽離子含量在10～20cm土層最低，在20～30cm土層最高；如皋取樣點的各陽離子含量在0～40cm土壤中呈現(xiàn)遞減趨勢；江陰取樣點的各陽離子含量在0～10cm土層最高，10～20cm和20～30cm土層較低，而30～40cm土層又有所增加。設施土壤與露地土壤中陽離子的垂直分布情況差異較大，這既可能與各取樣點施肥量以及所施肥料種類的不同有關，又可能與蔬菜對營養(yǎng)元素的吸收有關。

表3 各取樣點不同土層土壤各陽離子濃度及其比例

3 結論與討論

依照黃紹文等（2011）對菜田土壤鹽分分級的標準，3個取樣點設施土壤的鹽分處于高鹽度甚至是超高鹽度水平。在鹽分離子組成中，陽離子以Ca2+為主，陰離子以NO3-為主。土壤中NO3-主要來源于尿素等氮肥，Ca2+主要來源于過磷酸鈣等含Ca化肥。過量的施用化肥應是導致土壤中NO3-和Ca2+積累的主要原因。NO3-和Ca2+的大量積累嚴重影響蔬菜的品質和產量（姚春霞 等，2005；徐玉偉 等，2010），因此，生產上必須切實控制化肥施用，加強測土配方施肥。根據蔬菜的需肥規(guī)律、土壤的供肥性能與肥料效應進行施肥，避免“過量施肥—鹽漬化—影響蔬菜生長—再施肥—鹽漬化加重—抑制蔬菜生長”的惡性循環(huán)的發(fā)生。

本試驗還發(fā)現(xiàn)江蘇中南部設施土壤中SO42-含量也較高，最高含量達1124.36mg·kg-1。土壤中高濃度的SO42-對作物存在毒性，影響鈣離子吸收，破壞了植物體內陽離子平衡（郭全恩，2010），同時也是導致土壤pH下降的主要原因之一（Wang et al.，2003），其毒害作用不亞于NO3-（汪炳良，1999）。因此，在研究NO3-和Cl-對蔬菜危害的同時（童輝 等，2012；王麗萍 等，2012），應加強關于SO42-濃度對蔬菜生長發(fā)育影響的研究，并針對目前土壤中SO42-過量問題提出有效的治理措施。

設施土壤中，多種離子在0～10cm土層含量最高，也明顯高于露地對照，可能與過量施肥以及設施內淋洗少有關。蔬菜主要吸收根分布區(qū)域的土壤離子含量明顯較低，這應該是蔬菜吸收引起的。由此可見，在針對不同土層鹽漬化治理時，可以根據蔬菜主要吸收根的分布情況選擇相應的蔬菜進行輪作，治理20～30cm土層的鹽漬化時可以選擇番茄等茄果類蔬菜進行輪作，治理10～20cm土層的鹽漬化時可以選擇速生葉菜類進行輪作。調查還發(fā)現(xiàn)30～40cm的深層土壤鹽漬化嚴重，說明設施土壤鹽漬化已向深層發(fā)展，增加了深耕換土等治理措施的難度，因此，需要開展對深層土壤鹽漬化的治理措施的研究。

楊祥田等（2010）對草莓-水稻進行水旱輪作能減輕土壤鹽分的積累，調節(jié)養(yǎng)分的平衡，范浩定等（2004）認為在設施蔬菜田種植一季水稻后土壤全鹽量下降了近70%，但種植水稻的效益較低。因此，江解增等（2011）結合水生蔬菜設施栽培新技術，提出了可以針對不同區(qū)域、不同土壤特性的多種設施蔬菜水旱輪作模式延緩乃至治理連作障礙的觀點。但如何針對不同基地土壤鹽漬化的不同特點，通過試驗篩選出適宜的水生蔬菜種類及其品種、適宜的水旱輪作新模式，以及不同設施蔬菜水旱輪作模式對鹽漬化土壤性質的影響和對連作障礙的治理效果等，尚需開展系列試驗，以形成適合不同區(qū)域示范應用的多種生態(tài)、高效設施蔬菜水旱輪作新模式，從而為蔬菜產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術支持。

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Salt Ions Content and Its Verticaldistribution in Salinization of Facility Vegetable Soil in Central and Southern Jiangsu Province

ZHOU Zeng-hui，ZHANG Na，HAN Cheng-hua，JIANG Jie-zeng*
（Laboratory of Aquatic Vegetable，Yangzhou University，Yangzhou225009，Jiangsu，China）

In order to understand the status of salinization of facility vegetable soil，stratified sampling of0-40cm soil layer was conducted in typical salinization soil of facilities vegetable producing areas of central and southern Jiangsu Province with10cm as a unit，and the adjacent exposed soil outside thegreenhouse was taken as control.Wedetermined and analyzed the soil EC value and the verticaldistribution ofmajor salt content in the soil.The results showed that the EC value of each soil layer and themajor salt ion contents of facility vegetable soil were obviously higher than that of the CK in the open field.NO3-was themajor anion indifferent soil layers of this area and SO4

2-was also higher；while Ca2+was themain cation.Soil EC value and the salt ion content were both higher in0-10cm soil layer，indicating possessing topsoil accumulation for them. Soil salinization haddeveloped todeeper layers in some base.

Facility vegetable；Salinization；Salt ion；Verticaldistribution

S63

A

100-6346（2013）20-0039-07

2013-07-11；接受日期：2013-08-28

江蘇省農業(yè)三項工程項目〔SXGC（2012）401〕，江蘇省農業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項目〔cx（12）3021〕

周增輝，男，碩士研究生，專業(yè)方向：蔬菜栽培生理，E-mail：787272709@qq.com

*通訊作者（Corresponding author）：江解增，教授，博士生導師，專業(yè)方向：水生蔬菜栽培生理，E-mail：jzjiang@yzu.edu.cn