設施果類蔬菜土壤EC值動態(tài)及鹽害敏感性分析

李宇虹 陳 清

（中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，北京100193）

設施果類蔬菜土壤EC值動態(tài)及鹽害敏感性分析

李宇虹 陳 清*

（中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，北京100193）

在建立飽和及土水比1∶5（m∶v）條件下ECe與EC1∶5相關關系的基礎上，建立EC1∶5的土壤鹽分分級指標，評價了傳統(tǒng)管理條件下設施越冬長茬和春茬的土壤鹽分動態(tài)。結果表明：設施菜田土壤ECe與EC1∶5呈極顯著正相關，在京郊土壤條件下?lián)Q算公式為EC1∶5=0.105 ECe；果類蔬菜中茄子和辣椒屬敏感蔬菜作物，苗期和全生育期耐鹽性根層土壤EC1∶5臨界值分別為0.10 dS·m-1和0.30 dS·m-1，當季根層土壤EC1∶5可接受調控范圍為0.30～0.50 dS·m-1；番茄和黃瓜屬非敏感蔬菜作物，苗期和全生育期耐鹽性根層土壤EC1∶5臨界值分別為0.30 dS·m-1和0.60 dS·m-1，當季根層土壤EC1∶5可接受調控范圍為0.60～0.90 dS·m-1；日光溫室越冬長茬土壤EC1∶5均值從定植至翌年3月一直穩(wěn)定在0.30～0.34 dS·m-1之間，之后逐漸下降，7月降至0.15 dS·m-1；塑料大棚春茬定植后根層土壤EC1∶5逐漸下降，4月之前為0.29～0.30 dS·m-1，7月降至0.20 dS·m-1；結合蔬菜作物耐鹽指標發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)管理條件下日光溫室越冬長茬和塑料大棚春茬蔬菜作物在苗期易出現(xiàn)鹽害問題；越冬長茬敏感蔬菜作物從定植至翌年3月期間，土壤鹽度易超過其耐鹽臨界值，需要合理水肥調控以防鹽害。

設施菜田；季節(jié)性；耐鹽性；土壤EC；鹽分動態(tài)

設施蔬菜生產(chǎn)中過量施肥現(xiàn)象比較普遍，不但造成資源浪費，而且可能引起土壤鹽分積累，加之封閉、半封閉的環(huán)境，導致設施菜田土壤面臨嚴重的次生鹽漬化風險。合理評價當前設施菜田土壤鹽分狀況是實現(xiàn)無障礙生產(chǎn)的關鍵。同時考慮蔬菜不同生育時期耐鹽特點和蔬菜栽培過程中土壤鹽分的動態(tài)變化，才能合理評價設施菜田土壤鹽分狀況。

蔬菜作物對土壤鹽度的耐性一般低于糧食作物，而且不同生育時期蔬菜作物的耐鹽能力不同。一般隨著生育期的增長，蔬菜作物耐鹽能力逐漸增強，營養(yǎng)生長階段比種子時期耐鹽能力強（Bolar í n et al.，1993），最初的生長階段（如萌發(fā)和幼苗時期）是蔬菜對鹽分脅迫最敏感的時期（Chartzoulakis & Loupassaki，1997；Akinci et al.，2004）。土壤鹽分濃度增加對蔬菜作物產(chǎn)量影響很大（Maas & Hoffman，1977）。評價土壤鹽分的標準多采用EC值，早在1977年Maas和Hoffman（1977）已經(jīng)采用土壤飽和浸提液的電導率ECe對不同作物耐鹽能力進行了圖表分析。我國多采用土水比1∶5（m∶v）浸提液的電導率EC1∶5來表征土壤鹽分狀況，即使這一指標為國際認可，但國際研究仍鮮有采用EC1∶5來描述和評價不同作物的耐鹽程度，故需要建立ECe與EC1∶5之間的經(jīng)驗換算關系，從而通過將國際研究中已得到的ECe分級指標進行換算，得到EC1∶5的設施菜田土壤鹽分狀況評價指標。

在作物栽培過程中根層土壤EC值處在一定的波動當中，這與不同時期灌水施肥措施、作物吸收強度以及其他人為措施（如夏季揭膜）等因素相關（葛菁萍 等，1999；張俊俠 等，2001）。與大田作物和其他種類設施蔬菜相比，設施果類蔬菜栽培具有養(yǎng)分和水分投入量大、頻次多、茬口復雜等特點，這可能導致不同茬口土壤EC值變化規(guī)律不同。

本試驗根據(jù)我國實際情況建立了設施菜田土壤鹽分評價標準，分析了不同栽培模式和茬口條件下

根層土壤EC值的動態(tài)規(guī)律并評價了其對不同耐鹽能力蔬菜作物的影響。

1 材料與方法

1.1 供試土樣

2011年11月至2012年7月從北京郊區(qū)大興、順義、通州、平谷、懷柔和密云等區(qū)縣采集塑料大棚春茬和日光溫室越冬長茬菜田0～30 cm根層土壤。種植作物涉及番茄、黃瓜、辣椒和茄子等蔬菜。

日光溫室越冬長茬的監(jiān)測始于2011年9月，共11個監(jiān)測點；塑料大棚春茬的監(jiān)測始于2012年2月，共9個監(jiān)測點，各監(jiān)測點土壤基本理化性質及基本信息見表1。每月對各監(jiān)測點的0～30 cm根層土壤進行取樣。采用S型曲線方式隨機取5～6點混合為一個土樣，質量不少于1 kg。

1.2 根層EC值監(jiān)測

每次采集的土樣均進行土水比1∶5浸提液電導率EC1∶5的測定。塑料大棚春茬每個監(jiān)測點都設有2種追肥灌水管理模式，故每次每個監(jiān)測點采集2個土樣。同時選取EC1∶5值跨度足夠大的65個土樣進行飽和浸提液電導率ECe的測定。

飽和土壤浸提液制備：100 g左右風干土樣中緩慢加入無二氧化碳的蒸餾水，同時攪拌，直至土壤完全飽和（反射光線時泥漿發(fā)亮，傾斜時泥漿稍微流動）。飽和泥漿靜止16 h，然后離心得到飽和浸提液。

土水比1∶5浸提液制備：風干土10 g和無二氧化碳蒸餾水50 mL混合，振蕩3 min，然后過濾得到浸提液。

浸提液用FiveEasy FE30K型電導儀測定其電導率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)處理及圖表繪制，運用sigmaplot軟件繪制箱式圖。

植物鹽分耐性通常是指植物忍受根層或葉片高鹽分狀況而不伴隨明顯的負面影響的內在能力。鹽分耐性可用兩個參數(shù)來描述：臨界值（ECt），指實際產(chǎn)量相對于潛在最大產(chǎn)量（Ymax）開始顯著減少時的電導率；斜率（Slope），表示在臨界值之上每增加一單位鹽度所引起產(chǎn)量減少的百分比。超出ECt的各鹽度下相對產(chǎn)量（Y，產(chǎn)量占潛在最大產(chǎn)量的百分比）可以用下列公式（Maas & Hoffman，1977）計算。

根據(jù)公式1，在已知臨界值ECt和斜率Slope的情況下，可以計算得到蔬菜在減產(chǎn)25%和50%

時土水比1∶5浸提液電導率EC25和EC50。

表1 京郊設施菜田監(jiān)測點土壤基本理化性質

2 結果與分析

2.1 以EC1∶5測定方法為依據(jù)的蔬菜耐鹽性指標換算

通過對65個土樣飽和浸提液和土水比1∶5浸提液的電導率ECe和EC1∶5值進行回歸統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)二者呈良好的線性相關關系，相關系數(shù)r可達0.919，相關關系為：EC1∶5=0.105 ECe（圖1）。

圖1 京郊設施菜田根層土壤ECe與EC1∶5的相關關系

根據(jù)圖1的相關關系EC1∶5=0.105 ECe，將文獻中主要果類蔬菜作物ECe耐鹽參數(shù)指標進行換算，得到EC1∶5下的參數(shù)指標ECt、EC100（蔬菜在減產(chǎn)100%時土水比1∶5浸提液電導率）和Slope，進一步推算可得到不同蔬菜在減產(chǎn)25%和50%時土水比1∶5浸提液電導率EC25和EC50。根據(jù)不同蔬菜耐鹽參數(shù)水平可將作物分成敏感和非敏感蔬菜作物兩類（表2）。

表2 果類蔬菜鹽分耐性ECe和EC1∶5參數(shù)指標

一般隨著株齡的增長，蔬菜作物耐鹽能力逐漸增強，在營養(yǎng)生長階段比種子時期耐鹽能力強（Bolar í n et al.，1993），萌發(fā)和幼苗時期是蔬菜對鹽分脅迫最敏感的時期（Chartzoulakis & Loupassaki，1997；Akinci et al.，2004）。故在苗期應嚴格控制土壤鹽度水平，以ECt作為衡量苗期土壤鹽分狀況的臨界標準。然而，有研究表明根層土壤EC值的適當增長有助于提高黃瓜、甜椒和番茄等蔬菜果實的品質（Sonneveld & Beusekom，1974），但實現(xiàn)產(chǎn)量最大與品質最優(yōu)的鹽度水平有時不一致（Sonneveld & Voogt，2008），所以在蔬菜作物苗期結束之后可以適當放寬對土壤鹽度的要求，以EC25作為臨界指標衡量土壤鹽分狀況。在EC25以內，蔬菜作物產(chǎn)量既不會受到太大損失，同時也能保證果實品質。在EC50以內，蔬菜作物雖減產(chǎn)幅度較大，有減產(chǎn)過半的風險，但仍可以在當季種植過程中通過水肥用量和頻數(shù)的調控來降低土壤EC值，以緩解或消除鹽害。當超過EC50時，造成的鹽害問題難以在當季種植過程中得到緩解，可能需要拉秧后采取排鹽措施。

綜上所述，針對各種果類蔬菜作物耐鹽特點將土壤EC1∶5水平分級，建立適用于設施菜田的土壤鹽分狀況EC1∶5評價分級標準（表3），便于實際應用參考。

表3 京郊設施菜田土壤鹽分分級標準 dS·m-1

2.2 設施菜田土壤EC值季節(jié)性動態(tài)變化

2.2.1 越冬長茬 土壤EC1∶5主要受灌水施肥的頻率和用量影響，而灌水施肥的頻率和用量是根據(jù)棚內溫度和作物生長階段決定的。

通過對多個監(jiān)測點的調查發(fā)現(xiàn)，日光溫室越冬長茬果類蔬菜一般于11月中旬之前定植，定植之初除灌1次緩苗水外，苗期和開花期不再進行灌溉和施肥，1個月后進入結果期開始追肥，12月左右開始采收。一般番茄每1穗果追1次肥，茄子10～20 d追1次肥，黃瓜的追肥和灌水次數(shù)相對頻繁。12月至翌年2月期間棚內溫度較低，一般灌溉追肥次數(shù)較少；3月以后溫度逐漸上升，灌溉追肥次數(shù)增加；4月底到5月是追肥灌水的高峰期。

將多點監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)日光溫室越冬長茬土壤EC1∶5均值從定植到翌年3月一直穩(wěn)定在0.30～0.34 dS·m-1之間，超過了敏感作物苗期和全

生育期耐鹽臨界值以及非敏感作物苗期臨界值（表3），但仍在可控范圍內，之后可能由于進入春季氣溫上升，作物的養(yǎng)分和水分需求量增大，農(nóng)戶逐漸加大了灌水次數(shù)和用量，導致土壤EC1∶5值逐漸下降，7月土壤EC1∶5均值降至0.15 dS·m-1，處于蔬菜耐鹽安全范圍（圖2）。

圖2 京郊日光溫室越冬長茬根層土壤EC1∶5動態(tài)變化

2.2.2 塑料大棚春茬 對監(jiān)測點數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)塑料大棚春茬定植后即開始灌水，14～28 d后開始追肥，隨著作物對養(yǎng)分離子的吸收增強和灌水次數(shù)增加，根層土壤EC1∶5逐漸下降，4月之前土壤EC1∶5均值為0.29～0.30 dS·m-1，高于敏感作物苗期臨界值，接近非敏感作物苗期臨界值（表3），7月降至0.20 dS·m-1（圖3）。整個監(jiān)測時期根層土壤EC1∶5只在苗期極易超過蔬菜作物耐鹽臨界值，使作物受到鹽害威脅，開始追肥灌水后不易形成鹽害。

圖3 京郊塑料大棚春茬根層土壤EC1∶5動態(tài)變化

綜上所述，蔬菜作物苗期極易受到鹽分脅迫，對越冬長茬敏感作物來說，從定植至翌年3月是鹽度易超過臨界值的時期，需要嚴格水肥調控避免鹽害發(fā)生；對非敏感作物來說，苗期過后受到鹽害的可能性較小。

3 結論與討論

3.1 設施蔬菜耐鹽性指標及土壤鹽分分級

本試驗得到設施菜田土壤條件下EC1∶5和ECe的換算公式：EC1∶5=0.105 ECe。經(jīng)換算得到針對果類蔬菜的土壤鹽分分級標準：敏感蔬菜作物茄子和辣椒，苗期和全生育期耐鹽性根層土壤EC1∶5臨界值分別為0.10 dS·m-1和0.30 dS·m-1，當季根層土壤EC1∶5可接受調控范圍為0.30～0.50 dS·m-1；非敏感蔬菜作物番茄和黃瓜，苗期和全生育期耐鹽性根層土壤EC1∶5臨界值分別為0.30 dS·m-1和0.60 dS·m-1，當季根層土壤EC1∶5可接受調控范圍為0.60～0.90 dS·m-1。

本試驗得到的菜田鹽分分級標準雖非生物學試驗得到的，但可在今后實際生產(chǎn)中驗證。

吳多三等（1987）通過盆栽試驗研究了番茄、蕓豆和大白菜3種蔬菜的耐鹽指標，認為番茄、蕓豆和大白菜正常生長土壤EC1∶5范圍分別為＜0.80 dS·m-1、＜0.50 dS·m-1和＜1.00 dS·m-1，抑制番茄、蕓豆和大白菜生長的土壤EC1∶5范圍為0.80～1.10 dS·m-1、0.60～0.80 dS·m-1和1.10～1.30 dS·m-1，超過該范圍會嚴重抑制植株生長甚至導致枯死。該指標標準與本試驗結果相比偏大，主要是由于吳多三等（1987）是以地上部干質量為指標來判斷作物是否生長受抑制的，而本試驗是以產(chǎn)量為標準描述的，故本試驗的指標偏低，但出于對蔬菜作物經(jīng)濟價值的考慮，以產(chǎn)量為參考建立分級標準更合理。

高峻嶺等（2011）認為土壤EC1∶5在0.25 dS·m-1以下一般作物生長正常，0.25～0.60 dS·m-1敏感作物生長有障礙，0.60～0.80 dS·m-1多數(shù)作物生長受阻。該分級標準與本試驗結果一致。

張金錦等（2011）指出黃瓜臨界值為2.03 dS·m-1，該值與本試驗相比偏高，可能因為張金錦等試驗所設土壤EC1∶5梯度不合理，沒有在0～1.00 dS·m-1之間設定足夠梯度，故沒有找到適宜臨界值，同時可能由于目前蔬菜品種的不斷改

良，耐鹽特性發(fā)生變化，耐性參數(shù)Slope變小了，即使在其試驗設置了很高的土壤EC1∶5值情況下，仍能生長，未枯死，所以誤導其將梯度設置過高。

3.2 設施菜田土壤鹽分周年動態(tài)規(guī)律

本試驗通過對京郊設施菜田的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，日光溫室越冬長茬在定植至翌年3月期間根層土壤EC1∶5值穩(wěn)定在相對較高水平，春季溫度逐漸上升后，肥水頻次和用量加大，土壤EC1∶5隨之逐漸下降；塑料大棚春茬在3～4月定植之后不久便開始施肥灌水活動，土壤EC1∶5也自4月左右開始逐漸下降。

葛菁萍等（1999）研究發(fā)現(xiàn)，5～6月各層次土壤含鹽量均下降。此時棚內蔬菜作物生長旺盛，對土壤養(yǎng)分的需求量驟增，加之灌水次數(shù)多，使土壤鹽分含量下降。該結論與本試驗結果一致。張俊俠等（2001）通過定點觀察與分析，發(fā)現(xiàn)玻璃溫室和塑料大棚中3～5月為返鹽高峰，6～8月鹽分下降，并認為此時溫室土壤鹽分下降主要是由于作物生長處于旺盛期，對硝酸鹽的吸收量大，大棚則主要由于揭膜造成雨水淋洗使土壤鹽分降低。本試驗中5月之后的下降趨勢與之一致。

結合菜田土壤鹽分分級標準分析，日光溫室越冬長茬和塑料大棚春茬蔬菜作物在苗期易出現(xiàn)鹽害問題；越冬長茬敏感蔬菜作物從定植至翌年3月期間，土壤鹽度易超過其耐鹽臨界值，需要合理水肥調控以防鹽害。

高峻嶺，宋朝玉，黃紹文，張守才，唐繼偉，李祥云，張淑霞，孫兆法．2011．青島市設施蔬菜施肥現(xiàn)狀與土壤養(yǎng)分狀況．山東農(nóng)業(yè)科學，（3）：68-72．

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吳多三，計惠娟，楊寶英．1987．土壤鹽類濃度障害對蔬菜作物生長的影響．蔬菜，（3）：1-4．

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Analysis of Soil EC Value Dynamic and Salt Sensitivity for Facility Fruity Vegetable

LI Yu-hong，CHEN Qing*

（CollegeofResourcesandEnvironmentalScience，ChinaAgriculturalUniversity，Beijing 100193，China）

The electrical conductivity（EC）of different extracts（saturated extract and 1∶5 of soil and water ratio extract）were tested，and the relationship between ECeand EC1∶5was established in this study．Therefore，the soil standardized classification of EC1∶5was also established．Besides，the study evaluated the soil salinity dynamic of overwinter and spring facility vegetables under conventional management．The results indicated that the soil ECeand EC1∶5of facility vegetable fields showed significant and positive correlated linear relationship．Under the soil conditions at Beijing suburbs the reduction formula was EC1∶5=0.105 ECe．The critical value of soil EC1∶5at salt tolerant root layer for sensitive fruity vegetables（eggplant and pepper）during seedling stage and the whole growing period were 0.10 dS·m-1and 0.30 dS·m-1，respectively．And the adjustable value was between 0.30 dS·m-1and 0.50 dS·m-1．For non-sensitive vegetables（tomato and cucumber）the critical value of soil EC1∶5at salt tolerant root layer during seedling stage and the whole growing period were 0.30 dS·m-1and 0.60 dS·m-1，respectively．And the adjustable value was between 0.60 dS·m-1and 0.90

Facility field；Seasonal；Salinity；Soil EC value；Dynamic

李宇虹，女，碩士研究生，主要從事蔬菜養(yǎng)分管理方面的研究，E-mail：liyh89@sina.cn

*通訊作者（Corresponding author）：陳清，男，教授，博士生導師，主要從事經(jīng)濟作物養(yǎng)分管理方面的研究，E-mail：qchen@cau.edu.cn

2013-09-22 ；接受日期：2013-11-20

國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201103003），現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系北京市果類蔬菜創(chuàng)新團隊項目

dS·m-1．The average soil EC1∶5value in solar greenhouse from planting to next March in over-winter season was stable between 0.30-0.34 dS·m-1，and then declined gradually till July to 0.15 dS·m-1．In the plastic shed for spring season，the soil EC at root layer declined after planting，and it was 0.29-0.30 dS·m-1before April．It dropped to 0.20 dS·m-1till July．According to vegetable salt tolerance index，we found that under traditional management condition，the overwinter vegetables in solar greenhouse and spring vegetables in plastic shed were easily suffered from soil salt damage．For overwinter sensitive vegetables during the Period from seedling to next March，the soil salinity was inclined to exceed its critical value of salt tolerance．Reasonable adjustment between water and fertilizer was needed so as to control the salt damage．