設(shè)施果菜類(lèi)蔬菜耕層土壤養(yǎng)分積累與棚齡的相關(guān)性

祝海燕 李婷婷

摘? ? 要：為了研究壽光不同棚齡設(shè)施果菜類(lèi)蔬菜耕層土壤養(yǎng)分積累狀況，選擇當(dāng)?shù)赜写硇缘牟煌稞g的日光溫室25個(gè)，用“S”型采樣法，采集0～20 cm土壤樣品進(jìn)行分析化驗(yàn)。結(jié)果表明，壽光設(shè)施栽培土壤pH值逐年降低，并與棚齡呈弱的負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r=-0.374 58，表明壽光棚室耕層土壤有酸化的趨勢(shì)。土壤EC值、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤速效磷和速效鉀含量都隨種植年限的增加逐年增高，并與棚齡呈較顯著的相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)分別為0.520 454、0.644 182、0.574 865、0.629 884。連續(xù)種植10 a，土壤有機(jī)質(zhì)平均含量由1.57%增加到3.22%，速效磷平均含量由216 mg·kg-1增加到418 mg·kg-1，速效鉀含量平均由448 mg·kg-1增加到1 128 mg·kg-1?？偟膩?lái)看，隨種植年限增長(zhǎng)，設(shè)施蔬菜土壤養(yǎng)分含量呈不斷增加趨勢(shì)，養(yǎng)分富集十分明顯，土壤中鹽分含量逐年增加，可能對(duì)蔬菜生產(chǎn)形成潛在不良影響。

關(guān)鍵詞：耕層土壤;養(yǎng)分積累;棚齡;壽光

Correlation study on topsoil nutrient accumulation of greenhouse fruit vegetable in different ages of greenhouses

ZHU Haiyan， LI Tingting

（Facility Horticulture Laboratory of Universities in Shandong / Weifang University of Science & Technology， Shouguang 262700， Shandong， China）

Abstract： In order to clarify topsoil nutrient accumulation in different ages of greenhouse fruit vegetable in Shouguang county of Shandong， 0-20 cm soil samples from 25 representative and different ages of greenhouses were conducted using a S-sampling. The results indicated that the facilities topsoil pH value decreased year by year and showed significant negative correlation with the greenhouse age， the correlation coefficients was -0.374 58，and the soil acidification trend was obvious. Soil EC value， soil organic matter， available phosphorus and available potassium contents increased with the increasing of greenhouse age， which were found extremely significant correlation with the age of greenhouse， and the correlation coefficients were 0.520 454， 0.644 182， 0.574 865 and 0.629 884， respectively. In the greenhouses which had been used to cultivate for 10 years， the organic matter increased from 1.57% to 3.22%， available phosphorus increased from 216 mg·kg-1 to 418 mg·kg-1， available potassium increased from 448 mg·kg-1 to 1 128 mg·kg-1. Overall， soil nutrient content in facility vegetable soil increased continuously， and the accumulation of nutrient was obvious， the soil soluble salts was increased with the increasing of greenhouse age， and there was a potential adverse effect on vegetable production.

Key words：Topsoil; Nutrient accumulation; The age of greenhouse; Shouguang

壽光有中國(guó)“蔬菜之鄉(xiāng)”的美譽(yù)，是全國(guó)重要的設(shè)施蔬菜產(chǎn)區(qū)，為山東乃至全國(guó)蔬菜的生產(chǎn)及供應(yīng)作出了杰出的貢獻(xiàn)。設(shè)施蔬菜栽培本身屬于一項(xiàng)高投入、高產(chǎn)出的產(chǎn)業(yè)，因此在“施肥越多越增產(chǎn)”觀念的誤導(dǎo)下，化肥使用量越來(lái)越多，盲目投肥的現(xiàn)象普遍存在。并且設(shè)施栽培的關(guān)鍵時(shí)期主要在低溫弱光的冬季，此期作物吸收養(yǎng)分的能力較低，為促進(jìn)作物生長(zhǎng)及提高產(chǎn)量，菜農(nóng)往往通過(guò)過(guò)量施用肥料來(lái)彌補(bǔ)作物吸收能力的不足，更加導(dǎo)致設(shè)施內(nèi)化肥用量常年居高不下[1]。

化肥的過(guò)量施用首先造成土壤溶液濃度大幅度升高，致鹽害發(fā)生，土壤生物和非生物環(huán)境顯著惡化，植株長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?，易受病害侵襲，甚至死棵，影響產(chǎn)量和品質(zhì)[2]。并且大量研究指出過(guò)量磷鉀肥的施用會(huì)造成番茄、黃瓜等果菜類(lèi)蔬菜果實(shí)中可溶性總糖、維生素C、可溶性固形物等含量降低，頂腐病等病害發(fā)生幾率增加[3-5]。目前化肥超量施用問(wèn)題已成為制約壽光設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。過(guò)量、不合理的用肥，導(dǎo)致肥料利用率低、土壤板結(jié)、酸化、環(huán)境污染、生態(tài)平衡破壞等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重威脅著蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全。

為使研究更有針對(duì)性，有必要對(duì)壽光設(shè)施蔬菜耕層土壤現(xiàn)狀進(jìn)行全面調(diào)查和研究，為此筆者從壽光部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)選取1～10 a棚齡的日光溫室，采集耕層土壤對(duì)土壤中有機(jī)質(zhì)、速效氮、磷、鉀及土壤的pH值及EC值進(jìn)行了檢測(cè)分析，以期發(fā)現(xiàn)設(shè)施蔬菜施肥中的問(wèn)題，為壽光及其他地區(qū)設(shè)施栽培的合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 土壤樣品的采集

土壤樣品分別從壽光市古城街道、洛城鎮(zhèn)、紀(jì)臺(tái)鎮(zhèn)、化龍鎮(zhèn)4個(gè)地區(qū)的1～10 a棚齡的25個(gè)日光溫室中采取，溫室種植作物主要為黃瓜及茄果類(lèi)蔬菜。樣品的采集時(shí)間為2016年11月1—20日，采樣深度為0～20 cm的表層土，采集樣品的棚室全部處于作物生長(zhǎng)期，并有一半左右的棚室處于結(jié)果期。各采樣點(diǎn)均按照S型布點(diǎn)采集，經(jīng)混合均勻后，用四分法處理，剩余約1 kg的樣品帶回試驗(yàn)室風(fēng)干處理后備用。

1.2 土壤養(yǎng)分的測(cè)定方法

土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法;堿解氮的測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法;速效磷的測(cè)定采用0.5 mol·L-1碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法;速效鉀的測(cè)定采用1 mol·L-1醋酸銨浸提-火焰光度計(jì)法;土壤pH值采用1∶5水土比懸濁液電位測(cè)定法;土壤鹽分含量的測(cè)定采用1∶5土壤懸濁電導(dǎo)率測(cè)定法。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH值

從表1可以看出，1～2 a棚齡的棚室耕層土壤pH值，5個(gè)棚室中有4個(gè)棚室土壤pH值高于7.0。3～4、5～6、7～8 a棚齡的棚室耕層土壤pH值每5個(gè)中都只有2個(gè)高于7.0。9～10 a棚齡的棚室耕層土壤pH值5個(gè)中只有1個(gè)高于7.0。通過(guò)對(duì)25個(gè)土樣的棚齡和土壤pH值數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸和相關(guān)性分析（圖1），可知兩者的相關(guān)關(guān)系式為：y=-0.039 3 x+7.231 5（y為土壤pH值，x為設(shè)施種植年限），2者相關(guān)系數(shù)為r=-0.374 58，說(shuō)明土壤pH值與棚齡間存在弱的負(fù)相關(guān)性，隨著棚齡的增加土壤pH值有所降低，表明壽光棚室耕層土壤有酸化的趨勢(shì)。但測(cè)得的25個(gè)棚室土壤樣本pH值最低的為6.53，仍屬于正常范圍，說(shuō)明壽光棚室土壤雖有酸化的趨勢(shì)但還未明顯酸化，需進(jìn)一步加強(qiáng)宣傳，引導(dǎo)農(nóng)民合理施肥。

2.2 土壤EC值

從表1可從看出，1～2 a棚齡的棚室耕層土壤EC值，5個(gè)棚室中只有1個(gè)棚室土壤EC值高于0.9 mS·cm-1，EC值最高為1.1 mS·cm-1。3～4、5～6、7～8 a棚齡的棚室耕層土壤EC值每5個(gè)中都有2～3個(gè)高于0.9 mS·cm-1，EC值最高為1.9 mS·cm-1。9～10 a棚齡的棚室耕層土壤EC值5個(gè)中有4個(gè)高于0.9 mS·cm-1，EC值最高達(dá)到2.4 mS·cm-1。通過(guò)對(duì)棚齡和土壤EC值數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸和相關(guān)性分析，由圖2表明兩者的回歸關(guān)系式為：y=0.097 8 x + 0.569 9（r=0.520 454，n=25），其中y為土壤EC值，x為設(shè)施種植年限。說(shuō)明土壤EC值與種植年限存在一定的相關(guān)性，隨著種植年限的增加，土壤養(yǎng)分呈現(xiàn)積累的趨勢(shì)。據(jù)調(diào)查，在山東壽光一般設(shè)施種植4 a左右后，蔬菜就會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)不良、病害加重等現(xiàn)象，并進(jìn)而影響其產(chǎn)量與品質(zhì)。從表1數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可知1～5 a棚齡的棚室耕層土壤EC值平均值為0.93 mS·cm-1，EC值基本適宜設(shè)施果菜類(lèi)蔬菜作物生長(zhǎng);6～10 a棚齡的棚室耕層土壤EC值平均值達(dá)到在1.30 mS·cm-1之間，對(duì)于敏感蔬菜作物而言即可出現(xiàn)生育障礙，并出現(xiàn)生長(zhǎng)抑制的現(xiàn)象，非敏感性蔬菜作物也有出現(xiàn)生長(zhǎng)障礙的可能。此結(jié)果也表明設(shè)施種植連續(xù)種植5 a以后，作物進(jìn)入生育障礙頻發(fā)期。

2.3 土壤有機(jī)質(zhì)

對(duì)照表4菜園土壤有效養(yǎng)分豐缺狀況的分級(jí)指標(biāo)，從表2可從看出，1～2 a棚齡的棚室耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量，缺乏的占40%，適中的占60%，豐富的為0%。3～4、5～6 a棚齡的棚室耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量中缺乏的占20%，適中的占40%，豐富的達(dá)到40%。7～8 a棚齡的棚室耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量，所有樣本都達(dá)到適中及以上水平，其中適中的占60%，豐富的占40%。9～10 a棚齡的棚室耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量中所有樣本都達(dá)到豐富的水平。通過(guò)對(duì)棚齡和土壤有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸和相關(guān)性分析，由圖3表明兩者的回歸關(guān)系式為：y=0.165 5 x + 1.448 5（r=0.644 182，n = 25），其中y為土壤有機(jī)質(zhì)含量，x為設(shè)施種植年限。說(shuō)明土壤有機(jī)質(zhì)含量與種植年限存在較大的相關(guān)性，隨著種植年限的增加，土壤中有機(jī)質(zhì)的含量呈現(xiàn)積累的趨勢(shì)。

2.4 土壤N、P、K含量分析

對(duì)照表4菜園土壤有效養(yǎng)分豐缺狀況的分級(jí)指標(biāo)，從表3可從看出，不同棚齡棚室耕層土壤中堿解氮的含量基本都在缺和適中范圍內(nèi)，且沒(méi)有隨棚齡增加而顯著升高。而速效磷、速效鉀的含量所有棚齡棚室耕層土壤中基本都達(dá)到豐富水平。通過(guò)對(duì)棚齡和土壤速效養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行回歸和相關(guān)性分析，由圖4可知，土壤棚齡與土壤堿解氮的回歸關(guān)系式為：y=1.993 x + 195（r=0.094 008，n=25），其中y為土壤堿解氮含量，x為設(shè)施種植年限。相關(guān)系數(shù)r=0.094 008說(shuō)明土壤堿解氮含量與種植年限間無(wú)相關(guān)性;土壤棚齡與土壤速效磷的回歸關(guān)系式為：y=20.732 x + 187.96 （r=0.574 865，n=25），其中y為土壤速效磷含量，x為設(shè)施種植年限。相關(guān)系數(shù)r=0.574 865，說(shuō)明土壤速效磷含量與種植年限間有較大的相關(guān)性;土壤棚齡與土壤速效鉀的回歸關(guān)系式為：y=71.113x + 415.86（r=0.629 884，n=25），其中y為土壤速效鉀含量，x為設(shè)施種植年限。相關(guān)系數(shù)r=0.629 884，說(shuō)明土壤速效鉀含量與種植年限間存在較顯著的相關(guān)性。

3 討 論

從以上試驗(yàn)結(jié)果分析可看出，壽光設(shè)施土壤有酸化、鹽漬化的趨勢(shì)，且耕層土壤中有機(jī)質(zhì)及各種速效養(yǎng)分含量豐富。

壽光設(shè)施耕層土壤pH值逐年下降，并與棚齡呈弱的負(fù)相關(guān)性，這與曾希柏等[7] 所研究的山東壽光不同種植年限設(shè)施土壤pH值在1～12 a間土壤pH值隨種植年限增加而降低的結(jié)果相一致。

壽光設(shè)施耕層土壤EC值逐年升高，說(shuō)明隨著種植年限的增加，土壤中鹽分呈現(xiàn)積累的趨勢(shì)。李宇虹、陳清[8]對(duì)設(shè)施果菜類(lèi)蔬菜土壤鹽害敏感性進(jìn)行研究，指出茄子、辣椒屬于敏感性蔬菜作物，生育期當(dāng)土壤EC值超過(guò)0.5 mS·cm-1時(shí)就會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)障礙。黃瓜、番茄為不敏感蔬菜作物，其生育期土壤EC臨界值為0.9 mS·cm-1，超過(guò)此值植株會(huì)受到毒害，生長(zhǎng)受抑制甚至枯死。本試驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)施栽培連續(xù)種植5 a以后，土壤EC值基本已達(dá)到或超過(guò)不敏感蔬菜作物生育期土壤EC臨界值0.9 mS·cm-1，作物進(jìn)入生育障礙頻發(fā)期。并且大量鹽分在土壤表層的積累，也導(dǎo)致了綠苔的滋生，造成土壤氣孔堵塞、通透性降低，影響植物根系生長(zhǎng)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，壽光設(shè)施耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量隨種植年限平均由1.57%增加到3.22%，此結(jié)果與李潤(rùn)等[9]在對(duì)山東壽光、濟(jì)陽(yáng)、肥城3個(gè)地區(qū)不同棚齡土壤有機(jī)質(zhì)積累規(guī)律研究的結(jié)果相一致。說(shuō)明經(jīng)過(guò)多年的科學(xué)宣傳，菜農(nóng)已經(jīng)意識(shí)到多施用有機(jī)肥的好處，隨著近年來(lái)有機(jī)肥施用量的增加，棚室土壤中有機(jī)質(zhì)的含量隨之提高，已基本能滿足蔬菜作物良好生長(zhǎng)的需求。但有機(jī)肥施用中一些不規(guī)范的現(xiàn)象還普遍存在，如干雞糞、干豬糞不經(jīng)腐熟直接施用，以及一些劣質(zhì)有機(jī)肥的施用，增加了施用后的不安全因素，易造成燒苗及病害頻發(fā)的現(xiàn)象發(fā)生[10]。

壽光設(shè)施耕層土壤中各速效養(yǎng)分含量豐富，其中速效磷和速效鉀隨棚齡的增加大幅度升高。連續(xù)種植10 a，速效磷含量平均由216 mg·kg-1增加到418 mg·kg-1，增幅達(dá)93.5%。速效鉀含量平均由448 mg·kg-1增加到1 128 mg·kg-1，增幅達(dá)151.8%。土壤中大量速效氮、磷、鉀的積累，不僅導(dǎo)致土壤中鈣、鐵、鋅等元素的有效性降低，同時(shí)也會(huì)抑制作物根系對(duì)鈣、鎂的吸收，導(dǎo)致對(duì)鈣、鎂的吸收率降低[11]，從而加重蔬菜作物生理病害的發(fā)生[12]。劉兆輝等[13]在研究山東省設(shè)施蔬菜施肥量演變及土壤養(yǎng)分變化規(guī)律時(shí)也得到了土壤中速效磷、速效鉀的含量有隨種植年限的增加而積累的趨勢(shì)。本試驗(yàn)結(jié)果表明壽光設(shè)施耕層土壤中堿解氮的含量相對(duì)偏低，而速效磷、速效鉀的含量較高，可能與土壤樣本選取時(shí)間有較大的關(guān)系，本試驗(yàn)取土壤樣本的棚室有很多都處于作物結(jié)果期，進(jìn)入結(jié)果期后，菜農(nóng)開(kāi)始大量增施磷鉀肥，尤其是鉀肥用量大增，減少了氮肥的用量，從而導(dǎo)致了試驗(yàn)結(jié)果中的堿解氮的含量相對(duì)偏低，而速效磷、速效鉀的含量較高。

通過(guò)對(duì)壽光不同棚齡的設(shè)施耕層土壤養(yǎng)分進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)土壤養(yǎng)分積累與棚齡的相關(guān)性進(jìn)行分析，為壽光不同棚齡設(shè)施蔬菜栽培的合理施肥提供了數(shù)據(jù)支持。但研究中仍存在很多不足之處，如取樣雖有一定的范圍，但取樣數(shù)量相對(duì)較少，不能全面代表壽光設(shè)施耕層的土壤養(yǎng)分狀況。另外，筆者只是橫向比較了不同棚齡設(shè)施耕層土壤養(yǎng)分的積累，為了更好地指導(dǎo)生產(chǎn)，還需對(duì)有代表性的棚室進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)、縱向跟蹤，以便更好地了解隨著種植年限的增加土壤養(yǎng)分的積累狀況，從而為設(shè)施蔬菜栽培的可持續(xù)發(fā)展提供更有力的數(shù)據(jù)支持。

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