延安不同種植年限日光溫室土壤肥力評(píng)價(jià)

趙滿興　劉慧　白二磊　萬(wàn)婭妮　王文強(qiáng)

摘要：以延安不同種植年限日光溫室土壤為研究對(duì)象，測(cè)定土壤理化指標(biāo)，參照全國(guó)第二次土壤普查分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)研究區(qū)域土壤進(jìn)行綜合肥力評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：種植5年的土壤平均pH 8.46，土壤呈堿性-強(qiáng)堿性。種植20年的土壤平均pH7.54，土壤呈現(xiàn)中-偏堿性?？梢?jiàn)，種植蔬菜時(shí)間越長(zhǎng)，土壤有酸化趨勢(shì)。種植5年的土壤總鹽平均為0.70 g/kg，屬于中鹽漬土，種植20年的土壤總鹽平均為1.17 g/kg，屬于強(qiáng)鹽漬土。種植時(shí)間越長(zhǎng)，土壤次生鹽漬化現(xiàn)象越明顯。養(yǎng)分分析結(jié)果表明：種植5年和20年的土壤有機(jī)質(zhì)平均分別為17.53 g/kg和20.15 g/kg。種植5年和20年的土壤堿解氮平均分別為93.47 mg/kg和159.80 mg/kg。種植5年和20年的土壤速效磷平均分別為54.47 mg/kg和71.85 mg/kg。種植5年和20年的土壤速效鉀平均分別為123.05 mg/kg和164.23 mg/kg。堿解氮含量相對(duì)較低。種植年限越長(zhǎng)，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀相對(duì)較高。延安日光溫室土壤綜合肥力等級(jí)處于三等，肥力狀況為一般。從不同種植年限土壤綜合肥力系數(shù)比較來(lái)看，種植20年（1.55）>種植5年（1.12）。可見(jiàn)，不同種植年限對(duì)土壤綜合肥力影響較大。

關(guān)鍵詞：日光溫室;土壤肥力;綜合肥力指數(shù)

中圖分類號(hào)：S158.3? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 論文編號(hào)：cjas18010014

0引言

隨著延安市退耕還林還草措施的實(shí)施和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，高效節(jié)能日光溫室蔬菜的發(fā)展速度加快，截至2016年底，延安市蔬菜面積3萬(wàn)hm，總產(chǎn)達(dá)到125萬(wàn)t。日光溫室已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高全市人民生活水平和農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收一個(gè)不可缺少的重要組成部分。但是，目前有一系列問(wèn)題嚴(yán)重制約著延安市日光溫室蔬菜的發(fā)展，諸如日光溫室大棚投入增加、產(chǎn)出率低、土壤結(jié)構(gòu)變壞、肥力退化、病蟲(chóng)害發(fā)生嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)效益下降、蔬菜和地下水化肥和農(nóng)藥污染加重、日光溫室土壤出現(xiàn)潛在的鹽漬化現(xiàn)象。尤其在老菜區(qū)上述問(wèn)題比較普遍。

蔬菜種植過(guò)程中傳統(tǒng)的管理方式，灌溉水和肥料的投入量達(dá)到作物實(shí)際需求量的2?3倍甚至更高，盲目過(guò)量肥水投入已經(jīng)成為普遍現(xiàn)象，導(dǎo)致病害加劇、肥料深層淋失、產(chǎn)量品質(zhì)下降及環(huán)境污染等問(wèn)題有研究指出，延安部分溫室的土壤環(huán)境已經(jīng)發(fā)生變化，土傳病害如枯萎病、根腐病、茄子黃萎病、辣椒疫病、根結(jié)線蟲(chóng)病等發(fā)生較重，嚴(yán)重影響了蔬菜的生長(zhǎng)，嚴(yán)重阻礙了溫室蔬菜效益的提升。據(jù)調(diào)查分析，產(chǎn)生這些問(wèn)題的重要原因之一是日光溫室施肥用量和方法不合理，特別是N肥的不合理施用。由于盲目施肥，溫室大棚土壤鹽分累積十分嚴(yán)重。另外，不合理施肥還導(dǎo)致土壤養(yǎng)分比例失調(diào)。在遼寧進(jìn)行的研究表明，溫室栽培下由于大量施用鉀肥，導(dǎo)致土壤交換性鉀含量隨溫室使用年限明顯增加，而鈣、鎂與鹽基總量的比值出現(xiàn)顯著降低趨勢(shì)。由于植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，不僅取決于土壤養(yǎng)分的含量，而且與土壤養(yǎng)分的比例有密切聯(lián)系。因此，對(duì)延安日光溫室土壤肥力狀況的了解就顯得尤為必要。

土壤肥力是土壤的基本屬性和本質(zhì)特征，是土壤物理、化學(xué)和生物等特性的綜合反映，城市土壤肥力綜合評(píng)價(jià)是判斷城市土壤質(zhì)量的有效手段。參照全國(guó)第二次土壤普查分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)梅羅指數(shù)法可對(duì)農(nóng)田、草地、城市綠地等進(jìn)行土壤肥力質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)。

本文以延安市安塞區(qū)日光溫室土壤為研究對(duì)象，采用室內(nèi)試驗(yàn)分析方法，通過(guò)全國(guó)第二次土壤普查分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及內(nèi)梅羅指數(shù)法分析研究區(qū)域土壤肥力變化特征，科學(xué)評(píng)判日光溫室土壤現(xiàn)狀，以期為延安安塞區(qū)日光溫室土壤的科學(xué)管理提供一定依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

安塞區(qū)地處延安市北部，延河上游，海拔高度700?1500 m，是典型的黃土高原丘陵溝壑區(qū)，土壤類型主要是黃綿土。安塞區(qū)侯溝門(mén)村種植蔬菜已有20多年歷史，種植蔬菜主要是黃瓜，基肥以腐熟的農(nóng)家肥為主，有機(jī)肥（腐熟雞糞）用量20 t/hm。PO用量300 kg/hm，KO用量500 kg/hm。

1.2樣品采集

在延安市安塞區(qū)侯溝門(mén)村選取6個(gè)種植年限為5年的日光溫室，6個(gè)種植年限為20年的日光溫室。在每個(gè)日光溫室里按照“S”形，選擇5個(gè)樣點(diǎn)，采集0～20 cm的土壤樣品，去除掉可見(jiàn)蔬菜莖葉等雜質(zhì)。將米取的新鮮土壤樣品置于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)自然風(fēng)干，研磨、過(guò)2 mm和0.25 mm土壤篩后，測(cè)定土壤理化指標(biāo)。

1.3測(cè)定指標(biāo)及方法

土壤肥力質(zhì)量測(cè)定指標(biāo)包括土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、總鹽含量。土壤樣品理化指標(biāo)測(cè)定方法如下。每個(gè)土樣測(cè)定時(shí)重復(fù)3次。土壤pH值測(cè)定采用水土比2.5：1，pH計(jì)法;可溶性鹽總量（總鹽）測(cè)定采用電導(dǎo)法;有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸氧化，外加熱法;堿解氮測(cè)定采用NaOH堿解擴(kuò)散法;速效磷：碳酸氫鈉浸提鉬藍(lán)比色法;速效鉀測(cè)定采用1 mol/L NHOAc浸提，火焰光度法。

1.4土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

1.4.1土壤單因素肥力評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)? 本研究參照全國(guó)第二次土壤普查及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（表4）對(duì)延安安塞區(qū)日光溫室土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.4.2土壤綜合肥力質(zhì)量評(píng)價(jià)方法? 本研究采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法對(duì)延安安塞日光溫室土壤肥力質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。參照第二次土壤普查中的土壤各屬性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所選指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化以消除各參數(shù)之間的量綱差別，標(biāo)準(zhǔn)化處理的方法如下：

當(dāng)屬性值屬于差的一級(jí)，即C≤X時(shí)，P=C/X（P≤1）;

當(dāng)屬性值屬于中等一級(jí)，即Xi

i≤2）;

當(dāng)屬性值屬于較好的一級(jí)，即Xi

i<3）;

當(dāng)屬性值屬于好的一級(jí)，即C>X時(shí)，P=3。

上述各式中，P為屬性分系數(shù)，C為該屬性測(cè)定值，X、X、X為分級(jí)指標(biāo)。根據(jù)調(diào)查測(cè)定情況，本研究采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)為有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀。

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化后，同一級(jí)別的各屬性分肥力系數(shù)比較接近，便于對(duì)比分析，當(dāng)某屬性測(cè)定值超過(guò)好的標(biāo)準(zhǔn)（即C>X）時(shí)，肥力系數(shù)也不再提高，反映植物生長(zhǎng)對(duì)某屬性的要求并不是越高越好，這與生產(chǎn)實(shí)踐是相符的。最后采用修正的內(nèi)梅羅公式計(jì)算綜合肥力系數(shù)。

1.5數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用Excel和SAS 8.0軟件處理。采用全國(guó)第二次土壤普查土壤養(yǎng)分的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2結(jié)果與分析

2.1延安不同種植年限日光溫室土壤理化性狀

土壤pH值是土壤化學(xué)性質(zhì)的綜合反映，直接關(guān)系到土壤中養(yǎng)分元素的存在形態(tài)和植物有效性。一般較適宜植物生長(zhǎng)的范圍是pH 6.5?7.5，pH值太高會(huì)影響土壤微生物的活動(dòng)，對(duì)養(yǎng)分的釋放也有一定的影響。

種植年限為5年的溫室土壤最小pH 8.17，最大pH 8.73，平均為pH 8.46。種植年限為20年的溫室土壤最小pH 7.07，最大pH 7.83，平均為pH 7.54。根據(jù)pH值的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，種植年限為5年的溫室土壤pH值屬于堿性-強(qiáng)堿性土壤，應(yīng)該降低土壤酸堿度，為蔬菜生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的環(huán)境。種植年限為20年的溫室土壤pH值屬于中-偏堿性。種植蔬菜時(shí)間越長(zhǎng)，土壤酸化趨勢(shì)越明顯。

種植年限為5年的溫室土壤總鹽含量最小0.54 g/kg，最大0.84 g/kg，平均為0.70 g/kg。種植年限為20年的溫室土壤總鹽含量最小1.00 g/kg，最大1.42 g/kg，平均為1.17 g/kg。根據(jù)總鹽的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，種植年限為5年的溫室土壤總鹽含量屬于中鹽漬土。種植年限為20年的溫室土壤總鹽含量屬于強(qiáng)鹽漬土。該調(diào)查區(qū)域土壤鹽漬化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，種植年限越長(zhǎng)表現(xiàn)越嚴(yán)重。

2.2延安不同種植年限日光溫室土壤養(yǎng)分分析

種植年限為5年的溫室土壤有機(jī)質(zhì)含量變化范圍在15.8?18.2 g/kg之間（表3），平均值為17.53 g/kg。按照土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表4），供試土壤有機(jī)質(zhì)處于（4級(jí)）低水平。種植年限為20年的溫室土壤有機(jī)質(zhì)含量變化范圍在18.6～22.0 g/kg之間，平均值為20.15 g/kg。按照土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表4），供試土壤有機(jī)質(zhì)處于（3、4級(jí)）中低水平。

土壤堿解氮也叫土壤水解性氮，也稱為土壤有效氮，堿解氮與植物的生長(zhǎng)關(guān)系密切。種植年限為5年的溫室土壤堿解氮含量變化范圍在66.9?108.0 mg/kg之間，平均值為93.47 mg/kg，土壤有效氮素養(yǎng)分含量處于（3、4級(jí)）低-中等水平。種植年限為20年的溫室土壤堿解氮含量變化范圍在112.3?202.1 mg/kg之間，平均值為159.80 mg/kg，土壤有效氮素養(yǎng)分含量處于（1級(jí)）很高水平。

土壤速效磷也稱有效磷，其含量是判斷土壤供磷能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。種植年限為5年的溫室土壤速效磷最大值為84.3 mg/kg，最小值僅為35.8 mg/kg，平均值為54.47 mg/kg。依據(jù)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，土壤速效磷含量處于（1級(jí)）很高水平。種植年限為20年的溫室土壤速效磷最大值為92.2 mg/kg，最小值為39.5 mg/kg，平均值為71.85 mg/kg。依據(jù)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，土壤速效磷含量處于（1級(jí)）很高水平。

種植年限為5年的溫室土壤速效鉀含量變化范圍在103.2?147.5 mg/kg之間，平均值為123.05 mg/kg，土壤速效鉀含量處于（3級(jí)）中等水平。種植年限為20年的溫室土壤速效鉀含量變化范圍在150.5?179.7 mg/kg之間，平均值為164.23 mg/kg，土壤速效鉀含量處于（2級(jí)）高水平。

2.3延安不同種植年限日光溫室土壤肥力綜合評(píng)價(jià)

采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法對(duì)日光溫室土壤肥力質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果見(jiàn)表5?7。由表7數(shù)據(jù)分析表明，延安日光溫室土壤綜合肥力系數(shù)（P）的變幅為1.06?1.85，土壤肥力等級(jí)處于三等（0.9?1.8），肥力狀況為一般。種植年限為5年和20年的溫室土壤綜合肥力比較來(lái)看，種植年限為5年的溫室土壤綜合肥力較差，尤其是堿解氮含量較低。速效鉀和速效磷綜合肥力指數(shù)較高，達(dá)到很肥沃等級(jí)。從綜合肥力系數(shù)得知，土壤有機(jī)質(zhì)處于三等（0.9?1.8），肥力狀況為一般，有待提高。

修正的內(nèi)梅羅公式突出了最差因子對(duì)土壤肥力的影響，反映了生態(tài)學(xué)中植物生長(zhǎng)最小因子定律。筆者發(fā)現(xiàn)堿解氮的P值均小于其他指標(biāo)（表7），這說(shuō)明堿解氮是限制土壤肥力的最主要因子。因此，在土壤管理上，要更加注重土壤氮素的管理和提高。

3結(jié)論

3.1土壤理化性質(zhì)分析

延安日光溫室種植5年的土壤pH值的變幅為pH 8.17?8.73，均值為8.46，表明土壤總體上呈堿性-強(qiáng)堿性。種植20年的土壤pH值的變幅為pH 7.07?7.83，均值為7.54，土壤呈現(xiàn)中-偏堿性?？梢?jiàn)，種植蔬菜時(shí)間越長(zhǎng)，土壤有酸化趨勢(shì)。種植5年的土壤總鹽的變幅為0.54～0.84 g/kg，均值為0.70 g/kg，屬于中鹽漬土，種植20年的土壤總鹽的變幅為1.00～1.42 g/kg，均值為1.17 g/kg，屬于強(qiáng)鹽漬土。種植時(shí)間越長(zhǎng)，土壤次生鹽漬化現(xiàn)象越明顯。

養(yǎng)分分析結(jié)果表明，種植5年和20年的土壤有機(jī)質(zhì)平均分別為17.53 g/kg和20.15 g/kg。種植5年和20年的土壤堿解氮平均分別為93.47 mg/kg和159.80 mg/kg。種植5年和20年的土壤速效磷平均分別為54.47 mg/kg和71.85 mg/kg。種植5年和20年的土壤速效鉀平均分別為123.05 mg/kg和164.23 mg/kg。堿解氮含量相對(duì)較低。種植年限越長(zhǎng)，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀相對(duì)較高。

3.2土壤肥力綜合評(píng)價(jià)

延安日光溫室土壤綜合肥力系數(shù)的變幅為1.06～1.85，土壤肥力等級(jí)處于三等（0.9?1.8），肥力狀況為一般。不同種植年限土壤綜合肥力系數(shù)比較來(lái)看，種植20年（1.55）>種植5年（1.12）?？梢?jiàn)，不同種植年限對(duì)土壤綜合肥力影響較大。

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