宿遷市宿豫區(qū)保護地土壤鹽分含量及組成特征研究

李躍飛　陶加樂　李彬

摘要? ? 針對宿遷市宿豫區(qū)保護地鹽漬化狀況，對轄區(qū)保護地進行了土壤樣品的采集與測定分析。結(jié)果表明，①土壤硝酸根含量介于138～4 034 mg/kg，平均值1 022 mg/kg，占總鹽量的34.6%，是構(gòu)成土壤氮素污染與次生鹽漬化最重要的離子。土壤硫酸根含量介于65～2 816 mg/kg，平均值672 mg/kg，占總鹽量的22.7%，也是構(gòu)成土壤次生鹽漬化的重要離子之一。土壤碳酸氫根、氯離子對土壤次生鹽漬化影響很小;②土壤鈣離子含量介于154～1 792 mg/kg，平均值589 mg/kg，占總鹽量的19.9%，是構(gòu)成土壤次生鹽漬化最重要的陽離子;③土壤鎂離子含量介于20～285 mg/kg，平均值79.9 mg/kg，占總鹽量的2.7%，對土壤次生鹽漬化的貢獻并不大;④鎂離子含量小于50 mg/kg的土樣占40.6%，最小含量僅為20 mg/kg，加上部分土壤水溶性鈣/鎂高，存在作物缺鎂的風(fēng)險;⑤土壤鉀離子含量介于9～423 mg/kg，平均值113 mg/kg，占總鹽量的3.8%。鉀離子含量小于50 mg/kg的土壤樣品占34.4%，這部分土壤可能存在供鉀不足的問題。從土壤鉀/鎂來看，少數(shù)土樣該數(shù)值>2.5，最高達到9.9，存在鉀鎂頡頏引起缺鎂的情況。因此，在保護地土壤鹽漬化治理方面，應(yīng)特別重視科學(xué)施用氮肥，減少土壤硝酸鹽的來源;注意平衡施肥，加強對土壤物理、化學(xué)、生物學(xué)環(huán)境的全面改善，提高作物對氮素的利用效率。

關(guān)鍵詞? ? 保護地土壤;次生鹽漬化;土壤鹽分組成;江蘇宿遷;宿豫區(qū)

中圖分類號? ? S153? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）02-0167-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

宿豫區(qū)是宿遷市乃至江蘇省重要的蔬菜產(chǎn)區(qū)之一，尤其是保護地具有較長的栽培歷史。近年來，隨著各級政府對農(nóng)業(yè)安全高效生產(chǎn)的高度重視，以設(shè)施栽培為特征的高效農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，設(shè)施栽培因具有生長周期短、種植茬口靈活、市場適應(yīng)性強、種植效益高等特點，在該區(qū)得到持續(xù)快速發(fā)展，現(xiàn)已成為該區(qū)加快發(fā)展壯大鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)、拓寬農(nóng)民增收渠道的重要支撐條件之一。

保護地作物栽培的環(huán)境溫度、濕度條件優(yōu)越，作物復(fù)種指數(shù)大、生長速度快、產(chǎn)量高，養(yǎng)分供應(yīng)強度更大[1-4]。由于施用多種肥料對作物生長及產(chǎn)量形成的促進作用明顯，農(nóng)民常過量施用肥料[5-7]。盡管在一定范圍內(nèi)增加某些肥料的施用對作物產(chǎn)量的負面效應(yīng)不明顯，但可能引起土壤的次生鹽漬化和養(yǎng)分失衡的問題[8-9]。針對這一現(xiàn)狀，選擇宿豫區(qū)保護地進行布點，采集代表性土壤樣品，進行土壤總鹽量及鹽分離子組成測定，分析評價本區(qū)保護地土壤鹽漬化特征，旨在為指導(dǎo)本區(qū)保護地土壤科學(xué)管理與合理施肥，減少設(shè)施土壤障礙的形成，為提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 樣品采集

2018年7—11月對宿遷市宿豫區(qū)保護地代表性地塊進行土壤農(nóng)化樣品的采集。取樣深度為0～20 cm，共采集32個土壤樣品。土樣經(jīng)抽濕風(fēng)干后，磨細過20目篩。

1.2? ? 分析測定

水溶性鹽：用水土比5∶1浸提，K+、Na+用火焰光度法測定;Ca2+、Mg2+用火焰原子吸收分光光度法測定;HCO3-用中和滴定法測定;Cl-含量用硝酸銀滴定法測定;SO42-用硫酸鋇比濁法測定;NO3-用紫外分光光度法測定。總鹽為上述離子之和[10]。

1.3? ? 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2010軟件對數(shù)據(jù)進行處理和繪圖，采用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 土壤水溶性鹽的陰離子組成

由表1可知，土壤硝酸根含量介于138～4 034 mg/kg，平均值1 022 mg/kg，占總鹽量的34.6%，是構(gòu)成土壤次生鹽漬化最重要的離子。這從土壤含鹽量與硝酸鹽含量的散點圖（圖1）也可以看出。氮肥施用過多不僅造成土壤氮素污染，還是土壤次生鹽漬化的決定性因素。在所有土壤硝酸根含量的測定結(jié)果中，<500 mg/kg（氮素對環(huán)境的負面影響相對較輕）的土樣占44%，這其中除了4個樣品（占比12.5%）硝酸根含量<200 mg/kg，可能存在供氮不足的問題外，剩余樣品與其他所有樣品（占比87.5%）都可能存在或多或少氮素盈余的情況。硝酸根含量介于500～1000mg/kg和1 000～2 000 mg/kg的土樣分別占22%和19%。盡管在這一含量范圍內(nèi)，硝酸根不一定會明顯抑制作物生長，但存在較大的氮素污染風(fēng)險。>2 000 mg/kg的土樣占16%，這部分土壤不僅存在更大的氮素污染風(fēng)險，而且可能因為硝酸根含量過高而抑制作物生長與產(chǎn)量、品質(zhì)的形成，并很容易導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品硝酸鹽含量超標(biāo)的問題。

土壤硫酸根含量為65～2 816 mg/kg，平均值672 mg/kg，占總鹽量的22.7%，同樣也是構(gòu)成土壤次生鹽漬化的重要離子之一。但從土壤總鹽量與硫酸根含量的散點圖（圖2）可以看出，二者關(guān)系遠沒有硝酸根與總鹽量之間的關(guān)系密切。硫酸根含量<100 mg/kg的土壤樣品占12.5%，這部分土壤可能存在供硫不足的問題。硫酸根含量介于100～500 mg/kg 的土樣占比21.9%，500～1 000 mg/kg的土樣占比53.1%。在這一含量范圍內(nèi)，硫酸根對作物生長的不良影響較小。硫酸根含量 >1 000 mg/kg的土樣占12.5%，這部分土壤存在硫酸根含量過高對作物生長與產(chǎn)量的負面影響。

土壤碳酸氫根含量介于98～358 mg/kg，平均值154 mg/kg，占總鹽量的5.2%。土壤氯離子含量介于55～1 027 mg/kg，平均值226 mg/kg，占總鹽量的7.7%。表明碳酸氫根、氯離子并不是構(gòu)成土壤次生鹽漬化的主要離子。此外，從幾種陰離子濃度的變異系數(shù)看，除了碳酸氫根離子濃度的變異系數(shù)較小外，硝酸根、硫酸根、氯離子濃度的變異系數(shù)均很高，即對該3種離子的平衡來說，人為破壞或調(diào)節(jié)的余地較大。

2.2? ? 土壤水溶性鹽的陽離子組成

由表2可知，土壤鈣離子含量介于154～1 792 mg/kg，平均值589 mg/kg，占總鹽量的19.9%，是構(gòu)成土壤次生鹽漬化最重要的陽離子。從圖3也可以看出，土壤鈣離子含量與土壤總鹽量成正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)高達0.955 5，可能是長期過多施用氮肥導(dǎo)致的土壤酸化引起了土壤含鈣物質(zhì)的溶解，鈣離子的積累也是土壤次生鹽漬化污染的決定性因素之一。在所有土壤鈣含量的測定結(jié)果中，最小含量為154 mg/kg，因而基本不存在作物缺鈣的情況。鈣離子含量<500 mg/kg的土樣占53.1%，鈣離子含量介于500～1 000 mg/kg和>1 000 mg/kg的土樣分別占31.3%和15.6%。盡管在合適的范圍內(nèi)，鈣離子不一定會對作物產(chǎn)生直接毒害，但存在鎂離子、鉀離子等其他陽離子養(yǎng)分供應(yīng)相對不足而影響作物生長的可能性。

土壤鎂離子含量介于20～285 mg/kg，平均值79.9 mg/kg，占總鹽量的2.7%，對土壤次生鹽漬化的貢獻并不大。由圖4也可以看出，土壤鎂離子含量與土壤總鹽量成正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.759 3，也有可能是由于土壤酸化引起了土壤含鎂物質(zhì)的溶解有關(guān)。在水溶鎂含量的測定結(jié)果中，鎂離子含量 <50 mg/kg的土樣占40.6%，最小含量僅為20 mg/kg，平均鈣/鎂高達8.1，最高鈣/鎂達到了12.7。有53.1%的土樣因為鎂離子絕對含量<50 mg/kg或鈣/鎂達到10以上而存在作物缺鎂的風(fēng)險。

土壤鉀離子含量介于9～423 mg/kg，平均值113 mg/kg，占總鹽量的3.8%，對土壤次生鹽漬化的貢獻略高于鎂離子。從土壤總鹽量與鉀離子含量的散點圖（圖5）可以看出，二者之間的相關(guān)系數(shù)僅為0.416 7，相關(guān)性低于鈣鎂離子與總鹽量的相關(guān)性。鉀離子含量<50 mg/kg的土壤樣品占34.4%，這部分土壤可能存在缺鉀問題。鉀離子含量介于50～100 mg/kg 的土樣占比25%，對于喜鉀作物來說可能也存在鉀素供應(yīng)不足的情況。鉀離子含量>100 mg/kg的土樣占21.9%，這部分土壤基本不存在缺鉀的情況。從土壤鉀/鎂來看，少數(shù)土樣該數(shù)值達到了2.5以上，最高達到9.9，存在鉀-鎂頡頏引起作物缺鎂的可能。

土壤鈉離子含量介于9～602 mg/kg，平均值為100 mg/kg，占總鹽量的3.3%，對土壤次生鹽漬化的貢獻略高于鎂離子。從土壤總鹽量與鈉離子含量的散點圖（圖6）可以看出，二者關(guān)系遠沒有鈣離子、鎂離子與總鹽量之間的關(guān)系密切，其相關(guān)系數(shù)僅為0.219 7。除個別土樣水溶性鈉離子含量達到了602 mg/kg外，其他所有土樣鈉離子含量<257 mg/kg，基本不存在鈉離子危害作物生長的情況。

3? ? 結(jié)論與討論

（1）土壤硝酸根含量平均占總鹽量的34.6%，是構(gòu)成土壤氮素污染與次生鹽漬化最重要的離子。土壤硫酸根含量平均占總鹽量的22.7%，也是構(gòu)成土壤次生鹽漬化的重要離子之一。土壤碳酸氫根、氯離子對土壤次生鹽漬化貢獻很小。

（2）土壤鈣離子含量平均占總鹽量的19.9%，是構(gòu)成土壤次生鹽漬化最重要的陽離子。土壤鎂、鉀、鈉離子含量分別平均占總鹽量的2.7%、3.8%和3.3%，對土壤次生鹽漬化的貢獻均不大。

（3）近半數(shù)土壤因水溶性鎂離子含量低或水溶性鈣/鎂和鉀/鎂過高，存在作物缺鎂的風(fēng)險。土壤鉀離子含量<50 mg/kg的土壤樣品占3成，這部分保護地土壤可能存在供鉀不足的問題。

4? ? 參考文獻

[1] 黃偉，寇宏立，王鑫.淺談我國保護地栽培的類型、特點及存在問題[J].農(nóng)技服務(wù)，2016，33（10）：56.

[2] 顧曉剛.保護地蔬菜栽培的特點[J].四川農(nóng)業(yè)科技，2006（10）：21.

[3] 邵明俊，王培雙.保護地蔬菜病蟲害發(fā)生特點及其綜合防治措施[J].吉林蔬菜，2014（7）：38-39.

[4] 李杰.保護地土壤質(zhì)量變化規(guī)律及不同措施對土壤改良效果研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[5] 王淑珍.保護地蔬菜的營養(yǎng)特點與施肥[J].河南農(nóng)業(yè)，1993（1）：16-17.

[6] 譚久新，楊文艷.保護地蔬菜施肥存在的問題及對策[J].新農(nóng)業(yè)，2013（8）：16-17.

[7] 王樹秋.保護地蔬菜施肥存在的問題及對策建議[J].新農(nóng)村，2011（3）：30-31.

[8] 趙莉，羅建新，黃海龍，等.保護地土壤次生鹽漬化的成因及防治措施[J].作物研究，2007（B12）：547-550.

[9] 李德成，李偉，沈金龍，等.保護地蔬菜連作障礙特點及控制措施[J].農(nóng)業(yè)工程，2016，6（5）：134-136.

[10] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].3版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.