山東省壽光市設(shè)施蔬菜大棚土壤質(zhì)量調(diào)查與評價(jià)
——親土在線-農(nóng)業(yè)土壤治理大數(shù)據(jù)平臺(tái)(下)*

金 晟，樸成淳，商照聰，段路路，宋會(huì)明，李建麗

(1.金友立生態(tài)農(nóng)業(yè)〔上?！彻煞萦邢薰?上海 200062；2.上?；ぱ芯吭河邢薰?上海 200062；3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 北京 100193；4.化學(xué)工業(yè)出版社有限公司 北京 100011)

3 土壤改良措施

3.1 供試大棚概況

選擇O2和O3的土壤作為改良的試驗(yàn)對象，2個(gè)大棚的連作品種均為青圓椒，栽培面積分別為930 m2和1 360 m2。

如表9所示，O2的土壤有機(jī)質(zhì)含量優(yōu)于O3，其他理化性質(zhì)比較接近。

表9 2個(gè)大棚的土壤理化性質(zhì)

3.2 改良措施與操作方法

3.2.1 改良措施

深土破碎(PS)是常用的改良土壤物理性質(zhì)的方法，能夠增加土壤空隙率，提高透水和透氣性，同時(shí)還能避免鹽分過度積累，保證作物根系正常生長。解決病蟲害的方法主要有化學(xué)防治與生物防治，前者主要通過乙醇對土壤進(jìn)行消毒，后者主要通過微生物生命代謝活動(dòng)改良土壤。采用乙醇消毒，無環(huán)境殘留，施工作業(yè)簡單，成本較低，對塑料等農(nóng)資的老化無影響，對細(xì)菌、絲狀菌、線蟲、土壤害蟲以及雜草等具有防治效果。生物防治可抑制有害病蟲菌的生長，微生物生命代謝活動(dòng)產(chǎn)生的營養(yǎng)物質(zhì)可促進(jìn)農(nóng)作物生長，也能促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，從而提高土壤的透氣性和透水性，所吸附的鹽類可緩慢釋放以緩解鹽分障礙；此外，微生物繁殖還能減少雜草種子的活力，起到防治雜草的效果。針對蔬菜大棚的病蟲害問題，分別對土壤采用乙醇消毒(YD)和微生物肥處理(WSW)，對比2種方法減輕病蟲害的效果。

3.2.2 操作方法

WSW：將原土原菌綠色復(fù)合微生物劑的培養(yǎng)原液稀釋100倍，每8 d噴灑1次，每次用量為3 000 L/hm2，共噴灑3次；噴灑完成后實(shí)施旋耕作業(yè)，15 d后種植作物。試驗(yàn)采用金友立綠色復(fù)合微生物劑產(chǎn)品，該產(chǎn)品是將原土多種功能型微生物以非加熱接觸方式(80～90 ℃)混合培養(yǎng)制得，適合各種土壤環(huán)境，其中包含的微生物菌群有乳桿菌、普雷沃氏菌科、醋酸桿菌科、紅螺菌科和博伊丁假絲酵母等。

PS：使用振動(dòng)型深度破碎機(jī)通過上下振動(dòng)使犁底層細(xì)密破碎，破碎深度為60 cm，并在45 cm土層處布置改善地下排水的排水管。試驗(yàn)采用的深土振動(dòng)破碎機(jī)由金友立生態(tài)農(nóng)業(yè)(上海)股份有限公司特制。

YD：將體積分?jǐn)?shù)95%的工業(yè)乙醇按0.5%～1.0%比例稀釋后一次灌入土壤中，灌入量為200～300 t/hm2，用塑料布覆蓋土壤表面10 d后實(shí)施旋耕作業(yè)，7 d后種植作物。

為探究不同改良措施的具體效果，在O2中采用YD與PS相結(jié)合的改良處理(PS-YD)，在O3中設(shè)置WSW與PS并用的改良處理(PS-WSW)，同時(shí)在2個(gè)大棚中分別設(shè)置棚內(nèi)對照(CK1和CK2)。2個(gè)大棚的土壤改良處理設(shè)置如表10所示。

表10 2個(gè)大棚的土壤改良處理設(shè)置

3.3 測定方法與評估標(biāo)準(zhǔn)

分別在土壤改良處理實(shí)施前和實(shí)施30 d后實(shí)地測定土壤物理性質(zhì)，并通過取土測定土壤化學(xué)性質(zhì)，其中土壤pH、電導(dǎo)率、鹽分含量等項(xiàng)目的測定由上?；ぱ芯吭河邢薰緳z測中心完成。

3.4 統(tǒng)計(jì)方法

原始數(shù)據(jù)通過Excel表格整理，采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

4 土壤改良結(jié)果與分析

4.1 不同土壤改良處理對土壤理化性質(zhì)的影響

4.1.1 對土壤物理性質(zhì)的影響

如表11所示，2種土壤改良處理均能明顯改善深層土壤的物理性質(zhì)。在CK1和CK2處理下，O2和O3的深層土壤硬度分別為34 mm和32 mm，容積密度分別為2.0 g/cm3和2.1 g/cm3，而PS-YD和PS-WSW處理的土壤硬度明顯降低，分別為22 mm和19 mm，容積密度也明顯減小，均為1.4 g/cm3。與CK1和CK2處理相比，2種土壤改良處理能使深層土壤的孔隙率明顯增大，均提高了50%以上。2種土壤改良處理對深層土壤透氣性的改善不太明顯，其中PS-YD處理的深層土壤透氣性比CK1處理的有所改善(從0.9升至1.2)，但PS-WSW處理的深層土壤透氣性比CK2處理的有所降低(從1.2降至0.9)。

表11 2種土壤改良處理對土壤物理性質(zhì)的影響

相比之下，2種土壤改良處理對耕層土壤物理性質(zhì)的改善不太明顯。

4.1.2 對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

如表12所示，2種土壤改良處理對設(shè)施蔬菜大棚土壤化學(xué)性質(zhì)的影響不同。PS-YD處理的耕層和深層土壤的pH分別為7.4和6.7，均低于CK1處理；而PS-WSW處理的土壤pH與CK2相比變化不明顯，表明YD處理能夠使土壤的堿性降低，而WSW對土壤pH幾乎沒有影響，這可能是因?yàn)橐掖既芤撼手行?，減弱了土壤溶液中的堿度。

表12 2種土壤改良處理對設(shè)施蔬菜大棚土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

2種土壤改良處理對不同土層的土壤電導(dǎo)率影響不同。對于耕層土壤，CK1和CK2處理的土壤電導(dǎo)率分別為4.2 S/m和4.0 S/m，而PS-YD和PS-WSW處理的土壤電導(dǎo)率分別降至1.4 S/m和1.8 S/m，表明2種土壤改良處理均能降低耕層土壤的電導(dǎo)率；而深層土壤的電導(dǎo)率經(jīng)改良處理后反而提高，PS-YD處理由0.7 S/m提高至1.8 S/m，PS-WSW處理由0.9 S/m提高至1.5 S/m，這可能是由于PS使得耕層土壤與深層土壤間的鹽分分布更加均勻，降低了鹽分在耕層土壤的累積，從而增大了深層土壤的鹽分含量。

與CK1和CK2相比，經(jīng)PS-YD和PS-WSW處理后，耕層土壤中的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別由4.8%、3.3%降至3.4%、2.8%，表明2種土壤改良處理對耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響較大。與之相比，深層土壤有機(jī)質(zhì)含量變化不大。這可能是由于經(jīng)改良處理后，耕層土壤的鹽分累積得到緩解，植物與微生物的生存環(huán)境得到改善，加速了土壤有機(jī)質(zhì)的分解。

2種土壤改良處理對土壤礦質(zhì)元素含量的影響較大，且對不同元素的影響不盡相同。CK1和CK2處理下的耕層土壤中正磷酸鹽磷(PO4-P)質(zhì)量分?jǐn)?shù)很大，而經(jīng)PS-YD和PS-WSW處理后，耕層土壤中的PO4-P質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯下降；與之相比，經(jīng)改良處理后的深層土壤的PO4-P質(zhì)量分?jǐn)?shù)均大于CK1和CK2處理?？梢?，改良處理能明顯降低耕層土壤磷素的累積。土壤中的硝態(tài)氮和PO4-P是重要的農(nóng)業(yè)污染源，而改良處理能明顯降低硝態(tài)氮和PO4-P在耕層土壤的累積，進(jìn)而降低環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 不同土壤改良處理對土壤生物性狀的影響

土壤內(nèi)細(xì)菌密度分析結(jié)果表明，CK1處理的細(xì)菌密度為3.26×107CFU/g，PS-YD處理的為3.76×106CFU/g，即YD處理使土壤細(xì)菌密度降低了約90%，其中大部分根線蟲、病菌性細(xì)菌等有害微生物被消除。盡管消毒過程中也會(huì)消滅對農(nóng)作物生長有益的微生物，但這些微生物可隨著農(nóng)作物的生長在20 d內(nèi)恢復(fù)正常狀態(tài)。

土壤中的乳桿菌密度分析結(jié)果表明，CK2處理的土壤中乳桿菌密度為3.2×103CFU/g，PS-WSW處理的為6.0×104CFU/g，比CK2處理的明顯高，且普雷沃氏菌科、醋酸桿菌科等微生物菌的活性也進(jìn)一步提高，為農(nóng)作物生長提供了有利條件。

4.3 小結(jié)

(1)采用PS-YD和PS-WSW對O2和O3土壤進(jìn)行處理，30 d后的理化性質(zhì)顯示已經(jīng)轉(zhuǎn)化為有利于農(nóng)作物生長的健康土壤。

(2)連作栽培大棚最大的問題是因病蟲害造成農(nóng)藥用量增加，為了防治病蟲害的發(fā)生，試驗(yàn)選用綠色、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的YD法。

(3)通過WSW處理，土壤中的乳桿菌密度明顯增大，普雷沃氏菌科、醋酸桿菌科等微生物菌的活性也進(jìn)一步提高，為農(nóng)作物生長提供了有利條件。

5 結(jié)語

有研究表明，長期連作情況下蔬菜大棚的深層土壤容易形成犁底層，導(dǎo)致出現(xiàn)土壤鹽分累積、植物根系生長環(huán)境惡化、病蟲害等問題，嚴(yán)重影響了蔬菜生產(chǎn)，還存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)[10-11]。本研究針對壽光地區(qū)典型蔬菜大棚，基于其主要的障礙因子，針對性地提出親土在線土壤改良措施并評估了改良效果，為實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)、健康土壤、高品質(zhì)蔬果的設(shè)施蔬菜大棚土壤管理最后一公里提供直接依據(jù)。