設(shè)施內(nèi)水旱輪作對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

徐 媛， 陶 笑， 周增輝

(1.江蘇省張家港市蔬菜辦公室，江蘇張家港 215600； 2.揚(yáng)州大學(xué)水生蔬菜研究室，江蘇揚(yáng)州 225009)

近年來(lái)，江蘇省張家港市的設(shè)施蔬菜發(fā)展迅速，設(shè)施蔬菜的發(fā)展對(duì)發(fā)展張家港市蔬菜產(chǎn)業(yè)和提高農(nóng)民收入水平作出了重要貢獻(xiàn)。但是，設(shè)施栽培環(huán)境中，復(fù)種指數(shù)高，施肥、灌溉、耕作頻率高，長(zhǎng)期得不到雨淋，使土壤理化性狀發(fā)生了很大改變，造成土壤連作障礙日趨嚴(yán)重，制約了設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展[1-4]。水旱輪作有利于降低作物發(fā)病率，提高作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[5-10]。本試驗(yàn)比較了該市設(shè)施同一地塊水旱輪作、旱作后的土壤理化性質(zhì)，為水旱輪作的蔬菜茬口安排提供理論依據(jù)，以期改善土壤理化性質(zhì)，緩解土壤連作障礙，促進(jìn)設(shè)施蔬菜可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

2016年6月在江蘇省張家港市楊舍鎮(zhèn)善港設(shè)施蔬菜大棚內(nèi)高密度種植蕹菜，大棚一半蕹菜淹水栽培，一半蕹菜旱作，8月接茬種植辣椒，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中除淹水、旱作外其他栽培方式相同，即2個(gè)處理，處理1水旱輪作(水蕹菜—旱辣椒)，處理2旱作(旱蕹菜—旱辣椒)，于辣椒定植1.5個(gè)月后取樣，按對(duì)角線法取5個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)再分0～10、10～20、20～30、30～40 cm 4個(gè)層次，分別裝袋。鮮土樣用泡沫箱加冰袋冷藏，當(dāng)天運(yùn)回?fù)P州大學(xué)水生蔬菜研究室實(shí)驗(yàn)室，部分保存于4 ℃冰箱中，剩余土樣自然風(fēng)干后過(guò)篩待測(cè)。按周增輝等的方法[11]測(cè)定土壤的可溶性鹽濃度(EC值)，土壤主要離子(NO3-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+和K+)、土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的含量和土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸酶的活性[12]。所有數(shù)據(jù)均為5個(gè)測(cè)定值的平均值，并用Excel分析作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 設(shè)施水旱輪作、旱作對(duì)土壤EC值的影響

從圖1可知，0～10 cm土壤水旱輪作EC值明顯低于旱作土壤，降低了75.8%，旱作土壤EC值大大超過(guò)作物的生育障礙臨界點(diǎn)(500 μS/cm)[13]，10～40 cm土層旱作和水旱輪作EC值相差不大，說(shuō)明水旱輪作能較好緩解耕作層土壤的鹽漬化，對(duì)深層土壤EC值的影響不大。從土層剖面來(lái)看，2種處理下，0～10 cm土層EC值都高于10～40 cm土層，說(shuō)明土壤鹽漬化主要在表層土壤。

2.2 設(shè)施水旱輪作、旱作對(duì)土壤陰離子含量的影響

從圖2可知，水旱輪作0～10 cm土層主要陰離子(NO3-、SO42-、Cl-)含量比旱作含量低，其中NO3-含量比旱作土壤下降83.18%，SO42-含量比旱作土壤下降70.85%，Cl-含量比旱作土壤下降77.64%；10～40 cm土層主要陰離子含量相差不大，說(shuō)明水旱輪作能明顯降低0～10 cm土層主要陰離子含量。從土層剖面來(lái)看，2種處理下0～10 cm土層主要陰離子含量都高于10～40 cm土層，可能表層土壤由于施用化肥等原因使陰離子含量比深層土壤高。

2.3 設(shè)施水旱輪作、旱作對(duì)土壤陽(yáng)離子含量的影響

從圖3可知，水旱輪作0～10 cm土層主要陽(yáng)離子(Ca2+、Mg2+、Na+、K+)含量比旱作含量低，其中Ca2+含量比旱作土壤下降89.71%，Mg2+含量比旱作土壤下降81.5%，Na+含量比旱作土壤下降75.33%，其中各個(gè)土層Na+含量水旱輪作土壤都低于旱作土壤，K+含量比旱作土壤下降36.26%；10～40 cm土層主要陽(yáng)離子含量相差不大，說(shuō)明水旱輪作能明顯降低0～10 cm土層主要陽(yáng)離子含量。從土層剖面來(lái)看，2種處理下0～10 cm土層主要陽(yáng)離子含量都高于10～40 cm土層，可能表層土壤由于施用化肥等原因陽(yáng)離子含量比深層土壤高。

2.4 設(shè)施水旱輪作、旱作對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

從圖4可知，水旱輪作各土層的有機(jī)質(zhì)含量高于旱作土壤，其中0～10 cm高出21.05%，這可能與水作條件下植物殘?bào)w分解變慢、有機(jī)質(zhì)腐殖化指數(shù)增加有關(guān)。水旱輪作各土層堿解氮含量低于旱作土壤，其中0～10 cm降低7.2%，說(shuō)明水旱輪作適當(dāng)降低了土壤堿解氮含量。水旱輪作0～30 cm土壤速效磷含量低于旱作土壤，其中0～10 cm降低11.54%，說(shuō)明水旱輪作能使表層土壤速效磷含量降低。水旱輪作各土層土壤速效鉀含量均低于旱作土壤，其中0～10 cm降低 7.77%，說(shuō)明水旱輪作能使土壤速效鉀含量降低。從土層剖面來(lái)看，2個(gè)處理有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、速效磷含量都隨著土層加深呈遞減趨勢(shì)，這可能與表層土壤施用肥料有關(guān)。

2.5 設(shè)施水旱輪作、旱作對(duì)土壤酶活性的影響

從圖5可知，水旱輪作各土層的土壤蔗糖酶活性高于旱作土壤，其中0～10 cm高出33.74%，說(shuō)明水旱輪作能提高土壤蔗糖酶活性。水旱輪作各土層土壤脲酶的活性高于旱作土壤，其中0～10 cm高出3.67%，說(shuō)明水旱輪作能適當(dāng)提高土壤脲酶的活性。水旱輪作0～20 cm土層土壤酸性磷酸酶活性高于旱作土壤，其中0～10 cm高出19.65%，但20 cm以下土層土壤酸性磷酸酶活性要稍微低于旱作土壤，說(shuō)明水旱輪作能使0～20 cm土層的土壤酸性磷酸酶活性提高。水旱輪作各土層土壤堿性磷酸酶活性高于旱作土壤，其中0～10 cm高出22.79%，說(shuō)明水旱輪作能提高土壤堿性磷酸酶的活性。從土層剖面來(lái)看，2個(gè)處理蔗糖酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸酶活性都隨著土層的深度加深呈遞減趨勢(shì)，這可能跟土壤有機(jī)質(zhì)、微生物含量有關(guān)，其中脲酶在0～30 cm有同樣趨勢(shì)，30 cm深度后活性增強(qiáng)。

3 結(jié)論與討論

0～10 cm土壤水旱輪作EC值比旱作土壤下降75.8%，10～40 cm土壤EC值相差不大；0～10 cm土層NO3-、SO42-、Cl-含量分別比旱作土壤下降83.18%、70.85%、77.64%，10～40 cm土層主要陰離子含量相差不大；0～10 cm土層Ca2+、Mg2+、Na+、K+含量分別比旱作土壤下降 89.71%、81.5%、75.33%、36.26%，10～40 cm土層主要陽(yáng)離子含量變化不大。說(shuō)明水旱輪作比旱作更有利于降低土壤耕作層鹽分含量，這與袁建玉等的研究[14]一致。水旱輪作各土層的有機(jī)質(zhì)含量均高于旱作土壤，0～10 cm高出21.05%，水旱輪作0～10 cm土層堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別比旱作土壤低7.2%、11.54%、7.77%，這與趙海濤等的研究[15]一致；水旱輪作0～20 cm土層的土壤酶活性都高于旱作土壤，其中0～10 cm土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸酶分別高出33.74%、3.67%、19.65%、22.79%，這與時(shí)唯偉等的研究[16-17]一致。

從土層剖面來(lái)看，水旱輪作和旱作2個(gè)處理下，0～10 cm土層EC值、主要陰離子、陽(yáng)離子含量都高于10～40 cm土層，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、速效磷含量都隨著土層加深呈遞減趨勢(shì)，這與趙風(fēng)艷等的研究[18]一致；0～30 cm土層中蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸酶活性都隨著土層深度的加深呈遞減趨勢(shì)，與陶寶先等的研究[19]一致，這可能是因?yàn)楸韺油寥乐叙B(yǎng)分分布較多，土壤結(jié)構(gòu)疏松，通氣狀況良好，微生物密集其生化系統(tǒng)活躍。

本研究表明，水旱輪作與連續(xù)旱作相比，能降低同一地塊的土壤鹽分含量，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤酶活性，緩解土壤連作障礙，改善土壤理化性質(zhì)，水旱輪作比長(zhǎng)期旱作的土壤更適合于下茬作物的生長(zhǎng)；同時(shí)，在生產(chǎn)上應(yīng)該合理控制化肥的施用，保護(hù)耕作層土壤，有條件的應(yīng)當(dāng)測(cè)土配方施肥。下一步將根據(jù)江解增等提出的設(shè)施內(nèi)水旱輪作各種新模式[20]在張家港市連作障礙嚴(yán)重的設(shè)施基地進(jìn)行示范種植。