次生鹽漬化土壤上紫甘藍(lán)對(duì)減氮的響應(yīng)特征研究

蔡武寧

（宿遷市宿城區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇宿遷 225300）

設(shè)施土壤栽培受氣候條件制約程度較小，往往可以獲得較高的作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，受廣大種植戶歡迎[1-4]。但是，由于過于強(qiáng)調(diào)設(shè)施種植效益，往往忽視土壤管理技術(shù)的改進(jìn)，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡、酸化、次生鹽漬化、土傳病蟲害加重等土壤障礙問題越來越普遍，嚴(yán)重制約作物產(chǎn)量與品質(zhì)的提高[5-7]。盲目施肥最易引起作物營(yíng)養(yǎng)失衡，制約作物生長(zhǎng)，造成土壤養(yǎng)分利用率下降，進(jìn)而導(dǎo)致土壤酸化和次生鹽漬化。科學(xué)診斷土壤營(yíng)養(yǎng)元素的平衡狀況，找出最小養(yǎng)分是科學(xué)施肥的重要前提[8-12]。在消除土壤最小養(yǎng)分的基礎(chǔ)上，控制過剩養(yǎng)分肥料的施用，既可獲得較高的作物產(chǎn)量與品質(zhì)，又可以消除土壤多種障礙因子[13-15]。本文擬采用紫甘藍(lán)作為指示作物，研究平衡施肥基礎(chǔ)上減氮措施在增產(chǎn)提質(zhì)、治理和消減土壤氮素污染和次生鹽漬化危害的作用效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)選擇在宿遷市宿城區(qū)王官集鄉(xiāng)典型設(shè)施農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體宿城區(qū)瑞祥生態(tài)農(nóng)業(yè)園進(jìn)行。

在生態(tài)園內(nèi)對(duì)10個(gè)代表性大棚進(jìn)行土壤樣品采集，測(cè)定土壤酸堿度、電導(dǎo)率、有效養(yǎng)分、水溶性鹽分等基本化學(xué)性狀，分析土壤污染及作物生長(zhǎng)障礙因子。選擇其中障礙問題較為明顯的8號(hào)點(diǎn)以紫甘藍(lán)為供試作物進(jìn)行土壤障礙因子消除試驗(yàn)。大棚規(guī)格6 m×70 m，每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)6 m、寬3.33 m，面積20 m2。土壤含有機(jī)質(zhì)21.57 g/kg、堿解氮532.2 mg/kg、有效磷 50.9 mg/kg、速效鉀 183.7 mg/kg，pH 值 7.79、電導(dǎo)率1.98 mS/cm。

1.2 試驗(yàn)材料

供試作物：紫甘藍(lán)，品種為徐紫秧13，栽插株行距 0.5 m×0.5 m。

供試肥料：根據(jù)設(shè)施土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行平衡肥配方設(shè)計(jì)，磷酸二銨∶硫酸鉀∶三氯化鐵∶硫酸鋅∶硼砂∶鉬酸銨∶保護(hù)劑=150∶100∶25∶10∶5∶1∶9。 其中，磷酸二銨含氮量為16%，尿素含氮量為46%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè) 6個(gè)處理，分別為 CK1，不施肥；CK2（常規(guī)施氮），平衡肥 900 kg/hm2（折合施氮 72 kg/hm2，下同），追肥為尿素300 kg/hm2；處理1（常規(guī)施氮減氮16%），平衡肥 900 kg/hm2，追肥為尿素 225 kg/hm2；處理 2（常規(guī)施氮減氮 33%），平衡肥 900 kg/hm2，追肥為尿素 150 kg/hm2；處理 3（常規(guī)施氮減氮 49%），平衡肥 900 kg/hm2，追肥為尿素 75 kg/hm2；處理 4（常規(guī)施氮減氮66%），平衡肥900 kg/hm2，不施追肥。

1.4 測(cè)定內(nèi)容與方法

對(duì)采集的設(shè)施土壤樣品進(jìn)行有機(jī)質(zhì)、電導(dǎo)率、pH值、有效養(yǎng)分及水溶性鹽及其組成離子含量的測(cè)定。在田間小區(qū)試驗(yàn)過程中，觀察土壤墑情，及時(shí)灌溉并記錄用水量及紫甘藍(lán)不同生育期生長(zhǎng)情況。收獲前進(jìn)行小區(qū)測(cè)產(chǎn)和采樣，測(cè)定紫甘藍(lán)品質(zhì)指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤基本化學(xué)性狀

2.1.1 土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量。從表1可以看出，土壤有機(jī)質(zhì)含量介于17.64～21.84 g/kg之間，平均含量為19.35 g/kg，這對(duì)形成和維持良好的土壤結(jié)構(gòu)、保證土壤水、肥、氣、熱等作物生活因子的協(xié)調(diào)供應(yīng)顯然不夠。土壤堿解氮含量介于38.9～825.9 mg/kg之間，平均含量為322.2 mg/kg，總體水平較高，但存在變異系數(shù)87.5%的問題，即在不同大棚間土壤堿解氮水平有明顯的差異。土壤有效磷含量介于9.1～78.3 mg/kg之間，平均含量為36.7 mg/kg，除個(gè)別土樣含量較高外，多數(shù)土樣有效磷總體水平不高。土壤速效鉀含量介于67.9～371.4 mg/kg之間，平均含量為205.7 mg/kg，不能滿足喜鉀的多數(shù)蔬菜作物對(duì)鉀的需求?？傮w上說，該生態(tài)農(nóng)業(yè)園土壤有機(jī)質(zhì)缺乏，多數(shù)土壤有效磷、速效鉀含量不豐富，土壤堿解氮水平總體上偏高，但存在少數(shù)土壤仍然缺氮的問題，建議普遍加強(qiáng)磷、鉀肥施用，少數(shù)缺氮土壤適量施用氮肥而總體控制氮肥施用量。

2.1.2 土壤pH值與電導(dǎo)率。土壤pH值、電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果見表2。可以看出，土壤pH值介于7.52～7.88之間，平均為7.68，與本地大田土壤相比略有降低。土壤電導(dǎo)率介于0.33～2.28 mS/cm之間，平均達(dá)到了1.20 mS/cm，總體上已發(fā)生次生鹽漬化作用。電導(dǎo)率的變異系數(shù)高達(dá)68.69%，在不同大棚間差異很大。因此，要注意對(duì)電導(dǎo)率偏大的土壤嚴(yán)格控制施肥，而對(duì)少數(shù)電導(dǎo)率在0.35 mS/cm左右或以下的土壤，仍需加強(qiáng)肥料的科學(xué)施用。

表2 土壤pH值與電導(dǎo)率

2.1.3 土壤水溶性鹽分離子含量。土壤陽離子含量及其離子電荷占總電荷比例情況見表3。可以看出，土壤水溶性鉀離子含量介于20.0～297.4 mg/kg之間，平均124.6 mg/kg，總體水平偏低；鈉離子含量介于11.0～158.3 mg/kg之間，平均79.5 mg/kg；鈣離子含量介于468.2～2463.6 mg/kg之間，平均1 175.0 mg/kg；鎂離子含量介于154.0～816.2mg/kg之間，平均含量為477.0mg/kg。從3種作物必需營(yíng)養(yǎng)元素離子的相對(duì)含量來看，鉀離子含量偏低，而鈣、鎂離子含量偏高。從該3種離子電荷數(shù)占比可以看出，鉀離子占比平均僅為3.95%，而鈣、鎂離子占比分別為57.57%和34.62%，50%土壤的鉀離子占比甚至在2%以下，土壤相對(duì)缺鉀問題較為普遍。

表3 土壤水溶性陽離子含量及其離子電荷占總電荷比例

土壤水溶性陰離子含量測(cè)定結(jié)果見表4?？梢钥闯?，土壤硝酸根離子含量介于155.9～3609.7 mg/kg之間，平均1388.4 mg/kg。土壤硫酸根含量介于66.3～1162.9 mg/kg之間，平均546.5 mg/kg。土壤碳酸氫根含量和氯離子含量分別介于69.5～279.2 mg/kg和87.4～361.5 mg/kg之間。從電荷占比來看，硝酸根、硫酸根、碳酸氫根和氯離子電荷占比的平均值分別為46.4%、24.0%、11.8%和17.7%。

表4 土壤水溶性鹽陰離子含量及其離子電荷占總電荷比例

2.2 減氮對(duì)紫甘藍(lán)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

2.2.1 對(duì)紫甘藍(lán)產(chǎn)量的影響。減氮對(duì)紫甘藍(lán)產(chǎn)量的影響情況見圖1。可以看出，所有平衡肥處理的紫甘藍(lán)產(chǎn)量顯著高于CK1；與CK2相比，減氮后紫甘藍(lán)產(chǎn)量有降低趨勢(shì)，但未達(dá)到顯著水平，尤其是在減氮49%以下（處理3、4）時(shí)，產(chǎn)量差異很小。

2.2.2 對(duì)紫甘藍(lán)品質(zhì)的影響。減氮對(duì)紫甘藍(lán)硝酸鹽含量的影響情況見圖2?？梢钥闯觯cCK2相比，減氮后紫甘藍(lán)硝酸鹽含量有降低趨勢(shì)，而所有平衡肥處理的紫甘藍(lán)硝酸鹽含量顯著低于CK1。減氮對(duì)紫甘藍(lán)VC含量的影響如圖3所示。可以看出，減氮比例在33%范圍（處理1、2）內(nèi)，隨著減氮比例的提高，紫甘藍(lán)VC含量有升高趨勢(shì)，繼續(xù)減氮對(duì)VC含量的影響減小。減氮對(duì)紫甘藍(lán)還原糖含量的影響情況見圖4?？梢钥闯?，紫甘藍(lán)還原糖含量隨著減氮比例的提高略有增加。

2.3 減氮對(duì)土壤水溶性離子的影響

減氮對(duì)土壤硝酸鹽含量具有一定程度的影響，具體見圖5?？梢钥闯觯S著減氮比例的提高，土壤硝酸鹽含量呈明顯下降趨勢(shì)。與處理前土壤硝酸鹽含量2 297.1 mg/kg相比，所有處理種植紫甘藍(lán)后土壤硝酸鹽含量均普遍下降。減氮對(duì)土壤的電導(dǎo)率具有一定程度的影響，具體見圖6。可以看出，常規(guī)大量施用氮肥可能進(jìn)一步提高土壤EC值，減氮有降低土壤EC值的趨勢(shì)，尤其是減氮49%以上（處理3、4）時(shí)作用比較明顯。常規(guī)大量施用氮肥有造成土壤pH值下降的可能，但在平衡肥施用基礎(chǔ)上減少氮肥施用，可以使得土壤pH值有升高趨勢(shì)（圖7）。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，宿城區(qū)設(shè)施土壤堿解氮含量總體偏高，且變異較大，多數(shù)土壤需削減氮素肥料或含氮肥料的施用；土壤有效磷水平總體不足，絕大多數(shù)土壤需要加強(qiáng)磷肥施用。土壤次生鹽漬化現(xiàn)象比較明顯，EC值在2 mS/cm左右或以上時(shí)，必需嚴(yán)格控制含量較高鹽分離子對(duì)應(yīng)肥料的施用，試驗(yàn)條件下主要是要控制氮素肥料的施用。盡管土壤速效鉀含量水平絕對(duì)量不算低，但陽離子K+、Mg2、Ca2+比例協(xié)調(diào)，鉀肥用量不能減少。

綜合考慮作物產(chǎn)量、品質(zhì)與土壤性狀等多項(xiàng)指標(biāo)，推薦在平衡施肥的基礎(chǔ)上，將氮肥用量降低到習(xí)慣施肥水平的50%左右為宜。