山東省設(shè)施蔬菜土壤酸堿性、有機質(zhì)及中微量元素含量調(diào)查與評價

張煥菊 王貴嵩 高進(jìn)華 張廣忠 陳永法 解學(xué)仕 胡秀濤 史慶才 楊恒哲 時小可

摘要：對山東省16個地級市的設(shè)施蔬菜地塊進(jìn)行土壤取樣，分析并評價土壤酸堿性、有機質(zhì)及中微量元素含量的狀況。結(jié)果表明，在土壤酸堿性方面，山東省煙臺、威海地區(qū)設(shè)施蔬菜土壤普遍偏酸，聊城、菏澤、東營、德州地區(qū)設(shè)施蔬菜土壤普遍偏堿，濟寧地區(qū)設(shè)施蔬菜的土壤酸堿性多半不適宜且沒有統(tǒng)一趨勢;在土壤有機質(zhì)含量方面，除棗莊、淄博和日照外，其他地區(qū)的設(shè)施蔬菜土壤有機質(zhì)整體上都比較缺乏;在土壤中量和微量元素含量方面，菏澤地區(qū)的設(shè)施蔬菜土壤有效錳含量普遍較低，泰安部分地區(qū)的設(shè)施蔬菜地塊土壤有效銅含量偏高，要警惕土壤污染風(fēng)險，其他地區(qū)的設(shè)施蔬菜土壤中量和微量元素普遍處在中等及豐富水平。建議山東省各地市根據(jù)各地的設(shè)施蔬菜土壤特點有針對性地改良土壤酸堿性，增施有機肥，增加或控制中微量元素的施用量，促進(jìn)山東省設(shè)施蔬菜的生產(chǎn)綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：山東省;設(shè)施蔬菜;酸堿性;有機質(zhì);中微量元素;調(diào)查

中圖分類號： S158.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）04-0211-05

收稿日期：2021-05-06

基金項目：2019年度重大科技創(chuàng)新工程（編號：2019JZZY010701）;山東省企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新項目（第一批）（編號：201910315010）。

作者簡介：張煥菊（1990—），女，山東泰安人，碩士，農(nóng)藝師，主要從事植物營養(yǎng)與土壤肥料研究。E-mail：zhhjdbd@126.com。

通信作者：高進(jìn)華，碩士，高級工程師，主要從事肥料生產(chǎn)及開發(fā)研究。E-mail：gjhsdlzc@163.com。

近年來，設(shè)施蔬菜在農(nóng)業(yè)發(fā)展中占據(jù)著越來越重要的地位，對于蔬菜的周年供應(yīng)和農(nóng)民增收具有重要貢獻(xiàn)[1]。山東省地處黃淮海及環(huán)渤海暖溫區(qū)[2]，是我國第一蔬菜出口大省和我國最大的設(shè)施蔬菜生產(chǎn)基地，種植面積約占全國設(shè)施蔬菜總面積的 1/4。在目前的蔬菜種植過程中，土壤是非常重要的生產(chǎn)因素之一，了解土壤的肥力狀況是設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的前提。而在以往研究或種植戶的生產(chǎn)過程中，對土壤中的氮、磷、鉀這些大量元素往往給予了高度關(guān)注，卻對土壤中量、微量元素及土壤酸堿性、有機質(zhì)含量未引起充分重視[3-4]。而土壤中量和微量元素的缺失或過量是影響蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素[5-6]，土壤酸堿性和有機質(zhì)含量對作物的正常生長和養(yǎng)分的吸收利用有重要的影響[7-8]。因此，本研究對山東省16個地市的設(shè)施蔬菜地塊進(jìn)行了科學(xué)布點和取樣，分析各地市設(shè)施蔬菜土壤的中量和微量元素含量及酸堿性、有機質(zhì)含量，并進(jìn)行科學(xué)性評價，旨在為山東地區(qū)設(shè)施蔬菜的優(yōu)質(zhì)、高效、安全生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土樣采集

2019年的7—8月，對山東省16個地市共計768個設(shè)施蔬菜地塊進(jìn)行土壤取樣。采用“W”形取樣方式，每個設(shè)施蔬菜地塊10個取樣點，最后將取完的土壤混合均勻，通過四分法留取1 kg土壤混合樣品裝入牛皮紙袋，作為分析樣品。

1.2 測定方法

將土壤樣品進(jìn)行風(fēng)干、研磨，過2 mm篩，備用。

土壤交換性鈣鎂含量采用乙酸銨浸提-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定;土壤有效鐵、錳、銅、鋅含量采用二乙基三胺五乙酸（DTPA）浸提-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定;土壤酸堿性采用水浸提（土水比為1 g ∶2.5 mL）電位法測定;土壤有機質(zhì)含量采用灼燒法測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理及設(shè)施蔬菜地塊養(yǎng)分評價標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)采用Excel 2016軟件進(jìn)行分析統(tǒng)計。對設(shè)施蔬菜地塊土壤檢測指標(biāo)的平均值、變異系數(shù)及分布頻率進(jìn)行統(tǒng)計，分析山東省各地市土壤酸堿性、有機質(zhì)含量及中微量元素有效態(tài)含量的豐缺程度。

設(shè)施蔬菜土壤pH值適宜范圍是6.0～8.0，有機質(zhì)含量≥15 g/kg[9]。土壤中量和微量元素含量的中等含量范圍：交換性鈣含量756～846 mg/kg，交換性鎂含量173～240 mg/kg，有效鐵含量4.5～10.0 mg/kg，有效錳含量5.0～15.0 mg/kg，有效銅含量0.20～1.00 mg/kg，有效鋅含量0.50～1.00 mg/kg[10-11] 。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤酸堿性

由表1可知，山東省各地市設(shè)施蔬菜土壤的酸堿性差異較大。從均值來看，聊城、德州和菏澤的設(shè)施蔬菜土壤pH值均值均在8以上，煙臺和威海的設(shè)施蔬菜土壤pH值均在6以下，其他地市的設(shè)施蔬菜土壤pH值則在6～8范圍內(nèi)。從各地市設(shè)施蔬菜土壤酸堿性的空間分布差異來看，濟寧地區(qū)設(shè)施蔬菜土壤pH值變異性最大，pH值從4.7到9.1，變異系數(shù)為19%;從分布頻率來看，有50%以上的設(shè)施蔬菜土壤酸堿性適宜蔬菜生長的地市有棗莊、淄博、濰坊、日照、泰安、青島、臨沂、濟南和濱州，而聊城、菏澤、東營、德州的設(shè)施蔬菜土壤則多數(shù)偏堿，占比分別是59.1%、80.3%、54.2%和66.7%，煙臺和威海的設(shè)施蔬菜則多數(shù)偏酸，占比分別是71.4%和72.4%。

2.2 土壤有機質(zhì)含量

如表2所示，有機質(zhì)含量均值低于15 g/kg的地市占比56%;各地市有機質(zhì)含量在空間分布上均有較大差異，其中濟寧和菏澤的變異系數(shù)分別為105%和98%，土壤有機質(zhì)含量變幅分別為0.95～66.10 g/kg 和1.18～65.30 g/kg，分布非常不均勻;從分布頻率來看，日照、棗莊、淄博的設(shè)施蔬菜土壤有機質(zhì)含量適宜的占比地塊排名前三，分別為76.7%、67.9%和66.7%;而煙臺、菏澤和濟寧的設(shè)施蔬菜地塊有機質(zhì)含量偏低的地塊占比分別是90.5%、88.9%和78.6%，土壤有機質(zhì)缺乏非常嚴(yán)重。

2.3 土壤交換性鈣含量

如表3所示，整體來看各地市的設(shè)施蔬菜土壤交換性鈣含量均較豐富，僅濰坊、威海和臨沂地區(qū)出現(xiàn)少量土壤交換性鈣缺乏現(xiàn)象，占比分別是19.9%、10.0%和3.0%。

2.4 土壤交換性鎂含量

如表4所示，從均值上來看，各地市設(shè)施蔬菜土壤的交換性鎂含量均較豐富，其中，棗莊、青島、聊城、濟南、東營、德州和濱州所有設(shè)施蔬菜地塊的土壤交換性鎂含量均處于豐富水平，濰坊有21.9%的設(shè)施蔬菜地塊出現(xiàn)土壤交換性鎂含量缺乏現(xiàn)象，其他地區(qū)設(shè)施蔬菜地塊出現(xiàn)土壤交換性鎂含量缺乏的占比均在10%以內(nèi)。

2.5 土壤有效鐵含量

如表5所示，各地市設(shè)施蔬菜土壤的有效鐵含量平均值均為豐富水平; 各地市設(shè)施蔬菜地塊的土壤有效鐵養(yǎng)分含量空間分布非常不均勻，變異系數(shù)超過50%的地市占比75%，其中淄博市的變異系數(shù)達(dá)到100%;棗莊、煙臺、威海、日照、泰安、青島這6個地市所有設(shè)施蔬菜地塊的土壤有效鐵含量均為豐富水平，沒有地市出現(xiàn)土壤有效鐵缺乏的情況。

2.6 土壤有效錳含量

如表6所示，山東省各地市設(shè)施蔬菜地塊的土壤有效錳含量差異較大。從均值來看，菏澤市設(shè)施蔬菜土壤的有效錳含量均值最低，為4.7 mg/kg;而棗莊市設(shè)施蔬菜土壤的有效錳含量均值最高，為38.1 mg/kg，差距非常大;各地市內(nèi)的設(shè)施蔬菜地塊之間土壤有效錳含量空間分布非常不均勻，變異系數(shù)最小的德州也達(dá)到了31%，變異系數(shù)超過100%的地市有5個，分別是棗莊、濰坊、青島、臨沂和東營。從各地市設(shè)施蔬菜土壤有效錳含量豐缺分布頻率來看，菏澤市設(shè)施蔬菜的土壤有效錳最為缺乏，有68.2%的地塊處于缺乏水平且沒有任何地塊處于豐富水平;而淄博、煙臺、威海、日照和泰安這5個地市的設(shè)施蔬菜土壤均處于中等及豐富水平，沒有缺錳土壤。

2.7 土壤有效銅含量

如表7所示，各地市設(shè)施蔬菜土壤的有效銅含量平均值均為豐富水平。各地市設(shè)施蔬菜地塊的土壤有效銅養(yǎng)分含量空間分布非常不均勻，變異系數(shù)均大于50%，其中泰安市設(shè)施蔬菜地塊土壤有效銅含量的變異系數(shù)最高，高達(dá)238%，其部分含量較高的土壤可能存在銅含量超標(biāo)的風(fēng)險[12]。從各地市設(shè)施蔬菜土壤有效銅含量豐缺分布頻率來看，僅濰坊市的設(shè)施蔬菜地塊出現(xiàn)了土壤有效銅缺乏現(xiàn)象，其他地市的設(shè)施蔬菜土壤有效銅含量水平均在中等及豐富水平，其中威海市設(shè)施蔬菜土壤有效銅含量均處于豐富水平。

2.8 土壤有效鋅含量

如表8所示，各地市設(shè)施蔬菜土壤的有效鋅含量平均值均為豐富水平。各地市設(shè)施蔬菜地塊的土壤有效鋅養(yǎng)分含量空間分布非常不均勻，變異系數(shù)均大于70%，其中泰安市設(shè)施蔬菜地塊土壤有效鋅含量的變異系數(shù)高達(dá)200%。從各地市設(shè)施蔬菜土壤有效鋅豐缺分布頻率來看，有50%的地市設(shè)施蔬菜土壤有效鋅含量無缺乏水平，均處于中等及豐富水平;其中，煙臺、威海和東營設(shè)施蔬菜土壤中的有效鋅含量均處于豐富水平。

3 討論與結(jié)論

整體來看，山東省各地市設(shè)施蔬菜土壤的中量和微量元素含量空間分布非常不均勻，但整體較豐富，土壤有機質(zhì)含量普遍較缺乏，部分地區(qū)土壤酸堿性不太適宜。具體來分析，棗莊、淄博和日照地區(qū)的大部分設(shè)施蔬菜土壤在pH值、有機質(zhì)含量和中微量元素含量上均適宜蔬菜的生長。煙臺和威海地區(qū)的設(shè)施蔬菜土壤大部分則面臨土壤偏酸、有機質(zhì)缺乏的問題;聊城、菏澤、東營和德州地區(qū)的設(shè)施蔬菜土壤一半左右面臨土壤偏堿、有機質(zhì)缺乏的問題，而菏澤80%左右的設(shè)施蔬菜地塊面臨土壤偏堿、有機質(zhì)缺乏的問題，且土壤缺錳現(xiàn)象比較普遍;濰坊、泰安、青島地區(qū)的大部分設(shè)施蔬菜土壤主要面臨的是有機質(zhì)缺乏問題，其中泰安可能存在土壤銅含量超標(biāo)的風(fēng)險;臨沂、濟南和濱州地區(qū)的設(shè)施蔬菜有40%左右的地塊出現(xiàn)有機質(zhì)缺乏問題;濟寧地區(qū)設(shè)施蔬菜地塊的土壤酸堿性沒有呈現(xiàn)統(tǒng)一的趨勢，但是多半都不適宜，且78.6%的地塊土壤有機質(zhì)缺乏。

以上地區(qū)在土壤酸堿性和有機質(zhì)含量方面的整體表現(xiàn)與全國農(nóng)技推廣中心匯總的測土配方數(shù)據(jù)[13]基本一致。對于全省大部分地區(qū)有機質(zhì)含量偏低的狀況應(yīng)該引起重視，土壤有機質(zhì)含量的高低對于作物的正常生長和產(chǎn)量品質(zhì)有重要影響[14-16]，有機質(zhì)缺乏地區(qū)可以通過增施有機肥等措施來提高土壤有機質(zhì)含量。土壤過酸或過堿對于作物根系的生長有顯著不良影響且與土壤中各種養(yǎng)分的有效性有很強的相關(guān)性[17-19]，因此土壤酸堿性不適宜的設(shè)施蔬菜地塊需要使用石灰或者硫磺等物質(zhì)對土壤進(jìn)行改良。楊力等在1994年曾對山東省的土壤交換性鈣、交換性鎂含量及分布進(jìn)行了研究，其得出的各地市的土壤交換性鈣、交換性鎂含量豐缺狀況與本研究稍有出入，可能與土地利用類型及耕作活動等有關(guān)[20-21]。雖然目前山東省各地市設(shè)施蔬菜地塊的土壤交換性鈣、交換性鎂含量均較豐富但仍須注意作物生長過程中會出現(xiàn)缺鈣、缺鎂的情況，因為植物對于鈣鎂的吸收會受到蒸騰作用、離子拮抗作用及根系生長情況的影響[22-24]。山東省設(shè)施蔬菜地塊的土壤微量元素含量缺乏地區(qū)占比不大，需要額外注意的是菏澤地區(qū)的缺錳現(xiàn)象和泰安地區(qū)可能存在的銅含量超標(biāo)問題。

綜上所述，山東省各地市在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)方面尤其要對土壤酸堿性和有機質(zhì)含量引起重視，根據(jù)種植作物的適宜生長條件和當(dāng)?shù)貙嶋H土壤情況進(jìn)行改良。在施肥方面，建議各地市在參考本文研究的基礎(chǔ)上合理增加或控制中量、微量元素肥的施用量，促進(jìn)山東省設(shè)施蔬菜的生產(chǎn)綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李天來，許 勇，張金霞. 我國設(shè)施蔬菜、西甜瓜和食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢[J]. 中國蔬菜，2019（11）：6-9.

[2]王牧野，李建平，李俊杰. 中國設(shè)施蔬菜歷史演變、規(guī)模分布與區(qū)域布局[J]. 中國瓜菜，2020，33（7）：86-89.

[3]江麗華，李 妮，徐 鈺，等. 山東省設(shè)施蔬菜施肥現(xiàn)狀調(diào)查研究[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，52（2）：90-96.

[4]Ju X T，Kou C L，Christie P，et al. Changes in the soil environment from excessive application of fertilizers and manures to two contrasting intensive cropping systems on the North China Plain [J]. Environmental Pollution，2007，145（2）：497-506.

[5]王軍芳. 設(shè)施蔬菜土壤環(huán)境惡化原因及防治對策[J]. 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2019（8）：170-171.

[6]張 健. 影響保護(hù)地蔬菜缺鈣因素及對策[J]. 蔬菜，2021（1）：67-68.

[7]唐 琨，朱偉文，周文新，等. 土壤pH對植物生長發(fā)育影響的研究進(jìn)展[J]. 作物研究，2013，27（2）：207-212.

[8]郭曉利. 談?wù)勍寥烙袡C質(zhì)的成分和在土壤肥力上的作用[J]. 內(nèi)蒙古草業(yè)，2013，25（3）：19-20.

[9]山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局. 設(shè)施蔬菜土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：DB37/T 2050—2012[S]. 濟南：山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，2012.

[10]張白鴿，陳瓊賢，曹 健，等. 珠三角主菜區(qū)土壤交換性鈣、鎂的豐缺指標(biāo)及分布特征[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，32（2）：25-29.

[11]李建軍，辛景樹，張會民，等. 長江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)25年來稻田土壤養(yǎng)分演變特征[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2015，21（1）：92-103.

[12]生態(tài)環(huán)境部. 土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）：GB 15618—2018[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2018.

[13]全國農(nóng)技推廣中心. 測土配方施肥土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)集（2005—2014）[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2015：6，430.

[14]劉 麗. 土壤有機質(zhì)含量與作物產(chǎn)量的相關(guān)性[J]. 水土保持應(yīng)用技術(shù)，2021（1）：21-22.

[15]蔣 華，王定軍，王忠義. 土壤有機質(zhì)含量與茄果類蔬菜產(chǎn)量、質(zhì)量的相關(guān)性[J]. 中華園藝文摘，2013，29（2）：23-24.

[16]郭德杰，劉新紅，徐麗萍，等. 連續(xù)多季施用豬糞有機肥對設(shè)施大棚中土壤及作物中Cu、Zn含量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（18）：283-286.

[17]邱海燕. 園地主要經(jīng)濟作物氮磷鉀與pH相關(guān)性研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)文摘-農(nóng)業(yè)工程， 2019，31（1）：51-55.

[18]陳俊石. 土壤pH值對農(nóng)作物前期營養(yǎng)生長的影響分析[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2020（8）：42-44.

[19]馬存金. 硅鈣鉀鎂肥不同用量對酸性土壤pH值及煙草根系發(fā)育的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（19）：83-86.

[20]楊 力，劉光棟，宋國菡，等. 山東省土壤交換性鈣含量及分布[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，1998（4）：17-21.

[21]楊 力，劉光棟，宋國菡，等. 山東省土壤交換性鎂含量及分布[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，1998（3）：8-12.

[22]周 衛(wèi)，汪 洪. 植物鈣吸收、轉(zhuǎn)運及代謝的生理和分子機制[J]. 植物學(xué)通報，2007，24（6）：762-778.

[23]薛欣欣，吳小平，王文斌，等. 植物-土壤系統(tǒng)中鉀鎂營養(yǎng)及其交互作用研究進(jìn)展[J]. 土壤，2019，51（1）：1-10.

[24]李惠霞. 石灰性土壤日光溫室栽培番茄缺鎂原因研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2018：76-79.

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