不同有機肥對土壤鹽分的影響及崇明柑橘適用有機肥的篩選

劉靜 郝祝霞 沈佳瑜 豐智松 李月帥 安琪琪 趙勤超 熊啟中 張衛(wèi)峰

摘要 ［目的］通過對不同有機肥進行室內(nèi)培養(yǎng)，分析有機肥種類和用量對上海崇明柑橘園土壤pH、電導率以及土壤八大鹽基離子的影響，為設(shè)施柑橘科學選擇有機肥提供理論依據(jù)。［方法］采用室內(nèi)25 ℃恒溫培養(yǎng)90 d，研究蚯蚓糞、雞糞與牛糞3種有機肥以及不同施用水平下設(shè)施柑橘土壤不同培養(yǎng)周期中各鹽基離子、pH及電導率等10項指標的變化規(guī)律。［結(jié)果］3種有機肥的施用對土壤pH影響不大；蚯蚓糞和牛糞對土壤電導率影響不顯著，但在20 g/kg施用水平下，雞糞處理電導率相比于CK提高了28%；各種有機肥對八大鹽基離子的影響有較大差異，蚯蚓糞在高施肥量時會導致Mg2+含量顯著提高3.4%（與CK對比），而未對Na+、Ca2+、SO2-4含量產(chǎn)生影響；雞糞的高量施用會導致土壤Na+、K+含量增幅分別達47.4%、188.2%，牛糞高量施用可顯著提高土壤Ca2+含量（比CK提高6.8%）。［結(jié)論］崇明土壤鹽分背景值較高，而設(shè)施柑橘對鹽分相對敏感，蚯蚓糞可以避免鹽分累積，而控制用量時也可考慮牛糞源有機肥，但雞糞源有機肥即使在低用量時也會導致土壤鹽分超標。

關(guān)鍵詞 設(shè)施栽培；柑橘；有機肥；鹽基離子

中圖分類號 S666? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2024）03-0134-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.03.033

Effects of Different Organic Fertilizers on Soil Salinity and Screening of Organic Fertilizers Suitable for Chongming Citrus

Abstract ［Objective］To analyze soil pH， conductivity and soil ion changes during the effective period of organic fertilizer by conducting indoor culture experiments on different organic fertilizer applications， so as to provide a theoretical basis for the scientific selection of organic fertilizer in the facility. ［Method］Using indoor constant temperature cultivation at 25 ℃ for 90 days， the changes in 10 indicators of salt base ions， pH， and electrical conductivity in citrus soil under different application levels of three organic fertilizers， earthworm manure， chicken manure， and cow manure were studied. ［Result］The application of three organic fertilizers had little effect on soil pH change. At the application level of 20 g/kg， the conductivity of chicken manure treatment increased by 28% compared with blank treatment， and the conductivity of vermicompost treatment increased by only 0.8% compared with blank treatment. The high fertilization rate of vermicompost only led to the final content of Mg2+ higher than the blank by 3.4%， but did not affect the Na+， Ca2+ and SO2-4 content， the high fertilization rate of chicken manure led to the increase of soil Na+ and K+ content by 47.4% and 188.2%， and the Ca2+ content increased by 6.8% compared with the blank treatment under the high fertilizer application level of cow manure. ［Conclusion］The use of vermicompost for citrus organic fertilizer in facilities can better slow down salt accumulation.

Key words Facility cultivation;Citrus;Organic fertilizer;Salt-based ions

崇明島位于西太平洋沿岸中國海岸線的中點地區(qū)，地處我國最大河流長江入?？?，是世界最大的河口沖積島。崇明島的土壤電導率普遍較高，全島電導率均值達7.087 μS/m，變異系數(shù)達225.8%，且東部地區(qū)表現(xiàn)明顯，這是由于東部地區(qū)屬于未經(jīng)過潛育或潛育時間較短的潮灘濕地，土壤鹽度高［1］。研究表明，土壤鹽度對于沿海植物的生長發(fā)育有著重大影響［2］，尤其對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，土壤鹽分狀況分析顯得尤為重要。近幾年，崇明順應市場需求引進紅美人的設(shè)施栽培，但土壤鹽基離子較高，且Zn、Mn等微量元素有效性較低，影響了樹體的正常生長發(fā)育，進而影響了果實品質(zhì)［3］，農(nóng)戶需要采取限根栽培，防止地下水鹽分過高的影響，也考慮用雨水灌溉，避免灌溉水鹽分過高。而肥料施用是鹽分的另一個重要來源，如何加強肥料管理避免鹽分過高尚未受到重視。

在設(shè)施柑橘的施肥管理上往往會施用大量有機肥，有研究認為，長期有機肥施用會加重土壤的鹽分積累。錢皆兵等［4］研究發(fā)現(xiàn)，設(shè)施栽培后設(shè)施內(nèi)土壤全鹽量明顯高于露地；余海英［5］研究發(fā)現(xiàn)，設(shè)施栽培土壤中的NO-3、SO2-4 、Cl-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+均有不同程度的累積。但也有部分研究認為，增施有機肥可以提高土壤的脫鹽能力，促進鹽漬土中土壤鹽分的淋洗［6-7］；孟艷玲等［8］研究發(fā)現(xiàn)，有機模式溫室土壤整個剖面的全鹽量顯著降低，在離子組成上，增加有機肥投入使 SO2-4 、 NO3- 、 Ca2+ 、 Mg2+含量均有不同程度下降；肖輝等［9］研究發(fā)現(xiàn)，設(shè)施土壤施用雞糞、豬糞能顯著降低土壤鹽分累積量，且用量越大效果越明顯；李桂祥等［10］研究發(fā)現(xiàn)，施用牛糞的土壤其pH降低效果顯著。施用有機肥是導致鹽分降低還是鹽分累積取決于土壤背景值及有機肥中鹽分含量和有機肥用量。最新研究發(fā)現(xiàn)，高鹽分的有機肥不當使用會導致土壤鹽漬化加劇，同時樹體葉片黃化、脫落，甚者影響樹體的正常結(jié)果［11］，而鹽堿地施用蚯蚓糞會降低土壤EC值［12］。針對實際情況，選擇合適的有機肥并控制其用量是最佳途徑。

因此，筆者針對崇明土壤的特殊狀況，篩選設(shè)施柑橘園的最適有機肥，同時選擇合理的用量。以崇明果樹常用的有機肥雞糞、牛糞及蚯蚓糞為研究對象，研究不同有機肥對柑橘設(shè)施土壤全鹽、pH以及電導率的影響，以期為崇明設(shè)施柑橘發(fā)展提供支撐，同時建立一種從土壤鹽分安全角度篩選有機肥的方法。

1 材料與方法

1.1 試驗土壤來源

試驗土壤于2021年3月取自上海市崇明區(qū)綠華鎮(zhèn)綠園村歡綠果蔬合作社（31°78′05.07″N，121°19′23.07″E）。該試驗區(qū)為亞熱帶季風氣候區(qū)，日照充足，年平均氣溫在16～17 ℃，≥10 ℃積溫約2 699～2 995 ℃，無霜期236 d，雨量豐沛，年降雨量1 129～1 149 mm，降雨呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性，集中在梅雨季，年均日照時數(shù)1 937～2 104 h。設(shè)施條件為連棟大棚，南北走向，總長度36 m，高度4.5 m，拱高1.8 m，寬度8.0 m。拱頂和周圍覆蓋PE棚膜，生長期內(nèi)通過控制兩側(cè)風口調(diào)控溫度。試驗作物為紅美人，砧木為枳殼，中間砧木為25 a樹齡的溫州蜜柑，高位嫁接3年，行距3.0 m，株距3.0 m，1 125株/hm2。

試驗土壤取自該試驗區(qū)0～20 cm土層，其基本理化性質(zhì)：pH 7.2，有機質(zhì)17.27 g/kg，堿解氮79.38 mg/kg，有效磷106.67 mg/kg，速效鉀189.80 mg/kg，有效錳4.3 mg/kg，有效鋅3.51 mg/kg ；電導率為1 530.67 μs/cm，Na+含量為0.030 0 g/kg，K+含量為0.044 0 g/kg，Cl-含量為0.180 0 g/kg，HCO-3含量為0.001 7 g/kg，Ca2+含量為0.150 0 g/kg，Mg2+含量為0.019 0 g/kg，SO2-4含量為0.110 0 g/kg。

1.2 供試有機肥

經(jīng)過調(diào)研搜集到3種崇明柑橘園常用有機肥，分別為蚯蚓糞、雞糞源商品有機肥以及牛糞源商品有機肥，經(jīng)過試驗檢測，3種有機肥的養(yǎng)分含量、pH及電導率見表1。

1.3 試驗設(shè)計

試驗模擬不同有機肥施肥量下土壤鹽基離子變化，按照有機肥用量分別為低施肥量7.5 t/hm2，適宜用量15.0 t/hm2，高用量30.0 t/hm2。模擬柑橘園0～20 cm土層土壤施用有機肥的變化，則根據(jù)土壤容重計算，培養(yǎng)試驗中有機肥添加量分別為低施用量5 g/kg、適宜量10 g/kg以及高施肥量20 g/kg。將160 g柑橘園土樣風干過篩放入250 mL塑料廣口瓶中，在25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)，稱重法保持70%田間持水量，模擬有機肥肥效培養(yǎng)90 d，自培養(yǎng)之日起，分別于1、3、7、15、30、45、60、75、90 d取樣，便于分析肥效期內(nèi)土壤鹽基離子的變化（表2）。

1.4 樣品采集及相關(guān)指標測定

在指定的培養(yǎng)天數(shù)進行取樣，將土樣風干過篩進行后續(xù)檢測。

pH：pH儀測量（1∶2.5土水浸提液測pH）；電導率：電導率儀測量（1∶5土水浸提液測電導率法）；K+、Na+：采用火焰光度法測定；Ca2+、Mg2+、SO2-4：采用EDTA滴定法測定；HCO-3 、CO2-3：采用雙指示劑中和滴定法測定；CI-：采用硝酸銀滴定法測定［13］。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行分析，采用LSD單因素方差分析、獨立樣本T檢驗和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種類有機肥對土壤pH的影響

在9個取樣期對不同處理土壤樣品進行pH檢測，結(jié)果表明（圖1），在不同有機肥施用水平下，不同種類有機肥對土壤pH的影響趨勢相似，在1～7 d呈升高趨勢，7～75 d呈持續(xù)下降趨勢，第75天達到最低點，75～90 d呈回升趨勢，且不論施肥品種還是施肥量，第90天的結(jié)果與CK相差不大。由此可知，在肥效期中不同有機肥的加入對土壤pH的影響并不大。

2.2 不同種類有機肥對土壤電導率的影響

通過分析不同處理土壤電導率在9個取樣期的變化規(guī)律（圖2），發(fā)現(xiàn)土壤電導率在整個培養(yǎng)過程呈大幅波動，但大部分情況下培養(yǎng)結(jié)束時電導率會恢復到初始狀態(tài)。有機肥種類和用量均影響土壤電導率的變化規(guī)律和變化幅度。蚯蚓糞含鹽量低，培養(yǎng)過程中電導率的變化趨勢基本與CK一致，即使施用量從5 g/kg 增長到20 g/kg，土壤電導率均與CK差異不大。而雞糞和牛糞含鹽量高，在培養(yǎng)過程中電導率波動幅度遠高于CK。培養(yǎng)結(jié)束時，雞糞處理的土壤電導率普遍高于CK，而且隨著用量從5 g/kg 增加到20 g/kg，土壤電導率從1 645 μS/cm增長到1 943 μS/cm，相比CK，電導率提升了28%。牛糞在低用量情況下（5 g/kg 和10 g/kg），培養(yǎng)結(jié)束時電導率與CK無差異，而在用量增長到20 g/kg 時，顯著提高土壤電導率19%。因此，有機肥施用后需關(guān)注中短期內(nèi)對土壤電導率的影響，有機肥中鹽分總量顯著影響其累積效應，應該根據(jù)鹽分含量的增加控制用量。

2.3 不同種類有機肥對不同鹽基離子含量變化的影響

2.3.1 蚯蚓糞對土壤不同鹽基離子含量變化的影響。

進一步分析蚯蚓糞對土壤鹽分構(gòu)成離子的影響發(fā)現(xiàn)，不同離子在培養(yǎng)過程中的變化不一致，其中Na+、Ca2+、 Mg2+、SO2-4含量在培養(yǎng)中總體呈增加趨勢，培養(yǎng)末期顯著高于培養(yǎng)初期。但蚯蚓糞施用僅導致Mg2+的末期含量高于空白3.4%，而未對Na+、Ca2+、SO2-4含量產(chǎn)生影響。在整個培養(yǎng)過程中，K+、HCO-、Cl-含量呈現(xiàn)大幅波動，但末期含量與初期差異不大，說明蚯蚓糞施用也未提升其含量。由此可見，蚯蚓糞施用僅影響土壤Mg2+含量，對其他離子無影響，由于CK最后一次取樣Mg2+僅占離子總含量的3.1%，因此不影響土壤電導率（圖3）。

2.3.2 雞糞對土壤不同鹽基離子含量變化的影響。

分析雞糞對土壤鹽分構(gòu)成離子的影響發(fā)現(xiàn)，整個培養(yǎng)過程中Na+、Ca2+、 Mg2+、SO2-4等離子含量在培養(yǎng)中呈增加趨勢，K+、HCO-、Cl-含量波動幅度較大，末期含量與初期差異不大。雞糞的加入導致Na+、K+含量有顯著增加，并隨著雞糞施用量的增加，含量在穩(wěn)步提升，在雞糞20 g/kg施用水平下，最后一次取樣期比CK的Na+、K+含量增幅達47.4%、188.2%，CK最后一次取樣的Na+、K+分別占離子總含量的8.77%、7.85%，該離子變化會對土壤pH、電導率造成一定影響（圖4）。

2.3.3 牛糞對土壤不同鹽基離子含量變化的影響。

分析牛糞對土壤鹽分構(gòu)成離子的影響發(fā)現(xiàn)，相比于蚯蚓糞、雞糞，牛糞處理對Ca2+含量的增加效果顯著，在最后一次取樣期牛糞20 g/kg施用水平下Ca2+含量相比于CK提高了6.8%，且CK最后一次取樣Ca2+占離子總含量的29.5%（圖5）。

2.4 不同處理各土壤離子指標的顯著性關(guān)系

對每個處理第一次取樣以及最后一次取樣進行獨立樣本T檢驗，發(fā)現(xiàn)除了雞糞20 g/kg 處理無顯著差異外，其余各處理最后一次取樣均與第一次取樣有顯著差異；對各處理第一次取樣及最后一次取樣期的離子總和分別進行顯著性分析，發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞在10 g/kg施用水平下，第一次及最后一次取樣均低于其他處理，其中第一次取樣離子總和顯著低于其他處理，即使蚯蚓糞施用量達到20 g/kg施用水平，其離子總和也處于較低水平，雞糞在20 g/kg施用水平下，第一次及最后一次取樣離子總和高于其他處理，其中該處理第一次取樣離子總和顯著高于其他處理，牛糞各處理雖然在第一次取樣中離子總和水平不高，但在最后一次取樣中離子總和均處于較高水平（表3）。

3 討論

Maas等［14-15］研究發(fā)現(xiàn)，柑橘屬于鹽分敏感植物，并且每超過極限鹽度1 dS/m時產(chǎn)量降低16.0%，因此柑橘園施用的有機肥必須考慮減緩鹽分積累的問題?？梢钥闯龈鞣N有機肥對土壤鹽分產(chǎn)生顯著影響，由于土壤取自上海崇明，其本底電導率（1.5 dS/m）已經(jīng)接近柑橘耐鹽下限（1.7 dS/m）。施用蚯蚓糞不會進一步提高土壤電導率，但雞糞用量達10 g/kg 土壤電導率超過1.7 dS/m，施用量達到20 g/kg 土壤電導率就會達到1.9 dS/m，而且雞糞的施用會導致Na+、K+離子含量顯著增加。牛糞的施用主要導致Ca2+離子含量顯著增加。考慮到Na+是鹽分脅迫的主要離子，因此，施用雞糞會加劇設(shè)施土壤的鹽分積累。

4 結(jié)論

低鹽度蚯蚓糞對于土壤電導率有著明顯的降低作用，即施用量較大也無鹽分積累風險；但雞糞含鹽量高，即使保持低施用量也會導致鹽分超標，尤其是Na+離子超標，因此應該嚴格控制設(shè)施柑橘園施用雞糞；牛糞含鹽量中等，主要會導致土壤中Ca2+離子增加，控制用量也比較適用于柑橘生產(chǎn)。

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