強(qiáng)還原處理對(duì)連作設(shè)施大棚土壤的影響

摘"要：多年連作造成土壤鹽漬化、硝態(tài)氮累積等問(wèn)題，已制約了設(shè)施蔬菜的可持續(xù)發(fā)展。該研究通過(guò)在設(shè)施蔬菜種植間歇期，以強(qiáng)還原方法處理土壤，調(diào)查對(duì)比處理前后土壤pH、電導(dǎo)率、總鹽分和硝態(tài)氮的變化。結(jié)果表明，0～20 cm土層土壤電導(dǎo)率、pH和土壤總鹽分含量分別降低30.3%～52.4%、5.2%～7.6%和66.6%～81.2%，20～40 cm分別降低了32.2%～53.6%、3.4%～6.6%和66.3%～80.6%。0～40 cm土層土壤硝態(tài)氮含量降低了89.9%～94.5%，其中0～20 cm土層土壤硝態(tài)氮含量從359～548 kg/hm²降到7～25 kg/hm²，20～40 cm土層從206～302 kg/hm²降到27～59 kg/hm²。綜上可述，強(qiáng)還原土壤處理法可有效降低土壤pH、電導(dǎo)率、總鹽分和硝態(tài)氮含量，改善土壤環(huán)境，為解決多年連作設(shè)施大棚土壤問(wèn)題提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：設(shè)施大棚;土壤； 強(qiáng)還原處理; 硝態(tài)氮

中圖分類號(hào)：S626""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""文章編號(hào)：0488-5368（2024）12-0084-03

Effect of Strong Reduction Treatment on Continuous Cropping Soil in Facility Greenhouses

LI Xiaoqiang1， ZHAO Wei²， CHEN Jinli²， JIANG Liyuan²， ZHU Yihui3， TIAN Xiaohong3

（1. Fuping County Agricultural Technology Extension Center， Fuping， Shaanxi 711700， China;

2. Weinan Agricultural Technology Extension Center， Weinan， Shaanxi 714000， China;

3. College of Natural Resources and Environment， Northwest Aamp;F University， Yangling，Shaanxi "712100， China ）

Abstract：Soil salinization and accumulation of nitrate nitrogen caused by years of continuous cropping have become major constraints to the sustainable development of facility vegetable production. This study investigated the effects of strong reduction treatment during fallow periods on soil properties， including pH， electrical conductivity （EC）， total salt content， and nitrate nitrogen concentrations. The results showed significant improvements in soil quality. In the 0～20 cm soil layer， EC， pH， and total salt content decreased by 30.3% to 52.4%， 5.2% to 7.6%， and 66.6% to 81.2%， respectively. Corresponding reductions in the 20～40 cm soil layer were 32.2% to 53.6%， 3.4% to 6.6%， and 66.3% to 80.6%， respectively. The nitrate nitrogen content in the 0～40 cm soil layer decreased by 89.9% to 94.5%. In the 0～20 cm soil layer， it decreased from 359～548 kg/hm²"to 7～25 kg/hm²， while in the 20～40 cm layer， it decreased from 206～302 kg/hm²""to 27～59 kg/hm². In conclusion， the strong reduction treatment effectively lowers soil pH， EC， total salt， and nitrate nitrogen levels， thereby improving the soil environment. This method provides viable technical support for mitigating soil degradation associated with long-term continuous cropping in facility greenhouses.

Key words： Facility greenhouses; Soil; Strong reduction treatment; Nitrate nitrogen

前言

由于設(shè)施大棚種植的專一化，多年連續(xù)栽培同種蔬菜，農(nóng)民不科學(xué)施肥等措施，導(dǎo)致連作設(shè)施大棚出現(xiàn)土壤次生鹽漬化、養(yǎng)分失衡，造成蔬菜產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差等問(wèn)題[1～3]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)研發(fā)了一種強(qiáng)還原土壤處理法，該方法是一種作物種植前的土壤處理方法，即在發(fā)生連作障礙土壤中，添加大量易降解有機(jī)物料，通過(guò)灌溉至土壤水分飽和、覆蓋塑料薄膜或淹水創(chuàng)造土壤強(qiáng)還原（厭氧）環(huán)境，短期內(nèi)快速殺滅土傳病原菌和改善土壤理化性質(zhì)，消除連作障礙成效顯著[4]，并已在楊凌區(qū)等地的蔬菜大棚中實(shí)踐。該文在富平縣出現(xiàn)連作障礙的設(shè)施大棚比較了強(qiáng)還原處理前后土壤pH、電導(dǎo)率、總鹽分和硝態(tài)氮的變化，以期為富平縣設(shè)施蔬菜合理種植提供理論依據(jù)與實(shí)踐指導(dǎo)，促進(jìn)設(shè)施瓜菜綠色和可持續(xù)生產(chǎn)。

1""材料與方法

1.1"試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)點(diǎn)位于渭南市富平縣留古鎮(zhèn)惠高村和淡村鎮(zhèn)中合村5個(gè)存在典型連作障礙問(wèn)題的塑料大棚，在棚內(nèi)使用強(qiáng)還原滅菌法進(jìn)行土壤改良，種植概況如表1：

該地土壤為塿土，留古鎮(zhèn)土壤有機(jī)質(zhì)21.91 g/kg，全氮1.49 g/kg，有效磷52.4 mg/kg，速效鉀246 mg/kg，緩效鉀1 162 mg/kg。淡村鎮(zhèn)土壤有機(jī)質(zhì)18.36 g/kg，全氮1.21 g/kg，有效磷65.1 mg/kg，速效鉀363 mg/kg，緩效鉀1125 mg/kg。

1.2"試驗(yàn)方法

2021年6月上旬在設(shè)施栽培換茬之際，種植玉米（無(wú)需施肥澆水等措施）。玉米生長(zhǎng)兩月左右，至大喇叭口期，在夏季高溫期（2021年8月上旬），將玉米以及雜草就地粉碎、旋耕入土，大水漫灌至土壤水分飽和（土壤表面有少量積水）后覆膜，密閉大棚，進(jìn)行強(qiáng)還原滅菌處理；20～30 d后，揭棚，再利用自然降水進(jìn)行二次洗鹽，降低耕層土壤鹽分含量。

1.3"測(cè)定指標(biāo)與方法

在試驗(yàn)開始前（2021年6月上旬）和試驗(yàn)結(jié)束后（10月上旬）采樣，在各小區(qū)按照對(duì)角線5點(diǎn)采樣法用土鉆取0～20 cm、20～40 cm土層土樣并分別混合均勻。土樣分為2份，一份置于陰涼通風(fēng)處進(jìn)行風(fēng)干并磨細(xì)，用于pH值、電導(dǎo)率和土壤鹽分的測(cè)定；另一份置于4 ℃冰箱中保存用于NO-₃-N測(cè)定。土壤pH采用pH計(jì)法測(cè)定，土壤電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀法測(cè)量，土壤總鹽分采用殘?jiān)娓少|(zhì)量法，硝態(tài)氮的測(cè)定采用連續(xù)流動(dòng)分析儀法[5]。

2"結(jié)果與分析

2.1"強(qiáng)還原滅菌法處理對(duì)土壤電導(dǎo)率變化的影響

實(shí)施強(qiáng)還原滅菌法后， 0～40 cm土壤電導(dǎo)率大幅下降，其中0～20 cm下降50～126 μs/cm，降幅為30.3%～52.4%，20～40 cm下降53～172 μs/cm，降幅為32.2%～53.6%（表2）。

2.2"強(qiáng)還原滅菌法處理對(duì)土壤pH變化的影響

實(shí)施強(qiáng)還原滅菌法后，大棚0～40 cm土壤pH顯著降低，其中0～20 cm土層土壤pH從9.25～9.77降到9.20～9.47，降幅為5.2%～7.6%；20～40 cm土層pH下降0.31～0.62個(gè)單位，降幅為3.4%～6.6%（表3）。

2.3"強(qiáng)還原滅菌法處理對(duì)土壤總鹽分含量變化的影響

實(shí)施強(qiáng)還原滅菌法后，大棚0～40 cm土壤總鹽分均大幅下降，其中0～20 cm土層土壤總鹽分含量從1.75～3.14 g/kg降到0.44～1.05 g/kg，降幅達(dá)66.6%～81.2%；20～40 cm土層從1.03～2.14 g/kg降到0.20～0.54 g/kg，降幅為66.3%～80.6%（表4）。

2.4"強(qiáng)還原滅菌法處理對(duì)土壤硝態(tài)氮含量變化的影響

實(shí)施強(qiáng)還原滅菌法后，0～40 cm土壤硝態(tài)氮含量驟降，降幅達(dá)89.9%～94.5%。

其中0～20 cm土層土壤硝態(tài)氮含量從359～548 kg/hm²降到7～25 kg/hm²，降幅為95.0%～98.4%；20～40 cm土層從206～302 kg/hm²降到27～59 kg/hm²，降幅為80.5%～90.3%（表5）。

3"結(jié)論與討論

本研究通過(guò)對(duì)強(qiáng)還原滅菌法處理前后土壤分析，發(fā)現(xiàn)土壤電導(dǎo)率、pH、總鹽分和硝酸鹽累積量均較處理前顯著降低。0～20 cm土層土壤電導(dǎo)率、pH和土壤總鹽分含量降幅分別為30.3%～52.4%、5.2%～7.6%和66.6%～81.2%，20～40 cm降幅分別為32.2%～53.6%、3.4%～6.6%和66.3%～80.6%。其他學(xué)者研究表明，土壤強(qiáng)還原處理或有機(jī)物料處理可以降低土壤電導(dǎo)率，提高土壤pH[1，4，6～7]，土壤電導(dǎo)率變化與本研究結(jié)果一致，但pH變化與本研究相反，這可能是由于本研究中土壤含鹽量較高，造成土壤初始pH值較高，而強(qiáng)還原處理大幅降低了土壤含鹽量；設(shè)施種植過(guò)程中的主要鹽基離子為SO₄2-，強(qiáng)還原法將大量的SO₄2-以氣體形式排放，過(guò)程中產(chǎn)生H+，從而降低了土壤pH。

強(qiáng)還原處理后0～40 cm土壤硝態(tài)氮含量驟降，降幅為89.9%～94.5%，其中0～20 cm土層土壤硝態(tài)氮含量從359～548 kg/hm²降到7～25 kg/hm²，20～40 cm土層從206～302 kg/hm²降到27～59 kg/hm²。朱同彬

等[8]研究也發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)還原處理使土壤氧化還原電位迅速下降，有效消除了土壤積累的硝態(tài)氮。氧氣的缺乏會(huì)導(dǎo)致以好氧菌為主的硝化細(xì)菌活性受到抑制，從而以厭氧菌為主的反硝化細(xì)菌活性提高，這可能是強(qiáng)還原滅菌法中反硝化作用增強(qiáng)的部分原因；不僅如此，有機(jī)物料厭氧腐解也能大幅提升土壤中活性有機(jī)碳含量為微生物生長(zhǎng)提供可利用碳源，進(jìn)一步提高土壤中的反硝化作用，今而提高反硝化作用。

綜上可見，在設(shè)施蔬菜休閑期，采用強(qiáng)還原處理可以降低鹽分，減少土壤硝態(tài)氮積累，改善土壤環(huán)境；此法就地取材，不僅能有效緩解連作障礙大棚土壤鹽漬化問(wèn)題，而且較為經(jīng)濟(jì)，有利于設(shè)施栽培的可持續(xù)發(fā)展。

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