太谷縣不同年限大棚土壤性質(zhì)及養(yǎng)分含量變化特征

馬曉瑾，劉子姣

（1.忻州市科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，山西忻州034000；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西太谷030801）

太谷縣不同年限大棚土壤性質(zhì)及養(yǎng)分含量變化特征

馬曉瑾1，劉子姣2

（1.忻州市科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，山西忻州034000；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西太谷030801）

對(duì)晉中市太谷縣不同種植年限的大棚蔬菜土壤性質(zhì)及養(yǎng)分含量變化特征進(jìn)行調(diào)查研究。結(jié)果表明，土壤酸化程度不高，但酸化趨勢(shì)較為明顯，且隨著使用年限的增加，pH值逐漸降低，電導(dǎo)率逐漸升高；有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量較低，有效磷和有效鉀含量過(guò)高，隨大棚使用年限增長(zhǎng)無(wú)明顯規(guī)律；因每棚施肥水平差異較大，肥料搭配不合理，存在過(guò)量施肥和偏重施肥，造成養(yǎng)分含量不均、營(yíng)養(yǎng)失衡。因此，提出周期性檢測(cè)土壤養(yǎng)分含量，做到“因土施肥”，通過(guò)合理搭配施肥，平衡養(yǎng)分含量。

不同年限；大棚土壤；性質(zhì)；養(yǎng)分；太谷縣

本研究對(duì)晉中市太谷縣不同種植年限的大棚蔬菜土壤性質(zhì)及養(yǎng)分含量變化特征進(jìn)行了調(diào)查，旨在為當(dāng)?shù)夭宿r(nóng)提供合理的種植作物、方式以及施肥配方，從而保證蔬菜大棚土壤的環(huán)境質(zhì)量，并能促進(jìn)大棚蔬菜的增產(chǎn)增收。

1 材料和方法

1.1 供試土樣

選取晉中市太谷縣一些溫室大棚中的土壤，其中，1，4，6，14 a的各取 1 個(gè)樣，2 a的取 6 個(gè)樣，8 a的取18個(gè)樣，12 a的取4個(gè)樣。采樣時(shí)間為2014年5月上中旬，當(dāng)季主要作物有黃瓜、西葫蘆、茄子、番茄、苦瓜，施肥方式主要是底施和追施，所施化肥主要有活力酶、黃腐酸鉀、有機(jī)肥、三銨、鉀肥等。每個(gè)大棚土壤樣品按對(duì)角線采樣法采集耕層（0～20 cm）土壤混合，混勻的鮮土用四分法留取500 g左右，裝入聚乙烯塑料袋，標(biāo)記密封，帶回實(shí)驗(yàn)室。風(fēng)干后研磨過(guò)1 mm篩，并保存，用于測(cè)定pH、土壤電導(dǎo)率以及有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和有效鉀含量。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

pH值測(cè)定采用電位法；土壤電導(dǎo)率按水土比為5∶1提取，采用SG3標(biāo)準(zhǔn)型便攜式電導(dǎo)率儀測(cè)定；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀-外加熱法測(cè)定；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻鈧比色法測(cè)定；有效鉀用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定[20-21]。所有試驗(yàn)均在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院實(shí)驗(yàn)室完成。

1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

采用全國(guó)第二次土壤普查的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作為本研究的土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，具體如表1所示[22]。

表1 土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel（2013版）軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年限大棚土壤pH值變化及分析評(píng)價(jià)

從圖1可以看出，所有土樣的pH值均低于山西大田土壤的平均pH值，幅度在6.76～8.03，大部分呈微堿性，只有1號(hào)土樣呈酸性；種植年限為2，8，12 a的土樣pH值上下變化幅度較大，pH值較低的土壤可能是因?yàn)槭褂眠^(guò)多的肥料尤其是有機(jī)肥較多；較高的可能是因?yàn)椴宿r(nóng)對(duì)棚內(nèi)土壤進(jìn)行過(guò)處理，例如采用更換表層土壤、配合施肥以及施用生石灰等方法以提高pH值，從而避免土壤酸化。圖1結(jié)果顯示，整體上來(lái)說(shuō)大棚土壤的pH值呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，尤其大于6 a的土壤pH值逐年下降，可能與土壤緩沖能力降低、長(zhǎng)期施用單一肥料尤其是有機(jī)肥有關(guān)[7]。本研究結(jié)果及趨勢(shì)與大多數(shù)試驗(yàn)結(jié)果相似，都是隨著大棚年限的增加pH 值逐漸降低[2，4，7-10]。

根據(jù)表2適宜作物生長(zhǎng)的pH值[21]范圍可知，種植黃瓜的大棚大部分都在適宜范圍內(nèi)，唯有21，25，31號(hào)棚pH值略超出7.5，較不利于黃瓜生長(zhǎng)。而種植其他4種蔬菜的大棚土壤pH都不在適宜范圍內(nèi)，對(duì)西葫蘆、番茄、茄子、苦瓜的生長(zhǎng)及收獲可能會(huì)造成不利影響，例如果肉不飽滿、口味不好等。菜農(nóng)應(yīng)當(dāng)根據(jù)溫室土壤的理化性質(zhì)來(lái)決定種植何種作物，以便充分利用土地資源來(lái)增加作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)利益最大化；還必須周期性檢測(cè)棚內(nèi)土壤的pH值，pH過(guò)度降低會(huì)造成土壤酸化，致使重金屬殘留量增加，危害土壤和作物，從而威脅到人類(lèi)的健康。

表2 作物適宜生長(zhǎng)的pH值范圍

2.2 不同年限大棚土壤電導(dǎo)率變化分析評(píng)價(jià)

吳多三等[10]研究表明，育苗土壤的電導(dǎo)率極限為0.8mS/cm，一般土壤的電導(dǎo)率極限為1.0 mS/cm。由圖2可知，1～6 a的溫室大棚土壤電導(dǎo)率都小于1.0 mS/cm，說(shuō)明少于6 a的大棚土壤電導(dǎo)率對(duì)作物生長(zhǎng)影響甚微；但6，25，26號(hào)大棚的電導(dǎo)率分別為0.82，0.78，0.84 mS/cm，非常接近會(huì)對(duì)育苗產(chǎn)生抑制影響的指標(biāo)0.8 mS/cm，不利于育苗；8 a以上的溫室土壤電導(dǎo)率大部分都低于0.8 mS/cm，適合育苗與作物生長(zhǎng)。但是8 a以上的大棚中有7個(gè)大棚電導(dǎo)率大于0.8 mS/cm，其中有5個(gè)大于1.0 mS/cm，這些溫室土壤會(huì)對(duì)育苗產(chǎn)生較大抑制作用。

造成10個(gè)土樣電導(dǎo)率過(guò)高的原因與所施肥料以及使用年限有關(guān)，2個(gè)棚齡為2 a的大棚電導(dǎo)率接近0.8 mS/cm，可能是由施肥過(guò)多或者原始土壤的電導(dǎo)率相比其他土壤較高造成的；高于6 a的大棚土壤電導(dǎo)率過(guò)高是由長(zhǎng)期施用單一肥料，抑或是施肥過(guò)量，再加上殘留的鹽分難以遷移轉(zhuǎn)化而積累在溫室土壤中，菜農(nóng)沒(méi)有采取必要的措施例如換土等，眾多影響因素共同造成土壤的含鹽量偏高。雖然整體的電導(dǎo)率都沒(méi)有達(dá)到鹽漬化的標(biāo)準(zhǔn)，但從趨勢(shì)上看，電導(dǎo)率隨著大棚土壤的使用年限增加而增加，如不采取必要的防治措施，會(huì)造成鹽漬化，從而影響作物的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和質(zhì)量，還會(huì)導(dǎo)致某些重金屬形態(tài)發(fā)生改變而殘留于土壤中，或者轉(zhuǎn)移到作物內(nèi)，對(duì)人體造成傷害，最終造成菜農(nóng)難以避免的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 不同年限大棚土壤養(yǎng)分含量變化及分析評(píng)價(jià)

2.3.1 不同年限大棚土壤有機(jī)質(zhì)含量變化及分析評(píng)價(jià) 從圖3可以看出，有機(jī)質(zhì)含量范圍在6.95～22.91 g/kg，總體上高于露地菜田土壤有機(jī)質(zhì)含量（13.0 g/kg），但與大田（16.86 g/kg）相比，有機(jī)質(zhì)含量略低[7]。說(shuō)明對(duì)需肥量大的作物投入有機(jī)肥不足，再加上大棚使用年限增加、溫室內(nèi)的高溫高濕環(huán)境加速了土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解消耗。例如部分8 a與12 a的大棚土壤中有機(jī)質(zhì)含量低于6 a及6 a以下。但同樣可以看到，部分大棚隨著年限的增加有機(jī)質(zhì)含量與之成正比，尤其是棚齡為8 a的1，10，13號(hào)棚和棚齡為14 a的29號(hào)棚有機(jī)質(zhì)含量最高，均高于大田土壤有機(jī)質(zhì)含量。部分土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，主要是由于長(zhǎng)期施用有單一種類(lèi)有機(jī)肥以及過(guò)量施用化肥而造成的，有機(jī)質(zhì)積累在土壤表層，且降解速率低于菜農(nóng)的施用速率，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)含量逐年增加。

由圖3可知，目前測(cè)定的土樣有機(jī)質(zhì)含量大部分屬于適量范圍，處于中等水平，說(shuō)明采樣地區(qū)大棚有機(jī)肥施用量較為合理，但同時(shí)菜農(nóng)也要做好防護(hù)措施，以免有機(jī)質(zhì)含量過(guò)高造成pH值降低，從而影響作物的正常生長(zhǎng)，抑或造成“燒苗”現(xiàn)象而降低育苗率，還需要注意有機(jī)質(zhì)可能與重金屬絡(luò)合形成毒性較強(qiáng)的復(fù)合物，通過(guò)協(xié)同作用危害作物和人類(lèi)的健康。

2.3.2 不同年限大棚土壤堿解氮含量變化及分析評(píng)價(jià) 堿解氮含量的高低可反映出設(shè)施土壤對(duì)蔬菜作物供氮能力的強(qiáng)弱。由圖4可知，采樣區(qū)大棚土壤的堿解氮含量變幅較大，且超過(guò)30%的大棚土壤中的氮素含量處于貧乏狀態(tài)，土壤供氮能力相對(duì)較弱，總體來(lái)看，堿解氮含量處于中等偏下水平，說(shuō)明施用氮肥稍有不足。從圖4可以看出，1～6 a的大棚堿解氮含量都低于80 mg/kg，超過(guò)50%的8 a以上的大棚堿解氮含量大于80 mg/kg。整體來(lái)看，堿解氮含量隨著使用年限的增長(zhǎng)無(wú)明顯變化。

圖4結(jié)果還表明，各大棚施用氮肥情況不同，有高有低。堿解氮含量低的大棚菜農(nóng)施用氮肥過(guò)少，主要是因?yàn)閲?guó)家倡導(dǎo)農(nóng)民無(wú)公害栽培、限制氮肥施用，也可能受到“偏施氮肥，磷、鉀肥不足”錯(cuò)誤報(bào)道的影響而減少了氮肥的施用量，從而造成作物氮素供應(yīng)不足，致使蔬菜產(chǎn)量減少、質(zhì)量下降。一小部分堿解氮含量較高的大棚可能是由于菜農(nóng)為了追求高產(chǎn)而長(zhǎng)期盲目施用氮肥造成的土壤表層氮素積累，同時(shí)溫室環(huán)境條件下難以降解，微生物的降解速率低于施肥速率。各個(gè)菜農(nóng)應(yīng)當(dāng)根據(jù)自己大棚的氮含量確定氮肥的施用量，含氮量低的大棚應(yīng)提高氮肥施用量；含量處于中等水平的大棚則應(yīng)繼續(xù)保持適量施用氮肥；含量過(guò)多的則需要對(duì)土壤做一定的處理例如換土等措施，防止土壤鹽漬化。

2.3.3 不同年限大棚土壤有效磷含量變化及分析評(píng)價(jià) 由圖5可知，6 a以下的有效磷含量明顯低于8 a以上；有效磷含量最高的處在8 a大棚中，最低的處于4 a大棚中，變幅在144.3～481.93 mg/kg。采樣地區(qū)大棚土壤中有效磷含量均大于20 mg/kg，處于豐富水平，很明顯是由于菜農(nóng)施用過(guò)量的磷肥，造成有效磷含量過(guò)高。

有效磷含量過(guò)高主要與施肥量以及使用年限有關(guān)，使用年限少的大棚土壤中有效磷含量相對(duì)較少，可能是由于新棚中施用的磷肥量沒(méi)有形成較大的積累；部分2 a大棚有效磷含量相對(duì)其他6 a以下的土壤較高，可能是由磷肥施用過(guò)多造成的；8 a以上老棚中有效磷含量較高，均大于200 mg/kg，可能是由于菜農(nóng)們擔(dān)心氮肥過(guò)多而磷肥不足，過(guò)量施用磷肥致使磷元素積累于土壤表層所造成，同時(shí)磷可能與有機(jī)質(zhì)形成較穩(wěn)定的絡(luò)合物殘留于土壤中難以消除。磷在土壤中易富集，會(huì)造成蔬菜作物養(yǎng)分不均衡、利用率低等后果，還可能進(jìn)入水體造成生態(tài)環(huán)境惡化的水體富營(yíng)養(yǎng)化后果。菜農(nóng)應(yīng)當(dāng)采取一定措施減少有效磷含量，嚴(yán)格控制磷肥的施用量，防止土壤中磷含量過(guò)高導(dǎo)致磷富集而影響作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。有必要周期性采集土樣進(jìn)行定量檢測(cè)查看土壤中有效磷含量，以便了解大棚土壤中磷元素的含量處于何種級(jí)別，從而制定相關(guān)方案加速消除土壤中的磷或者控制施肥量。

2.3.4 不同年限大棚土壤有效鉀含量變化及分析評(píng)價(jià) 從圖6可以看出，試驗(yàn)采樣區(qū)有效鉀含量變幅為416～1 536 mg/kg，所有土樣中該指標(biāo)均超過(guò)150 mg/kg，處于豐富狀態(tài)。很明顯，菜農(nóng)施用鉀肥過(guò)量，用火焰光度法測(cè)鉀時(shí)將待測(cè)液稀釋5倍才可得出讀數(shù)。另外，有效磷含量與大棚使用年限沒(méi)有直接的線性關(guān)系。1 a和2 a大棚中多數(shù)土壤有效鉀含量過(guò)高，主要是因?yàn)槭墙陙?lái)我國(guó)倡導(dǎo)“補(bǔ)鉀工程”，菜農(nóng)過(guò)量施用鉀肥而使土壤中所含鉀離子濃度升高。8 a以上的大棚土壤中有效鉀含量普遍偏高，主要是因?yàn)槌宿r(nóng)過(guò)量施用鉀肥外，還有隨著使用年限的增長(zhǎng)，再加上菜農(nóng)過(guò)量施用鉀肥，導(dǎo)致投入速率大于消除速率，使得土壤中鉀逐年富集于表層。

根據(jù)文獻(xiàn)描述，有效鉀含量為270 mg/kg時(shí)最適宜番茄生長(zhǎng)，400 mg/kg時(shí)最適宜莖葉生長(zhǎng)[7]。圖6顯示，大棚的有效鉀含量均超過(guò)400 mg/kg，對(duì)作物生長(zhǎng)均有一定的不利影響。雖然一些蔬菜作物生長(zhǎng)過(guò)程中需鉀量較大，但菜農(nóng)很少考慮自己大棚土壤中實(shí)際的有效鉀含量而盲目施用大量鉀肥，不僅造成土壤中鉀元素的富集，還造成了資源浪費(fèi)。菜農(nóng)應(yīng)當(dāng)根據(jù)自己土壤中有效鉀含量水平來(lái)判斷是否施用鉀肥或者采取一定化學(xué)措施降解土壤中的鉀，嚴(yán)格控制鉀肥的施用。

3 結(jié)論與討論

本研究表明，太谷縣不同種植年限大棚蔬菜土壤的堿解氮和有機(jī)質(zhì)含量大部分為適量水平，而有效磷和有效鉀含量均過(guò)高，處于豐富水平；pH值呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)，有部分土壤電導(dǎo)率也過(guò)高。這些問(wèn)題現(xiàn)在可能對(duì)作物還沒(méi)有造成太大的影響，但隨著大棚使用年限的增長(zhǎng)以及不合理的施肥，可能會(huì)造成蔬菜品質(zhì)下降，還可能會(huì)對(duì)食用者的健康造成影響。根據(jù)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，6 a以下的大棚應(yīng)當(dāng)增施有機(jī)肥，8 a和12 a的大棚維持現(xiàn)有的施肥水平，14 a的則需要適當(dāng)減少有機(jī)肥施用量；4 a以下的大棚需增加氮肥的施用量，4 a以上的大棚應(yīng)當(dāng)維持現(xiàn)有水平，部分氮素含量少的大棚還需增施氮肥；采樣區(qū)所有大棚的磷和鉀含量均已超過(guò)豐富水平，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制磷肥和鉀肥的施用量，避免含量過(guò)高對(duì)作物產(chǎn)生不利影響。

目前，我國(guó)蔬菜大棚中存在的主要問(wèn)題就是施肥不合理，施肥過(guò)量或不足，品種單一。最主要的因素還是菜農(nóng)不能夠根據(jù)大棚土壤的具體理化性質(zhì)和栽培的植物來(lái)確定所施肥料的品種和數(shù)量，不能做到“因土施肥”；另外對(duì)施肥的理論知識(shí)掌握不夠充足，對(duì)利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)促進(jìn)作物增產(chǎn)增收的意識(shí)不夠強(qiáng)，從而導(dǎo)致土壤所含養(yǎng)分不均衡，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)造成一定的影響。

今后蔬菜大棚的菜農(nóng)應(yīng)當(dāng)對(duì)溫室內(nèi)的土壤中養(yǎng)分含量做周期性檢測(cè)，以便菜農(nóng)及時(shí)了解土壤狀況，從而確定此種環(huán)境適宜種植何種作物，同時(shí)還可以決定施肥種類(lèi)和數(shù)量來(lái)確保作物的增產(chǎn)增收。還需做好防護(hù)措施防止土壤鹽漬化或酸化。

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Variation Characteristics of Soil Properties and Nutrient Content in Greenhouse in Different Planting Years in Taigu County

MA Xiaojin1，LIUZijiao2
（1.Xinzhou Information Institute of Science&Technology，Xinzhou 034000，China；2.College of Resources and Environment，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

In Taigu county,Jinzhong city,the variation characteristics of soil properties and nutrient in greenhouse at different planting years were researched.The results showed that level of soil acidification was relatively low,but the trend of acidification was obvious,with the increasing of ages in services,pH reduced gradually and EC of greenhouse soil increased gradually.And the content of organic matter and available N was low,yet available P and available K was excessive,it had unconspicuous law with increased planting years.The horizontal differentiation of fertilizer was huge,unreasonable fertilize such as excessive or partial result in imbalance nutrient.The nutrient content of greenhouse soil should be text periodically and balanced fertilization base on soil,keeping nutrient balance through reasonable comprehensive fertilization.

different years;greenhouse soil;property;nutrient;Taigu county

S153

A

1002-2481（2017）10-1638-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.10.16

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)水平也達(dá)到一個(gè)更高的層次。傳統(tǒng)的春播秋收現(xiàn)象慢慢淡出人們的生活，轉(zhuǎn)而利用科學(xué)技術(shù)來(lái)創(chuàng)造適合農(nóng)作物生長(zhǎng)的環(huán)境條件，抑或改變作物的某些基因，從而提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。溫室大棚已成為當(dāng)今時(shí)代生產(chǎn)農(nóng)作物的重要設(shè)施，輔之農(nóng)藥會(huì)有更好的收成。蔬菜大棚土壤主要是在人工控制下進(jìn)行作業(yè)和調(diào)節(jié)，以滿足作物正常生長(zhǎng)發(fā)育需要[1]，溫室大棚具有常年的高溫、高濕、無(wú)降水淋洗及高施肥、高產(chǎn)出、超強(qiáng)度利用等特點(diǎn)，是一種高度集約化的流水線式農(nóng)業(yè)利用方式[2]。與此同時(shí)，農(nóng)藥的大量使用，對(duì)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品造成的污染也不可忽視，農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留問(wèn)題也成為食品和生態(tài)安全領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和人們最關(guān)心的問(wèn)題[3]。大棚內(nèi)避開(kāi)了雨水的淋溶，連續(xù)種植作物幾年后，土壤肥力會(huì)發(fā)生明顯變化，導(dǎo)致大量鹽分積聚在土壤表層而難以遷移轉(zhuǎn)化，致使設(shè)施內(nèi)土壤發(fā)生次生鹽漬化[4]。因此，菜農(nóng)要根據(jù)不同年限大棚的土壤理化性狀特點(diǎn)做好土肥管理，延長(zhǎng)大棚使用年限，提高土壤環(huán)境質(zhì)量[5]。

近年來(lái)，許多科研人員已經(jīng)對(duì)不同年限大棚土壤的理化性質(zhì)變化特點(diǎn)進(jìn)行了大量研究[1-2，6-10]，表述了各地大棚土壤不同土層中各種養(yǎng)分的含量，并且對(duì)它們的現(xiàn)狀做出了評(píng)價(jià)，也根據(jù)具體情況給予了處理方案。對(duì)北京、河南等土壤性狀進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析，結(jié)果顯示，大部分地區(qū)大棚土壤的pH值逐年降低，有些土壤還出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的酸化現(xiàn)象，有機(jī)質(zhì)含量和堿解氮含量處于中等偏下的水平，而有效磷含量和有效鉀含量均處于中等偏上水平，并對(duì)于養(yǎng)分含量極度匱乏或者過(guò)量的地區(qū)土壤給出了解決辦法[11-19]。

2017-04-24

馬曉瑾（1976-），女，山西繁峙人，講師，主要從事農(nóng)村科技服務(wù)工作。劉子姣為通信作者。