設(shè)施蔬菜大棚土壤氮磷鉀養(yǎng)分富積降低土壤鈣素的有效性

韓 巍，趙金月，李豆豆，郭磊磊，竇莉洋，劉 靜，李 嵩，依艷麗

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110866）

在我國(guó)，設(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為農(nóng)民增產(chǎn)增收的重要產(chǎn)業(yè)之一。設(shè)施蔬菜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有機(jī)肥、化肥投入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)?shù)氐穆兜厣a(chǎn)，隨著種植年限的延長(zhǎng)土壤氮磷鉀的含量均大幅度提高，造成土壤次生鹽漬化、酸化、養(yǎng)分不平衡、板結(jié)等問(wèn)題[1–2]。鈣素是植物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，蔬菜對(duì)鈣元素的需求量?jī)H次于氮、磷、鉀元素[3]；設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中氮磷鉀化肥用量大，而鈣肥的使用極少，隨種植年限延長(zhǎng)，作物對(duì)鈣的吸收受到嚴(yán)重影響，設(shè)施土壤上蔬菜的土傳病害和生理病害發(fā)病率顯著上升，其中一些病害與鈣素不足有密切關(guān)系[4–6]。周建斌等[7]發(fā)現(xiàn)西安市郊設(shè)施番茄土壤速效磷和鉀富積，分別高達(dá)450 mg/kg和 673 mg/kg；陜西關(guān)中設(shè)施蔬菜土壤(0—200 cm) 養(yǎng)分累積速效氮、磷、鉀分別為1520.9 kg/hm2、978.1 kg/hm2和 6567.8 kg/hm2。馬文奇等[8]研究表明山東省大棚蔬菜土壤養(yǎng)分以磷的累積最為顯著，每季番茄、黃瓜的P2O5累積量最高，是N和K2O的近3倍。土壤中大量氮、磷和鉀養(yǎng)分的累積影響交換性鈣的含量。徐海等[9]研究表明，長(zhǎng)期大量施用化學(xué)氮肥使石灰性土壤表層交換性鈣含量逐漸降低，脫鈣作用使得土壤鈣飽和度可以下降到50%以下。姜勇等[10]研究表明，與露地土壤相比，沈陽(yáng)市郊種植5年的保護(hù)地土壤交換性鈣平均含量下降6.38%。此外，魏玉奎等[11]對(duì)設(shè)施土壤磷素富集及磷素賦存形態(tài)轉(zhuǎn)化的研究表明，隨著種植年限的延長(zhǎng),CaHPO4·2H2O(Ca2-P)、Ca8H2(PO4)6·5H2O(Ca8-P)、AlPO4·nH2O(Al-P)、FePO4·2H2O(Fe-P)、閉蓄態(tài)磷 (O-P)、Ca10(PO4)6·F2(Ca10-P) 含量都有不同程度的富集，分別占總量的量9.74 %、22.18%、6.54%、5.86%、18.02%、37.66 %，而且主要以磷酸鈣鹽 (包括Ca2-P、Ca8-P、Ca10-P型)，占總量的70%～74%的形態(tài)積累在不同土層中，其中增加的磷酸鈣鹽中Ca8-P和Ca10-P占70%，植物可以利用的Ca2-P占30%，Ca8-P和Ca10-P都是不能被植物利用的難溶態(tài)鈣[12]。以上的研究表明，在設(shè)施土壤中K+、NH4+在含量高時(shí)可促進(jìn)土壤交換性Ca2+解吸，土壤中積累大量的有效磷時(shí)可能引起有效態(tài)鈣素 (交換性鈣和水溶性鈣) 向難溶性的磷酸鈣鹽態(tài)轉(zhuǎn)化[13–14]。然而，前人的研究往往多關(guān)注鈣素形態(tài)的有效性方面，忽略鈣素和大量養(yǎng)分之間比例的變化。并且已有研究表明，在Mg不缺乏的石灰性土壤中，K/Mg比例的嚴(yán)重失調(diào)，是導(dǎo)致番茄病害的主要原因[15]。不同種植年限設(shè)施土壤中養(yǎng)分的積累程度不同，一方面，可能引起土壤中鈣素形態(tài)和有效性的變化，另一方面，可能引起土壤中有效性鈣與氮磷鉀養(yǎng)分比例的變化，這都將決定植物對(duì)鈣素的吸收。因此，綜合研究不同種植年限設(shè)施土壤耕層中鈣素的形態(tài)轉(zhuǎn)化趨勢(shì)、氮磷鉀富積對(duì)有效態(tài)鈣素含量和比例的影響，對(duì)于指導(dǎo)設(shè)施蔬菜平衡施肥、探索土傳病害發(fā)生機(jī)理具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料及方法

1.1 研究區(qū)域概況

遼寧海城市是全國(guó)日光溫室蔬菜生產(chǎn)的發(fā)源地，設(shè)施農(nóng)業(yè)種植歷史悠久，并且近年來(lái)，隨著遼寧省大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)，海城市的設(shè)施農(nóng)業(yè)種植面積在不斷擴(kuò)大，不同種植年限的設(shè)施蔬菜栽培土壤都有分布。以番茄連作、番茄和蕓豆、黃瓜輪作的種植方式為主。有機(jī)肥一般在輪茬中間的歇棚期施入，主要以腐熟的雞糞和牛糞為主，1∶1混施，施用量平均約60000 kg/hm2，所施用的牛糞含鈣 16.2～18.4 g/kg，雞糞含鈣 21.2～28.2 g/kg[16]，化肥主要施用尿素、磷酸二銨和硫酸鉀，施用方式普遍為沖施。極少施用含有中微量元素的肥料。

1.2 樣品的采集及處理

本研究調(diào)查選取了海城地區(qū)不同種植年限(3～30年) 的代表性大棚38個(gè)，按照每三年為一個(gè)時(shí)間段將種植3～30年的大棚分為9組。采集了0—20 cm耕層的土壤樣品，每個(gè)大棚土樣為棚內(nèi)隨機(jī)采集5點(diǎn)混合而成。同時(shí)采集棚外露地0—20 cm土壤樣品作為露地對(duì)照。風(fēng)干后分別過(guò)20目篩和100目篩備用。

1.3 分析測(cè)定

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)土壤鈣素的有效性和有效含量多用浸提難易和浸提量來(lái)評(píng)價(jià)。本文主要研究了設(shè)施土壤的水溶性鈣、交換性鈣、酸溶性鈣、非酸溶性鈣四種浸提態(tài)鈣。其中水溶性鈣和交換性鈣為可被植物吸收利用態(tài)鈣，分別代表土壤有效鈣的供給強(qiáng)度和容量，二者相互交換保持動(dòng)態(tài)平衡。酸溶性鈣代表緩效態(tài)鈣，非酸溶性鈣是不能被植物吸收利用的無(wú)效形態(tài)鈣素。

不同形態(tài)鈣素的測(cè)定：水溶性鈣采用無(wú)離子水浸提；交換性鈣采用 1 mol/L NH4OAc (pH = 7) 交換；酸溶性鈣采用0.25 mol/L HCl浸提出的鈣減去水溶性和交換態(tài)的鈣，非酸溶性鈣是全鈣減去酸溶性鈣、交換性鈣和水溶性鈣；全鈣采用HNO3-HClO4消化。溶液中鈣素的測(cè)定均采用原子吸收分光光度計(jì)法。三種形態(tài)磷酸鈣鹽[Ca2-P代表CaHPO4·2H2O、Ca8-P代表 Ca8H2(PO4)6·5H2O、Ca10-P代表Ca10(PO4)6·F2]的鈣含量測(cè)定方法是按照顧益初等[17]的石灰性土壤無(wú)機(jī)磷分級(jí)提取法。NaHCO3溶性磷代表Ca2-P，剩余土樣用NH4OAc浸提，代表Ca8-P，最后用H2SO4浸提的磷代表Ca10-P，比色測(cè)定磷含量，再根據(jù)三種磷酸鈣鹽的分子式換算出相應(yīng)的鈣含量。有機(jī)質(zhì)、有效磷和全磷按照《土壤農(nóng)化分析》方法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)初步處理，用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以下圖中數(shù)據(jù)是平均值加標(biāo)準(zhǔn)偏差 (n = 5)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植年限設(shè)施耕層土壤有機(jī)質(zhì)與全鈣含量的變化

研究區(qū)域設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中每年施入有機(jī)肥 (雞糞和豬糞) 在 45000～75000 kg/hm2，平均 60000 kg/hm2左右。露地土壤有機(jī)質(zhì)含量為22.89 g/kg，設(shè)施土壤有機(jī)質(zhì)含量隨種植年限增加而不斷積累 (如圖1所示)，種植年限在27～30年的土壤中有機(jī)質(zhì)含量平均達(dá)到48.03 g/kg，是露地土壤的2.1倍。設(shè)施土壤全鈣含量與有機(jī)質(zhì)含量變化趨勢(shì)一致，隨種植年限的增加也呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，種植年限在27～30年的土壤中全鈣含量最高可達(dá)51.89 g/kg，是露地土壤全鈣含量 (44.92 g/kg) 的 1.2 倍。

2.2 不同種植年限設(shè)施土壤耕層中不同形態(tài)鈣素的變化

2.2.1 水溶性鈣和交換性鈣的變化趨勢(shì) 圖 2表明，與設(shè)施土壤全鈣含量隨著種植年限的增加而增加的變化趨勢(shì)不同，設(shè)施土壤水溶性鈣的含量在種植3～11年期間呈上升趨勢(shì)，9～11年達(dá)到最高 (104.1 mg/kg)，之后呈下降趨勢(shì)；交換性鈣含量在3～14年期間上升，最高達(dá)611.9 mg/kg，之后持續(xù)下降，在種植21～30年的土壤中交換性鈣的含量變化較小，穩(wěn)定在535.4 mg/kg，低于露地交換性鈣含量 (543.6 mg/kg)。種植年限越長(zhǎng)土壤的有效鈣含量越低，這與種植年限越長(zhǎng)的設(shè)施土壤上作物缺鈣的生理性病害越嚴(yán)重的現(xiàn)象相一致。

圖1 種植0～30年設(shè)施蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量和全鈣含量變化Fig.1 Dynamic of soil organic matter and total Ca content from planting3to 30 years in greenhouse soil[注（Note）：數(shù)據(jù)是平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)偏差 Date are means ± SD (n = 5).]

圖2 不同種植年限設(shè)施土壤水溶性鈣和交換性鈣的變化Fig.2 Content of water soluble Ca and exchangeable Ca at different planting ages in greenhouse soil

2.2.2 不同種植年限土壤磷酸鹽態(tài)鈣含量的變化 磷酸八鈣和磷酸十鈣為難溶性磷酸鈣鹽，二者的形成直接影響土壤中鈣、磷的有效性。如圖3所示，隨著種植年限的增加，設(shè)施土壤中各種磷酸鈣鹽態(tài)Ca含量變化不同。磷酸二鈣態(tài)Ca含量與水溶性鈣的變化趨勢(shì)一致，從種植年限3～11年呈不斷上升趨勢(shì)，11年含量達(dá)到最高 (247.4 mg/kg)，之后逐漸下降。磷酸八鈣態(tài)Ca的含量也是呈先增加后降低的趨勢(shì)，磷酸八鈣態(tài)Ca的含量是在種植21～23年時(shí)達(dá)到最高 (591.7 mg/kg)，之后緩慢下降。磷酸十鈣[Ca10(PO4)6(OH)2]態(tài)Ca含量與全鈣變化一致，隨著種植年限的增加一直在增加。在種植30年的土壤中磷酸二鈣態(tài)Ca的含量與露地相差不大，磷酸八鈣態(tài)Ca和磷酸十鈣態(tài)Ca的增加量分別為247.6 mg/kg和299.8 mg/kg，分別是露地土壤的2.02倍和1.63倍。

圖3 不同種植年限設(shè)施土壤中三種磷酸鈣鹽含量的變化Fig.3 Content of three calcium phosphates in greenhouse soil at different planting age

2.2.3 酸溶性鈣和非酸溶性鈣的變化趨勢(shì) 酸溶性鈣是0.25 mol/L HCl浸提出的鈣減去水溶性和交換態(tài)的鈣，非酸溶性鈣是全鈣中除去水溶性鈣、交換性鈣和酸溶性鈣后剩余的各種難溶態(tài)鈣。如圖4所示，在3～30年的不同種植年限設(shè)施土壤中酸溶性鈣和非酸溶性鈣均隨著種植年限的增加而呈上升趨勢(shì)。相對(duì)于棚外露地土壤，種植3～30年間的設(shè)施土壤酸溶性鈣和非酸溶性鈣增加量分別在22.46～394.86 mg/kg和0.81～6.57 g/kg范圍，分別占總鈣增加量(0.84～6.97 g/kg 土) 的 2.7%～5.7% 和 94.3%～96.4%。表明設(shè)施土壤耕層中全鈣含量增加的大部分是非酸溶性鈣，即作物不可吸收利用的無(wú)效態(tài)鈣。

圖4 不同種植年限設(shè)施土壤酸溶態(tài)鈣和非酸溶態(tài)鈣含量Fig.4 Contents of acid soluble and insoluble Ca at different planting years in greenhouse soils

2.3 設(shè)施土壤氮磷鉀素富積對(duì)鈣素有效性的影響

本研究區(qū)域隨種植年限增加設(shè)施土壤中有效氮及速效鉀含量均迅速上升 (圖5)；其中種植27～30年的土壤有效氮 (包括銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、堿解氮)和速效鉀含量分別高達(dá)369.03 mg/kg和637.05 mg/kg，分別是露地土壤的3.1倍和3.6倍。土壤有效磷含量在種植3～12年之間，土壤有效磷含量增加幅度較大；種植14年后，有效磷含量的變化緩慢，種植27～30年土壤的有效磷含量達(dá)到363.39 mg/kg，是露地土壤的3.5倍，說(shuō)明隨種植年限的延長(zhǎng)土壤中氮磷鉀素顯著富集。

圖5 不同種植年限設(shè)施土壤中有效磷、速效鉀和有效氮含量Fig.5 Content of soil available N, K and Olsen-P in arable layer of greenhouse soil after different planting years

相關(guān)分析表明，土壤銨態(tài)氮、速效鉀與土壤交換性鈣呈極顯著負(fù)相關(guān) (r =–0.5451，n = 38，P ＜0.01；r =–0.4809，n = 38，P＜0.01) ，如圖6所示，說(shuō)明氮鉀的積累降低了交換性鈣含量，但是水溶性鈣并未一直增加。有效磷與磷酸八鈣Ca、磷酸十鈣Ca 呈極顯著的正相關(guān) (r = 0.8089 和 r = 0.8057，P ＜0.01)，說(shuō)明設(shè)施土壤中隨磷素的增加，磷酸八鈣和磷酸十鈣含量也相應(yīng)增加，使土壤中的水溶性鈣離子形成磷酸鈣鹽沉淀，降低了有效鈣的含量。土壤中不同形態(tài)的磷酸鈣直接影響著土壤鈣素的有效性。分析三種磷酸鹽態(tài)鈣與土壤中不同有效性的鈣(水溶性鈣、酸溶態(tài)鈣和非酸溶態(tài)鈣) 的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，土壤磷酸二鈣態(tài)鈣含量與水溶性鈣達(dá)到極顯著的正相關(guān)關(guān)系 (y = 3.0428x – 24.75，r = 0.6615，P ＜0.01)，磷酸八鈣態(tài)鈣含量與酸溶性鈣含量達(dá)到極顯著的正相關(guān)關(guān)系 (y = 0.7547x + 434.68，r = 0.8119，P＜0.01)，磷酸十鈣態(tài)鈣含量與非酸溶性鈣呈極顯著正相關(guān)關(guān)系 (y = 0.6361x + 2987.5，r = 0.5884，P ＜0.01)。說(shuō)明設(shè)施土壤中磷的大量積累促進(jìn)了磷酸鈣鹽的形成，顯著影響了鈣的有效性。

2.4 不同種植年限設(shè)施土壤養(yǎng)分比例的變化

設(shè)施土壤與露地土壤相比各種養(yǎng)分均有不同程度的提高，但是各種養(yǎng)分提高的幅度不同，因此其養(yǎng)分的比例平衡產(chǎn)生很大的變化。土壤的堿解氮包括銨態(tài)氮，所以土壤的有效氮應(yīng)為堿解氮與硝態(tài)氮之和。以有效氮為基礎(chǔ)，計(jì)算不同種植年限的設(shè)施土壤氮、磷、鉀、鈣的比例結(jié)果如表1所示，設(shè)施土壤與露地土壤相比，在氮、磷、鉀、鈣養(yǎng)分比例中，磷的比例變化不大；鉀的比例略有上升，但是隨種植年限的變化沒(méi)有規(guī)律性；水溶性鈣所占比例在3～13年呈上升趨勢(shì)，之后不斷下降；交換性鈣在氮、磷、鉀、鈣的比例中變化最為明顯，其所占的比例隨種植年限延長(zhǎng)下降了近70%。

3 討論

3.1 養(yǎng)分富集與鈣素形態(tài)的關(guān)系

本研究區(qū)域化肥主要為尿素、磷酸二銨和硫酸鉀，不施含鈣化肥。所以土壤全鈣的增加主要來(lái)自于常年施入的有機(jī)肥。該地區(qū)習(xí)慣用牛糞和雞糞1∶1混施，牛糞含鈣16.2～18.4 g/kg，雞糞含鈣21.2～28.2 g/kg[16]，按每年施用牛糞和雞糞各 30000 kg/hm2計(jì)算，則每年平均帶入設(shè)施土壤中的鈣含量約為1260 kg/hm2，種植30年可向耕層土壤補(bǔ)充全鈣約16.8 g/kg；而實(shí)際結(jié)果表明種植27～30年的設(shè)施土壤耕層全鈣含量比露地土壤僅增加了6.97 g/kg，由此可見(jiàn)，較大一部分的鈣被消耗了，因?yàn)樵O(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)出量大，每年作物吸收帶走的鈣量高，同時(shí)也會(huì)有一定量的鈣向下層遷移[18]。

圖6 土壤銨態(tài)氮、速效鉀與交換性鈣的關(guān)系Fig.6 The relation of ammonium nitrogen, available potassium and exchangeable calcium in greenhouse soil[注（Note）：**—P＜0.01.]

圖7 有效磷與難溶性磷酸鹽態(tài)鈣的關(guān)系Fig.7 The relationship between Olsen-P and insoluble calcium phosphate content in greenhouse soil[注（Note）：**—P＜0.01.]

表1 不同種植年限設(shè)施土壤中氮、磷、鉀、鈣的比例Table1 The ratio of available N, Olsen-P, available K,water soluble Ca and exchangable Ca at different planting years of the greenhouse soils

設(shè)施土壤中普遍存在過(guò)量施肥造成養(yǎng)分在土壤中富集的現(xiàn)象。寧夏灰鈣土地區(qū)種植30年的大棚速效鉀、有效磷和硝態(tài)氮含量分別為614、123和423 mg/kg[19]，本研究區(qū)域速效鉀 (637 mg/kg) 含量相近，有效磷 (363 mg/kg) 富集量更高。馬文奇等[8]對(duì)山東省蔬菜大棚調(diào)查結(jié)果表明，NPK在土壤中均有大量累積,其中以磷最為突出，黃瓜每季P2O5累積量在4000 kg/hm2以上。我們的研究區(qū)域水溶性鈣和交換性鈣隨著種植年限的增加 (氮磷鉀不斷累積) 先增加后降低，分別在9～11年和12～14年達(dá)到峰值(104.1 mg/kg 和 611.9 mg/kg)，30 年后交換性鈣含量穩(wěn)定在535.4 mg/kg，已經(jīng)低于露地土壤 (543.6 mg/kg)。這個(gè)現(xiàn)象表明，此區(qū)域設(shè)施蔬菜土壤，前10年可以通過(guò)大量有機(jī)肥補(bǔ)充土壤中有效性鈣含量，而種植30年后，土壤中有機(jī)肥補(bǔ)充的鈣素增加速率明顯小于植物吸收和鈣素形態(tài)轉(zhuǎn)化的速率之和，其中大量養(yǎng)分的富集可能是引起有效性鈣素低于露地的主要原因之一。

在沈陽(yáng)周邊的設(shè)施土壤中，種植5年的溫室土壤交換性鈣含量顯著大于露地，而種植11年的土壤就已經(jīng)接近露地交換性鈣含量，交換性鈣和水溶性鉀呈顯著負(fù)相關(guān)，沈陽(yáng)設(shè)施土壤中交換性鉀含量是露地的9倍，而我們的研究區(qū)域種植30年后設(shè)施土壤中交換性鉀含量是露地的6倍，說(shuō)明過(guò)量的養(yǎng)分積累可能導(dǎo)致交換性鈣含量迅速下降[10]。所以本研究此規(guī)律出現(xiàn)在種植20年后，這可能和有機(jī)肥料的投入和化肥的使用有直接的關(guān)系，從露地栽培改為設(shè)施栽培后，在一定時(shí)期內(nèi)由于有機(jī)肥的施用，增加了土壤的有效鈣數(shù)量，同時(shí)提高了膠體的吸附保存能力，但是由于隨著NH4+和K+積累對(duì)土壤膠體吸附態(tài)Ca2+的交換解吸作用不斷增強(qiáng)，交換性鈣不斷下降[14,20–21]，此時(shí)水溶性鈣也出現(xiàn)下降趨勢(shì)，這可能和設(shè)施栽培的土壤由于磷的大量積累有關(guān)，磷對(duì)鈣的固定作用不可忽視。隨著土壤中磷的積累，磷酸鹽化合物依次向更穩(wěn)定的形態(tài)轉(zhuǎn)化：磷酸二鈣[Ca(H2PO4)2·H2O、CaHPO4·2H2O、CaHPO4]→磷酸八鈣Ca8H2(PO4)6·2H2O→磷酸十鈣 Ca10(PO4)6(OH)2，其溶解度降低[12]，這些原因均可導(dǎo)致設(shè)施土壤種植達(dá)到一定年限后其交換態(tài)鈣和水溶性鈣不斷降低。本研究中增加的鈣94.3%～96.4%屬無(wú)效態(tài)的非酸溶性鈣，非酸溶性鈣和磷酸十鈣呈極顯著正相關(guān) (y = 3.0428x –24.75，r = 0.6615，n = 38，P＜0.01)。魏玉奎等[11]研究表明在種植13年的設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤增加的不能被植物吸收利用的Ca8-P和Ca10-P占70%，說(shuō)明隨著種植年限的延長(zhǎng)無(wú)效態(tài)鈣素的比例還會(huì)增加。磷素的積累促進(jìn)了無(wú)效態(tài)鈣素的增加。

總之，該區(qū)域大量投入氮、磷、鉀養(yǎng)分10年后，設(shè)施土壤中有效性鈣素的含量逐漸下降，在種植30年后明顯低于露地。雖然，前10年土壤中NH4+和K+積累促進(jìn)了有效性鈣的增加，但是隨著土壤中磷的積累，土壤中有效態(tài)鈣逐漸轉(zhuǎn)化為難容態(tài)鈣，導(dǎo)致植物可利用的有效態(tài)鈣減少。合理用量的化肥和活化土壤中難溶性磷酸鈣可能是增加設(shè)施土壤鈣素有效性的重要手段。

3.2 土壤有效鈣與有效氮磷鉀比例的變化趨勢(shì)

一般認(rèn)為，在土壤交換性鈣的含量大于400 mg/kg時(shí)，作物不會(huì)缺鈣[3]，本研究中，種植30年的設(shè)施土壤中交換性鈣下降到 (535.4 mg/kg)，也高于此閾值。但是土壤鈣素的缺乏分為絕對(duì)缺乏和養(yǎng)分不平衡產(chǎn)生的拮抗作用引起的間接缺乏[22–24]。本研究中，隨種植年限的延長(zhǎng)和土壤中氮磷鉀的不斷積累，有效性鈣所占比例不斷降低，種植30年后，相比于露地土壤，有效鈣比例下降了近70%。閆波等[23]在種植五年的大棚中，研究得病番茄Mg/K嚴(yán)重失調(diào)時(shí)，各處理土壤交換性鈣含量無(wú)顯著變化，但是得病番茄比未得病番茄土壤中Ca/K比降低40%，發(fā)病率與Mg/K和Ca/K比例呈負(fù)相關(guān)，他們認(rèn)為土壤中鉀離子過(guò)高造成陽(yáng)離子比例失調(diào)是誘導(dǎo)番茄病害的主要因素。在陜西關(guān)中地區(qū)也有相似的研究結(jié)果，日光溫室Ca/K的比例明顯低于大田土壤[24]。所以，隨種植年限延長(zhǎng)，雖然設(shè)施土壤的鈣素總量與氮磷鉀養(yǎng)分均大幅度提高，但是有效態(tài)鈣與氮磷鉀的比例卻顯著降低了，土壤中氮磷鉀的不斷積累導(dǎo)致設(shè)施土壤的鈣素養(yǎng)分平衡問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，有效態(tài)鈣素的相對(duì)缺乏，進(jìn)而引起植物對(duì)鈣吸收受阻，這可能是設(shè)施蔬菜產(chǎn)生缺鈣性癥狀的主要原因[22,24]。未來(lái)對(duì)于鈣素和其它大量元素之間的比例與缺鈣癥狀發(fā)病率之間的關(guān)系值得進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

1) 隨著種植年限的增加，設(shè)施土壤有機(jī)質(zhì)、全鈣、速效氮磷鉀都呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，而土壤中水溶性鈣和交換性鈣呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，峰值分別出現(xiàn)在9～11年和12～14年，種植30年后氮和鉀素的累積促進(jìn)了有效性鈣的減小，低于了露地土壤，而酸溶性鈣和非酸溶性鈣呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，設(shè)施土壤總鈣增加量的94.3%～96.4%屬無(wú)效態(tài)的非酸溶性鈣。

2) 種植30年后土壤有效性鈣素的缺乏主要表現(xiàn)在養(yǎng)分的不平衡。隨著種植年限的設(shè)施土壤的氮、磷、鉀、鈣養(yǎng)分比例中，磷的比例保持穩(wěn)定；鉀的比例略有上升，但是其變化沒(méi)有規(guī)律性；水溶性鈣所占比例在3～13年呈上升趨勢(shì)，之后不斷下降；交換性鈣在氮磷鉀鈣的比例中變化最為明顯，其所占的比例隨種植年限延長(zhǎng)而降低了近70%，養(yǎng)分比例不平衡引起的相對(duì)鈣素缺乏應(yīng)引起足夠的重視。