赤峰市設(shè)施土壤次生鹽漬化現(xiàn)狀分析

李 杰 孟令強 曲寶茹 張曉梅 崔聰聰

（赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古赤峰 024031）

設(shè)施土壤次生鹽漬化是在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中由于施肥、灌溉等人為調(diào)控措施不當(dāng)，使原來正常的土壤發(fā)生了鹽漬化或增強了原土壤鹽化程度，使土壤表層或亞表層中水溶性鹽類累積量超過0.1%或0.2%，或土壤中堿化層的堿化度超過5%所引起的土壤鹽漬化現(xiàn)象（黎立群，1986；馬愛軍 等，2002；何傳龍，2003）。研究表明，種植8 a黃瓜的溫室土壤含鹽量為0.27%～0.62%，已達中高度鹽漬化程度，對黃瓜的生長產(chǎn)生了不良影響（高麗紅，1998）。前人在對山東、遼寧、江蘇、四川的實地調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，溫室、大棚栽培條件下，土壤表面均有大面積白色鹽霜出現(xiàn)，有的甚至出現(xiàn)塊狀紫紅色膠狀物（紫球藻），土壤鹽化板結(jié)，作物長勢差，甚至絕產(chǎn)（李文慶 等，1997；Zhang et al.，2006；余海英 等，2007）。

內(nèi)蒙古赤峰市設(shè)施蔬菜快速發(fā)展十余年，受設(shè)施栽培年限的增長、連續(xù)種植同一種作物、施肥過多等因素影響，土壤次生鹽漬化現(xiàn)象日趨嚴重，造成蔬菜減產(chǎn)、品質(zhì)下降，農(nóng)民經(jīng)濟效益減少，長期發(fā)展將直接影響農(nóng)民的種植積極性。筆者在近幾年的調(diào)研中也發(fā)現(xiàn)赤峰市設(shè)施栽培老基地次生鹽漬化的問題，而且越來越嚴重。因此，研究土壤次生鹽漬化問題是赤峰設(shè)施蔬菜可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。

1 調(diào)查方法

1.1 調(diào)查時間與地點

2016～2017年對內(nèi)蒙古赤峰市寧城縣一肯中日光溫室辣椒種植園區(qū)、寧城縣大城子日光溫室番茄種植園區(qū)、寧城縣大雙廟日光溫室黃瓜種植園區(qū)、松山區(qū)全家梁日光溫室種植園區(qū)、元寶山區(qū)四家日光溫室番茄種植園區(qū)、紅山區(qū)東三眼井日光溫室種植園區(qū)、喀喇沁旗上瓦房塑料大棚種植園區(qū)7個種植面積較大、種植年限較長的設(shè)施蔬菜基地進行調(diào)研。同一基地選擇不同棚齡的設(shè)施棚室各3個。調(diào)查建棚時間、主栽品種、輪作制度、施肥種類、施肥方法、病蟲害發(fā)生情況等。

選擇種植時間較長的寧城縣一肯中日光溫室辣椒基地（A）和寧城縣大城子日光溫室番茄基地（B）具有代表性的5、10、15 a栽培年限溫室各1個，以相鄰露地為對照（CK），分別測定土壤可溶性鹽含量、土壤電導(dǎo)率（EC）、pH以及Na+、Ca2+、NO3-、SO42-含量。

1.2 調(diào)查方法

取樣方法：在上茬作物拉秧后、翻耕前進行土壤樣品的采集，溫室內(nèi)按“S”形進行5點采樣。分別取耕層0～5 cm、5～15 cm、15～25 cm及0～25 cm的混合土樣，每層土樣采集混合后用四分法留取1 kg左右，裝入塑料袋密封，風(fēng)干后研磨過篩保存。

檢測方法：土壤可溶性鹽含量測定采用烘干稱量法；土壤電導(dǎo)率測定采用電導(dǎo)儀測定法；土壤pH測定采用電位法；NO3-含量測定采用酚二磺酸法；SO42-含量測定采用EDTA間接絡(luò)合滴定法；Na+含量測定采用火焰光度法；Ca2+含量測定采用原子吸收分光光度法（魯如坤，1999；陳計巒 等，2009）。

2 結(jié)果與分析

2.1 調(diào)研區(qū)域概況

此次調(diào)研選擇了種植規(guī)模較大、具有代表性的寧城縣、松山區(qū)、紅山區(qū)、元寶山區(qū)、喀喇沁旗5個旗縣區(qū)7個設(shè)施蔬菜基地，具體調(diào)研地點、農(nóng)戶及種植信息詳見表1。

表1 調(diào)研區(qū)域基本信息統(tǒng)計

赤峰市各種植區(qū)品種區(qū)域性較強，部分地區(qū)種植品種較雜。以秋延晚茬口和越冬茬口居多，多地常年連作。水肥管理以底肥施用農(nóng)家肥或商品有機肥為主，配施復(fù)合肥，追肥以水溶性肥料為主，有平衡肥、高鉀肥、微肥，采用膜下滴灌，根據(jù)土壤墑情和植株長勢澆水。生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生且危害較大的病害有白粉病、灰霉病、葉霉病、早疫病、晚疫病、灰葉斑病、潰瘍病、病毒病等，蟲害以潛葉蠅、白粉虱、薊馬、蚜蟲為主。

寧城縣大城子日光溫室番茄種植茬口主要以秋延晚和越冬茬為主，兩個茬口連作番茄；寧城縣一肯中日光溫室辣椒種植茬口以秋延晚和越冬茬為主，越冬茬以尖椒為主，秋延晚茬口部分輪作黃瓜，部分選擇高溫悶棚。

2.2 赤峰市設(shè)施土壤次生鹽漬化危害癥狀

土壤干燥時，土壤表面出現(xiàn)返鹽現(xiàn)象，破碎后呈灰白色粉狀；濕潤時土壤顏色發(fā)暗，有時會形成1層白霜或斑塊狀鹽結(jié)皮。導(dǎo)致蔬菜作物抗逆性減弱，容易發(fā)生土傳病害；蔬菜定植后緩苗慢，澆水時滲水慢或不滲水。產(chǎn)量呈逐年遞減趨勢，品質(zhì)逐年下降。

2.3 赤峰市設(shè)施土壤次生鹽漬化調(diào)查

2.3.1 設(shè)施土壤可溶性鹽含量變化 如圖1所示，設(shè)施土壤栽培多年后，與對照相比土壤可溶性鹽含量明顯增加。隨著栽培年限的增加，土壤可溶性鹽含量總體呈先上升后下降的趨勢，連續(xù)栽培10 a設(shè)施土壤0～5 cm土層的可溶性鹽含量達到最高，寧城縣一肯中日光溫室辣椒基地（A）土壤可溶性鹽含量為11.4 g·kg-1，寧城縣大城子日光溫室番茄基地（B）為9.6 g·kg-1。隨著栽培土層的加深，可溶性鹽含量呈降低趨勢，一般0～5 cm栽培土層的可溶性鹽含量最高。寧城縣一肯中設(shè)施辣椒土壤可溶性鹽含量為0.4～11.4 g·kg-1，寧城縣大城子設(shè)施番茄土壤可溶性鹽含量為1.9～9.6 g·kg-1。

圖1 設(shè)施土壤可溶性鹽含量變化

圖2 設(shè)施土壤pH變化

2.3.2 設(shè)施土壤pH變化 如圖2所示，不同地點設(shè)施土壤pH值表現(xiàn)不同，但均明顯低于對照。寧城縣一肯中日光溫室辣椒基地同一土層pH值隨著栽培年限的增加呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，其中連續(xù)栽培15 a的設(shè)施土壤0～5 cm土層pH值達到最高，為7.87；寧城縣大城子日光溫室番茄基地同一土層pH值則隨著栽培年限的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，連續(xù)栽培15 a的設(shè)施土壤0～5 cm土層pH值最低，為6.51。隨著栽培土層的加深，設(shè)施土壤不同土層pH值總體呈逐漸升高趨勢，表現(xiàn)為（0～5）cm＜（5～15）cm＜（15～25）cm；寧城縣一肯中辣椒設(shè)施土壤pH值為7.11～7.90，高于寧城縣大城子番茄設(shè)施土壤pH值（6.51～7.32）。

2.3.3 設(shè)施土壤EC變化 如圖3所示，與對照相比，設(shè)施土壤EC值明顯增加。隨著栽培年限的增加，設(shè)施土壤EC值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，連續(xù)栽培10 a的設(shè)施土壤平均EC值達到最高，其中寧城縣一肯中日光溫室辣椒基地0～5 cm土層EC值為2.443 mS·cm-1，寧城縣大城子日光溫室番茄基地為2.384 mS·cm-1；隨著栽培土層的加深，土壤EC值呈逐漸降低的趨勢。寧城縣一肯中辣椒設(shè)施土壤0～25 cm土層平均EC值為0.157～0.644 mS·cm-1，寧城縣大城子番茄設(shè)施土壤0～25 cm土層EC值為0.480～1.035 mS·cm-1。

2.3.4 設(shè)施土壤主要陽離子（Na+、Ca2+）含量變化 如圖4、5所示，設(shè)施土壤主要陽離子（Na+、Ca2+）含量大多顯著高于對照。隨著栽培年限的增加，土壤主要Na+、Ca2+含量總體呈先升高后降低的趨勢，連續(xù)栽培10 a的設(shè)施土壤Na+、Ca2+含量最高，寧城縣一肯中日光溫室辣椒基地0～5 cm土層Na+含量為0.240 g·kg-1，Ca2+含量為0.396 g·kg-1，寧城縣大城子日光溫室番茄基地0～5 cm土層Na+含量為0.610 g·kg-1，Ca2+含量為0.194 g·kg-1。隨著栽培土層的加深，設(shè)施土壤不同土層Na+、Ca2+含量呈逐漸降低趨勢，一般為0～5 cm栽培土層最高，（0～5）cm＞（5～15）cm＞（15～25）cm。

圖3 設(shè)施土壤EC變化

圖4 設(shè)施土壤Na+含量變化

圖5 設(shè)施土壤Ca2+含量變化

2.3.5 設(shè)施土壤主要陰離子（NO3-、SO42-）含量變化 如圖6、7所示，設(shè)施土壤主要陰離子（NO3-、SO42-）含量大多顯著高于對照。隨著栽培年限的增加，土壤NO3-、SO42-含量總體呈先升高后降低的趨勢，連續(xù)栽培10 a的設(shè)施土壤NO3-、SO42-含量達到最高，寧城縣一肯中日光溫室辣椒基地0～5 cm土層NO3-含量為 1.144 g·kg-1，SO42-含量為1.200 g·kg-1；寧城縣大城子日光溫室番茄基地0～5 cm土層的NO3-含量為0.914 g·kg-1，SO42-含量為1.600 g·kg-1。隨著栽培土層的加深，設(shè)施土壤SO42-含量逐漸降低，0～5 cm栽培土層最高（，0～5）缺水、植株缺素、病蟲害增加、產(chǎn)量、品質(zhì)下降、植株早衰等。建議在整地過程中底肥以腐熟農(nóng)家肥為主，配施微生物菌劑或微生物菌肥。秋延晚茬口和越冬茬口實行蔬菜種類間輪作倒茬，改善施肥種類，減少同種鹽類的積累。

圖6 設(shè)施土壤NO3-含量變化

圖7 設(shè)施土壤SO42-含量變化

日本在20世紀70年代蔬菜保護地土壤就發(fā)生了比較嚴重的鹽分積累問題，土壤可溶性鹽分濃度在10.0～16.0 g·kg-1的保護地面積占保護地總面積的40%以上，適宜蔬菜生長的保護地土壤面積僅占設(shè)施蔬菜栽培面積的20%～30%（內(nèi)海修一，1984）?？梢娫O(shè)施蔬菜土壤可溶性鹽分含量過量是設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中普遍存在的現(xiàn)象，已成為設(shè)施蔬菜生長的主要限制因子（鄒長明 等，2009）。本文調(diào)查結(jié)果表明，隨著栽培耕層的加深，土壤可溶性鹽含量呈逐漸遞減趨勢，各耕層均有大量累積，并cm＞（5～15）cm＞（15～25）cm。

3 結(jié)論與建議

在發(fā)生次生鹽漬化的設(shè)施土壤中，主要表現(xiàn)為作物不能正常生長、產(chǎn)量降低和品質(zhì)下降（王素平等，2004）。通過對赤峰市7個種植面積較大、種植時間較長的設(shè)施基地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，隨著栽培年限的增加，種植3 a以上的設(shè)施土壤表面發(fā)生變化，同一作物連作3 a土壤表面開始呈現(xiàn)綠色，隨著栽培時間的增長，逐漸呈現(xiàn)白色甚至紅色。出現(xiàn)綠色是由于在氮肥過剩的情況下，苔蘚會迅速繁殖；白色是過量施用化肥導(dǎo)致離子在土壤表面大量積聚；紅色則是紫球藻（鹽堿指示植物），這時土壤鹽分已經(jīng)很高了，嚴重影響蔬菜作物的生長。土壤次生鹽漬化對植物的影響主要表現(xiàn)為影響植物生根、葉片且都表現(xiàn)出了明顯的表聚特征，呈現(xiàn)可溶性鹽含量（0～5）cm ＞（5～15）cm ＞（15～25）cm的趨勢。隨著栽培年限的延長，設(shè)施土壤可溶性鹽含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，其中寧城縣一肯中日光溫室辣椒基地栽培10 a 0～5 cm土層的土壤可溶性鹽含量最高，為11.4 g·kg-1，比露地提高了550%。與可溶性鹽含量變化趨勢相似，栽培5、10、15 a的設(shè)施土壤EC值、主要鹽離子含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，分析原因主要是赤峰設(shè)施栽培以茄果類蔬菜為主，種植結(jié)構(gòu)單一，輪作倒茬困難，隨著栽培年限延長，鹽分呈現(xiàn)逐漸積累的趨勢；而連續(xù)栽培15 a的設(shè)施土壤水溶性鹽、EC值、主要鹽離子含量反而降低的可能原因是：赤峰市2004年大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)以來，得到農(nóng)戶的高度重視和認可，但是開始幾年由于栽培管理水平較低、種植結(jié)構(gòu)單一、輪作倒茬困難、肥料投入量大、追肥次數(shù)多、盲目施肥等原因，致使過量的肥料在土壤中累積，設(shè)施土壤鹽漬化問題逐漸加重；之后隨著種植技術(shù)的提高和科學(xué)栽培技術(shù)的介入，農(nóng)戶逐漸意識到土壤存在問題，于是采取換土、夏季悶棚、輪作倒茬、合理施肥、秸稈還田等方法改善和緩解了土壤鹽漬化問題。

在地區(qū)上，設(shè)施土壤鹽分組成存在一定差異。寧城縣一肯中日光溫室辣椒基地土壤的Na+、SO42-含量明顯低于寧城縣大城子日光溫室番茄基地土壤。分析原因一是因為各地農(nóng)戶的栽培管理措施不同，施肥方式、種植年限、作物種類和管理水平都會影響土壤鹽漬化程度；二是不同地區(qū)栽培蔬菜種類不同，不同蔬菜的需肥特性不同；三是寧城縣大城子日光溫室番茄連作栽培，種植結(jié)構(gòu)較單一，常年施用同類化肥，施肥種類單一，是設(shè)施土壤中主要鹽離子種類存在差異的主要原因。