冀西北設施菜田土壤肥力狀況分析及評價

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　　摘要：為探明冀西北設施菜田土壤肥力狀況，提供土壤養分合理、科學管理的理論依據，對不同種植年限的設施菜田進行土壤取樣分析。結果表明，冀西北設施菜田土壤pH平均為8.06，隨著種植年限的增加土壤pH呈下降趨勢;土壤電導率平均為652.9 μS/cm，隨著種植年限的增加菜田土壤的電導率逐漸增加，鹽分在土壤中的累積量逐漸增大。冀西北設施菜田土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀平均含量分別為38.9 g/kg、104.8 mg/kg、162.4 mg/kg和284.7 mg/kg，隨著種植年限的增加均呈明顯積累趨勢。建議施肥應根據土壤養分狀況和蔬菜需肥特性，最大限度地活化和利用土壤積累態養分;進行測土配方施肥，降低設施菜田土壤酸化和鹽漬化程度，提高測土配方施肥技術的生態環境效益。
　　關鍵詞：菜田土壤;肥力;分析與評價;冀西北
　　中圖分類號：S158.3         文獻標識碼：A
　　文章編號：0439-8114（2019）07-00039-04
　　Abstract： In order to find out soil fertility status of greenhouse vegetable field in Northwest Hebei province and provide theoretical basis for scientific management of soil nutrients， soil sampling and analysis were carried out for greenhouse vegetable field with different planting years. The results showed that soil pH value was 8.06， and soil pH value decreased with the increase of planting years， the average soil conductivity was 652.9 μS/cm， with the increase of planting years， soil conductivity of vegetable field increased gradually， and the accumulation of salt in soil increased gradually. Soil organic matter， alkaline nitrogen， available phosphorus and available potassium in greenhouse vegetable field was 38.9 g/kg，104.8 mg/kg，162.4 mg/kg and 284.7 mg/kg， respectively， which showed significant accumulation trend with the increase of planting years. It is suggested that fertilization should activate and utilize soil accumulative nutrients according to soil nutrient status and characteristics of vegetable nutrient requirement， and soil testing and formula fertilization should be carried out to reduce soil acidification and salinization in greenhouse vegetable field， and gained ecological and environmental benefits.
　　Key words： soil of greenhouse vegetable field; fertility; analysis and evaluation; northwest Hebei province
　　冀西北張家口市氣候冷涼、無霜期短、光照充足、晝夜溫差大，獨特的氣候和地理環境造就了蔬菜卓越的品質[1]。近年來張家口市蔬菜種植面積保持在10萬hm2， 2017年種植面積為10.31萬hm2、產量達570.31萬t，無公害蔬菜、錯季蔬菜逐漸發展成為張家口市蔬菜產業的特色[2]。在蔬菜種植中，設施蔬菜具有節水、抗旱的特性，對于張家口市這樣一個干旱缺水地區發展農業生產有著重要的作用，已成為張家口市發展現代農業的主導產業之一，其中涉及日光溫室0.23萬hm2、大中小棚1.75萬hm2。
　　近年來，人們為了提高蔬菜作物的產量追求經濟利益而大量施用化肥（主要是氮肥），對土壤、水質、農產品及環境產生嚴重的污染，這種現象在設施栽培條件下尤為明顯，由此導致了設施菜田土壤肥力非均勻化、化肥利用率下降、菜田生態環境質量下降等一系列較為嚴重的問題，設施菜田也形成了獨特的土壤肥力特征[3]。因此，本研究以張家口市為例，對不同種植年限的設施菜田進行土壤取樣分析，以期全面了解冀西北設施菜田土壤養分現狀。
　　1  材料與方法
　　1.1  土壤取樣區域和取樣方法
　　2015年10月至2016年4月在張家口市懷來縣、宣化區、沽源縣3個縣（區）進行土壤樣品的采集，每個縣（區）選擇有代表性的4個村，每個村隨機選擇10個不同種植年限的大棚（無后墻）或日光溫室（有后墻）進行取樣，種植蔬菜品種為番茄、黃瓜和甜椒，取樣采用5點法采集土壤耕層0～20 cm的土樣，共采集土樣120個，土樣帶回實驗室風干后粉碎過1 mm篩和0.25 mm篩供室內分析。 　　1.2  土壤化驗分析方法
　　土壤pH采用電位法測定，土壤電導率采用電導率法測定，土壤有機質采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定，土壤堿解氮采用堿解擴散法測定，土壤有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，土壤速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定。
　　1.3  數據處理和統計分析
　　測定數據采用Excel統計軟件進行統計，并用SAS統計軟件進行相關檢驗。
　　2  結果與分析
　　2.1  設施菜田土壤pH、電導率和養分狀況分析
　　從表1可以看出，菜田土壤pH平均為8.06，變化范圍為7.08～8.66;土壤電導率平均為652.9 μS/cm，變化范圍為87.4～1 779.8 μS/cm;土壤有機質含量平均為38.9 g/kg，變化范圍為9.08～74.2 g/kg;土壤堿解氮含量平均為104.8 mg/kg，變化范圍為29.7～489.5 mg/kg;土壤有效磷含量平均為162.4 mg/kg，變化范圍為15.1～600.8 mg/kg;土壤速效鉀含量平均為284.7 mg/kg，變化范圍為54.3～711.5 mg/kg。
　　根據所采土樣養分的分布情況，依據多年來對冀西北張家口市菜田土壤養分狀況的研究和實踐，并參考河北省及其他地區對土壤養分分級標準的研究資料[4]，初步提出冀西北菜田土壤養分分級參考標準（表2）。從表2設施菜田土壤有機質含量分級標準來看，高水平及以上占37.5%，中等水平占25.0%，低水平及以下占37.5%;從堿解氮含量分級標準來看，高水平及以上占40.0%，中等水平占26.7%，低水平及以下占33.3%;從有效磷含量分級標準來看，高水平及以上占50.0%，其中極高水平占38.3%，中等水平占22.5%，低水平及以下占27.5%;從速效鉀含量分級標準來看，高水平及以上占59.2%，其中極高水平占40.0%，中等水平占20.8%，低水平及以下占20.0%。
　　2.2  土壤pH、電導率和各養分含量與種植年限的相關性
　　2.2.1  土壤pH與種植年限的相關性  土壤pH是土壤的基本性質之一，也是影響土壤肥力的重要因素。圖1為設施菜田土壤pH隨種植年限的變化趨勢，可以看出，隨著種植年限的增加，土壤pH逐漸降低，兩者呈極顯著負相關（r=-0.882 7），充分說明了設施菜田土壤有隨種植年限的增加呈現酸化的趨勢。
　　2.2.2  土壤電導率與種植年限的相關性  土壤鹽分的累積不僅會嚴重危害蔬菜生長發育，而且還會影響設施土壤的持續利用，土壤電導率與鹽分總量的變化趨勢相同，因此土壤含鹽量高低可以通過土壤電導率來衡量[3]。從圖2設施菜田土壤電導率和種植年限的關系可以看出，隨著種植年限的增加，菜田土壤的電導率逐漸增加，鹽分在土壤中的累積量逐漸增大，相關的統計分析也表明，兩者呈極顯著的正相關關系（r=0.889 3）。
　　2.2.3  土壤有機質含量與種植年限的相關性  土壤有機質對土壤水、肥、氣、熱等因素起著重要的調節作用，對土壤結構、耕性也會產生重要影響，因此土壤有機質含量的高低是評價土壤肥力的重要指標之一。從圖3可以看出，隨著種植年限的增加，設施菜田土壤有機質含量逐漸增加，相關性可用一元二次方程y=-0.296 8x2+8.861 1x+0.656 4（r=0.908 2）表示。
　　2.2.4  土壤堿解氮含量與種植年限的相關性  土壤堿解氮是衡量土壤近期內氮養分供應水平，決定科學施肥的一個重要依據。從圖4可以看出，隨著種植年限的增加，設施菜田土壤堿解氮含量逐漸增加，相關性可用指數關系y=29.346e0.184 3x（r=0.907 0）表示。
　　2.2.5  土壤有效磷含量與種植年限的相關性  土壤有效磷含量是評價土壤供磷能力高低的指標，是合理施用磷肥的重要依據。從圖5可以看出，隨著蔬菜種植年限的增加，土壤有效磷含量均呈現明顯積累趨勢，兩者呈極顯著的相關關系（r=0.937 0）。
　　2.2.6  土壤速效鉀含量與種植年限的相關性  土壤速效鉀能直接被作物吸收利用，是反映土壤供鉀水平的標志。從圖6可以看出，隨著蔬菜種植年限的增加， 土壤速效鉀含量均呈明顯積累趨勢， 兩者呈極顯著的相關關系（r=0.928 2）。
　　3  小結與討論
　　3.1  討論
　　pH對土壤氮、磷等物質循環和植物正常生產發育產生重要影響[5，6]，因此，在設施菜田進行種植時，應該以土壤pH作為主要依據，合理改善土壤酸堿度，使pH在適宜的范圍內，保證土壤各養分的有效性。本研究中菜田土壤pH平均為8.06，變化范圍為7.08～8.06，隨著種植年限的增加表層土壤的pH呈下降趨勢，即設施菜田表層土壤表現出酸化現象，可能與氮肥超量施用、養分施用不平衡有關，這與其他學者的研究結果一致[5]。
　　研究表明，隨種植年限的延長，設施蔬菜由于季節性或常年覆蓋以及長期不合理施肥等，致使鹽分在土體表層中有較明顯的集聚現象，當電導率達到500 μS/cm時，茄果類蔬菜作物的正常生長就會受到抑制[7]。本研究土壤的電導率平均為652.9 μS/cm，已超過蔬菜的生育障礙臨界點;且隨著種植年限的增加，菜田土壤的電導率逐漸增加，鹽分在土壤中的累積量增加，因此采取揭棚（土壤鹽分接受自然雨水的充分淋洗）、翻耕、灌水洗鹽等各種措施減緩生產上的損失，從而達到減少土壤鹽分含量的目的[3]。
　　根據對冀西北設施菜田土壤養分狀況的分析，可以得到菜田土壤有機質含量平均為38.9 g/kg，從土壤有機質分級標準來看，中高等以上的比例占62.5%，其中高水平及以上的比例占37.5%，整體處于中上等水平，且隨著蔬菜種植年限的增加，有機質含量均呈明顯積累趨勢，因此，多年來冀西北設施菜田由于肥料的過量投入，土壤有機質已處于較豐富的水平。同樣，冀西北設施菜田土壤堿解氮、有效磷和速效鉀平均含量分別為104.8、162.4、284.7 mg/kg，高水平及以上的比例分別達40.0%、50.0%和59.2%，且隨著蔬菜種植年限的增加，土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量均呈明顯積累趨勢，這是由于菜田施肥管理中肥料的過度投入在土壤中積累了大量的氮、磷、鉀養分，這不僅造成肥料的浪費，還存在潛在的環境問題[8]。 　　總之，測土配方施肥是設施菜田土壤酸化和鹽漬化防治的有效技術措施[9]，所以在冀西北設施菜田生產中，首先要對每個田塊進行測土配方施肥，根據土壤養分狀況分類指導肥料的施用，嚴格控制化肥用量并使化肥施用結構與比例相協調，從而杜絕化肥的濫用問題。其次，設施蔬菜施肥應根據土壤養分狀況、蔬菜需肥特性，最大限度地活化和利用土壤積累態養分，注重氮、磷和鉀肥的平衡施用，研究高產、優質、高效多目標并重的施肥技術體系。最后，要根據冀西北設施蔬菜生產中存在的主要問題，進行設施蔬菜生產區氣候特點以及水土資源狀況的適應性研究，發揮測土配方施肥技術的生態環境效益[10]。
　　3.2  小結
　　冀西北設施菜田土壤pH平均為8.06，隨著種植年限的增加土壤的pH呈下降趨勢;設施菜田土壤的電導率平均為652.9 μS/cm，已超過蔬菜的生育障礙臨界點，且隨著種植年限的增加，菜田土壤的電導率逐漸增加，鹽分在土壤中的累積量逐漸增加。冀西北設施菜田土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀平均含量分別為38.9 g/kg、104.8 mg/kg、162.4 mg/kg和284.7 mg/kg，隨著種植年限的增加均呈明顯積累趨勢。
　　根據以上結果，建議施肥應根據土壤養分狀況、蔬菜需肥特性，最大限度地活化和利用土壤積累態養分;進行測土配方施肥，減少設施菜田土壤酸化和和鹽漬化，發揮測土配方施肥技術的生態環境效益。
　　參考文獻：
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