城市近郊菜地不同耕作模式对土壤养分的影响

欧继喜 陈利丹 马海峰 黎华寿 徐培智

（1.深圳市农作物良种引进中心，广东深圳，518122；2.华南农业大学农学院生态研究室；3.广东农科院土肥所）

城市近郊菜地不同耕作模式对土壤养分的影响

欧继喜1陈利丹1马海峰1黎华寿2徐培智3

（1.深圳市农作物良种引进中心，广东深圳，518122；2.华南农业大学农学院生态研究室；3.广东农科院土肥所）

研究了不同种植模式下土壤养分的变化。试验结果表明，土壤碱解氮含量与有机质含量的变化呈正相关，土壤碱解氮含量可以反映土壤近期氮素供应情况，因此增加土壤有机质含量是提高土壤肥力的一种重要手段。化肥的施用是土壤速效钾的重要来源之一，农作物秸秆肥田对提高缺钾型土壤的速效钾含量有显著的效果。长期的蔬菜连作会加重土壤的负担，不利于城市近郊菜地的可持续利用，实行123种植模式（RVCs）有利于减轻土壤速效磷的富集。

城市近郊菜地 耕作模式 轮作 土壤养分

广东改革开放近30 a来，工业与第三产业得到了飞速发展。特别是珠三角地区，城市快速发展、城市人口飞速增长，耕地面积逐年锐减。20世纪80年代城市郊区耕地的耕作制度也由单一种植水稻向多元化方向发展，由于蔬菜种植效益较高，20世纪90年代后城市郊区耕地种植制度转为高复种及其间作套种蔬菜。由于耕地长期连续旱作及超负荷生产使得土壤生态环境逐渐恶化，土壤出现酸化、板结、养分失衡、地力下降、种植成本增加、土壤中有毒物质累积和残存的虫卵、病菌日益增多。连续高复种指数种植蔬菜产生了连作障碍，随之而来的一系列问题如食品安全等日益突出。

本研究拟通过研究不同种植模式下土壤养分变化，了解土壤肥力的演变规律，从而揭示不同种植模式下土壤养分特征，为“123种植模式”提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试水稻品种为黄华占（广东省农科院水稻所提供），蔬菜品种为四九－19菜心（广州市农科所提供）与油青8号甜菜心（深圳市范记种子行提供）。试验在深圳市农作物良种引进中心广东省深圳市龙岗区坑梓街道的试验场内进行，试验地面积36 m×50 m。土壤质地为粉壤土。

1.2 试验处理

试验共设3个处理，处理1，休闲轮作模式（菜—荒—菜，菜地在5～9月撂荒，Fallow Rotation Cropping System，简称FRCs，撂荒时将小区排水口封住，雨天将水灌满，其余时间不进行人工灌水，小区土壤干湿交替）；处理2，123种植模式（菜—稻—菜，菜地在5～9月轮作一季中晚稻，Rice-vegetable Cropping System，简称RVCs）；处理3，蔬菜连作模式 （菜—菜—菜，Vagetable Continuous Cropping Syetem，简称VCCs）。每处理3次重复，共9个小区，小区面积12 m×16.7 m，随机区组排列。要求每个小区有田埂，能独立排灌水。试验时间为2007年4月下旬至2008年4月下旬。

图1 0～15 cm土壤有机质含量变化

图2 15～30 cm土壤有机质含量变化

图3 0～15 cm土壤碱解氮含量变化

表4 15～30 cm土壤碱解氮含量变化

蔬菜连作模式（简称VCCs）处理一个试验周期连续种植10茬菜心，123种植模式（简称RVCs）处理种植6茬菜心和1茬水稻，休闲轮作模式（简称FRCs）处理只种植6茬菜心。其中3种种植模式处理有6茬菜心在播种、定植、施肥、打药等田间管理技术措施上均完全一致。3种种植模式处理的第1茬菜心均于2007年3月31日播种育苗，4月22日定植移栽，定植株行距均为15 cm，5月8日采收完毕。在5月9日至9月7日期间VCCs处理连续种植菜心4茬，其中1茬菜心由于生长期间遇到台风，产量绝收，有2茬菜心产量极低，只有1茬菜心产量趋于正常；RVCs处理种植1茬水稻，产量基本正常；FRCs处理实行休闲，只对田间杂草进行定期清除，不作其他农事活动。

育苗、肥水管理、病虫害防治及其他田间管理等均按当地种植习惯进行，试验期间同一种作物在同一时间段的施肥水平、管理措施等均保持一致。

1.3 试验方法

①土壤样品的采集 每个小区采10个样点，呈“S”型线路采样。采样时用管形土钻钻入土壤30 cm深，取出土钻，将土钻下方15 cm土柱取出并放入标有15～30 cm土样的食物保鲜袋中，再将土钻上方15 cm土柱取出并放入标有0～15 cm土样的食物保鲜袋中。依次采取第2、第3个样点，直至采完10个样点。将10个样点采取的同一层次土样混合均匀，标明采样小区编号。用同样方法采取其他小区的土壤样品，样品采完后统一放入带冰块的保温箱内保存备用。土壤样品分别在2007年5月、9月、11月采集。

②土壤养分测定 有机质用重铬酸钾容量法；碱解氮用碱解扩散法；速效钾用醋酸铵火焰光度法；速效磷用碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法，具体方法见《土壤农化分析》。

2 结果与分析

2.1 土壤有机质

①试验地土壤有机质基本情况 从图1，2可知，试验地土壤有机质含量大部分在5～10 g/kg，有机质含量较低，属低肥力地。

②不同种植模式对土壤有机质的影响 从图1，2可看出，表层土壤（0～15 cm）有机质含量比底层土壤（15～30 cm）高，这与多年来的农业活动有关。底层土壤（15～30 cm）有机质含量随表层土壤（15～30 cm）有机质含量变化而变化，呈显著正相关，说明土壤本身就是一个动态的平衡体，彼此间存在着物质交换。

5～9月，土壤有机质含量呈下降趋势，说明在土壤有机质的动态体中合成量小于消耗量，土壤有机质含量随温度升高而下降。蔬菜连作模式（VCCs）的土壤有机质含量下降最慢，与蔬菜复种指数高，施肥水平明显高于其他处理有一定关系；123种植模式（RVCs）的土壤有机质含量下降最快，可能与种植水稻改变了土壤原有的酶与微生物的生存环境有关。

图5 0～15 cm土壤速效钾含量变化

图6 15～30 cm土壤速效钾含量变化

图7 0～15 cm土壤速效磷含量变化

图8 15～30 cm土壤速效磷含量变化

9～11月，土壤中有机质含量呈上升趋势，说明在土壤有机质的动态体中合成量大于消耗量，土壤有机质含量随温度降低而上升，说明土壤有机质积累与温度呈负相关。123种植模式（RVCs）的土壤有机质含量上升最快，与水稻秸秆肥田有很大关系；休闲轮作模式（FRCs）的土壤有机质含量上升最慢，该处理在休闲时因定期铲除杂草，地表裸露，受自然因素影响较其他处理严重，夏季土壤温度较高，有机物料及土壤稳定有机质的矿化分解作用强，加之该处理不种作物，无根茬等残落物的补充，致使土壤有机质回升缓慢。这给我们一个重要的启示，农田生态系统通过作物自身调节，可维持土壤有机质的平衡。

蔬菜连作模式（VCCs）在各处理中施用化肥水平最高，土壤中有机质含量上下波动较小，本试验表明，施用化肥基本可以维持土壤有机质平衡，与张爱君等[1]研究结果相似。

2.2 土壤碱解氮

①试验地土壤碱解氮基本情况 土壤碱解氮含量可以反映土壤近期氮素供应情况，从图3，4可知，试验地土壤碱解氮含量大部分在50～200 mg/kg，碱解氮含量较低，属低肥力地。

②不同种植模式对土壤碱解氮的影响 从图3，4可知，表层土壤 （0～15 cm）碱解氮含量比底层土壤（15～30 cm）高，底层土壤（15～30 cm）碱解氮含量随表层土壤（15～30 cm）碱解氮含量变化而变化，呈显著正相关，说明土壤本身就是一个动态的平衡体，彼此间存在着物质交换。

5～9月，土壤碱解氮含量呈下降趋势，说明在土壤碱解氮的动态体中合成量小于消耗量，土壤碱解氮含量随温度升高而下降。123种植模式（RVCs）的土壤碱解氮含量下降最快，可能与种植水稻改变了土壤原有的酶与微生物的生存环境及水稻生长过程中吸收量有关。

9～11月，土壤中碱解氮含量呈上升趋势，说明在土壤碱解氮的动态体中合成量大于消耗量，土壤碱解氮含量随温度降低而上升。123种植模式（RVCs）的土壤碱解氮含量上升最快，与水稻秸秆肥田有很大关系；休闲轮作模式（FRCs）的土壤碱解氮含量上升最慢，该处理在休闲时因定期铲除杂草，地表裸露，受自然因素影响较其他处理严重，夏季土壤温度较高，加之该处理不种作物，无根茬等残落物的补充，致使土壤碱解氮回升缓慢。

2.3 土壤速效钾

①试验地土壤速效钾基本情况 从图5，6可知，试验地土壤速效钾含量大部分都小于100 mg/kg，速效钾含量较低，属缺钾土壤。

②不同种植模式对土壤速效钾的影响 从图5，6可看出，表层土壤（0～15 cm）速效钾含量比底层土壤（15～30 cm）高，这与多年来的农业活动有关。底层土壤（15～30 cm）速效钾含量随表层土壤（15～30 cm）速效钾含量变化而变化，呈显著正相关，也说明土壤本身就是一个动态的平衡体，彼此间存在着密切的物质交换。

5～9月，休闲轮作模式（FRCs）的土壤速效钾含量下降最快，而只有该处理休闲期间没有施用化肥；蔬菜连作模式（VCCs）的速效钾含量不降反升，而该处理的化肥施用量最高；说明化肥的施用是土壤速效钾的重要来源之一。

9～11月，123种植模式的土壤速效钾含量上升最快，与水稻秸秆肥田有很大关系，说明农作物秸秆肥田对提高缺钾型土壤的速效钾含量有显著的效果。

2.4 土壤速效磷

①试验地土壤速效磷基本情况 从图7，8可知，试验地土壤速效磷含量大部分大于100 mg/kg，速效磷含量较高，属富磷土壤。

②不同种植模式对土壤速效磷的影响 从图7，8可知，表层土壤 （0～15 cm）速效磷含量比底层土壤（15～30 cm）高，这与多年来的农业活动有关。底层土壤（15～30 cm）速效磷含量随表层土壤（15～30 cm）速效磷含量变化而变化，呈一定的正相关，但灵敏度不如有机质、速效钾及碱解氮高，说明土壤本身就是一个动态的平衡体，彼此间存在着物质交换，同时速效磷在土壤中的移动比碱解氮与速效钾移动速度慢。

9月测得的土壤速效磷含量与5月的数据相比，因处理间变化明显，说明不同作物对土壤速效磷的需求明显不同，水稻生长对土壤速效磷需求比菜心对土壤速效磷需求高。从表层土壤（0～15 cm）速效磷的富集情况看，水旱轮作有利于减轻土壤速效磷的富集。

3 小结

3.1 土壤中碱解氮与有机质之间的关系

本试验表明，土壤碱解氮含量与有机质含量的变化呈正相关，土壤碱解氮含量可以反映土壤近期氮素供应情况，因此增加土壤有机质含量是提高土壤肥力的一种重要手段。

3.2 城市近郊菜地土壤速效钾的特征

本试验可以看出，5～9月，休闲轮作模式（FRCs）的土壤速效钾含量下降最快，而只有该处理休闲期间没有施用化肥；蔬菜连作模式（VCCs）的速效钾含量不降反升，而该处理的化肥施用量最高；说明化肥的施用是土壤速效钾的重要来源之一。从9～11月，123种植模式（RVCs）的土壤速效钾含量上升最快，与水稻秸秆肥田有很大关系，说明农作物秸秆肥田对提高缺钾型土壤的速效钾含量有显著的效果。

3.3 城市近郊菜地土壤速效磷的特征

试验表明，城郊菜地由于连续种植叶菜，叶菜对速效磷的需求相对较少，速效磷长期不断积累导致土壤有效磷富集，长期的蔬菜连作会加重土壤的负担，不利于城市近郊菜地的可持续利用。实行123种植模式（RVCs）有利于减轻土壤速效磷的富集。

[1]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科技出版社，2000.

[2]张放，张士良.都市农业与可持续发展[M].北京：化学工业出版社，2005.

[3]海金玲.中国农业可持续发展研究[M].上海：上海三联出版社，2005.

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[5]张健，陈凤.区域土地利用变化对土壤磷含量的影响评价研究[J].生态环境，2007，16（3）：1018-1023.

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[7]张爱君，张明普.黄潮土长期轮作施肥土壤有机质消长规律[J].安徽农业大学学报：自然科学版，2002（1）：23-25.

Effects of Different Cultivation Mode on Soil Nutrition in Vegetable Field in Suburban Areas

OU Jixi1,CHEN Lidan1,MA Haifeng1,LI Huashou2,XU Peizhi3
(1.Shenzhen Crop Introduction Centre,Shenzhen,Guangdong 518122;2.Ecology Research Group,College of Agronomy, South China Agriculture University;3.Institute of Soil and Fertilizer,Guangdong Agriculture Academy)

The changes of soil nutrition in different cultivation mode were studied.The results showed that the soil alkalihydrolyzed N was positively related to the changes of organic matter content,and available N could reflect soil nitrogen supply lately,so increasing organic matter in soil is an important method to improve soil fertility.Fertilization is an important resource of available K in soil.Straw to field has a significant effect on available K in K deficiency soil.Long-term continuous cropping in vegetable cultivation will add to the burden of the soil,and be not beneficial to the sustainable use of vegetable field in suburban areas.The rice-vegetable cropping system is beneficial to lighten the accumulation of available P.

Vegetable field in suburban areas;Cropping syetem;Crop rotation;Soil nutrition

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.14.024

深圳市农业综合开发经费项目（20070002）

欧继喜（1973-），男，高级农艺师，农业推广在读硕士，主要从事蔬菜作物新品种选育、推广及科研工作，电话：0755-84123027，13554919075。E-mail：szxi73@163.com

2009-02-13