长沙市郊露天菜地土壤肥力状况研究

雷 盼，张杨珠，黄运湘，廖超林，杨甲华，和利钊

（湖南农业大学资源环境学院，湖南 长沙 410128）

在城市郊区建立蔬菜基地，发展蔬菜生产，是充分发挥郊区为城市服务功能的必要举措。然而，城市化与工业化进程的加速对城市周边地区土壤资源产生日益严重的压力，城市生活垃圾乱排乱放，施肥措施不合理，农化产品高强度使用，均会导致土壤质量和农产品品质下降[1]。从土壤-植物系统观点出发，了解市郊菜园土的土壤质量现状及其变化规律，对改良土壤、保持农业可持续发展具有十分重要的意义。研究以长沙市东郊和北郊的几个露天蔬菜基地为对象，进行菜园土壤肥力和酸化状况调查与评价，旨在探明我国南方城市郊区菜园土壤肥力和酸化特征，为合理建设和开发提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 取样方法及土壤概况

供试土壤采自长沙市郊区的5个露天蔬菜基地：东郊的黄兴镇新村、东岸乡东湖村和榔梨镇土岭社区，北郊的捞刀河镇成功村、北山镇福安村。在每个村选取具有代表性的菜地3~5块，在每块菜地上按“S”型用土钻钻取0~20 cm的代表性土样，组成混合样的点数根据菜地形状、面积、土壤差异大小和地形条件而定，每个土壤样品采集1 kg，去除杂物，自然风干，磨碎过筛后待测。

供试土壤中，黄兴镇新村和榔梨镇土岭社区两个蔬菜基地分布在长沙地区浏阳河两岸的一级河谷阶地，地势平坦，海拔在50 m以下，其成土母质为河流沉积物。所种蔬菜主要供给长沙市，种植蔬菜品种多，复种率高。东岸乡东湖村、捞刀河镇成功村和北山镇福安村则处于长沙地区的丘岗谷地，成土母质分别为第四纪红色粘土、板岩风化物和花岗岩风化物，其所种蔬菜主要为自己食用，种植品种单一，复种率低。

1.2 分析方法

土壤基本农化性状均采用国标方法测定[3]，具体分析方法如下：有机质采用高温外加热重铬酸钾氧化－容量法；全氮采用开氏消煮法；全磷采用碳酸钠熔融－钼锑抗比色法；全钾采用氢氧化钠熔融－火焰光度法；碱解氮采用碱解扩散法；有效磷采用碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法；速效钾采用1 mol/L乙酸铵浸提-火焰光度法；pH采用水浸－电位法；CEC采用1 mol/L乙酸铵交换法；交换性盐基阳离子（K+、Ca2+、Na+、Mg2+）采用 1 mol/L 乙酸铵交换－原子吸收分光光度法；交换性酸（H+、Al3+）采用 1 mol/L氯化钾交换－中和滴定法。

2 结果与分析

2.1 土壤的主要肥力状况

2.1.1 全量养分含量 从表1可知，各菜地土壤的有机质和全氮含量均比较丰富，其中有机质含量以成功村的最高（37.0±4.33 g/kg），东湖村最低（25.2±3.87 g/kg）。其原因与各菜地种植蔬菜年限和施肥水平有关，新村、东湖村、土岭社区露天菜地是商业化种植，种植指数高，主要施用商品化肥，因而土壤有机质较低；而成功村、福安村则主要施用有机肥，很少施用化肥，故土壤有机质含量较高。供试菜地土壤全氮含量与有机质含量的变化规律相似。按中国耕地土壤肥力分级标准[4]，均达到3级水平，说明供试土壤达到中等肥力水平。

表1 长沙市郊菜地土壤有机质和氮磷钾养分状况

供试土壤全磷含量最高的为东湖村（2.1±0.28 g/kg），新村土壤全磷含量最低（1.0±0.33 g/kg）。总的来说，供试土壤的全磷含量较高，均在1.0 g/kg以上，属于一级水平，显著高于一般耕地土壤，说明供试土壤的磷素储量非常丰富。

供试土壤全钾含量差异比较明显。福安村土壤全钾含量最高，达到19.5±0.74g/kg，东湖村最低，仅为12.4±0.37 g/kg，相差7.1 g/kg。土壤全钾含量和母质直接相关：花岗岩风化物发育的菜园土＞板岩风化物发育的菜园土＞河流冲积物发育的冲积菜园土＞第四纪粘土发育的菜园土。

2.1.2 有效养分含量 土壤碱解氮是表征土壤氮素供应强度的指标，是当季作物有效氮素的主要来源。由表1可知，成功村土壤碱解氮含量最高，达150.3±68.4 mg/kg，其余菜地之间碱解氮含量差别不大，均在100～120 mg/kg间。5个基地土壤碱解氮的平均含量为117.7 mg/kg，最大值为218.7 mg/kg。根据土壤养分含量分级标准[4]，供试土壤氮素肥力水平为中等偏上。土壤碱解氮含量高，可促进蔬菜的生产，提高蔬菜产量和经济效益，但是含量过高会造成蔬菜的硝酸盐污染，降低蔬菜品质[6]，因此，菜农在蔬菜施肥实践中，应该正确评估菜园土本身的供氮能力，科学合理的施用氮肥。

供试土壤有效磷含量都比较丰富，均在60～100 mg/kg之间，尤以成功村土壤有效磷含量最高，达201.0±34.9 mg/kg，这可能由于该菜地种植时间长，长期施用磷肥，而土壤中磷素迁移率小，不易淋溶。由此可见，在种植年限长的菜园土上应适量减少磷肥的投入，避免不必要的浪费和污染。

总体来说，供试土壤速效钾含量属于中等水平，且各基地土壤速效钾含量差异不大，均在95～160 mg/kg之间。虽然蔬菜种植，特别是叶菜类的种植过程中，对钾素的需求不高，但许多研究表明[7]，充足的钾素供应不仅能促使蔬菜显著增产，而且对于提高蔬菜维生素C含量，降低植物体内硝酸盐含量，改善蔬菜品质也具有明显效果。然而人们往往偏重于氮磷肥的施用，忽略施用钾肥的重要性，而钾很容易随水流失，在实际施肥实践中应当重视施用钾肥[8]。

2.2 土壤的酸性和交换性

2.2.1 土壤酸性 土壤pH值是土壤重要的化学性质之一，对蔬菜的生长、微生物活动、养分有效性以及土壤理化性质等方面有很大影响。从表2可以看出，5个基地菜园土的pH值在4.3~5.2之间，平均为4.8，均呈酸性。以东湖村土壤pH值最低（4.3±0.28），土岭社区最高（5.2±0.43）。这可能与成土母质、菜地种植年限和施肥水平有关。

土壤潜性酸指吸附在土壤胶体表面的交换性致酸离子（H+和Al3+）[5]。土壤潜性酸是活性酸的主要来源，也是衡量土壤酸性强弱和改良土壤酸性的重要指标[2]。从表2可知，供试土壤交换性酸含量均较小，交换性酸和交换性Al3+最高值出现在东湖村，分别为 1.28±0.76 cmol（H+）/kg 和 1.02±0.64 cmol（1/3 Al3+）/kg，最低值出现在土岭社区，分别为0.15±0.17 cmol（H+）/kg和0.10±0.11 cmol（1/3 Al3+）/kg，表明土壤酸化程度不是很高；从交换性Al3+占交换性酸总量的百分比来看，交换性Al3+是土壤交换性酸的主体，而交换性H+所占比例极少。在pH值高于4.3的土壤中，土壤的交换性酸含量较低。

2.2.2 土壤的阳离子交换量与交换性阳离子组成土壤的阳离子交换容量（CEC）是土壤的保肥供肥性能的重要指标，它反映了土壤胶体表面的负电荷总量。其所吸附的阳离子量包括交换性盐基和水解性酸，两者的总和即为CEC[5]。由表3可知，供试土壤CEC值在7~13 cmol/kg之间，平均为10.2 cmol/kg。一般认为，土壤阳离子交换量在10 cmol/kg以下为土壤保肥能力比较弱的土壤[11]，故供试土壤的保肥和酸化缓冲能力比较弱。菜园土不同于自然土壤，受人为影响较大。改土、施肥措施不一，成土母质不同，胶体类型和土壤质地等差异会导致土壤CEC值小幅波动。

表2 菜地耕层土壤交换性酸和交换性Al3+含量

表3 菜地耕层土壤阳离子交换量 （cmol/kg）

土壤的有效阳离子交换容量（ECEC）反映了土壤胶体表面的永久电荷量。从表3可知，供试土壤的有效阳离子交换量（ECEC）最高值出现在土岭社区，为 9.3±1.7 cmol/kg，最低在福安村，为 6.1±1.4 cmol/kg。土壤的ECEC值与土壤的CEC值有一定的相关性，而且占了土壤CEC值的绝大部分，一般在60%以上。5个样点只有东湖村土壤在60%以下，因为东湖村的土壤CEC值最大，而土壤ECEC值只有7.0±0.9 cmol/kg。从土壤的盐基饱和度（B.S.）来看，土壤ECEC值与盐基饱和度成正相关关系，最大值同样出现在土岭社区，为85.7%，说明土岭社区土壤对于酸化缓冲性能较大。而东湖村、成功村则需要注意防范土壤酸化。

由表3可知，供试土壤的盐基组成中，主要是交换性Ca2+，占交换性盐基离子的60%以上，其次是交换性Mg2+，这二者平均约占盐基总量的95%。其中以土岭社区的最高，分别为7.2±1.5 cmol/kg和1.7±0.3 cmol/kg，东湖村的最低，分别为4.4±1.3 cmol/kg和0.9±0.2 cmol/kg，各个基地土壤交换性K+含量之间没有明显差异，而交换性Na+的含量微乎其微，基本测不出来。这主要与成土母质及土壤形成过程中Ca和Mg的优先固持作用有关[11]，与施肥习惯、灌溉等农田管理措施也有一定关联[9]。

3 小结

长沙市郊5个露天菜地土壤的肥力水平较高，有机质、氮素、磷素含量均很丰富，尤其以土壤有效磷含量高，远高于其他耕地土壤。存在着缺钾或潜在缺钾的现象。故在施肥实践中应当注意增施钾肥，控制磷肥的施入。

土壤的阳离子交换容量（CEC）是土壤的保肥供肥性能的重要指标，而供试土壤CEC值在7~13 cmol/kg之间，平均为10.2 cmol/kg，其土壤的保肥和酸化缓冲能力比较弱。从土壤的盐基组成可得知，土壤阳离子主要是交换性Ca2+，占交换性盐基离子的60%以上，其次分别是交换性Mg2+、交换性K+。交换性Ca2+和交换性Mg2+约占盐基总量的95%，而交换性Na+的含量微乎其微。

供试露天菜地土壤pH值在4.3~5.2之间，平均为4.8，均为酸性土壤。东湖村菜地土壤出现明显酸化现象，此地CEC含量为12.4±0.6 cmol/kg，为保肥力中等的土壤，但是盐基饱和度低，其潜能未能开发，造成部分铝离子溶出，需要采取必要的措施。其他4个供试点土壤酸化不严重，但仍需保持警惕。施肥时应以有机肥为主，化肥为辅；改传统施肥为平衡施肥，促进菜地土壤用养结合；积极进行菜地土壤改良，如用石灰或粉煤灰等改良。

[1]郑海龙，陈 杰，邓文靖.城市和城市边缘地带农业的环境与健康问题[J].环境与健康杂志，2005，22（1）：76-78.

[2]朱祖祥.中国农业百科全书—土壤卷 [M].北京：农业出版社，1996.263-264.

[3]中国土壤学会.土壤农业化学常规分析方法[M].北京：中国农业科技出版社，2000.

[4]席承藩.中国土壤[M].北京：农业出版社，1998.875-900.

[5]N.C.布雷迪.土壤的本质与性状[M].北京：科学出版社，1982.227-244.

[6]张杨珠，黄运湘，王翠红，等.菜园土壤肥力特征与蔬菜硝酸盐污染的控制技术Ⅱ.长沙市郊6个蔬菜基地土壤的肥力特性[J].湖南农业大学学报，2004，30（3）：229-232.

[7]黄运湘，曾希柏，张杨珠，等.湖南省丘岗菜园土壤的酸化特征及其对土壤肥力的影响[J].土壤通报，2010，41（3）：633-638.

[8]王雪冲.菜园土壤肥力特性的变化及其培肥措施[J].土壤通报，1985，16（4）：180~183.

[9]易杰祥，吕亮雪，刘国道.土壤酸化和酸性土壤改良研究[J].华南热带农业大学学报，2006，12（1）：23-28.

[10]吴 云，杨剑虹，魏朝富.重庆茶园土壤酸化及肥力特征的研究[J].土壤通报，2000，35（6）：715-719.

[11]姜 勇，张玉革，梁文举，等.耕地土壤交换性钙镁比值的研究[J].土壤通报，2003，34（5）：414-417.