土壤调理剂对设施菜田土壤理化性状的影响及环境效应

王凯等

摘 要：设施菜田土壤质量下降制约着蔬菜产业持续发展。采用不同调理剂对设施土壤理化性状及氮磷环境效应进行试验研究。结果表明，施用试验材料的表层土壤容重均低于对照，田间持水量均高于对照，其中木本调理剂改土作用优于腐植酸钾和草本源调理剂处理；施用试验材料土壤有机质含量有所上升，土壤有效氮磷钾含量均有所提高，全氮含量有所下降，土壤C/N比有所增加；施用木本源和草本源调理剂对减缓土壤氮下移有一定作用。另外，腐植酸钾和木本源调理剂处理黄瓜产量均显著高于其他处理。该研究对改善土壤性状与提升设施土壤质量具有一定参考价值。

关键词： 土壤调理剂；设施菜田；土壤性状；环境效应

中图分类号：S155.4+1；S156.2 文献标识：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.06.014

Abstracts： The decline of greenhouse soil quality restricted the sustainable development of vegetable industry. The influence of different conditioner on the physical and chemical properties and the nutrients environmental effect were studied by experiment. The result showed that the experiment treatments had lower surface soil bulk density and higher field moisture capacity by applying test materials， and soil improvement effect of woody conditioner was better than the humic acid potassium and herb source conditioner. By applying test materials， the contents of soil organic matter were improved， the contents of nitrogen， phosphorus and potassium were also improved， the contents of the total nitrogen were decreased， soil carbon and nitrogen ratio was risen. Using woody source and herb source conditioners would reduce soil nitrogen movement. In addition， using potassium humate and woody source conditioner to cucumber made higher output than other treatments. This study would have some reference value for improving soil properties and soil quality.

Key words： soil conditioner； greenhouse vegetable； soil properties； environmental effect

作为“菜篮子”的蔬菜产业一直是百姓生活普遍关注的重点，也是农民增收的亮点。其中，设施蔬菜产业作为整体蔬菜产业的有效补充，其地位日益显现，尤其在大城市，设施蔬菜产业具有举足轻重的地位。近些年，天津市设施蔬菜规模发展速度很快，目前设施蔬菜面积占蔬菜栽培总面积的一半以上[1]。但是，在集约化设施发展的同时，设施土壤质量状况堪忧。高度集约化管理模式下的土壤次生盐渍化与酸化加重、土壤氮磷养分过量积累、土壤碳氮养分失衡、土传病害频繁以及土壤微生物多样性下降等问题日渐明显[2]，设施蔬菜生产体系土壤根际微生态系统环境失调，不能保障地上部的高效生长，尤其在设施老菜田表现明显[3]。通过改善根际土壤理化性状，开展设施菜田土壤质量提升研究是实现设施菜田体系良性循环发展的关键。土壤调理剂是加入土壤中用于改善土壤理化性质及其生物活性的物料[4]，其主要原料为天然泥炭、农用保水剂或其他有机物等，富含了营养元素[5-7]。这些土壤调理剂产品对于改良土壤结构、降低土壤盐碱危害、调节土壤酸碱度、改善土壤水分状况等作用较大[8-11]。基于此，探讨施用土壤调理剂改善设施菜田土壤理化性状来解决当前设施菜田土壤质量下降的问题，对推动设施菜田可持续生产具有重要意义。

1 材料和方法

1.1 试验区概况

试验区在天津市武清区北部无公害生产基地——大孟庄镇后幼庄村，气候为暖温带大陆性季风气候，年平均气温12.4 ℃，年平均降水量为515 mm，常年≥0 ℃的有效积温为4 816 ℃，年平均日照总时数2 705 h，无霜期212 d。该区种植制度以黄瓜—番茄为主，棚龄大部分在10年以上，养分投入偏高[12]，土壤磷环境风险较高，碳氮比偏低。具体理化性状如表1所示。

1.2 供试作物及材料

供试作物：黄瓜，品种为津优10号。

供试材料：木本源调理剂（泥炭）、腐植酸钾、草本源调理剂（米糠发酵），材料源于中向国际有限公司。

1.3 试验设计

试验在滴灌水肥基础上，设计4个处理，处理1为木本源调理剂（泥炭），处理2为腐植酸钾，处理3为草本源调理剂（米糠发酵），处理4为对照（不施），木本泥炭、腐植酸钾和草本调理剂分别按照4 500，3 750，5 625 kg·hm-2施用。试验采取随机区组设计，3次重复。

2 结果与分析

2.1 不同处理对设施土壤物理性状的影响

收获后采集4个处理的0～10、10～20 cm土层样品，用于测定土壤容重和田间持水量等指标。结果表明，不同处理土壤容重在10 cm土层均小于20 cm土层深度，施用试验材料的处理土壤容重均低于对照，其中木本泥炭处理土壤容重最小，10 cm、20 cm土层分别较对照低0.12、0.08 g·cm-3，其次为腐植酸钾处理（表2）；不同处理设施土壤田间持水量在10 cm土层均高于20 cm土层深度，施用试验材料的处理土壤田间持水量均高于对照，其中木本泥炭处理田间持水量最高，10 cm、20 cm土层田间持水量分别为27%、24.7%，分别较对照高3.7，2.3个百分点，其次为腐植酸钾和草本调理剂处理（图1）。由此可见，木本泥炭处理在改良土壤物理性状方面较好。

2.2 不同处理对设施土壤化学性状的影响

试验过程中，试验组分别于9.21，10.22， 11.22，12.13等阶段采集了0～30、30～60、60～90、90～120 cm的土壤样品，用于测定土壤有机质、全氮、硝态氮、有效磷、速效钾、pH值和含盐量等指标。为便于比较，对9.21和12.13的样品进行对比分析。

在试验条件下，施用试验材料不同，设施土壤碳氮的变化也不同。由图2可知，施用试验材料土壤有机质含量有所上升，土壤全氮含量有所下降，其中处理2的土壤全氮含量下降幅度较大，这与腐植酸钾处理在促进生长方面较强，土壤氮吸收较高，土壤全氮含量下降较多有较大关系。而对照处理土壤有机质出现下降，全氮变化不大。进一步研究土壤C/N比变化发现，施用试验材料处理土壤C/N比均有所上升，尤其腐植酸钾处理土壤C/N比提高较多，这说明土壤调理材料对土壤C/N比有一定改善作用。

施用不同试验材料后，土壤有效氮磷钾等的变化如表3所示。由表3可知，土壤硝态氮、有效磷、速效钾含量均有所提高，收获后土壤有效氮磷钾含量水平较高，但土壤含盐量也有上升，尤其是腐植酸钾处理，含盐量由0.357 g·kg-1增加至0.398 g·kg-1，增加了11.5%，这与该肥料增加了土壤钾离子数量有关。

2.3 不同处理下设施土壤氮磷环境效应

试验条件下，不同处理土壤硝态氮含量均随着土层加深，呈现下降趋势。在60～90 cm、90～120 cm的土层，土壤硝态氮含量均高于30～60 cm土层的含量，说明在试验条件下，硝态氮在土层中存在下移问题。其中处理1和处理3在90～120 cm土层硝态氮含量相对0～30 cm土层的含量降低较多，而处理4和处理2在90～120 cm土层硝态氮含量相对0～30 cm土层的含量降低较少，说明木本源和草本源调理剂对减缓硝态氮下移有一定作用， 见图3。

试验条件下，不同处理土壤水溶性磷含量均随着土层加深，呈现下降趋势。在30～60 cm土层土壤水溶性磷含量高于60～90 cm、90～120 cm土层的含量，说明土壤中磷素下移的程度较小。其中处理1土壤磷素下移的程度较高，见图4。

2.4 不同处理设施黄瓜产量分析

对各处理经济产量进行的分析表明，腐植酸钾、木本源和草本源调理剂处理经济产量均显著高于对照，分别较对照增产38.2%、33.2%、25.0%，腐植酸钾和木本泥炭处理虽无显著差异，但均与连作调理剂处理存在显著差异，见表4。

3 结 论

开展不同土壤调理剂改善土壤理化性状及氮磷环境效应及产量的试验，结果表明，木本泥炭处理土壤容重最小、田间持水量最高，土壤碳氮改善作用较大，木本源调理剂改土效应和改善氮磷环境效应优于其他处理。而腐植酸钾和木本源调理剂对产量提高作用明显，分别较对照增产38.2%、33.2%。综合来看，木本源调理剂比较适于在设施老菜田应用。

参考文献：

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