设施果菜类蔬菜耕层土壤养分积累与棚龄的相关性

2019-07-04祝海燕李婷婷

中国瓜菜 2019年5期

关键词：寿光

祝海燕李婷婷

摘要：为了研究寿光不同棚龄设施果菜类蔬菜耕层土壤养分积累状况，选择当地有代表性的不同棚龄的日光温室25个，用“S”型采样法，采集0～20 cm土壤样品进行分析化验。结果表明，寿光设施栽培土壤pH值逐年降低，并与棚龄呈弱的负相关性，相关系数r=-0.374 58，表明寿光棚室耕层土壤有酸化的趋势。土壤EC值、土壤有机质、土壤速效磷和速效钾含量都随种植年限的增加逐年增高，并与棚龄呈较显著的相关性，其相关系数分别为0.520 454、0.644 182、0.574 865、0.629 884。连续种植10 a，土壤有机质平均含量由1.57%增加到3.22%，速效磷平均含量由216 mg·kg-1增加到418 mg·kg-1，速效钾含量平均由448 mg·kg-1增加到1 128 mg·kg-1。总的来看，随种植年限增长，设施蔬菜土壤养分含量呈不断增加趋势，养分富集十分明显，土壤中盐分含量逐年增加，可能对蔬菜生产形成潜在不良影响。

关键词：耕层土壤;养分积累;棚龄;寿光

Correlation study on topsoil nutrient accumulation of greenhouse fruit vegetable in different ages of greenhouses

ZHU Haiyan， LI Tingting

（Facility Horticulture Laboratory of Universities in Shandong / Weifang University of Science & Technology， Shouguang 262700， Shandong， China）

Abstract： In order to clarify topsoil nutrient accumulation in different ages of greenhouse fruit vegetable in Shouguang county of Shandong， 0-20 cm soil samples from 25 representative and different ages of greenhouses were conducted using a S-sampling. The results indicated that the facilities topsoil pH value decreased year by year and showed significant negative correlation with the greenhouse age， the correlation coefficients was -0.374 58，and the soil acidification trend was obvious. Soil EC value， soil organic matter， available phosphorus and available potassium contents increased with the increasing of greenhouse age， which were found extremely significant correlation with the age of greenhouse， and the correlation coefficients were 0.520 454， 0.644 182， 0.574 865 and 0.629 884， respectively. In the greenhouses which had been used to cultivate for 10 years， the organic matter increased from 1.57% to 3.22%， available phosphorus increased from 216 mg·kg-1 to 418 mg·kg-1， available potassium increased from 448 mg·kg-1 to 1 128 mg·kg-1. Overall， soil nutrient content in facility vegetable soil increased continuously， and the accumulation of nutrient was obvious， the soil soluble salts was increased with the increasing of greenhouse age， and there was a potential adverse effect on vegetable production.

Key words：Topsoil; Nutrient accumulation; The age of greenhouse; Shouguang

壽光有中国“蔬菜之乡”的美誉，是全国重要的设施蔬菜产区，为山东乃至全国蔬菜的生产及供应作出了杰出的贡献。设施蔬菜栽培本身属于一项高投入、高产出的产业，因此在“施肥越多越增产”观念的误导下，化肥使用量越来越多，盲目投肥的现象普遍存在。并且设施栽培的关键时期主要在低温弱光的冬季，此期作物吸收养分的能力较低，为促进作物生长及提高产量，菜农往往通过过量施用肥料来弥补作物吸收能力的不足，更加导致设施内化肥用量常年居高不下[1]。

化肥的过量施用首先造成土壤溶液浓度大幅度升高，致盐害发生，土壤生物和非生物环境显著恶化，植株长势变弱，易受病害侵袭，甚至死棵，影响产量和品质[2]。并且大量研究指出过量磷钾肥的施用会造成番茄、黄瓜等果菜类蔬菜果实中可溶性总糖、维生素C、可溶性固形物等含量降低，顶腐病等病害发生几率增加[3-5]。目前化肥超量施用问题已成为制约寿光设施蔬菜产业发展的瓶颈。过量、不合理的用肥，导致肥料利用率低、土壤板结、酸化、环境污染、生态平衡破坏等一系列问题，严重威胁着蔬菜产品质量安全和农业生态环境安全。

为使研究更有针对性，有必要对寿光设施蔬菜耕层土壤现状进行全面调查和研究，为此笔者从寿光部分乡镇选取1～10 a棚龄的日光温室，采集耕层土壤对土壤中有机质、速效氮、磷、钾及土壤的pH值及EC值进行了检测分析，以期发现设施蔬菜施肥中的问题，为寿光及其他地区设施栽培的合理施肥提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 土壤样品的采集

土壤样品分别从寿光市古城街道、洛城镇、纪台镇、化龙镇4个地区的1～10 a棚龄的25个日光温室中采取，温室种植作物主要为黄瓜及茄果类蔬菜。样品的采集时间为2016年11月1—20日，采样深度为0～20 cm的表层土，采集样品的棚室全部处于作物生长期，并有一半左右的棚室处于结果期。各采样点均按照S型布点采集，经混合均匀后，用四分法处理，剩余约1 kg的样品带回试验室风干处理后备用。

1.2 土壤养分的测定方法

土壤有机质的测定采用重铬酸钾容量法;碱解氮的测定采用碱解扩散法;速效磷的测定采用0.5 mol·L-1碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法;速效钾的测定采用1 mol·L-1醋酸铵浸提-火焰光度计法;土壤pH值采用1∶5水土比悬浊液电位测定法;土壤盐分含量的测定采用1∶5土壤悬浊电导率测定法。

2 结果与分析

2.1 土壤pH值

从表1可以看出，1～2 a棚龄的棚室耕层土壤pH值，5个棚室中有4个棚室土壤pH值高于7.0。3～4、5～6、7～8 a棚龄的棚室耕层土壤pH值每5个中都只有2个高于7.0。9～10 a棚龄的棚室耕层土壤pH值5个中只有1个高于7.0。通过对25个土样的棚龄和土壤pH值数据进行回归和相关性分析（图1），可知两者的相关关系式为：y=-0.039 3 x+7.231 5（y为土壤pH值，x为设施种植年限），2者相关系数为r=-0.374 58，说明土壤pH值与棚龄间存在弱的负相关性，随着棚龄的增加土壤pH值有所降低，表明寿光棚室耕层土壤有酸化的趋势。但测得的25个棚室土壤样本pH值最低的为6.53，仍属于正常范围，说明寿光棚室土壤虽有酸化的趋势但还未明显酸化，需进一步加强宣传，引导农民合理施肥。

2.2 土壤EC值

从表1可从看出，1～2 a棚龄的棚室耕层土壤EC值，5个棚室中只有1个棚室土壤EC值高于0.9 mS·cm-1，EC值最高为1.1 mS·cm-1。3～4、5～6、7～8 a棚龄的棚室耕层土壤EC值每5个中都有2～3个高于0.9 mS·cm-1，EC值最高为1.9 mS·cm-1。9～10 a棚龄的棚室耕层土壤EC值5个中有4个高于0.9 mS·cm-1，EC值最高达到2.4 mS·cm-1。通过对棚龄和土壤EC值数据进行回归和相关性分析，由图2表明两者的回归关系式为：y=0.097 8 x + 0.569 9（r=0.520 454，n=25），其中y为土壤EC值，x为设施种植年限。说明土壤EC值与种植年限存在一定的相关性，随着种植年限的增加，土壤养分呈现积累的趋势。据调查，在山东寿光一般设施种植4 a左右后，蔬菜就会出现生长不良、病害加重等现象，并进而影响其产量与品质。从表1数据进行统计可知1～5 a棚龄的棚室耕层土壤EC值平均值为0.93 mS·cm-1，EC值基本适宜设施果菜类蔬菜作物生长;6～10 a棚龄的棚室耕层土壤EC值平均值达到在1.30 mS·cm-1之间，对于敏感蔬菜作物而言即可出现生育障碍，并出现生长抑制的现象，非敏感性蔬菜作物也有出现生长障碍的可能。此结果也表明设施种植连续种植5 a以后，作物进入生育障碍频发期。

2.3 土壤有机质

对照表4菜园土壤有效养分丰缺状况的分级指标，从表2可从看出，1～2 a棚龄的棚室耕层土壤有机质含量，缺乏的占40%，适中的占60%，丰富的为0%。3～4、5～6 a棚龄的棚室耕层土壤有机质含量中缺乏的占20%，适中的占40%，丰富的达到40%。7～8 a棚龄的棚室耕层土壤有机质含量，所有样本都达到适中及以上水平，其中适中的占60%，丰富的占40%。9～10 a棚龄的棚室耕层土壤有机质含量中所有样本都达到丰富的水平。通过对棚龄和土壤有机质数据进行回归和相关性分析，由图3表明两者的回归关系式为：y=0.165 5 x + 1.448 5（r=0.644 182，n = 25），其中y為土壤有机质含量，x为设施种植年限。说明土壤有机质含量与种植年限存在较大的相关性，随着种植年限的增加，土壤中有机质的含量呈现积累的趋势。

2.4 土壤N、P、K含量分析

对照表4菜园土壤有效养分丰缺状况的分级指标，从表3可从看出，不同棚龄棚室耕层土壤中碱解氮的含量基本都在缺和适中范围内，且没有随棚龄增加而显著升高。而速效磷、速效钾的含量所有棚龄棚室耕层土壤中基本都达到丰富水平。通过对棚龄和土壤速效养分数据进行回归和相关性分析，由图4可知，土壤棚龄与土壤碱解氮的回归关系式为：y=1.993 x + 195（r=0.094 008，n=25），其中y为土壤碱解氮含量，x为设施种植年限。相关系数r=0.094 008说明土壤碱解氮含量与种植年限间无相关性;土壤棚龄与土壤速效磷的回归关系式为：y=20.732 x + 187.96 （r=0.574 865，n=25），其中y为土壤速效磷含量，x为设施种植年限。相关系数r=0.574 865，说明土壤速效磷含量与种植年限间有较大的相关性;土壤棚龄与土壤速效钾的回归关系式为：y=71.113x + 415.86（r=0.629 884，n=25），其中y为土壤速效钾含量，x为设施种植年限。相关系数r=0.629 884，说明土壤速效钾含量与种植年限间存在较显著的相关性。

3 讨论

从以上试验结果分析可看出，寿光设施土壤有酸化、盐渍化的趋势，且耕层土壤中有机质及各种速效养分含量丰富。

寿光设施耕层土壤pH值逐年下降，并与棚龄呈弱的负相关性，这与曾希柏等[7] 所研究的山东寿光不同种植年限设施土壤pH值在1～12 a间土壤pH值随种植年限增加而降低的结果相一致。

寿光设施耕层土壤EC值逐年升高，说明随着种植年限的增加，土壤中盐分呈现积累的趋势。李宇虹、陈清[8]对设施果菜类蔬菜土壤盐害敏感性进行研究，指出茄子、辣椒属于敏感性蔬菜作物，生育期当土壤EC值超过0.5 mS·cm-1时就会出现生长障碍。黄瓜、番茄为不敏感蔬菜作物，其生育期土壤EC临界值为0.9 mS·cm-1，超过此值植株会受到毒害，生长受抑制甚至枯死。本试验结果表明，设施栽培连续种植5 a以后，土壤EC值基本已达到或超过不敏感蔬菜作物生育期土壤EC临界值0.9 mS·cm-1，作物进入生育障碍频发期。并且大量盐分在土壤表层的积累，也导致了绿苔的滋生，造成土壤气孔堵塞、通透性降低，影响植物根系生长。

试验结果表明，寿光设施耕层土壤有机质含量随种植年限平均由1.57%增加到3.22%，此结果与李润等[9]在对山东寿光、济阳、肥城3个地区不同棚龄土壤有机质积累规律研究的结果相一致。说明经过多年的科学宣传，菜农已经意识到多施用有机肥的好处，随着近年来有机肥施用量的增加，棚室土壤中有机质的含量随之提高，已基本能满足蔬菜作物良好生长的需求。但有机肥施用中一些不规范的现象还普遍存在，如干鸡粪、干猪粪不经腐熟直接施用，以及一些劣质有机肥的施用，增加了施用后的不安全因素，易造成烧苗及病害频发的现象发生[10]。

寿光设施耕层土壤中各速效养分含量丰富，其中速效磷和速效钾随棚龄的增加大幅度升高。连续种植10 a，速效磷含量平均由216 mg·kg-1增加到418 mg·kg-1，增幅达93.5%。速效钾含量平均由448 mg·kg-1增加到1 128 mg·kg-1，增幅达151.8%。土壤中大量速效氮、磷、钾的积累，不仅导致土壤中钙、铁、锌等元素的有效性降低，同时也会抑制作物根系对钙、镁的吸收，导致对钙、镁的吸收率降低[11]，从而加重蔬菜作物生理病害的发生[12]。刘兆辉等[13]在研究山东省设施蔬菜施肥量演变及土壤养分变化规律时也得到了土壤中速效磷、速效钾的含量有随种植年限的增加而积累的趋势。本试验结果表明寿光设施耕层土壤中碱解氮的含量相对偏低，而速效磷、速效钾的含量较高，可能与土壤样本选取时间有较大的关系，本试验取土壤样本的棚室有很多都处于作物结果期，进入结果期后，菜农开始大量增施磷钾肥，尤其是钾肥用量大增，减少了氮肥的用量，从而导致了试验结果中的碱解氮的含量相对偏低，而速效磷、速效钾的含量较高。

通过对寿光不同棚龄的设施耕层土壤养分进行检测，并对土壤养分积累与棚龄的相关性进行分析，为寿光不同棚龄设施蔬菜栽培的合理施肥提供了数据支持。但研究中仍存在很多不足之处，如取样虽有一定的范围，但取样数量相对较少，不能全面代表寿光设施耕层的土壤养分状况。另外，笔者只是横向比较了不同棚龄设施耕层土壤养分的积累，为了更好地指导生产，还需对有代表性的棚室进行长期监测、纵向跟踪，以便更好地了解随着种植年限的增加土壤养分的积累状况，从而为设施蔬菜栽培的可持续发展提供更有力的数据支持。

参考文献

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[2] 祝海燕.过量施肥对设施果菜类蔬菜的影响——以山东省寿光市为例[J].中国瓜菜，2018，31（11）：50-52.

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