延安不同种植年限日光温室土壤肥力评价

2019-09-10赵满兴刘慧白二磊万娅妮王文强

农学学报 2019年4期

赵满兴　刘慧　白二磊　万娅妮　王文强

摘要：以延安不同种植年限日光温室土壤为研究对象，测定土壤理化指标，参照全国第二次土壤普查分级标准和内梅罗指数法对研究区域土壤进行综合肥力评价。结果表明：种植5年的土壤平均pH 8.46，土壤呈碱性-强碱性。种植20年的土壤平均pH7.54，土壤呈现中-偏碱性。可见，种植蔬菜时间越长，土壤有酸化趋势。种植5年的土壤总盐平均为0.70 g/kg，属于中盐渍土，种植20年的土壤总盐平均为1.17 g/kg，属于强盐渍土。种植时间越长，土壤次生盐渍化现象越明显。养分分析结果表明：种植5年和20年的土壤有机质平均分别为17.53 g/kg和20.15 g/kg。种植5年和20年的土壤碱解氮平均分别为93.47 mg/kg和159.80 mg/kg。种植5年和20年的土壤速效磷平均分别为54.47 mg/kg和71.85 mg/kg。种植5年和20年的土壤速效钾平均分别为123.05 mg/kg和164.23 mg/kg。碱解氮含量相对较低。种植年限越长，土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾相对较高。延安日光温室土壤综合肥力等级处于三等，肥力状况为一般。从不同种植年限土壤综合肥力系数比较来看，种植20年（1.55）>种植5年（1.12）。可见，不同种植年限对土壤综合肥力影响较大。

关键词：日光温室;土壤肥力;综合肥力指数

中图分类号：S158.3 文献标志码：A 论文编号：cjas18010014

0引言

随着延安市退耕还林还草措施的实施和产业结构的调整，高效节能日光温室蔬菜的发展速度加快，截至2016年底，延安市蔬菜面积3万hm，总产达到125万t。日光温室已成为农业生产中提高全市人民生活水平和农业增效、农民增收一个不可缺少的重要组成部分。但是，目前有一系列问题严重制约着延安市日光温室蔬菜的发展，诸如日光温室大棚投入增加、产出率低、土壤结构变坏、肥力退化、病虫害发生严重、经济效益下降、蔬菜和地下水化肥和农药污染加重、日光温室土壤出现潜在的盐渍化现象。尤其在老菜区上述问题比较普遍。

蔬菜种植过程中传统的管理方式，灌溉水和肥料的投入量达到作物实际需求量的2〜3倍甚至更高，盲目过量肥水投入已经成为普遍现象，导致病害加剧、肥料深层淋失、产量品质下降及环境污染等问题有研究指出，延安部分温室的土壤环境已经发生变化，土传病害如枯萎病、根腐病、茄子黄萎病、辣椒疫病、根结线虫病等发生较重，严重影响了蔬菜的生长，严重阻碍了温室蔬菜效益的提升。据调查分析，产生这些问题的重要原因之一是日光温室施肥用量和方法不合理，特别是N肥的不合理施用。由于盲目施肥，温室大棚土壤盐分累积十分严重。另外，不合理施肥还导致土壤养分比例失调。在辽宁进行的研究表明，温室栽培下由于大量施用钾肥，导致土壤交换性钾含量随温室使用年限明显增加，而钙、镁与盐基总量的比值出现显著降低趋势。由于植物对养分的吸收，不仅取决于土壤养分的含量，而且与土壤养分的比例有密切联系。因此，对延安日光温室土壤肥力状况的了解就显得尤为必要。

土壤肥力是土壤的基本属性和本质特征，是土壤物理、化学和生物等特性的综合反映，城市土壤肥力综合评价是判断城市土壤质量的有效手段。参照全国第二次土壤普查分级标准，内梅罗指数法可对农田、草地、城市绿地等进行土壤肥力质量综合评价。

本文以延安市安塞区日光温室土壤为研究对象，采用室内试验分析方法，通过全国第二次土壤普查分级标准及内梅罗指数法分析研究区域土壤肥力变化特征，科学评判日光温室土壤现状，以期为延安安塞区日光温室土壤的科学管理提供一定依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

安塞区地处延安市北部，延河上游，海拔高度700〜1500 m，是典型的黄土高原丘陵沟壑区，土壤类型主要是黄绵土。安塞区侯沟门村种植蔬菜已有20多年历史，种植蔬菜主要是黄瓜，基肥以腐熟的农家肥为主，有机肥（腐熟鸡粪）用量20 t/hm。PO用量300 kg/hm，KO用量500 kg/hm。

1.2样品采集

在延安市安塞区侯沟门村选取6个种植年限为5年的日光温室，6个种植年限为20年的日光温室。在每个日光温室里按照“S”形，选择5个样点，采集0～20 cm的土壤样品，去除掉可见蔬菜茎叶等杂质。将米取的新鲜土壤样品置于实验室内自然风干，研磨、过2 mm和0.25 mm土壤筛后，测定土壤理化指标。

1.3测定指标及方法

土壤肥力质量测定指标包括土壤pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、总盐含量。土壤样品理化指标测定方法如下。每个土样测定时重复3次。土壤pH值测定采用水土比2.5：1，pH计法;可溶性鹽总量（总盐）测定采用电导法;有机质测定采用重铬酸氧化，外加热法;碱解氮测定采用NaOH碱解扩散法;速效磷：碳酸氢钠浸提钼蓝比色法;速效钾测定采用1 mol/L NHOAc浸提，火焰光度法。

1.4土壤质量评价方法

1.4.1土壤单因素肥力评价方法与标准本研究参照全国第二次土壤普查及有关标准（表4）对延安安塞区日光温室土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾分别进行评价。

1.4.2土壤综合肥力质量评价方法本研究采用改进的内梅罗综合指数法对延安安塞日光温室土壤肥力质量进行综合评价。参照第二次土壤普查中的土壤各属性分级标准对所选指标参数进行标准化以消除各参数之间的量纲差别，标准化处理的方法如下：

当属性值属于差的一级，即C≤X时，P=C/X（P≤1）;

当属性值属于中等一级，即Xi

≤X时，P=1+（C-X）/（X-X）（1

i≤2）;

当属性值属于较好的一级，即Xi

≤X时，P=2+（C-X）/（X-X）（2

i<3）;

当属性值属于好的一级，即C>X时，P=3。

上述各式中，P为属性分系数，C为该属性测定值，X、X、X为分级指标。根据调查测定情况，本研究采用的评价指标为有机质、碱解氮、速效磷和速效钾。

通过标准化后，同一级别的各属性分肥力系数比较接近，便于对比分析，当某属性测定值超过好的标准（即C>X）时，肥力系数也不再提高，反映植物生长对某属性的要求并不是越高越好，这与生产实践是相符的。最后采用修正的内梅罗公式计算综合肥力系数。

1.5数据处理

所有数据采用Excel和SAS 8.0软件处理。采用全国第二次土壤普查土壤养分的分级标准进行评价。

2结果与分析

2.1延安不同种植年限日光温室土壤理化性状

土壤pH值是土壤化学性质的综合反映，直接关系到土壤中养分元素的存在形态和植物有效性。一般较适宜植物生长的范围是pH 6.5〜7.5，pH值太高会影响土壤微生物的活动，对养分的释放也有一定的影响。

种植年限为5年的温室土壤最小pH 8.17，最大pH 8.73，平均为pH 8.46。种植年限为20年的温室土壤最小pH 7.07，最大pH 7.83，平均为pH 7.54。根据pH值的分级标准，种植年限为5年的温室土壤pH值属于碱性-强碱性土壤，应该降低土壤酸碱度，为蔬菜生长创造良好的环境。种植年限为20年的温室土壤pH值属于中-偏碱性。种植蔬菜时间越长，土壤酸化趋势越明显。

种植年限为5年的温室土壤总盐含量最小0.54 g/kg，最大0.84 g/kg，平均为0.70 g/kg。种植年限为20年的温室土壤总盐含量最小1.00 g/kg，最大1.42 g/kg，平均为1.17 g/kg。根据总盐的分级标准，种植年限为5年的温室土壤总盐含量属于中盐渍土。种植年限为20年的温室土壤总盐含量属于强盐渍土。该调查区域土壤盐渍化现象比较严重，种植年限越长表现越严重。

2.2延安不同种植年限日光温室土壤养分分析

种植年限为5年的温室土壤有机质含量变化范围在15.8〜18.2 g/kg之间（表3），平均值为17.53 g/kg。按照土壤养分分级标准（表4），供试土壤有机质处于（4级）低水平。种植年限为20年的温室土壤有机质含量变化范围在18.6～22.0 g/kg之间，平均值为20.15 g/kg。按照土壤养分分级标准（表4），供试土壤有机质处于（3、4级）中低水平。

土壤碱解氮也叫土壤水解性氮，也称为土壤有效氮，碱解氮与植物的生长关系密切。种植年限为5年的温室土壤碱解氮含量变化范围在66.9〜108.0 mg/kg之间，平均值为93.47 mg/kg，土壤有效氮素養分含量处于（3、4级）低-中等水平。种植年限为20年的温室土壤碱解氮含量变化范围在112.3〜202.1 mg/kg之间，平均值为159.80 mg/kg，土壤有效氮素养分含量处于（1级）很高水平。

土壤速效磷也称有效磷，其含量是判断土壤供磷能力的一项重要指标。种植年限为5年的温室土壤速效磷最大值为84.3 mg/kg，最小值仅为35.8 mg/kg，平均值为54.47 mg/kg。依据土壤养分分级标准来看，土壤速效磷含量处于（1级）很高水平。种植年限为20年的温室土壤速效磷最大值为92.2 mg/kg，最小值为39.5 mg/kg，平均值为71.85 mg/kg。依据土壤养分分级标准来看，土壤速效磷含量处于（1级）很高水平。

种植年限为5年的温室土壤速效钾含量变化范围在103.2〜147.5 mg/kg之间，平均值为123.05 mg/kg，土壤速效钾含量处于（3级）中等水平。种植年限为20年的温室土壤速效钾含量变化范围在150.5〜179.7 mg/kg之间，平均值为164.23 mg/kg，土壤速效钾含量处于（2级）高水平。

2.3延安不同种植年限日光温室土壤肥力综合评价

采用改进的内梅罗综合指数法对日光温室土壤肥力质量进行综合评价的结果见表5〜7。由表7数据分析表明，延安日光温室土壤综合肥力系数（P）的变幅为1.06〜1.85，土壤肥力等级处于三等（0.9〜1.8），肥力状况为一般。种植年限为5年和20年的温室土壤综合肥力比较来看，种植年限为5年的温室土壤综合肥力较差，尤其是碱解氮含量较低。速效钾和速效磷综合肥力指数较高，达到很肥沃等级。从综合肥力系数得知，土壤有机质处于三等（0.9〜1.8），肥力状况为一般，有待提高。

修正的内梅罗公式突出了最差因子对土壤肥力的影响，反映了生态学中植物生长最小因子定律。笔者发现碱解氮的P值均小于其他指标（表7），这说明碱解氮是限制土壤肥力的最主要因子。因此，在土壤管理上，要更加注重土壤氮素的管理和提高。

3结论

3.1土壤理化性质分析

延安日光温室种植5年的土壤pH值的变幅为pH 8.17〜8.73，均值为8.46，表明土壤总体上呈碱性-强碱性。种植20年的土壤pH值的变幅为pH 7.07〜7.83，均值为7.54，土壤呈现中-偏碱性。可见，种植蔬菜时间越长，土壤有酸化趋势。种植5年的土壤总盐的变幅为0.54～0.84 g/kg，均值为0.70 g/kg，属于中盐渍土，种植20年的土壤总盐的变幅为1.00～1.42 g/kg，均值为1.17 g/kg，属于强盐渍土。种植时间越长，土壤次生盐渍化现象越明显。

养分分析结果表明，种植5年和20年的土壤有机质平均分别为17.53 g/kg和20.15 g/kg。种植5年和20年的土壤碱解氮平均分别为93.47 mg/kg和159.80 mg/kg。种植5年和20年的土壤速效磷平均分别为54.47 mg/kg和71.85 mg/kg。种植5年和20年的土壤速效钾平均分别为123.05 mg/kg和164.23 mg/kg。碱解氮含量相对较低。种植年限越长，土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾相对较高。

3.2土壤肥力综合评价

延安日光温室土壤综合肥力系数的变幅为1.06～1.85，土壤肥力等级处于三等（0.9〜1.8），肥力状况为一般。不同种植年限土壤综合肥力系数比较来看，种植20年（1.55）>种植5年（1.12）。可见，不同种植年限对土壤综合肥力影响较大。

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