耕作方式对大棚青菜生长和产量与土壤盐分的影响

何林海，楼玲，粟贵俊，庞英华，沈建国

(1.杭州良渚麟海蔬果专业合作社，浙江 杭州 311118；2.杭州市余杭区农业生态与植物保护服务站，浙江 杭州 311100；3.杭州市余杭区农民素质教育服务总站，浙江 杭州 311100)

随着蔬菜生产的快速发展，我国设施栽培面积也不断扩大。由于设施蔬菜农户大多采用多投入高产出的经营模式，采用周年覆盖不间断生产，并大量施用化肥，使土壤出现板结、酸化、盐碱化、养分不平衡等一系列问题，造成了蔬菜生长不良、产量降低及品质下降等[1]，这严重制约了设施蔬菜生产的健康发展。土壤耕作是蔬菜生产中的重要环节，通过农机具的机械力量作用于土壤，改善土壤耕层结构和理化性状，为作物播种、出苗和生长发育提供适宜土壤环境的一项农艺技术措施[2]。我国学者对于设施蔬菜土壤酸化、盐碱化等治理技术开展了不少研究[3-5]，但大多研究侧重于化学调理、生物调控、作物轮作等方面的技术措施，较少关注土壤耕作在设施蔬菜土壤改良中的作用。为此，我们于2020年在大棚中开展了不同耕作方式对蔬菜生长和土壤盐分的影响试验，为在设施蔬菜生产中合理开展土壤耕作提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在杭州市良渚街道麟海蔬果基地进行。大棚设施为连栋大棚，长32 m，宽76 m，顶高4.8 m，肩高3 m。供试土壤为青粉泥田，肥力中等。试验地块从2016年起已连续多年种植叶菜(以青菜为主)，土壤酸化和盐碱化比较严重。供试作物为青菜，品种为上海青信福抗热王，种子由江西宜春福信种业有限公司提供。

供试耕作机具为旋耕机(璟田JT-GMR150A)和深耕机(璟田JT-KING145),均由上海康博实业有限公司制造。供试化肥2种，45%复合肥(N、P2O5、K2O含量分别为16%、5%、24%)，由宜昌富升化工有限公司生产；叶面肥为奥捷苗欢，由浙江奥捷生物科技有限公司生产。供试商品有机肥，养分含量为有机质61.74%，氮磷钾8.71%，由杭州临安锦来富生物科技有限公司生产。

1.2 处理设计

试验设2种不同耕作方式处理：处理1，浅耕(CK)，用旋耕机翻耕，深度为10～15 cm；处理2，深耕，用深耕机翻耕，深度为40～45 cm。大区对比，不设重复，大区面积420 m2。

除处理外，其他栽培管理措施均一致。青菜于2020年8月28日播种，采用机械直播，播种量为7 500 g·hm-2；基施商品有机肥4 500 kg·hm-2，在苗期和生长旺盛期各喷施叶面肥奥捷苗欢1次，每次用量均为3 750 mL·hm-2；于10月19日采收。

1.3 调查与测定项目

在试验实施前后分别采集耕作层土样，采用常规分析方法[6]测定土壤pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量、水溶性盐总量、电导率等指标。在青菜出苗后，于9月6日调查出苗情况。在青菜采收前，于10月16日抽样调查青菜单位面积植株数和单株重量；选择代表性植株20株测定株高、叶片展开度、最大叶长、最大叶宽、总叶数、主根系长度等。于10月19日青菜收割时称重计产。

2 结果与分析

2.1 对青菜出苗的影响

由表1可知，深耕处理的青菜出苗和成株情况明显好于对照浅耕处理，缺株面积比例较浅耕处理下降了19.4百分比；单位面积植株数较浅耕处理增加了21.7%。由此可见，对大棚蔬菜土壤实行深耕有利于直播青菜的出苗和成株。

表1 不同耕作方式对青菜出苗和成株的影响

2.2 对青菜产量的影响

以产量高低衡量农艺技术措施效果是最直接的指标。由表2可知，深耕处理的青菜产量明显高于浅耕处理，单位面积产量增加37.3%，单株重提高17.6%。深耕的青菜之所以能够增产，主要是通过增加青菜单位面积植株数和提高青菜单株重2个途径来实现的。

表2 不同耕作方式对青菜产量的影响

2.3 对青菜农艺性状的影响

由表3可知，青菜植株高，深耕处理较浅耕处理增加了2.4 cm，增13.4%。从叶片性状来看，深耕处理的叶片展开度，最大叶长、宽均高于浅耕处理，分别增加0.5、1.0和0.7 cm；深耕处理的总叶数略多于浅耕处理。由此可见，对大棚蔬菜土壤实行深耕可以促进青菜生长，改善青菜农艺性状。

表3 不同耕作方式对青菜农艺性状的影响

2.4 对青菜根系生长的影响

由表4可知，深耕处理的青菜主根系生长较好，平均长度较浅耕处理增加了2.6 cm，增31.5%；深耕处理植株主根系长度全部长于5 cm，其中长于10 cm的植株数占比达65%，大幅高于浅耕处理的25%；而浅耕处理主根系长度小于5 cm的植株数占比达35%，从现场观察来看，主根系长度<5 cm的植株主根系生长点受到不同程度的阻碍，出现了根尖“断头”的现象。

表4 不同耕作方式对青菜主根系生长的影响

2.5 对土壤养分和盐分的影响

从表5可知，从土壤养分指标来看，深耕处理的土壤pH较浅耕处理有所上升，增加了0.58个单位，酸度有所下降；深耕处理的土壤全氮、速效钾含量较浅耕处理下降明显，分别下降了0.56 g·kg-1和568 mg·kg-1；而有效磷和有机质含量差异不大。从土壤盐分情况来看，与浅耕处理相比，深耕处理的土壤水溶性盐总量下降了1.3 g·kg-1，其电导率也相应大幅下降近50%。由此可见，对大棚蔬菜土壤实行深耕，将深层土壤与表层土壤进行充分混合，可达到土壤养分和盐分“稀释”的效果，降低了耕层土壤的盐分含量，一定程度上缓和了土壤酸化状况，同时也会使耕层土壤的养分含量有所降低。

表5 不同耕作方式对土壤养分和盐分含量的影响

3 小结与讨论

试验结果表明，在相同栽培条件下，土壤深耕(40～45 cm)有利于大棚直播青菜出苗、成株，促进植株生长和根系生长，改善青菜农艺性状，增加青菜产量。深耕较浅耕(10～15 cm)，可增加青菜产量37.3%，主要是通过增加青菜单位面积植株数和提高青菜单株重2个途径来实现的。试验结果还表明，土壤深耕可以降低大棚蔬菜耕层土壤盐分含量，一定程度上缓和土壤酸化状况。

设施蔬菜复种指数高，一年至少种植2茬，化肥投入量大，加上长期大棚膜覆盖，没有雨水淋洗，使得肥料残余不能溶解渗透进入地下水中，而残留在土壤表层，易产生盐分积累和次生盐碱化，进一步造成土壤酸化[7-8]，可溶性盐分过量和盐碱化已成为设施蔬菜生长的主要限制因子，严重影响了蔬菜的生长、产量与品质[9]。本试验结果印证了这一论点，试验大棚已连续5 a种植蔬菜(以青菜为主，一年至少种植5茬)，其土壤可溶性盐分含量较高(>3 g·kg-1)，土壤酸化严重(pH 4左右)，对青菜的出苗、植株生长、根系生长等均造成了较严重的影响。由于次生盐碱化的土壤易板结，且盐分离子主要集中分布在土壤表层(0～20 cm)，对大棚蔬菜土壤仅实行浅耕，耕层土壤不能达到完全疏松，盐分含量下降也有限，故青菜出苗差，植株长势弱，根系生长不良，从而影响其产量；对大棚蔬菜土壤进行深耕可以弥补浅耕存在的不足。但也应该看到，深耕仅是对大棚蔬菜土壤表层盐分进行了“稀释”，对于土壤中盐分总量减少贡献有限。因此，在实际生产上，需采取化学、生物和农艺等多项措施，才能有效治理大棚蔬菜土壤盐碱化，而土壤深耕可作为其中的一项农艺措施予以实施。