冀西北设施菜田土壤肥力状况分析及评价

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　　摘要：为探明冀西北设施菜田土壤肥力状况，提供土壤养分合理、科学管理的理论依据，对不同种植年限的设施菜田进行土壤取样分析。结果表明，冀西北设施菜田土壤pH平均为8.06，随着种植年限的增加土壤pH呈下降趋势;土壤电导率平均为652.9 μS/cm，随着种植年限的增加菜田土壤的电导率逐渐增加，盐分在土壤中的累积量逐渐增大。冀西北设施菜田土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾平均含量分别为38.9 g/kg、104.8 mg/kg、162.4 mg/kg和284.7 mg/kg，随着种植年限的增加均呈明显积累趋势。建议施肥应根据土壤养分状况和蔬菜需肥特性，最大限度地活化和利用土壤积累态养分;进行测土配方施肥，降低设施菜田土壤酸化和盐渍化程度，提高测土配方施肥技术的生态环境效益。
　　关键词：菜田土壤;肥力;分析与评价;冀西北
　　中图分类号：S158.3         文献标识码：A
　　文章编号：0439-8114（2019）07-00039-04
　　Abstract： In order to find out soil fertility status of greenhouse vegetable field in Northwest Hebei province and provide theoretical basis for scientific management of soil nutrients， soil sampling and analysis were carried out for greenhouse vegetable field with different planting years. The results showed that soil pH value was 8.06， and soil pH value decreased with the increase of planting years， the average soil conductivity was 652.9 μS/cm， with the increase of planting years， soil conductivity of vegetable field increased gradually， and the accumulation of salt in soil increased gradually. Soil organic matter， alkaline nitrogen， available phosphorus and available potassium in greenhouse vegetable field was 38.9 g/kg，104.8 mg/kg，162.4 mg/kg and 284.7 mg/kg， respectively， which showed significant accumulation trend with the increase of planting years. It is suggested that fertilization should activate and utilize soil accumulative nutrients according to soil nutrient status and characteristics of vegetable nutrient requirement， and soil testing and formula fertilization should be carried out to reduce soil acidification and salinization in greenhouse vegetable field， and gained ecological and environmental benefits.
　　Key words： soil of greenhouse vegetable field; fertility; analysis and evaluation; northwest Hebei province
　　冀西北張家口市气候冷凉、无霜期短、光照充足、昼夜温差大，独特的气候和地理环境造就了蔬菜卓越的品质[1]。近年来张家口市蔬菜种植面积保持在10万hm2， 2017年种植面积为10.31万hm2、产量达570.31万t，无公害蔬菜、错季蔬菜逐渐发展成为张家口市蔬菜产业的特色[2]。在蔬菜种植中，设施蔬菜具有节水、抗旱的特性，对于张家口市这样一个干旱缺水地区发展农业生产有着重要的作用，已成为张家口市发展现代农业的主导产业之一，其中涉及日光温室0.23万hm2、大中小棚1.75万hm2。
　　近年来，人们为了提高蔬菜作物的产量追求经济利益而大量施用化肥（主要是氮肥），对土壤、水质、农产品及环境产生严重的污染，这种现象在设施栽培条件下尤为明显，由此导致了设施菜田土壤肥力非均匀化、化肥利用率下降、菜田生态环境质量下降等一系列较为严重的问题，设施菜田也形成了独特的土壤肥力特征[3]。因此，本研究以张家口市为例，对不同种植年限的设施菜田进行土壤取样分析，以期全面了解冀西北设施菜田土壤养分现状。
　　1  材料与方法
　　1.1  土壤取样区域和取样方法
　　2015年10月至2016年4月在张家口市怀来县、宣化区、沽源县3个县（区）进行土壤样品的采集，每个县（区）选择有代表性的4个村，每个村随机选择10个不同种植年限的大棚（无后墙）或日光温室（有后墙）进行取样，种植蔬菜品种为番茄、黄瓜和甜椒，取样采用5点法采集土壤耕层0～20 cm的土样，共采集土样120个，土样带回实验室风干后粉碎过1 mm筛和0.25 mm筛供室内分析。 　　1.2  土壤化验分析方法
　　土壤pH采用电位法测定，土壤电导率采用电导率法测定，土壤有机质采用油浴加热重铬酸钾氧化-容量法测定，土壤碱解氮采用碱解扩散法测定，土壤有效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定，土壤速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定。
　　1.3  数据处理和统计分析
　　测定数据采用Excel统计软件进行统计，并用SAS统计软件进行相关检验。
　　2  结果与分析
　　2.1  设施菜田土壤pH、电导率和养分状况分析
　　从表1可以看出，菜田土壤pH平均为8.06，变化范围为7.08～8.66;土壤电导率平均为652.9 μS/cm，变化范围为87.4～1 779.8 μS/cm;土壤有机质含量平均为38.9 g/kg，变化范围为9.08～74.2 g/kg;土壤碱解氮含量平均为104.8 mg/kg，变化范围为29.7～489.5 mg/kg;土壤有效磷含量平均为162.4 mg/kg，变化范围为15.1～600.8 mg/kg;土壤速效钾含量平均为284.7 mg/kg，变化范围为54.3～711.5 mg/kg。
　　根据所采土样养分的分布情况，依据多年来对冀西北张家口市菜田土壤养分状况的研究和实践，并参考河北省及其他地区对土壤养分分级标准的研究资料[4]，初步提出冀西北菜田土壤养分分级参考标准（表2）。從表2设施菜田土壤有机质含量分级标准来看，高水平及以上占37.5%，中等水平占25.0%，低水平及以下占37.5%;从碱解氮含量分级标准来看，高水平及以上占40.0%，中等水平占26.7%，低水平及以下占33.3%;从有效磷含量分级标准来看，高水平及以上占50.0%，其中极高水平占38.3%，中等水平占22.5%，低水平及以下占27.5%;从速效钾含量分级标准来看，高水平及以上占59.2%，其中极高水平占40.0%，中等水平占20.8%，低水平及以下占20.0%。
　　2.2  土壤pH、电导率和各养分含量与种植年限的相关性
　　2.2.1  土壤pH与种植年限的相关性  土壤pH是土壤的基本性质之一，也是影响土壤肥力的重要因素。图1为设施菜田土壤pH随种植年限的变化趋势，可以看出，随着种植年限的增加，土壤pH逐渐降低，两者呈极显著负相关（r=-0.882 7），充分说明了设施菜田土壤有随种植年限的增加呈现酸化的趋势。
　　2.2.2  土壤电导率与种植年限的相关性  土壤盐分的累积不仅会严重危害蔬菜生长发育，而且还会影响设施土壤的持续利用，土壤电导率与盐分总量的变化趋势相同，因此土壤含盐量高低可以通过土壤电导率来衡量[3]。从图2设施菜田土壤电导率和种植年限的关系可以看出，随着种植年限的增加，菜田土壤的电导率逐渐增加，盐分在土壤中的累积量逐渐增大，相关的统计分析也表明，两者呈极显著的正相关关系（r=0.889 3）。
　　2.2.3  土壤有机质含量与种植年限的相关性  土壤有机质对土壤水、肥、气、热等因素起着重要的调节作用，对土壤结构、耕性也会产生重要影响，因此土壤有机质含量的高低是评价土壤肥力的重要指标之一。从图3可以看出，随着种植年限的增加，设施菜田土壤有机质含量逐渐增加，相关性可用一元二次方程y=-0.296 8x2+8.861 1x+0.656 4（r=0.908 2）表示。
　　2.2.4  土壤碱解氮含量与种植年限的相关性  土壤碱解氮是衡量土壤近期内氮养分供应水平，决定科学施肥的一个重要依据。从图4可以看出，随着种植年限的增加，设施菜田土壤碱解氮含量逐渐增加，相关性可用指数关系y=29.346e0.184 3x（r=0.907 0）表示。
　　2.2.5  土壤有效磷含量与种植年限的相关性  土壤有效磷含量是评价土壤供磷能力高低的指标，是合理施用磷肥的重要依据。从图5可以看出，随着蔬菜种植年限的增加，土壤有效磷含量均呈现明显积累趋势，两者呈极显著的相关关系（r=0.937 0）。
　　2.2.6  土壤速效钾含量与种植年限的相关性  土壤速效钾能直接被作物吸收利用，是反映土壤供钾水平的标志。从图6可以看出，随着蔬菜种植年限的增加， 土壤速效钾含量均呈明显积累趋势， 两者呈极显著的相关关系（r=0.928 2）。
　　3  小结与讨论
　　3.1  讨论
　　pH对土壤氮、磷等物质循环和植物正常生产发育产生重要影响[5，6]，因此，在设施菜田进行种植时，应该以土壤pH作为主要依据，合理改善土壤酸碱度，使pH在适宜的范围内，保证土壤各养分的有效性。本研究中菜田土壤pH平均为8.06，变化范围为7.08～8.06，随着种植年限的增加表层土壤的pH呈下降趋势，即设施菜田表层土壤表现出酸化现象，可能与氮肥超量施用、养分施用不平衡有关，这与其他学者的研究结果一致[5]。
　　研究表明，随种植年限的延长，设施蔬菜由于季节性或常年覆盖以及长期不合理施肥等，致使盐分在土体表层中有较明显的集聚现象，当电导率达到500 μS/cm时，茄果类蔬菜作物的正常生长就会受到抑制[7]。本研究土壤的电导率平均为652.9 μS/cm，已超过蔬菜的生育障碍临界点;且随着种植年限的增加，菜田土壤的电导率逐渐增加，盐分在土壤中的累积量增加，因此采取揭棚（土壤盐分接受自然雨水的充分淋洗）、翻耕、灌水洗盐等各种措施减缓生产上的损失，从而达到减少土壤盐分含量的目的[3]。
　　根据对冀西北设施菜田土壤养分状况的分析，可以得到菜田土壤有机质含量平均为38.9 g/kg，从土壤有机质分级标准来看，中高等以上的比例占62.5%，其中高水平及以上的比例占37.5%，整体处于中上等水平，且随着蔬菜种植年限的增加，有机质含量均呈明显积累趋势，因此，多年来冀西北设施菜田由于肥料的过量投入，土壤有机质已处于较丰富的水平。同样，冀西北设施菜田土壤碱解氮、有效磷和速效钾平均含量分别为104.8、162.4、284.7 mg/kg，高水平及以上的比例分别达40.0%、50.0%和59.2%，且随着蔬菜种植年限的增加，土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量均呈明显积累趋势，这是由于菜田施肥管理中肥料的过度投入在土壤中积累了大量的氮、磷、钾养分，这不仅造成肥料的浪费，还存在潜在的环境问题[8]。 　　总之，测土配方施肥是设施菜田土壤酸化和盐渍化防治的有效技术措施[9]，所以在冀西北设施菜田生产中，首先要对每个田块进行测土配方施肥，根据土壤养分状况分类指导肥料的施用，严格控制化肥用量并使化肥施用结构与比例相协调，从而杜绝化肥的滥用问题。其次，设施蔬菜施肥应根据土壤养分状况、蔬菜需肥特性，最大限度地活化和利用土壤积累态养分，注重氮、磷和钾肥的平衡施用，研究高产、优质、高效多目标并重的施肥技术体系。最后，要根据冀西北设施蔬菜生产中存在的主要问题，进行设施蔬菜生产区气候特点以及水土资源状况的适应性研究，发挥测土配方施肥技术的生态环境效益[10]。
　　3.2  小结
　　冀西北设施菜田土壤pH平均為8.06，随着种植年限的增加土壤的pH呈下降趋势;设施菜田土壤的电导率平均为652.9 μS/cm，已超过蔬菜的生育障碍临界点，且随着种植年限的增加，菜田土壤的电导率逐渐增加，盐分在土壤中的累积量逐渐增加。冀西北设施菜田土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾平均含量分别为38.9 g/kg、104.8 mg/kg、162.4 mg/kg和284.7 mg/kg，随着种植年限的增加均呈明显积累趋势。
　　根据以上结果，建议施肥应根据土壤养分状况、蔬菜需肥特性，最大限度地活化和利用土壤积累态养分;进行测土配方施肥，减少设施菜田土壤酸化和和盐渍化，发挥测土配方施肥技术的生态环境效益。
　　参考文献：
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