李珍珍 ,朱恩 ,朱建華 ,唐紀(jì)華 ,張瑞明
(1.上海市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心,201103;2.松江區(qū)蔬菜技術(shù)推廣站)
近年來隨著上海市松江區(qū)綠葉菜基地建設(shè)和蔬菜生產(chǎn)的發(fā)展,2010年全區(qū)常年蔬菜種植面積已達(dá)1 485 hm2,蔬菜保護(hù)地種植面積534 hm2,占全區(qū)常年蔬菜種植面積的35.96%。由于大棚特殊的建造結(jié)構(gòu),大棚蔬菜地常處于半封閉狀態(tài),具有氣溫高、濕度大、蒸發(fā)量大、無雨水淋洗、復(fù)播指數(shù)高、肥料投入量大等特點(diǎn),與露地土壤生態(tài)環(huán)境條件有明顯的差異,而且大棚利用到一定年限后,大棚土壤的理化性狀發(fā)生變化,主要表現(xiàn)為土壤酸化、土壤積鹽造成土壤次生鹽漬化、土壤病原菌增加、養(yǎng)分積累、土壤中有效營(yíng)養(yǎng)元素比例失衡等[1,2],對(duì)大棚土壤生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的負(fù)面影響,導(dǎo)致蔬菜產(chǎn)量下降、品質(zhì)變劣,甚至危及大棚蔬菜可持續(xù)生產(chǎn)。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,松江區(qū)土壤次生鹽漬化面積達(dá)141 hm2,發(fā)生土傳病害的土地面積達(dá)343 hm2,嚴(yán)重影響全區(qū)蔬菜生產(chǎn)發(fā)展。為此,對(duì)上海市松江區(qū)主要設(shè)施蔬菜產(chǎn)地進(jìn)行土質(zhì)調(diào)查,以期更準(zhǔn)確地了解該地區(qū)土壤肥力、鹽分含量等相關(guān)指標(biāo),為設(shè)施菜地土壤連作障礙防治提供科學(xué)依據(jù)。
根據(jù)上海市設(shè)施菜地土壤不同成土原因,結(jié)合土壤次生鹽漬化發(fā)生程度,選擇松江區(qū)浦南蔬菜基地、葉榭鎮(zhèn)等地,以種植茄果類、瓜類蔬菜為主,并在冬季種植綠葉菜的大棚,于2009年8月對(duì)種植年限為 1 a、2~3 a、4~5 a、6 a 及以上 4 個(gè)棚齡的土壤進(jìn)行取樣。同一棚齡選取5個(gè)大棚為重復(fù),采集耕作層0~20 cm土壤,蛇形采樣法,每個(gè)樣品由15個(gè)點(diǎn)土樣混合組成。
用常規(guī)化學(xué)分析方法測(cè)土壤全鹽量(%),烘干法測(cè)含水量,pHS-3B型酸度計(jì)和ORION TDS型電導(dǎo)率儀分別測(cè)土壤溶液pH值(水土比1∶2.5)及EC值(水土比1∶5),凱氏消煮法測(cè)全氮含量,鉬銻抗顯色法測(cè)土壤有效磷含量,火焰光度法測(cè)Na+、K+含量,重鉻酸鉀氧化法測(cè)土壤有機(jī)質(zhì)含量,全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀(Smartchem 200 Alliance Corp.France)測(cè)含量,雙指示劑中和法測(cè)含量,硝酸銀滴定法測(cè)Cl-含量,EDTA間接滴定法測(cè)含量,EDTA 絡(luò)合滴定法測(cè) Ca2+、Mg2+含量。
表1數(shù)據(jù)顯示,隨設(shè)施種植年限增加,土壤有效磷、速效鉀含量呈逐年上升趨勢(shì),土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量先升高后有所降低。方差分析顯示,2~3 a棚堿解氮含量顯著提高,達(dá)到1 a棚含量的1.95倍,其后含量變化不明顯;4~5 a棚齡的大棚土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量升高顯著,分別為1 a棚的1.59、1.75倍;6 a及以上大棚土壤有效磷含量較1 a棚顯著升高,達(dá)4.76倍;速效鉀含量隨種植年限增加而增加,但表現(xiàn)不顯著。由此可見,大棚建設(shè)初期(1~3 a)耕層土壤養(yǎng)分含量變化不大,隨著種植年限延長(zhǎng)(4 a及以上)養(yǎng)分含量較高。因此,土壤速效養(yǎng)分累積量不僅受施肥量影響,還受種植年限影響。
表1 不同種植年限設(shè)施菜地土壤肥力狀況比較
①可溶性鹽含量 由表2可知,滬郊設(shè)施菜地土壤全鹽量在0.72~2.11 g/kg,2 a及以上各棚齡的土壤全鹽量即達(dá)到1 a棚的2.14倍;4~5 a棚提高顯著,達(dá)2.11 g/kg,已高于鹽漬化土壤標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)特別引起注意。隨著種植年限的增加,全鹽量持續(xù)增加,6 a及以上大棚土壤含鹽量卻有所下降,這可能與含鹽量過高不適宜蔬菜栽培,農(nóng)民進(jìn)行了雨水洗鹽、大水漫灌等農(nóng)事操作有關(guān)。
②EC值 土壤EC值與全鹽量變化一致,相關(guān)性分析得出二者相關(guān)系數(shù)為0.968;隨種植年限增加,大棚土壤EC值升高,4~5 a棚含量最高。
③pH值 設(shè)施菜地土壤pH值4.82~6.98,隨種植年限的增加持續(xù)降低,2~3 a棚降低顯著,6 a棚有所提高。按照pH值5.6~6.5為微酸性、pH值4.6~5.5為酸性和pH值<4.5為強(qiáng)酸性的土壤酸度分類標(biāo)準(zhǔn)[3],2~5 a棚齡的土壤均呈酸性狀態(tài),6 a及以上大棚呈弱酸性,這可能與土壤改良、灌水洗鹽有關(guān)。由表2數(shù)據(jù)可以看出,設(shè)施年限超過1 a,大棚土壤鹽分含量激增,對(duì)應(yīng)的pH值下降顯著,土壤酸化現(xiàn)象嚴(yán)重,設(shè)施栽培蔬菜2 a以上,土壤pH值從6.98降低至4.82,超過了蔬菜出現(xiàn)生理障礙的臨界土壤pH值5.52。大棚菜田土壤pH值下降與設(shè)施栽培過程中化學(xué)肥料的過量投入造成離子在土壤中的殘留以及蔬菜根系的生理活動(dòng)有關(guān)[4]。
①陽離子 表3數(shù)據(jù)顯示,設(shè)施土壤鹽分陽離子中 Ca2+、Na+含量隨種植年限的增加先增加后降低,4~5 a棚較 1 a棚增加顯著,Ca2+在陽離子中含量最多,占全鹽量的 9.09%~14.32%,其次是 Na+(5.7%~8.9%),K+、Mg2+含量隨設(shè)施種植年限延長(zhǎng)持續(xù)增加。經(jīng)計(jì)算可得,陽離子總量為全鹽量的19.12%~27.14%。由此可見,隨著設(shè)施種植年限的增加,土壤陽離子含量積累加劇。
表2 不同種植年限設(shè)施菜地土壤可溶性鹽含量、EC值及pH值比較
研究結(jié)果表明,設(shè)施栽培條件下,隨著種植年限延長(zhǎng),土壤連作障礙問題突出,鹽分積累呈一定規(guī)律性變化。
①設(shè)施菜地養(yǎng)分富集現(xiàn)象明顯,尤其是有效磷、速效氮積累嚴(yán)重,硝態(tài)氮含量在100 mg/kg以上,已達(dá)到豐富程度。養(yǎng)分的富集一方面導(dǎo)致土壤鹽分累積和養(yǎng)分淋失,浪費(fèi)資源,污染環(huán)境;另一方面土壤硝態(tài)氮含量過高,也使蔬菜硝酸鹽含量增加,品質(zhì)下降。
表3 不同種植年限設(shè)施菜土壤離子含量及組成變化g/kg
②設(shè)施菜地鹽分含量隨種植年限增加而提高,4~5 a棚鹽分含量升高尤為顯著。1 a棚平均鹽分含量為0.72 g/kg,相應(yīng)的EC值為0.15 mS/cm;4~5 a棚則土壤鹽分上升至2.11 g/kg以上,EC值升至0.77mS/cm,分別提高 2.93、5.13倍。
③滬郊設(shè)施菜地出現(xiàn)酸化現(xiàn)象。1 a棚土壤正常,2~5 a棚齡土壤則均呈微酸性狀態(tài)。從八大陰陽離子來看,含量在全鹽中所占比例的不斷變化,與土壤酸化發(fā)生關(guān)系密切。而主要來源于大量施肥,因?yàn)槌S梅柿现型泻偷葟?qiáng)酸性離子,這些離子隨肥料的大量施用進(jìn)入土壤,它們中僅部分被作物吸收,大部分則殘留于土壤中,成為土壤次生鹽漬化和土壤pH值下降的原因之一。另外,人們往往偏施氮肥,加上保護(hù)地內(nèi)土壤硝化作用強(qiáng)烈,這就極易產(chǎn)生大量的H+和。
④主要鹽分離子增多。 設(shè)施土壤 Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、等鹽基離子含量隨設(shè)施土壤種植年限延長(zhǎng)均顯著增加,而含量自2 a起顯著降低,6 a及以上棚含量反而有所提高。設(shè)施菜地八大離子以陰離子為主,占全鹽量的71.99%,陰離子中以為主,含量隨種植年限延長(zhǎng)先升高后降低。這與種植年限過長(zhǎng),土壤次生鹽漬化程度較重,不宜栽培種植農(nóng)作物,農(nóng)民采取了一定的洗鹽措施有關(guān)[6]。
總之,如何控制鹽分積累和協(xié)調(diào)養(yǎng)分的供需平衡是目前設(shè)施栽培亟待解決的關(guān)鍵問題。
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