張雪姣 張衛(wèi)東 吳文強(qiáng)

摘要對昌平區(qū)保護(hù)地草莓土壤陽離子交換量進(jìn)行統(tǒng)計分析，并探討草莓土壤陽離子交換量與有機(jī)質(zhì)、pH之間的關(guān)系。結(jié)果表明，土壤陽離子交換量的大小是多種因子共同制約的結(jié)果;目前昌平區(qū)保護(hù)地草莓土壤陽離子交換量平均值為14.9 cmol/kg，處于中等供肥能力水平;土壤陽離子交換量與有機(jī)質(zhì)含量之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量能夠有效增強(qiáng)土壤保肥性能。

關(guān)鍵詞陽離子交換量;有機(jī)質(zhì);pH

中圖分類號S153文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611（2019）03-0067-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.022

草莓種植是昌平區(qū)重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一，據(jù)統(tǒng)計，2015年種植季，昌平區(qū)保護(hù)地草莓5 200余棟，2013—2014年全區(qū)草莓產(chǎn)量771萬kg，總產(chǎn)值達(dá)4.19億元。目前有3 000余農(nóng)戶從事草莓栽培，主要集中在昌平區(qū)東部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，尤以興壽鎮(zhèn)最為廣泛，占全區(qū)種植面積的60%左右。昌平區(qū)保護(hù)地草莓屬于高投入精細(xì)化栽培管理，草莓種植戶對肥料投入較為重視，但存在肥料投入量過高的情況，隨著近年來測土配方施肥工作的不斷深入，合理施肥逐漸被昌平區(qū)草莓種植戶接受，提高土壤供肥、保肥能力可以提高肥料利用，進(jìn)而有效地引導(dǎo)農(nóng)戶減少過量施肥。

化肥施入土壤后，轉(zhuǎn)化為離子形態(tài)，而土壤對離子形態(tài)養(yǎng)分的吸附、解吸能力是決定草莓能否利用肥料養(yǎng)分的關(guān)鍵。土壤陽離子交換量是土壤最基本的理化性質(zhì)，是評價土壤保肥能力、改良土壤和科學(xué)施肥的重要依據(jù)，也是土壤緩沖性能的主要來源。土壤離子交換量取決于土壤所帶的負(fù)電荷數(shù)量。前人研究已證實影響土壤負(fù)電荷量的因素主要有膠體類型、膠體數(shù)量、土壤pH[1]。此外，土壤陽離子交換量與不同土地利用形式有關(guān)，總體表現(xiàn)為草地>林地>農(nóng)田>果園[2]。

目前，有關(guān)昌平區(qū)草莓種植土壤方面的研究已取得了一定成果，但大多集中在土壤養(yǎng)分元素指標(biāo)的分析上，對土壤潛在養(yǎng)分供應(yīng)能力分析及預(yù)測的研究尚少。筆者以昌平區(qū)興壽鎮(zhèn)為代表，統(tǒng)計昌平區(qū)主要草莓種植區(qū)土壤陽離子交換量，分析其分布特征，研究保護(hù)地草莓土地利用形式下土壤陽離子交換量與有機(jī)質(zhì)、pH之間的關(guān)系，以期為提高土壤保肥能力、改善土壤緩沖性能提供可行性方法，進(jìn)而促進(jìn)昌平區(qū)特色草莓產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

該研究區(qū)域為昌平區(qū)興壽鎮(zhèn)，位于昌平區(qū)東部，在北京城中軸線的北延長線上，鎮(zhèn)域面積約75 km2，下屬21個行政村。屬溫帶季風(fēng)性氣候，年平均降水量550.3 mm。該地區(qū)南部為平原地貌，海拔30～100 m，地勢低平，主要為輕壤質(zhì)潮土，灌排條件良好，較適宜草莓等作物生長。日光溫室草莓種植面積較大，草莓種植年限較長，為昌平區(qū)草莓主要產(chǎn)區(qū)。

1.2土壤樣品采集

對昌平區(qū)興壽鎮(zhèn)草莓主要種植大棚進(jìn)行布點，原則上各村布點5～10個。主要采集棚內(nèi)、棚外0～20 cm耕層土壤樣品，在同一采樣單元采用“S”形布點，以5點土樣構(gòu)成1個混合土樣。共采集土壤樣品170份。其中按村落劃分包括香屯、秦城、東營、沙陀等11個主要種植區(qū)域。采集時間選在2015年5—7月上茬拉秧后與下茬未施底肥前，以反映采樣地塊的真實養(yǎng)分狀況和供肥能力。所取土壤樣品經(jīng)過風(fēng)干、磨細(xì)、過篩、混勻后分析土壤陽離子交換量、土壤有機(jī)質(zhì)及土壤pH。

1.3測定項目與方法

所有養(yǎng)分指標(biāo)測試方法均按照國標(biāo)進(jìn)行。土壤陽離子交換量采用氯化銨-乙酸銨交換法測定;土壤有機(jī)質(zhì)采用濃硫酸-重鉻酸鉀外加熱法測定;堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測定;土壤pH采用電位法測定。

1.4數(shù)據(jù)處理

運用Excel 2007和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1草莓棚內(nèi)外土壤陽離子交換量對比

由表1可知，草莓棚內(nèi)土壤陽離子交換量平均值為14.9 cmol/kg，較棚外土壤陽離子交換量高9.6%，差異達(dá)極顯著水平（P<0.01），且二者呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（r=0.820，P<0.01）。此外，草莓棚外土壤由于農(nóng)戶利用形式不同，土壤陽離子交換量變異系數(shù)較棚內(nèi)略高，為27.9%。

2.2土壤保肥性能

土壤陽離子交換量能夠直接反映土壤緩沖能力和供肥性能，可作為土壤保肥能力的評價指標(biāo)。由圖1可知，研究地塊土壤陽離子交換量平均值為14.3 cmol/kg，土壤保肥能力處于中等水平。較2008年昌平區(qū)耕地質(zhì)量調(diào)查時該地區(qū)土壤陽離子交換量平均值（161 cmol/kg）降低了11.2%。其中土壤保肥能力強(qiáng)的地塊數(shù)量僅占全部采樣點數(shù)量的10%，另有9%地塊土壤保肥能力處于較弱水平。

2.3土壤陽離子交換量分布

以行政村為單位劃分，該地區(qū)土壤陽離子交換量分布見圖2、3。由圖2、3可知，西新城、秦家屯村土壤陽離子含量較高，最高達(dá)19.58 cmol/kg，與辛莊村差異不顯著。秦城、香屯、沙陀3個村的陽離子交換量顯著低于其他村。

2.4土壤有機(jī)質(zhì)對土壤陽離子交換量的影響

土壤陽離子交換量由土壤膠體性質(zhì)決定，由有機(jī)的交換基和無機(jī)的交換基構(gòu)成，前者主要是腐殖酸，后者主要是黏土礦物[3]。因此，土壤有機(jī)質(zhì)含量也是土壤陽離子交換量的重要影響因子。統(tǒng)計分析后得知，該地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為32.4 g/kg，土壤陽離子交換量與有機(jī)質(zhì)含量之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（r=0.46，P<0.01），這與前人研究結(jié)果一致[2-5]。

2.5土壤pH對土壤陽離子交換量的影響

土壤pH是直接影響土壤中可變電荷數(shù)的重要因素，因此土壤pH對陽離子交換量有重要影響。目前研究pH與土壤陽離子交換量之間的關(guān)系存在爭議。有理論認(rèn)為土壤膠體微粒表面羥基的解離受介質(zhì)pH的影響，當(dāng)介質(zhì)pH降低時，土壤膠體微粒表面負(fù)電荷也減少，其陽離子交換量也降低，反之增加[6]。但王曉春[3]通過對太原市代表性區(qū)域土壤研究發(fā)現(xiàn)，由于土壤陽離子交換量越高，土壤中有機(jī)質(zhì)和腐殖酸越高，因此土壤中陽離子交換量與 pH 呈負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)可達(dá) 0557。這與許亞琪[7]的研究結(jié)果一致。張水清等[8]對砂姜黑土、水稻土和褐土3種土壤陽離子交換量進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)土壤pH對砂姜黑土的影響遠(yuǎn)大于其他2個土類。在該試驗中，興壽地區(qū)土壤pH在6.21～7.97，平均值為7.20，屬中性土壤，較適宜草莓生長。陽離子交換量與pH之間相關(guān)系數(shù)為-0.165，呈弱負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3結(jié)論與討論

土壤陽離子交換量的高低是多種因子共同制約的結(jié)果。草莓棚內(nèi)土壤陽離子交換量與相應(yīng)的棚外土壤陽離子交換量呈極顯著正相關(guān)，且草莓棚內(nèi)土壤陽離子交換量極顯著高于棚外土壤陽離子交換量，這說明陽離子交換量由土壤自身

屬性決定，但土地利用形式、灌溉施肥等農(nóng)藝措施等外界因子對土壤陽離子交換量有極顯著影響，能夠通過人為因素提

高土壤陽離子交換量，從而提高土壤緩沖性能。

研究區(qū)域內(nèi)土壤保肥能力普遍處于中等水平，且較8年前有所下降。這可能與時間、氣候等自然因素有關(guān)。隨著草莓種植年限的增加，土壤礦物不斷風(fēng)化，鹽基離子有所淋失，且土壤養(yǎng)分被植株吸收利用，腐殖質(zhì)含量降低，土壤持續(xù)生產(chǎn)力有所下降，故土壤陽離子交換量降低。應(yīng)加強(qiáng)重視，合理選擇提高土壤膠體數(shù)量和質(zhì)量的措施，從而提高土壤保肥性能。如增施有機(jī)肥提高膠體含量、改良土壤質(zhì)地、深翻中耕等。

土壤陽離子交換量與土壤有機(jī)質(zhì)含量關(guān)系密切。這是因為較高的土壤有機(jī)質(zhì)含量能夠通過提高土壤有機(jī)膠體數(shù)量而提高陽離子交換量。因此增施有機(jī)肥、加大有機(jī)物料投入是提高土壤保肥性能的有效手段。

土壤pH對陽離子交換量的影響尚不能一概而論。即便在同一塊土地，由于改土、施肥措施不同，土壤的空間變異仍很大[9]。二者之間的關(guān)系受土壤類型、成土母質(zhì)、土地利用形式等共同影響。下一步將根據(jù)不同影響因子進(jìn)行分類探討。

47卷3期張雪姣等北京市昌平區(qū)保護(hù)地草莓土壤陽離子交換量分布特征

參考文獻(xiàn)

[1] 黃昌勇，徐建明.土壤學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2010：163.

[2] 魏孝榮，邵明安.黃土高原小流域土壤pH、陽離子交換量和有機(jī)質(zhì)分布特征[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2009，20（11）：2710-2715.

[3] 王曉春.太原市代表性區(qū)域內(nèi)土壤陽離子交換量的測定及分析[J].山西科技，2016，31（3）：58-60.

[4] 蔡祖聰，馬毅杰.土壤有機(jī)質(zhì)與土壤陽離子交換量的關(guān)系[J].土壤學(xué)進(jìn)展，1988，16（3）：10-15.

[5] 鄭日華，詹菁，周洋.設(shè)施蔬菜栽培對土壤陽離子交換性能的影響[J].江西農(nóng)業(yè)，2017（22）：31.

[6] 徐明崗，劉寶存，辛景樹，等.健康土壤200問[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2015：29-30.

[7] 許亞琪.土壤陽離子交換量的分析結(jié)果研究[J].干旱環(huán)境監(jiān)測，2018，32（1）：19-23.

[8] 張水清，黃紹敏，郭斗斗.河南三種土壤陽離子交換量相關(guān)性及預(yù)測模型研究[J].土壤通報，2011，42（3）：627-631.

[9] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1999：22.