曹艦艇,楊 紅,彭 艷,張新軍

(1西藏農(nóng)牧學(xué)院 a高原生態(tài)研究所，b資源與環(huán)境學(xué)院，西藏 林芝860000；2 西藏高原森林生態(tài)教育部重點實驗室，西藏 林芝860000；3西藏林芝高山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站，西藏 林芝860000)

設(shè)施大棚內(nèi)環(huán)境具有良好的可控性，可通過人工調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的溫度、濕度以及土壤肥力狀況等因素，滿足作物常年生產(chǎn)條件，故大棚成為目前蔬菜生產(chǎn)的主要設(shè)施。尤其在寒冷和干旱地區(qū)，大棚栽培更是非常重要的蔬菜栽培方式。但蔬菜大棚高溫、高濕、高蒸發(fā)、高施肥量、高產(chǎn)出及無降水淋洗、超強(qiáng)度利用等特點[1-2]，導(dǎo)致土壤中鹽分和養(yǎng)分大量富集，從而引起土壤環(huán)境質(zhì)量下降[3]，嚴(yán)重制約和阻礙設(shè)施大棚的可持續(xù)利用，因此蔬菜大棚土壤養(yǎng)分變化特征成為廣大學(xué)者關(guān)注的焦點。

在蔬菜大棚生產(chǎn)管理過程中，由于缺乏科學(xué)合理的施肥方案，盲目過量施肥導(dǎo)致大棚土壤養(yǎng)分富集[4]、重金屬積累[5-6]，引起土壤酸化、鹽漬化[7-8]和地下水污染[9]，導(dǎo)致土壤生物活性降低[10]、分解能力下降[11]，從而使蔬菜品質(zhì)降低，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)及環(huán)境問題。故研究不同種植年限蔬菜大棚土壤養(yǎng)分分布特征及酸化狀況，對制定合理的施肥管理方案、節(jié)約資源、改善土壤環(huán)境、提高大棚蔬菜品質(zhì)等具有十分重要的意義。

西藏林芝地區(qū)氣候具有年均溫低、年溫差小、晝夜溫差大、無霜期短及季節(jié)干濕分明等特點[12]，導(dǎo)致該地區(qū)極不適宜露地蔬菜栽培，故大棚設(shè)施成了當(dāng)?shù)厥卟松a(chǎn)的主要方式。同時，西藏土壤發(fā)育不成熟，對水、肥的保蓄性能極差[13]，在這種土壤條件下，大棚的生產(chǎn)管理對土壤養(yǎng)分狀況的影響效應(yīng)更值得關(guān)注。本試驗以藏東南八一鎮(zhèn)不同種植年限蔬菜大棚及周邊農(nóng)田土壤為研究對象，分析不同種植年限蔬菜大棚土壤養(yǎng)分分布特征及酸化狀況，旨在為藏東南八一鎮(zhèn)蔬菜大棚土壤的可持續(xù)利用提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

供試土樣采集于西藏林芝市八一鎮(zhèn)蔬菜大棚及其周邊農(nóng)田，該樣區(qū)位于西藏自治區(qū)東南部，雅魯藏布江中下游，念青唐古拉山脈與喜馬拉雅山脈之間，地理坐標(biāo)94.303 5°-94.314 1°E，29.191 3°-29.215 9° N，海拔約3 100 m。氣候類型為高原溫帶半濕潤性季風(fēng)氣候，常年分為明顯的干季和雨季(雨季一般為4-10月份，干季一般為11-翌年3月份)，全年日照充足，日照時數(shù)約1 988.6 h，年均溫度較低，為8.2 ℃，降水量主要來源于沿雅魯藏布江河谷深入內(nèi)陸的印度洋暖濕氣流，年均降水量630～650 mm。在大棚建設(shè)過程中，對大棚表層土壤(0～30 cm)進(jìn)行了一次客土改良，客土土壤類型為棕壤，30 cm以下土壤為沙壤。

相對農(nóng)田的一年一熟制而言，大棚蔬菜產(chǎn)值和復(fù)種指數(shù)較高，故對蔬菜大棚的投入相對較高。據(jù)調(diào)查，本研究中農(nóng)田有機(jī)肥和化肥的年投入量分別為675.45和328.25 kg/hm2，在每年的播種期(4-5月份)施肥；蔬菜大棚有機(jī)肥和化肥的年投入量分別為1 963.26和962.33 kg/hm2，每種植1季追肥1～2次(每年種植3季)。有機(jī)肥主要以豬糞和牛糞為主，化肥主要為尿素、磷酸二銨、硫酸鉀、氯化鉀和復(fù)合微生物肥(總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)=6%)。

1.2 土壤樣品采集與測定

本試驗選擇藏東南林芝市八一鎮(zhèn)不同種植年限蔬菜大棚及周邊農(nóng)田土壤為研究對象，農(nóng)田作物以青稞、油菜為主，蔬菜大棚是由農(nóng)田改建而成，改建前主要作物為青稞或油菜。分別選擇種植2，7和15年的蔬菜大棚各1個及其周邊農(nóng)田作為試驗樣地，每個樣地設(shè)置3個樣點，作為3個重復(fù)，每個樣點采集0～10，10～20，20～30，30～40，40～50，50～60和60～70 cm土層的樣品，共采集土壤樣品84份，裝入自封袋并帶回實驗室。將土樣在室內(nèi)去除可見的石塊、植物殘體等非土壤成分后自然風(fēng)干，過篩備用。

土壤pH值采用pH計(Model IQ150)測定(V(水)∶m(土)為5∶1)：準(zhǔn)確稱取過1 mm篩的風(fēng)干土壤樣品5.0 g，加去CO2水25 mL，攪拌1 min，靜置30 min后測定；土壤電導(dǎo)率值采用電導(dǎo)率儀(DDS-307型)測定(V(水)∶m(土)為5∶1)：準(zhǔn)確稱取過1 mm篩的風(fēng)干土壤樣品50.0 g，加去CO2水250 mL，振蕩3 min，靜置30 min后測定；土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀-外加熱法測定；土壤全氮含量采用凱氏定氮法測定；土壤速效磷含量用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定；土壤速效鉀含量用1 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法測定；堿解氮含量用堿解擴(kuò)散法測定[14]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，土壤各養(yǎng)分指標(biāo)方差分析采用SPSS 19.0，各養(yǎng)分指標(biāo)分布特征及回歸分析采用Origin 9.0進(jìn)行做圖分析，各指標(biāo)垂直空間變異系數(shù)=(標(biāo)準(zhǔn)差/平均值)×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植年限對蔬菜大棚土壤pH的影響

由圖1可知，隨著土層深度的增加，土壤pH值呈逐漸增加的趨勢。在0～70 cm土層，農(nóng)田以及種植2，7和15年的蔬菜大棚土壤pH值分別介于5.74～6.59，4.79～5.88，4.63～5.42和4.67～6.09，且隨土層深度的增加，蔬菜大棚土壤pH的變化程度較農(nóng)田明顯。種植2，7，15年的蔬菜大棚土壤pH值剖面垂直空間變異系數(shù)分別為7.26%，5.83%和9.23%，而農(nóng)田垂直空間變異系數(shù)僅為4.86%，表明外界對蔬菜大棚土壤的干擾程度較農(nóng)田強(qiáng)。

圖1 藏東南不同種植年限蔬菜大棚0～70 cm土層土壤pH的變化情況Fig.1 Changes of soil pH in 0-70 cm of vegetable greenhouses at different planting yearsin southeastern Tibet

圖2顯示，隨著蔬菜大棚種植年限的延長，土壤pH值呈“V”型變化趨勢，與農(nóng)田土壤相比，蔬菜大棚初建2年時土壤pH值顯著下降，土壤酸化現(xiàn)象明顯，這可能主要與大棚初建時的大量施肥密切相關(guān)；在種植7年時，土壤酸化程度進(jìn)一步加劇，其pH值降低至5.08±0.22，已成為強(qiáng)酸性土壤[15]；在種植15年時，土壤pH值略有回升，其值為5.38±0.30。農(nóng)田與種植2，7，15年的蔬菜大棚土壤pH值之間差異均達(dá)極顯著水平。

圖柱上標(biāo)不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同Different capital letters indicate extremely significant difference (P<0.01),and different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05).The same below圖2 藏東南不同種植年限蔬菜大棚土壤pH值的比較Fig.2 Comparison of soil pH of vegetable greenhouses at different planting years in southeastern Tibet

2.2 種植年限對蔬菜大棚土壤電導(dǎo)率的影響

土壤鹽漬化是蔬菜大棚土壤退化的主要表現(xiàn)形式之一，可用土壤電導(dǎo)率值進(jìn)行科學(xué)評價。由圖3可知，土壤電導(dǎo)率值隨土層深度的增加呈降低趨勢，且降低速率以農(nóng)田最小，為5.94(斜率，下同)，15年蔬菜大棚最大，為13.46。與0～10 cm土層相比，農(nóng)田以及種植2，7，15年蔬菜大棚60～70 cm土層土壤電導(dǎo)率值分別降低了39.83%，47.42%，49.98%和52.57%。隨土層深度的增加，蔬菜大棚土壤電導(dǎo)率值垂直空間變異性較農(nóng)田明顯，農(nóng)田土壤電導(dǎo)率值垂直空間變異系數(shù)為17.66%，種植2，7，15年蔬菜大棚變異系數(shù)分別為24.71%，25.28%和28.46%。不同種植年限蔬菜大棚土壤電導(dǎo)率值剖面分布均呈現(xiàn)出明顯的表聚現(xiàn)象。農(nóng)田及2年蔬菜大棚0～10 cm土層電導(dǎo)率值與10～20 cm土層之間差異均未達(dá)顯著水平(P>0.05，n=3)，與其他各土層電導(dǎo)率值之間差異均達(dá)極顯著水平(P<0.01，n=3)。7年和15年蔬菜大棚0～10 cm土層電導(dǎo)率值與10～20 cm土層之間差異均達(dá)顯著水平(P<0.05，n=3)，與其他各土層電導(dǎo)率值之間差異均達(dá)極顯著水平(P<0.01，n=3)。

圖4顯示，隨種植年限的增加，土壤電導(dǎo)率值呈增加趨勢，且農(nóng)田與15年蔬菜大棚土壤電導(dǎo)率值之間差異達(dá)顯著水平(P<0.05，n=7)。種植年限為2年的蔬菜大棚土壤電導(dǎo)率平均值較農(nóng)田僅增加了3.46 μS/cm，7年和15年的蔬菜大棚土壤電導(dǎo)率平均值分別較農(nóng)田增加了20.03和27.56 μS/cm。表明在蔬菜大棚使用初期土壤電導(dǎo)率值增加較緩慢，隨著種植年限的增加，由于化肥的施用，各種鹽離子在土壤中逐漸積累，導(dǎo)致土壤電導(dǎo)率值逐年增加。吳多三等[16]研究表明，育苗土壤的障礙電導(dǎo)率值指標(biāo)為800 μS/cm，一般土壤的障礙電導(dǎo)率值指標(biāo)為1 000 μS/cm，本研究中的土壤電導(dǎo)率值(75.80±13.39)～(103.36±29.42) μS/cm雖不至于對蔬菜的育苗及蔬菜生長發(fā)育產(chǎn)生明顯障礙，但必須引起高度重視。

圖3 藏東南不同種植年限蔬菜大棚0～70 cm土層土壤電導(dǎo)率的變化情況
Fig.3 Changes of soil electrical conductivity in 0-70 cm of vegetable greenhouses at different planting yearsin southeastern Tibet

圖4 藏東南不同種植年限蔬菜大棚土壤電導(dǎo)率的比較
Fig.4 Comparison of soil conductivity of vegetable greenhouses at different years of planting in southeastern Tibet

2.3 種植年限對蔬菜大棚土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

由圖5可知，土壤有機(jī)質(zhì)含量隨土層深度的增加呈降低趨勢，且蔬菜大棚土壤有機(jī)質(zhì)含量隨土層深度增加而降低的幅度遠(yuǎn)大于農(nóng)田。種植2，7，15年蔬菜的大棚土壤有機(jī)質(zhì)含量剖面垂直空間變異系數(shù)分別為34.97%，32.74%和45.29%，農(nóng)田土壤垂直空間變異系數(shù)為21.64%。在0～10 cm土層，農(nóng)田和種植2，7，15年蔬菜的大棚土壤有機(jī)質(zhì)含量分別為(21.98±3.76)，(36.12±4.35)，(36.52±1.47)和(45.30±3.32) g/kg；當(dāng)土層深度增加至60～70 cm時，農(nóng)田和種植2，7，15年蔬菜的大棚土壤有機(jī)質(zhì)含量分別降低至(12.03±1.60)，(14.01±1.48)，(13.38±1.36)和(13.72±2.17) g/kg。經(jīng)方差分析可知，農(nóng)田0～10 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量僅與50～60及60～70 cm土層之間差異達(dá)極顯著水平(P<0.01，n=3)，與其余各土層土壤有機(jī)質(zhì)含量之間差異均未達(dá)顯著水平(P>0.05，n=3)；種植2，7，15年蔬菜的大棚0～10 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量除了與10～20 cm土層之間差異未達(dá)顯著水平(P>0.05，n=3)外，均與20～30 cm土層之間差異達(dá)顯著水平(P<0.05，n=3)，與30～40，40～50，50～60及60～70 cm土層之間差異均達(dá)極顯著水平(P<0.01，n=3)。表明與相鄰農(nóng)田土壤相比，蔬菜大棚土壤有機(jī)質(zhì)含量的“表聚”現(xiàn)象更加明顯。

由圖6可知，大棚土壤有機(jī)質(zhì)含量隨蔬菜大棚種植年限的延長呈增加趨勢，蔬菜大棚在使用2，7和15年時，其土壤有機(jī)質(zhì)含量分別較農(nóng)田土壤增加了36.66%，49.54%和59.52%。經(jīng)方差分析可知，不同種植年限蔬菜大棚土壤之間有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著(P>0.05，n=7)，種植年限為2和7年的蔬菜大棚與農(nóng)田土壤之間有機(jī)質(zhì)含量差異亦不顯著(P>0.05，n=7)，但種植15年的蔬菜大棚與農(nóng)田土壤之間有機(jī)質(zhì)含量差異達(dá)顯著水平(P<0.05，n=7)。

圖5 藏東南不同種植年限蔬菜大棚0～70 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化情況
Fig.5 Changes of soil organic matter content in 0-70 cm of vegetable greenhouses at different planting years in southeastern Tibet

圖6 藏東南不同種植年限蔬菜大棚土壤有機(jī)質(zhì)含量的比較
Fig.6 Comparison of soil organic matter content in vegetable greenhouses at different planting years in Southeast Tibet

2.4 種植年限對蔬菜大棚土壤全氮含量的影響

由圖7可知，隨土層深度的增加，土壤全氮含量呈降低趨勢。農(nóng)田和種植2，7，15年的蔬菜大棚垂直剖面土壤全氮含量分別為(0.72±0.43)～(2.85±0.40)，(1.35±0.62)～(4.52±0.52)，(0.98±0.35)～(5.15±0.65)和(1.65±0.45)～(6.91±1.13) g/kg。在0～30 cm土層，土壤全氮含量隨土層深度的增加而降低的速率大于30～70 cm土層。與農(nóng)田相比，蔬菜大棚土壤全氮含量“表聚”現(xiàn)象更加明顯，且隨土層深度的增加，蔬菜大棚土壤全氮含量垂直空間變異性大于農(nóng)田，其中種植2，7，15年蔬菜的大棚土壤全氮含量垂直空間變異系數(shù)分別為50.42%，59.47%和56.24%，農(nóng)田土壤全氮含量垂直空間變異系數(shù)為48.10%。

圖7 藏東南不同種植年限蔬菜大棚0～70 cm土層土壤全氮含量的變化情況
Fig.7 Changes of total nitrogen content in 0-70 cm of vegetable greenhouses at different planting years in southeastern Tibet

圖8 藏東南不同種植年限蔬菜大棚土壤全氮含量的比較
Fig.8 Comparison of soil total nitrogen content in vegetable greenhouses at different planting years in southeastern Tibet

由圖8可知，不同種植年限蔬菜大棚土壤全氮平均含量均高于農(nóng)田土壤全氮平均含量，種植2，7，15年的蔬菜大棚土壤全氮平均含量較農(nóng)田土壤分別增加了29.96%，39.74%和91.60%，且蔬菜大棚土壤全氮平均含量(y)隨種植年限(x)延長的變化趨勢可用線性函數(shù)進(jìn)行表示，即:y=0.099x+1.907(R2=0.948**)。造成這種差異的主要原因是氮肥的大量施用導(dǎo)致氮素在土壤中累積，同時，灌溉使得氮素不斷向深層土壤淋溶，種植年限較長的大棚土壤中全氮含量逐漸增加。方差分析結(jié)果表明，除15年蔬菜大棚與相鄰農(nóng)田土壤之間全氮平均含量差異顯著(P<0.05，n=7)外，種植年限為2和7年的蔬菜大棚及農(nóng)田土壤之間全氮平均含量差異均未達(dá)顯著水平(P>0.05，n=7)。

2.5 種植年限對蔬菜大棚土壤速效氮、速效磷和速效鉀含量的影響

如圖9所示，土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量隨土層深度的增加均呈降低趨勢，且主要集中在0～20 cm土層，表現(xiàn)為明顯的“表聚”性。農(nóng)田和種植2，7及15年的蔬菜大棚0～20 cm土層土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量分別是20～70 cm土層的2.42，1.82，1.83，1.90倍；2.33，1.76，1.67和1.36倍及1.99，2.37，2.32和1.94倍。

由圖10可知，與農(nóng)田相比，蔬菜大棚土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量平均值均明顯增加。種植年限為2，7及15年的蔬菜大棚土壤速效氮含量平均值分別較農(nóng)田增加了22.64%，22.89%和41.32%，但其差異均不顯著(P>0.05，n=7)；速效磷含量平均值分別較農(nóng)田增加了74.89%，114.01%和154.03%，其中種植15年的蔬菜大棚與農(nóng)田土壤之間速效磷含量差異顯著(P<0.05，n=7)；土壤速效鉀含量平均值分別較農(nóng)田增加了3.75%，7.93%和19.29%。大棚土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量平均值隨種植年限的延長而增加，且以速效磷的增幅最大，速效鉀最小。這主要是因為相對于氮素和鉀素而言，磷素不易揮發(fā)，不易淋溶，容易被土壤固定[17]，故造成本研究中土壤速效磷含量的增幅大于速效氮和速效鉀。

圖9 藏東南不同種植年限蔬菜大棚0～70 cm土層土壤速效養(yǎng)分含量的變化Fig.9 Changes of soil available nutrient contents in 0-70 cm of vegetable greenhouses at different planting years in southeastern Tibet

圖10 藏東南不同種植年限蔬菜大棚土壤速效養(yǎng)分含量的比較Fig.10 Comparison of soil available nutrient contents in vegetable greenhouses at different planting years in Southeast Tibet

2.6 不同種植年限蔬菜大棚土壤理化指標(biāo)間的關(guān)系

將農(nóng)田及不同種植年限蔬菜大棚剖面土壤各指標(biāo)按土層平均后進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果(表1)表明，土壤各理化指標(biāo)之間在P=0.01或P=0.05水平(雙側(cè))上均表現(xiàn)出極強(qiáng)的相關(guān)性，Pearson相關(guān)性系數(shù)絕對值均大于0.949，且除土壤pH值與其他各指標(biāo)之間呈顯著負(fù)相關(guān)外，其他各理化指標(biāo)之間均表現(xiàn)為顯著正相關(guān)關(guān)系，特別是土壤全氮與土壤速效氮、速效磷、速效鉀之間的Pearson相關(guān)系數(shù)較大，其值分別為0.994，0.995和0.971。表明藏東南八一鎮(zhèn)不同種植年限蔬菜大棚土壤主要養(yǎng)分之間均具有明顯的相關(guān)性，這主要與土壤養(yǎng)分來源以及各組分間的轉(zhuǎn)化機(jī)制等有關(guān)。

表1 藏東南不同種植年限大棚土壤理化指標(biāo)間的相關(guān)性Table 1 Correlation of soil physical and chemical indicators in greenhouses at different planting years in southeastern Tibet

注：**表示在P<0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)，*表示在P<0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

Note:**.Significantly correlated atP<0.01 level (bilateral);*.Significantly correlated atP<0.05 level (bilateral).

3 討 論

3.1 不同種植年限蔬菜大棚土壤酸化及影響因素

本研究中，相對農(nóng)田而言，蔬菜大棚土壤酸化現(xiàn)象更加嚴(yán)重。這主要與蔬菜大棚高溫、高濕的微環(huán)境相關(guān)，較高的溫度和濕度更有利于土壤中物質(zhì)的代謝，如作物根系的分泌及植物殘體、土壤生物的代謝物分解等，而上述過程將會向土壤釋放大量的有機(jī)酸，從而導(dǎo)致蔬菜大棚土壤pH值小于相鄰農(nóng)田土壤。熊漢琴等[20]對種植1，3，5，7和9年的蔬菜大棚土壤酸化狀況的研究表明，隨種植年限的延長，土壤pH值呈降低趨勢。李粉茹等[21]對種植5，10，15和23年的蔬菜大棚土壤pH值變化情況進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，隨種植年限的延長，土壤pH值呈降低趨勢。但本研究結(jié)果表明，隨蔬菜大棚種植年限的延長，pH值呈“V”型變化趨勢，即與農(nóng)田土壤pH值相比，蔬菜大棚初建2年時，土壤pH值明顯下降，土壤酸化現(xiàn)象明顯，在種植7年時，土壤酸化程度進(jìn)一步加劇，其pH值降低至5.08±0.22，已成為強(qiáng)酸性土壤，作物吸收水分和養(yǎng)分的功能開始受到抑制[22]；而在種植15年時，土壤pH值略有增加。這與前人的研究結(jié)果存在差異，其原因可能主要與當(dāng)?shù)氐氖┓史绞健⑼寥李愋偷扔嘘P(guān)，當(dāng)土壤酸性低至開始影響作物的生長、作物出現(xiàn)爛根等現(xiàn)象時，菜農(nóng)開始大量施用有機(jī)肥，同時采用大量施用生石灰的方式來改善土壤酸化程度。據(jù)調(diào)查，該研究區(qū)域以有機(jī)肥作為基肥的年施用量為1 963.26 kg/hm2，石灰作為基肥的年施用量為900 kg/hm2。肖輝等[23]研究表明，施用天然有機(jī)肥可以明顯提高土壤pH，減緩?fù)寥浪峄俾剩业闹饕瘜W(xué)成分是CaO，是強(qiáng)堿性物質(zhì)，中和酸性的能力很強(qiáng)，生石灰施入土壤后會與土壤中的酸性物質(zhì)發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，生成氫氧化物沉淀，從而有效提高土壤的pH值。因此，在蔬菜大棚種植15年時土壤pH值稍有增加，減緩了土壤的酸化速率。為了蔬菜大棚土壤的可持續(xù)利用，在今后的生產(chǎn)過程中還應(yīng)該注意合理的輪作倒茬，即根據(jù)蔬菜對土壤養(yǎng)分利用量的差異，進(jìn)行科學(xué)合理的輪作倒茬，從而使土壤中的養(yǎng)分維持在一個平衡狀態(tài)，降低一價陽離子對土壤膠體及植物中H+的置換，亦可減緩?fù)寥赖乃峄俾省?/p>

3.2 不同種植年限蔬菜大棚土壤電導(dǎo)率值的分布特征及影響因素

次生鹽漬化作為蔬菜大棚生產(chǎn)過程中十分重要的障礙性因子，嚴(yán)重影響蔬菜大棚土壤的可持續(xù)利用，并會限制蔬菜大棚作物產(chǎn)量。土壤次生鹽漬化主要是因為大量施用化肥導(dǎo)致的土壤硝酸鹽含量增加[24]及全鹽含量累積，從而抑制農(nóng)作物生長發(fā)育、降低農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)[25]，可用電導(dǎo)率值進(jìn)行科學(xué)評價。譚海燕等[26]研究表明，土壤電導(dǎo)率(y)與土壤水溶性鹽含量(x)之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，關(guān)系方程式為y=243.03x。本研究中，土壤鹽漬化主要發(fā)生在表層土壤中，表現(xiàn)為表層(0～10 cm)土壤電導(dǎo)率值明顯高于深層(10～70 cm)土壤，這與范慶鋒等[27]的研究結(jié)果一致。原因主要可能是大棚封閉式的建筑構(gòu)造特點，導(dǎo)致其缺少自然淋洗，加之蔬菜大棚溫度高、蒸發(fā)量大等特點，使土壤水分向上運動，從而易導(dǎo)致表層土壤中鹽分累積。另外，不合理的灌溉方式也會導(dǎo)致表層土壤積鹽[28]。

3.3 不同種植年限蔬菜大棚土壤養(yǎng)分的分布特征及影響因素

本研究中，蔬菜大棚土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷及速效鉀含量均隨土層深度的增加呈降低趨勢，即土壤養(yǎng)分存在明顯的“表聚”現(xiàn)象，這與相關(guān)研究者的結(jié)果一致[32-33]。出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因有以下幾方面：一方面主要與藏東南八一鎮(zhèn)蔬菜大棚長期的連續(xù)生產(chǎn)和大量施肥密切相關(guān)；另一方面，由于蔬菜大棚溫度較高，表層土壤水分蒸發(fā)強(qiáng)烈，進(jìn)一步帶動地下水和表層水分不斷上升，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分被帶到表層土壤而聚集；另外，大棚較高的溫度使得表層土壤酶活性較高[34]，有利于植物殘體分解，也可增加根層土壤的養(yǎng)分含量；在本研究調(diào)查過程中，蔬菜大棚的灌溉主要采用“小水勤灌”的方式，而這種灌溉方式極有利于養(yǎng)分向表層土壤聚集[35]，故這也是導(dǎo)致本研究區(qū)域養(yǎng)分在表層土壤中累積的重要原因。表層土壤養(yǎng)分的累積，將使得土壤養(yǎng)分含量是大棚蔬菜所需土壤養(yǎng)分含量的數(shù)倍甚至更高，這將可能影響蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)以及威脅生態(tài)環(huán)境的安全。

本研究中，相對于農(nóng)田而言，蔬菜大棚土壤養(yǎng)分累積現(xiàn)象更加明顯，且隨蔬菜大棚種植年限的延長，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷及速效鉀含量的累積作用十分明顯，這與周建斌等[36]和高新昊等[37]的研究結(jié)果一致，即隨種植年限的延長，土壤養(yǎng)分含量呈增加趨勢。這主要是因為本研究區(qū)域蔬菜大棚的復(fù)種次數(shù)和灌溉頻率均高于農(nóng)田，蔬菜大棚“一水一肥、一茬一肥”的施肥方式也導(dǎo)致其土壤養(yǎng)分遠(yuǎn)高于農(nóng)田，且隨著種植年限的延長在土壤中逐年累積。

由于不同種類蔬菜對養(yǎng)分的需求量不同，故在當(dāng)前肥料高投入的蔬菜大棚生產(chǎn)模式下，將導(dǎo)致土壤養(yǎng)分含量失衡，從而影響大棚蔬菜的質(zhì)和量。本研究中，土壤養(yǎng)分含量失衡已嚴(yán)重影響大棚蔬菜的質(zhì)和量(蔬菜在幼苗期有嚴(yán)重的爛根現(xiàn)象)。然而，就此現(xiàn)象，菜農(nóng)以繼續(xù)增加化肥和農(nóng)藥的施用量來提高蔬菜的產(chǎn)量，這將成為阻礙蔬菜大棚土壤可持續(xù)利用和危害人體健康的關(guān)鍵因素。故在今后的生產(chǎn)過程中，尋找一條有效改良蔬菜大棚土壤的對策勢在必行。

4 結(jié) 論

1)隨著蔬菜大棚土壤深度的增加，土壤pH值呈增加趨勢，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量及土壤電導(dǎo)率值均呈降低趨勢。

2)隨著蔬菜大棚種植年限的延長，土壤pH值呈“V”型變化趨勢，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量及土壤電導(dǎo)率值均呈增加趨勢。

3)Pearson相關(guān)性分析結(jié)果表明，土壤各理化指標(biāo)之間呈現(xiàn)顯著或極顯著相關(guān)性。

4)與農(nóng)田土壤相比，蔬菜大棚土壤酸化、鹽漬化趨勢更加明顯，養(yǎng)分累積、失衡明顯，環(huán)境風(fēng)險突出，故在今后的生產(chǎn)過程中，制定合理的施肥方案和管理措施勢在必行，提倡科學(xué)施肥，以保證設(shè)施大棚土壤的可持續(xù)利用及生態(tài)環(huán)境安全。