李元梅，張琪曉，劉晶磊，朱田香

(1.舟山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 舟山 316000； 2.舟山市農(nóng)產(chǎn)品營(yíng)銷管理中心，浙江 舟山 316000；3.舟山市農(nóng)業(yè)教育培訓(xùn)中心，浙江 舟山 316000)

為適應(yīng)浙江沿海地區(qū)早春多雨大風(fēng)、倒春寒等災(zāi)害性天氣，鋼制連棟大棚的應(yīng)用面積日趨增大。大棚經(jīng)多年使用后，棚內(nèi)土壤出現(xiàn)不同程度的次生鹽漬化和酸化現(xiàn)象。設(shè)施大棚土壤出現(xiàn)次生鹽漬化后，對(duì)種植的農(nóng)作物會(huì)產(chǎn)生不利影響，發(fā)生僵苗、生長(zhǎng)遲緩、病害加劇[1]等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致產(chǎn)量降低、產(chǎn)品品質(zhì)下降，種植戶的經(jīng)濟(jì)效益受到影響。研究表明，設(shè)施大棚進(jìn)行揭膜淋雨、合理輪作、采用各種有機(jī)無機(jī)物料和土壤改良劑[2-3]等操作，可有效減輕土壤次生鹽漬化程度。

舟山市位于長(zhǎng)江出?？冢瑸楹u型城市，亞熱帶季風(fēng)氣候明顯，常年多大風(fēng)，秋冬季多偏北風(fēng)、春夏多偏南風(fēng)。6、8月降水較多，冬季較少；降水時(shí)受風(fēng)力影響，大棚南北出入口和通風(fēng)口處的地塊比大棚中間地塊受到更多的雨水淋浸，土壤水分和鹽分交換較快。為防止臺(tái)風(fēng)災(zāi)害和土壤次生鹽漬化，單棟大棚在7—8月揭膜，進(jìn)行休耕淋雨等操作，并實(shí)施輪作；但隨著使用年限增長(zhǎng)，種植作物時(shí)，出現(xiàn)通風(fēng)口處植株長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量明顯優(yōu)于大棚中間地塊的現(xiàn)象，土壤板結(jié)、干旱時(shí)出現(xiàn)白色結(jié)晶，同一大棚內(nèi)中間地段僵苗現(xiàn)象嚴(yán)重[4]，說明已出現(xiàn)土壤次生鹽漬化。為找出同一大棚內(nèi)作物長(zhǎng)勢(shì)差異原因，本試驗(yàn)將單棟大棚劃為12個(gè)區(qū)，種植同一個(gè)茄子品種，觀察各區(qū)茄子生長(zhǎng)情況與產(chǎn)量，生長(zhǎng)季結(jié)束后分區(qū)采集土壤樣品進(jìn)行檢測(cè)，研究各項(xiàng)指標(biāo)的差異與相關(guān)性，以及土壤養(yǎng)分和鹽分對(duì)作物產(chǎn)量的影響，探尋土壤鹽分與養(yǎng)分差異對(duì)作物生長(zhǎng)的影響，為改善土壤對(duì)作物養(yǎng)分供應(yīng)、提高作物產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)、延長(zhǎng)設(shè)施大棚的使用年限提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

茄子品種為杭茄2010。選擇使用10 a以上并連續(xù)種植茄果類3季以上的8 m鋼制大棚，施肥種類以三元復(fù)合肥和尿素為主，灌溉方式為膜下滴灌。種植前大棚耕層(0～20 cm)土壤pH為5.06，電導(dǎo)率為2.44 mS·cm-1，有機(jī)質(zhì)30.07 g·kg-1，全氮含量2.12 g·kg-1，土壤硝態(tài)氮含量為360.40 mg·kg-1，全P含量為4.88 g·kg-1，土壤水溶性鹽含量為6.25 g·kg-1。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)大棚在翻耕后，條施復(fù)合肥5 kg后整地做畦，平均分為4畦(A、B、C和D)，畦上放置滴灌帶并覆蓋銀灰色地膜。于2019年3月14日定植，株距50 cm，以9.5 m×1.2 m為1小區(qū)，每畦為3個(gè)小區(qū)(1、2和3)。田間管理同常規(guī)管理一致。

記錄各小區(qū)茄子始花期、始收期、株高和產(chǎn)量，觀察各小區(qū)茄子長(zhǎng)勢(shì)和病蟲害情況。在茄子開花結(jié)果期間，每小區(qū)隨機(jī)取樣10株，測(cè)量每株株高，取其平均值。小區(qū)每次采摘稱量，直至生長(zhǎng)期結(jié)束，計(jì)算小區(qū)總產(chǎn)量。

生長(zhǎng)期結(jié)束后，按小區(qū)進(jìn)行土壤取樣，采用五點(diǎn)混合法取耕層(0～20 cm)混合土樣，晾干后檢測(cè)土壤pH、電導(dǎo)率、水溶性鹽含量、全氮含量、硝態(tài)氮含量和全磷含量，測(cè)定方法均參照現(xiàn)行土壤檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用Excel和SPSS 19.0軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 茄子生長(zhǎng)狀況

2.1.1 茄子開花期

以30%茄子開花為始花期，開花期隔天觀察記載。從表1可知，始花期整體相差較小，僅相差4 d，說明各小區(qū)始花期相對(duì)一致。始收期早晚相差10 d，其中B1、C1、A1小區(qū)最晚，這3個(gè)區(qū)為西北方位且在大棚門口通風(fēng)處，春季早期溫度相對(duì)大棚中央較低，因此，開花和結(jié)果有一定延遲。

表1 各小區(qū)茄子始花期和始收期

2.1.2 茄子株高和產(chǎn)量

各小區(qū)在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)沒有死苗現(xiàn)象，無較重病害發(fā)生，有紅蜘蛛、夜蛾、薊馬等蟲害發(fā)生，在蟲害發(fā)生初期進(jìn)行防治。從表2可知，大棚內(nèi)各小區(qū)的植株生長(zhǎng)差異明顯。西北方向的C1、B1、A1小區(qū)茄子株高較低，且生長(zhǎng)前期有輕微的僵苗現(xiàn)象；位于東南的A3、D3小區(qū)株高明顯高于其他小區(qū)。C1、B1、A1 三個(gè)小區(qū)的總產(chǎn)量較低，每667 m2產(chǎn)量?jī)H1 000～1 300 kg，僅為產(chǎn)量A3、D3小區(qū)的一半。D3小區(qū)產(chǎn)量最高，每667 m2產(chǎn)量接近2 500 kg，符合該品種的正常水平。同一品種在同一大棚內(nèi)各區(qū)塊的植株生長(zhǎng)水平和產(chǎn)量差異較大，且株高低的小區(qū)產(chǎn)量也低，符合植株生長(zhǎng)量與產(chǎn)量的關(guān)系。

表2 茄子的株高和總產(chǎn)量

2.2 土壤理化性質(zhì)

2.2.1 pH

由圖1可知，設(shè)施大棚土壤總體偏酸性，pH介于4.3～6.3，為酸性土壤。隨著使用年限的增加，大棚土壤酸化加重[5]。大棚西北向與中部靠邊膜地塊A2、D2、D1、B1、A1的pH在4.5及以下，為極強(qiáng)酸性；大棚中部地塊B2、C1、C2、B3的pH介于4.5～5.5，屬于強(qiáng)酸性[6]。大棚東南方向的pH相對(duì)較西北方向高，呈酸性，與本地區(qū)露天菜地pH相近。說明隨著使用年限增長(zhǎng)，大棚pH下降，土壤酸化明顯，部分區(qū)域甚至為強(qiáng)酸性，與曾路生等[7]的研究結(jié)果相同。

圖1 大棚各小區(qū)土壤的pH

2.2.2 土壤電導(dǎo)率和水溶性鹽含量

大棚內(nèi)各區(qū)域土壤的電導(dǎo)率和水溶性鹽含量見圖2，大棚內(nèi)各區(qū)塊土壤的電導(dǎo)率為0.6～2.0 mS·cm-1，均在作物生育障礙點(diǎn)之上。表明所有地塊電導(dǎo)率均超標(biāo)，總體上大棚北側(cè)高于南側(cè)。土壤水溶性總鹽含量為1.4～4.7 g·kg-1，各區(qū)塊水溶性總鹽含量相差較大。西北側(cè)靠大棚門口的地塊含量較高，達(dá)到4.5 g·kg-1以上；東南偏南方向地塊較低，在1.5 g·kg-1左右。土壤水溶性總鹽含量高低分布與土壤電導(dǎo)率大小一致。

圖2 大棚各小區(qū)土壤水溶性總鹽含量和電導(dǎo)率

2.2.3 土壤養(yǎng)分含量

如圖3所示，土壤所含養(yǎng)分為一季種植結(jié)束后，作物未吸收而殘留在土壤中的養(yǎng)分，其中各區(qū)塊土壤全氮含量在1.7～2.2 g·kg-1，在正常水平范圍內(nèi)；西北方向和中間地塊全氮含量較高，南側(cè)靠近大棚邊膜的地塊全氮含量相對(duì)較低，在1.7 g·kg-1左右。土壤全磷含量為4.2～5.6 g·kg-1，處于磷含量較高水平。有機(jī)質(zhì)含量為24.8～34.1 g·kg-1，在正常水平范圍內(nèi)。全磷和有機(jī)質(zhì)含量的高低分布與全氮含量的分布大致相同，南面靠近大棚邊膜的地塊含量低，北面和中間地塊含量較高。

圖3 大棚各小區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量

2.4 各土壤理化性質(zhì)與產(chǎn)量的相關(guān)性

茄子生長(zhǎng)季結(jié)束后，大棚土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量均與產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)(表3)，說明生長(zhǎng)期內(nèi)植株對(duì)有機(jī)質(zhì)和全氮吸收越高，它們?cè)谕寥赖臍埩袅吭降?，茄子產(chǎn)量越高；茄子產(chǎn)量與土壤pH呈正相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性不顯著；茄子產(chǎn)量與土壤電導(dǎo)率、水溶性總鹽含量、硝態(tài)氮含量、全磷含量呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)性沒有達(dá)到顯著水平。全氮含量和土壤有機(jī)質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)，即作物收獲后土壤殘留的全氮含量越高，土壤有機(jī)質(zhì)含量也越高，說明茄子生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)土壤的氮元素和有機(jī)質(zhì)的吸收呈正相關(guān)。土壤全磷含量和有機(jī)質(zhì)、全氮含量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)，說明茄子對(duì)磷的吸收受到土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量的影響。土壤pH與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)，這與朱金糴[8]等的研究結(jié)果一致。土壤水溶性鹽含量和土壤電導(dǎo)率、硝態(tài)氮含量呈極顯著正相關(guān)，土壤水溶性鹽含量越高，土壤電導(dǎo)率和硝態(tài)氮含量越高。

表3 土壤理化性質(zhì)與產(chǎn)量相關(guān)性分析

3 小結(jié)與討論

3.1 設(shè)施土壤養(yǎng)分與鹽分含量變化

設(shè)施土壤經(jīng)常處于封閉半封閉狀態(tài)，缺少雨水淋洗、肥料投入大，經(jīng)多年使用后，土壤狀況與露地相比發(fā)生了變化，形成了一個(gè)特殊的生態(tài)系統(tǒng)[9]。通過本試驗(yàn)研究，作物種植結(jié)束后，土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮含量在正常水平范圍內(nèi)，沒有顯著升高，這與吳忠紅等[10]的研究結(jié)果一致。土壤的全磷含量偏高，說明設(shè)施大棚使用過程中，P元素是一個(gè)不斷累積的過程。土壤的pH下降，呈酸化狀態(tài)，部分區(qū)域甚至為強(qiáng)酸性。土壤水溶性鹽總含量和電導(dǎo)率偏高，土壤缺水時(shí)呈現(xiàn)次生鹽漬化狀態(tài)。

3.2 設(shè)施大棚土壤養(yǎng)分空間分布

設(shè)施大棚土壤的養(yǎng)分和鹽分含量總體升高，pH下降，養(yǎng)分和鹽分的空間變異較大。土壤電導(dǎo)率、水溶性鹽分、有機(jī)質(zhì)、硝酸鹽含量、全磷和全氮含量在西北方向靠近大棚開口處升高較多，而東南偏南地塊含量相對(duì)升高較少，pH分布則相反。這種地理差異性可能與設(shè)施方位、本地氣候有關(guān)，包括降水與風(fēng)向。通風(fēng)口處雨水浸潤(rùn)是否加速離子交換、降低土壤鹽分含量，需要進(jìn)一步研究。

3.3 茄子產(chǎn)量與土壤養(yǎng)分、鹽分的關(guān)系

茄子產(chǎn)量和生長(zhǎng)季結(jié)束后土壤殘留的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、土壤電導(dǎo)率、硝酸鹽含量、水溶性鹽含量呈負(fù)相關(guān)，其中與有機(jī)質(zhì)、全氮含量的相關(guān)性達(dá)到顯著水平。單棟大棚一個(gè)生長(zhǎng)季種植同一種作物，肥水管理同步；但本實(shí)驗(yàn)中各區(qū)塊出現(xiàn)同一養(yǎng)分的差異分布，說明各小區(qū)作物對(duì)養(yǎng)分吸收量不同，吸收的養(yǎng)分越多，土壤殘留越少，茄子產(chǎn)量越高，即茄子產(chǎn)量與吸收的有機(jī)質(zhì)、全氮含量呈顯著正相關(guān)。棚內(nèi)有機(jī)質(zhì)、全氮含量空間變異較小，引起的產(chǎn)量差異顯著。棚內(nèi)土壤電導(dǎo)率、水溶性鹽含量等因素是否影響作物對(duì)有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，還需要進(jìn)一步研究。