閆 旭，周 雪，范貝貝，2，崔世豪，李 杰，王 巖，張德龍，陳 碩，陳 清

（1.中國農業(yè)大學 資源與環(huán)境學院，北京 100193；2.中國農業(yè)大學 有機循環(huán)研究院（蘇州），江蘇 蘇州 215100；3.赤峰市農牧科學研究所，內蒙古 赤峰 024031；4.上海農樂生物制品股份有限公司，上海 201419）

0 引言

設施蔬菜在赤峰市蔬菜產業(yè)中占有相當大的比重，作為赤峰市的支柱和優(yōu)勢產業(yè)，在調整經濟結構中起著舉足輕重的作用［1］。隨著種植規(guī)模不斷擴大、種植年限不斷增加，設施土壤次生鹽漬化現象越來越嚴重，已成為制約設施蔬菜產業(yè)健康發(fā)展的重要問題之一。設施土壤鹽漬化的主要原因是生產中過分追求產量而過量施肥，造成肥料的投入量遠遠大于設施蔬菜生長的需求。

由于栽培管理技術參差不齊，病蟲害預防意識差，設施土壤次生鹽漬化發(fā)生普遍，病蟲害發(fā)生嚴重，土壤連作障礙明顯［2］。土壤退化、病蟲害滋生傳播，抑制農作物根系的生長，降低根系對養(yǎng)分的吸收能力，進而影響農作物生長發(fā)育。設施土壤次生鹽漬化導致番茄光合作用和抗性下降，產量和品質衰減嚴重。適量施用有機肥可提供均衡充分的營養(yǎng)，增加番茄可溶性固形物、還原性維生素C、可溶性總糖含量，有利于提高番茄品質；過量施用則會降低番茄非氮源營養(yǎng)成分如維生素C、總糖以及可溶性糖等的含量［3］。

在肥料選擇過程中，除了選擇具有土壤改良效果的基肥類產品（如生物有機肥和土壤調理劑等），還可以結合功能型追肥的功能與特點，選擇具有土壤改良作用的追肥產品。土壤調理劑的主要功能即調節(jié)土壤障礙因子、改善土壤養(yǎng)分狀況，合理施用土壤調理劑能夠改善障礙性土壤的物理性狀（土壤結構、水土保持能力等）、化學性狀（土壤酸堿度、土壤鹽漬化、重金屬污染等）、生物學性狀（微生物群落多樣性、土壤酶活性等），使之能夠進行優(yōu)質高效的農業(yè)生產活動。對于土壤酸化、板結等問題，一般選用腐植酸類水溶性肥料，以增加土壤團粒結構，提高土壤團聚體穩(wěn)定性，疏松土壤，改善土壤的緩沖能力，進而提高土壤的保水保肥能力。通過水肥一體化，將具有抗逆促生、降鹽改土等功能的水溶肥施到農作物根系周圍，提供養(yǎng)分的同時，改善根區(qū)土壤微生態(tài)環(huán)境，活化土壤養(yǎng)分，增強農作物抗逆性，促進作物生長，實現資源高效利用與農作物高產［4］。

筆者所在團隊在內蒙古自治區(qū)赤峰市松山區(qū)大廟鎮(zhèn)設施番茄種植基地選取了一個典型連作障礙的設施大棚開展田間試驗，探究生物有機肥、抗鹽堿土壤調理劑和功能型水溶肥套餐施肥技術對設施番茄產量和土壤改良的綜合效果。以期為進一步深入研究和解決內蒙古自治區(qū)赤峰市松山區(qū)大廟鎮(zhèn)設施蔬菜種植區(qū)域土壤面臨的一系列問題奠定基礎，助力赤峰市全面推進鄉(xiāng)村振興，加快農業(yè)農村現代化建設，也為全國設施農業(yè)土壤改良提供思路和借鑒。

1 材料與方法

1.1 供試肥料

生物有機肥，w（有機質）≥40%，有效活菌數≥0.2 億/g，三友生物（煙臺）有限公司生產；“鹽豐寶”土壤調理劑，三友生物（煙臺）有限公司生產；腐植酸水溶肥，ρ（腐植酸）≥30 g/L，ρ（N+P2O5+K2O）≥200 g/L，上海農樂生物制品股份有限公司生產。

1.2 試驗地點和試驗設計

試驗地位于內蒙古自治區(qū)赤峰市松山區(qū)大廟鎮(zhèn)。試驗于2020 年6 月開始，采用隨機區(qū)組設計，設置4個處理，每個處理設置3次重復，共12個小區(qū)，每個小區(qū)面積為48 m2。供試土壤基本理化性質如下：pH 7.50，電導率0.47 mS/cm，w（速效鉀）960 mg/kg，w（速效磷）263 mg/kg。試驗處理基肥不同，施肥方案見表1；追肥相同，施用腐植酸水溶肥，追肥施用方案見表2。采用水肥一體化覆膜滴灌施肥，田間管理均采用當地常規(guī)栽培管理措施。

表1 各試驗處理基肥方案

表2 追肥施用方案

1.3 樣品采集與測定

每個小區(qū)單獨測定番茄產量，并在盛果期采集番茄樣品測定品質，包括可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物和維生素C 含量。于2020 年10 月番茄拉秧期采集0～20 cm 土壤樣品，每小區(qū)隨機取4點，土壤樣品混勻、風干過篩后，測定土壤pH、電導率、速效磷、速效鉀含量及鹽分組成。

2 結果與分析

2.1 設施土壤改良技術對設施番茄產量的影響

生物有機肥和土壤調理劑施用均顯著增加設施番茄產量（見圖1）。由圖1可以看出，與傳統處理相比，優(yōu)化1、優(yōu)化2和優(yōu)化3處理顯著增加番茄產量，增產率分別達5.93%、12.5%和18.3%。其中，優(yōu)化3處理產量高達115.5 t/hm2，增產效果最顯著。

圖1 生物有機肥和土壤調理劑施用對番茄產量的影響

2.2 設施土壤改良技術對設施番茄品質的影響

各處理番茄品質見圖2。由圖2 可知，施用生物有機肥和土壤調理劑（優(yōu)化3）對番茄可溶性糖和維生素C 含量沒有顯著影響。與傳統處理相比，傳統有機肥減量25%結合生物有機肥處理（優(yōu)化1、優(yōu)化2）番茄w（可滴定酸）顯著降低6.7%～11.4%，但在其基礎上配施土壤調理劑處理（優(yōu)化3）番茄w（可滴定酸）顯著增加16.7%。與傳統處理相比，傳統有機肥減量25%結合低量生物有機肥處理（優(yōu)化1）番茄w（可溶性固形物）顯著增加23.1%，但高量施用生物有機肥（優(yōu)化2）以及配施土壤調理劑處理（優(yōu)化3）番茄w（可溶性固形物）顯著降低13.3%～21.0%。

圖2 不同處理番茄品質

2.3 設施土壤改良技術對土壤理化性質的影響

與傳統處理相比，優(yōu)化3 處理土壤pH 顯著增加0.4；各優(yōu)化處理土壤EC值降低了13.5%～32.9%，但處理之間差異不顯著；優(yōu)化1處理土壤w（速效磷）顯著降低13.0%，但優(yōu)化2與優(yōu)化3處理土壤有效磷含量與處理模式差異不顯著；不同施肥處理對核心棚土壤速效鉀含量沒有顯著影響（見圖3）。

圖3 不同處理土壤pH、EC值及速效養(yǎng)分

對各處理土壤鹽分組成進行分析（見圖4），發(fā)現與傳統處理相比優(yōu)化2 與優(yōu)化3w（SO42-）顯著降低102%～104%。另外，生物有機肥處理對于其他離子沒有顯著影響。

圖4 土壤離子組成

2.4 設施土壤改良技術對成本和收益的影響

設施土壤改良技術對成本和收益的影響見表3。由表3可知，與傳統處理相比，優(yōu)化處理均顯著增加番茄產量，同時，優(yōu)化處理肥料成本增加了0.94%～34.05%，但產值和純收益分別增加了5.92%～18.30%和6.34%～16.97%。

表3 各處理經濟效益分析

3 討論

隨著養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，施用畜禽糞肥是減少養(yǎng)殖場污染、替代化肥和實現化肥減施的關鍵途徑。然而，長期大量施用畜禽糞肥會導致土壤中磷素累積。因此，合理施用糞肥是非常有必要的［5］。本試驗采用在傳統有機肥減量25%的基礎上增施生物有機肥，可改善土壤的結構性能、微生態(tài)環(huán)境，進而增強土壤的養(yǎng)分緩沖能力來防止鹽類集聚。研究表明，生物有機肥處理有利于增加土壤微生物，可以提高設施次生鹽漬土的農作物產量和灌溉水利用率［6］。而過量施用化肥，易導致土壤酸化，pH降低。電導率可在一定程度上反映土壤鹽分的累積狀況。施用生物有機肥的處理比常規(guī)施肥電導率均降低［7］，與本研究結果一致。然而，試驗各處理的土壤電導率與傳統處理差異未達到顯著水平，這可能和試驗周期較短有關。

施肥會顯著改變番茄連作土壤的細菌群落結構，降低番茄連作土壤細菌的多樣性，且施加傳統有機肥可能會降低番茄連作土壤細菌的豐富度，而施加腐植酸類肥料會增加土壤中細菌的豐富度［8］。此外，施用腐植酸調理劑的番茄產量顯著高于其他處理，番茄的可溶性固形物含量也顯著升高，而可滴定酸含量最低，表明番茄品質最好［9］。而本研究施用的土壤調理劑中也含有腐植酸，進一步證明了腐植酸在促進農作物生長，提高農作物產量和品質以及改良土壤等方面的作用。

一方面，土壤調理劑中含有高活性物質成分，可以通過與水的媒介作用，增加土壤微生物活性，促進土壤團粒結構形成，進而提高土壤通透性，增強土壤保水保肥能力［10］；另一方面，部分土壤調理劑如腐植酸土壤調理劑，含有Ca2+，能夠代換土壤中的Na+，此外腐植酸還能夠通過中和堿性吸附游離的Na+導致土壤中交換性Na+的含量降低［11］。已有研究表明，土壤調理劑和有機肥配施可有效促進西瓜生長發(fā)育，提高西瓜產量和品質，同時對西瓜田間長勢和抗病性也有一定促進作用［12］。土壤調理劑在提升次生鹽漬化土壤肥力、降低鹽脅迫程度、促進黃瓜植株生長發(fā)育和增產提質方面具有顯著效果［13］。而在試驗中也發(fā)現，施用土壤調理劑可降低土壤EC值和部分鹽離子含量。

已有研究表明，施用不同含量的調控肥、生物有機肥和土壤調理劑后，土壤連作障礙癥狀減輕，表現為鹽分降低，土壤疏松，pH 值升高，蔬菜長勢好，結果期延長，植株抗性增強，病蟲害減輕，蔬菜產量提高、品質改善［14］。這與本研究結果一致。優(yōu)化處理中添加生物有機肥和土壤調理劑后，產量分別提升了5.93%、12.50%和18.30%，并且提升了番茄的品質，增加了收益，降低了土壤EC值，對于高EC 值的設施土壤，優(yōu)化處理對土壤鹽堿化的改良效果更好。

4 結論

（1）生物有機肥配施土壤調理劑的設施土壤改良技術可以降低25%的傳統有機肥投入，不僅增產番茄5.93%～18.30%，而且顯著提升番茄品質。

（2）生物有機肥配施土壤調理劑土壤pH 顯著增加0.4，土壤w（SO42-）降低104%，改良效果顯著，且增加了產值和純收益。