土壤調理劑對設施菜田土壤理化性狀的影響及環境效應

王凱等

摘 要：設施菜田土壤質量下降制約著蔬菜產業持續發展。采用不同調理劑對設施土壤理化性狀及氮磷環境效應進行試驗研究。結果表明，施用試驗材料的表層土壤容重均低于對照，田間持水量均高于對照，其中木本調理劑改土作用優于腐植酸鉀和草本源調理劑處理；施用試驗材料土壤有機質含量有所上升，土壤有效氮磷鉀含量均有所提高，全氮含量有所下降，土壤C/N比有所增加；施用木本源和草本源調理劑對減緩土壤氮下移有一定作用。另外，腐植酸鉀和木本源調理劑處理黃瓜產量均顯著高于其他處理。該研究對改善土壤性狀與提升設施土壤質量具有一定參考價值。

關鍵詞： 土壤調理劑；設施菜田；土壤性狀；環境效應

中圖分類號：S155.4+1；S156.2 文獻標識：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.06.014

Abstracts： The decline of greenhouse soil quality restricted the sustainable development of vegetable industry. The influence of different conditioner on the physical and chemical properties and the nutrients environmental effect were studied by experiment. The result showed that the experiment treatments had lower surface soil bulk density and higher field moisture capacity by applying test materials， and soil improvement effect of woody conditioner was better than the humic acid potassium and herb source conditioner. By applying test materials， the contents of soil organic matter were improved， the contents of nitrogen， phosphorus and potassium were also improved， the contents of the total nitrogen were decreased， soil carbon and nitrogen ratio was risen. Using woody source and herb source conditioners would reduce soil nitrogen movement. In addition， using potassium humate and woody source conditioner to cucumber made higher output than other treatments. This study would have some reference value for improving soil properties and soil quality.

Key words： soil conditioner； greenhouse vegetable； soil properties； environmental effect

作為“菜籃子”的蔬菜產業一直是百姓生活普遍關注的重點，也是農民增收的亮點。其中，設施蔬菜產業作為整體蔬菜產業的有效補充，其地位日益顯現，尤其在大城市，設施蔬菜產業具有舉足輕重的地位。近些年，天津市設施蔬菜規模發展速度很快，目前設施蔬菜面積占蔬菜栽培總面積的一半以上[1]。但是，在集約化設施發展的同時，設施土壤質量狀況堪憂。高度集約化管理模式下的土壤次生鹽漬化與酸化加重、土壤氮磷養分過量積累、土壤碳氮養分失衡、土傳病害頻繁以及土壤微生物多樣性下降等問題日漸明顯[2]，設施蔬菜生產體系土壤根際微生態系統環境失調，不能保障地上部的高效生長，尤其在設施老菜田表現明顯[3]。通過改善根際土壤理化性狀，開展設施菜田土壤質量提升研究是實現設施菜田體系良性循環發展的關鍵。土壤調理劑是加入土壤中用于改善土壤理化性質及其生物活性的物料[4]，其主要原料為天然泥炭、農用保水劑或其他有機物等，富含了營養元素[5-7]。這些土壤調理劑產品對于改良土壤結構、降低土壤鹽堿危害、調節土壤酸堿度、改善土壤水分狀況等作用較大[8-11]?；诖?，探討施用土壤調理劑改善設施菜田土壤理化性狀來解決當前設施菜田土壤質量下降的問題，對推動設施菜田可持續生產具有重要意義。

1 材料和方法

1.1 試驗區概況

試驗區在天津市武清區北部無公害生產基地——大孟莊鎮后幼莊村，氣候為暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫12.4 ℃，年平均降水量為515 mm，常年≥0 ℃的有效積溫為4 816 ℃，年平均日照總時數2 705 h，無霜期212 d。該區種植制度以黃瓜—番茄為主，棚齡大部分在10年以上，養分投入偏高[12]，土壤磷環境風險較高，碳氮比偏低。具體理化性狀如表1所示。

1.2 供試作物及材料

供試作物：黃瓜，品種為津優10號。

供試材料：木本源調理劑（泥炭）、腐植酸鉀、草本源調理劑（米糠發酵），材料源于中向國際有限公司。

1.3 試驗設計

試驗在滴灌水肥基礎上，設計4個處理，處理1為木本源調理劑（泥炭），處理2為腐植酸鉀，處理3為草本源調理劑（米糠發酵），處理4為對照（不施），木本泥炭、腐植酸鉀和草本調理劑分別按照4 500，3 750，5 625 kg·hm-2施用。試驗采取隨機區組設計，3次重復。

2 結果與分析

2.1 不同處理對設施土壤物理性狀的影響

收獲后采集4個處理的0～10、10～20 cm土層樣品，用于測定土壤容重和田間持水量等指標。結果表明，不同處理土壤容重在10 cm土層均小于20 cm土層深度，施用試驗材料的處理土壤容重均低于對照，其中木本泥炭處理土壤容重最小，10 cm、20 cm土層分別較對照低0.12、0.08 g·cm-3，其次為腐植酸鉀處理（表2）；不同處理設施土壤田間持水量在10 cm土層均高于20 cm土層深度，施用試驗材料的處理土壤田間持水量均高于對照，其中木本泥炭處理田間持水量最高，10 cm、20 cm土層田間持水量分別為27%、24.7%，分別較對照高3.7，2.3個百分點，其次為腐植酸鉀和草本調理劑處理（圖1）。由此可見，木本泥炭處理在改良土壤物理性狀方面較好。

2.2 不同處理對設施土壤化學性狀的影響

試驗過程中，試驗組分別于9.21，10.22， 11.22，12.13等階段采集了0～30、30～60、60～90、90～120 cm的土壤樣品，用于測定土壤有機質、全氮、硝態氮、有效磷、速效鉀、pH值和含鹽量等指標。為便于比較，對9.21和12.13的樣品進行對比分析。

在試驗條件下，施用試驗材料不同，設施土壤碳氮的變化也不同。由圖2可知，施用試驗材料土壤有機質含量有所上升，土壤全氮含量有所下降，其中處理2的土壤全氮含量下降幅度較大，這與腐植酸鉀處理在促進生長方面較強，土壤氮吸收較高，土壤全氮含量下降較多有較大關系。而對照處理土壤有機質出現下降，全氮變化不大。進一步研究土壤C/N比變化發現，施用試驗材料處理土壤C/N比均有所上升，尤其腐植酸鉀處理土壤C/N比提高較多，這說明土壤調理材料對土壤C/N比有一定改善作用。

施用不同試驗材料后，土壤有效氮磷鉀等的變化如表3所示。由表3可知，土壤硝態氮、有效磷、速效鉀含量均有所提高，收獲后土壤有效氮磷鉀含量水平較高，但土壤含鹽量也有上升，尤其是腐植酸鉀處理，含鹽量由0.357 g·kg-1增加至0.398 g·kg-1，增加了11.5%，這與該肥料增加了土壤鉀離子數量有關。

2.3 不同處理下設施土壤氮磷環境效應

試驗條件下，不同處理土壤硝態氮含量均隨著土層加深，呈現下降趨勢。在60～90 cm、90～120 cm的土層，土壤硝態氮含量均高于30～60 cm土層的含量，說明在試驗條件下，硝態氮在土層中存在下移問題。其中處理1和處理3在90～120 cm土層硝態氮含量相對0～30 cm土層的含量降低較多，而處理4和處理2在90～120 cm土層硝態氮含量相對0～30 cm土層的含量降低較少，說明木本源和草本源調理劑對減緩硝態氮下移有一定作用， 見圖3。

試驗條件下，不同處理土壤水溶性磷含量均隨著土層加深，呈現下降趨勢。在30～60 cm土層土壤水溶性磷含量高于60～90 cm、90～120 cm土層的含量，說明土壤中磷素下移的程度較小。其中處理1土壤磷素下移的程度較高，見圖4。

2.4 不同處理設施黃瓜產量分析

對各處理經濟產量進行的分析表明，腐植酸鉀、木本源和草本源調理劑處理經濟產量均顯著高于對照，分別較對照增產38.2%、33.2%、25.0%，腐植酸鉀和木本泥炭處理雖無顯著差異，但均與連作調理劑處理存在顯著差異，見表4。

3 結 論

開展不同土壤調理劑改善土壤理化性狀及氮磷環境效應及產量的試驗，結果表明，木本泥炭處理土壤容重最小、田間持水量最高，土壤碳氮改善作用較大，木本源調理劑改土效應和改善氮磷環境效應優于其他處理。而腐植酸鉀和木本源調理劑對產量提高作用明顯，分別較對照增產38.2%、33.2%。綜合來看，木本源調理劑比較適于在設施老菜田應用。

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