種植年限對(duì)西安菜田土壤肥力、鹽漬化及酸堿度的影響

馮武煥，呂 爽，王 虎，朱永利，關(guān) 旭，于世鋒，張國(guó)龍，王 濤

（1西安市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，西安710061；2西安市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)中心，西安710077）

種植年限對(duì)西安菜田土壤肥力、鹽漬化及酸堿度的影響

馮武煥1，呂 爽1，王 虎1，朱永利1，關(guān) 旭1，于世鋒2，張國(guó)龍1，王 濤1

（1西安市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，西安710061；2西安市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)中心，西安710077）

為探討不同種植年限對(duì)菜田土壤肥力、鹽漬化及酸堿度的影響，采集西安市8個(gè)涉農(nóng)區(qū)縣露地、大棚和日光溫室全部菜田共422個(gè)樣本0～20 cm土樣進(jìn)行了土壤養(yǎng)分及鹽分和pH值分析。結(jié)果表明：隨種植年限增長(zhǎng)，露地蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著下降趨勢(shì)，大棚蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量無(wú)顯著變化，日光溫室蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著增加趨勢(shì)。露地和大棚蔬菜土壤堿解氮含量無(wú)顯著變化，日光溫室土壤堿解氮含量呈極顯著增加趨勢(shì)。露地蔬菜土壤有效磷含量無(wú)顯著變化，大棚蔬菜土壤有效磷含量呈顯著增加趨勢(shì)，日光溫室蔬菜土壤有效磷含量呈極顯著增加趨勢(shì)。露地蔬菜土壤速效鉀含量呈極顯著下降趨勢(shì)，大棚和日光溫室蔬菜土壤速效鉀含量無(wú)顯著變化。總的來(lái)看，隨種植年限增長(zhǎng)，設(shè)施蔬菜土壤養(yǎng)分含量呈不斷增加趨勢(shì)，養(yǎng)分富集十分明顯，這與設(shè)施蔬菜化肥投入過(guò)高有關(guān)，必須控制設(shè)施蔬菜化肥用量，從而避免肥料的浪費(fèi)與環(huán)境污染。隨種植年限增長(zhǎng)，露地和設(shè)施蔬菜土壤硝酸鹽含量和土壤鹽分均無(wú)顯著變化，但設(shè)施蔬菜土壤硝酸鹽含量是露地蔬菜的2.2～2.3倍，土壤電導(dǎo)率是露地的2.0～3.3倍，說(shuō)明設(shè)施蔬菜土壤硝酸鹽和鹽分累積十分明顯，對(duì)蔬菜生產(chǎn)形成潛在不良影響，應(yīng)通過(guò)控制化肥用量加以防控。隨種植年限增長(zhǎng)，露地和設(shè)施蔬菜土壤pH值均無(wú)顯著變化，兩者之間也無(wú)明顯差異。

種植年限；土壤肥力；鹽漬化；酸堿度

0 引言

近年來(lái)，隨著都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，西安市農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整和優(yōu)化，蔬菜生產(chǎn)已成為郊區(qū)農(nóng)民增收的重要支柱產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，西安市菜田總面積2.9萬(wàn)hm2，2015年度蔬菜播種面積6萬(wàn)hm2左右，總產(chǎn)250萬(wàn)t左右。種植蔬菜種類主要為白菜、菠菜、甘藍(lán)、豇豆、大蒜、芹菜、黃瓜、番茄、辣椒等。土壤是蔬菜生產(chǎn)的基礎(chǔ)，人類生產(chǎn)活動(dòng)也極其深刻地影響著菜田土壤生態(tài)環(huán)境的變化。據(jù)研究，設(shè)施蔬菜栽培在持續(xù)一定年限后，普遍出現(xiàn)土壤養(yǎng)分富集[1-5]、酸化[6-8]、鹽漬化[7-9]及硝酸鹽含量增加[10]等現(xiàn)象，極大地影響蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)[11-12]。近年來(lái)西安市設(shè)施蔬菜發(fā)展迅速，但長(zhǎng)年集約化經(jīng)營(yíng)引起的土壤環(huán)境問(wèn)題，已對(duì)蔬菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展帶來(lái)一定的不利影響。筆者旨在研究菜田土壤肥力及其有關(guān)指標(biāo)與種植年限的關(guān)系及其變化規(guī)律，針對(duì)不合理施肥造成的一系列土壤環(huán)境問(wèn)題，提出相應(yīng)的防治措施，從而解決影響蔬菜生產(chǎn)的障礙因素，確保蔬菜生產(chǎn)高效、優(yōu)質(zhì)發(fā)展。

1 材料與方法

2014年11月—2015年3月，在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，采用GPS定位法確定西安市8個(gè)涉農(nóng)區(qū)縣全部菜田土壤樣品采集點(diǎn)，其中露地樣點(diǎn)227個(gè)，大棚樣點(diǎn)124個(gè)，日光溫室樣點(diǎn)71個(gè)。對(duì)所有樣點(diǎn)采集0～20 cm土樣進(jìn)行有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH值、鹽分、硝酸鹽等項(xiàng)目分析。

土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀的測(cè)定均采用常規(guī)方法[13]。土壤鹽分用5:1水土比，DDSJ-308A電導(dǎo)率儀測(cè)定（直接用土壤浸出液的電導(dǎo)率來(lái)表示土壤水溶性鹽總量），硝酸鹽氮測(cè)定用（5:1水土比）1 mol/L氯化鉀溶液提取，UV-1601紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定，土壤pH值用（2.5:1水土比）酸度計(jì)測(cè)定。

采用Microsoft Excel 2007軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植年限對(duì)土壤肥力的影響

2.1.1 不同種植年限對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響 有機(jī)質(zhì)是重要的土壤肥力指標(biāo)。由圖1～3統(tǒng)計(jì)出，西安市露地蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為18.7 g/kg，大棚蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為17.5 g/kg，日光溫室蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為17.9 g/kg。從圖1～3可看出，隨種植年限增長(zhǎng)，露地蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著下降趨勢(shì)，大棚蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量有下降趨勢(shì)，但未達(dá)顯著相關(guān)水平，日光溫室蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量有一個(gè)先升后降的過(guò)程，總體呈顯著增加趨勢(shì)。這與筆者蔬菜生產(chǎn)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的露地蔬菜有機(jī)肥投入明顯偏少，大棚蔬菜有機(jī)肥投入不足，而日光溫室蔬菜由于效益較高，有機(jī)肥投入較多的情況相一致。盡管大棚和日光溫室蔬菜相對(duì)露地蔬菜有機(jī)肥投入較多，但總體有機(jī)肥投入還是不足，而由于其生物產(chǎn)出量較大，土壤有機(jī)質(zhì)消耗也較大，因此大棚和日光溫室蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)比露地蔬菜還略為偏低。

圖1 露地蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量與種植年限的關(guān)系

圖2 大棚蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量與種植年限的關(guān)系

圖3 溫室蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量與種植年限的關(guān)系

2.1.2 不同種植年限對(duì)土壤堿解氮的影響 由圖4～6統(tǒng)計(jì)出，露地蔬菜土壤堿解氮含量平均為73.1 mg/kg，大棚蔬菜土壤堿解氮含量平均為76.3 mg/kg，日光溫室蔬菜土壤堿解氮含量平均為79.5 mg/kg。從圖4～6可看出，隨種植年限增長(zhǎng)，露地和大棚蔬菜土壤堿解氮含量有下降趨勢(shì)，但均未達(dá)顯著相關(guān)水平，日光溫室土壤堿解氮含量呈極顯著增加趨勢(shì)，特別是種植年限超過(guò)10年后增加趨勢(shì)更為明顯。這與筆者蔬菜生產(chǎn)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的大棚和日光溫室磷肥施用量一直保持較高水平有關(guān)。

圖4 露地蔬菜土壤堿解氮含量與種植年限的關(guān)系

圖5 大棚蔬菜土壤堿解氮含量與種植年限的關(guān)系

圖6 溫室蔬菜土壤堿解氮含量與種植年限的關(guān)系

圖7 露地蔬菜土壤有效磷含量與種植年限的關(guān)系

2.1.3 不同種植年限對(duì)土壤有效磷的影響 由圖7～9統(tǒng)計(jì)出，露地蔬菜土壤有效磷含量平均為55.0 mg/kg，大棚蔬菜土壤有效磷含量平均為78.1 mg/kg，日光溫室蔬菜土壤有效磷含量平均為161.3 mg/kg。從圖7～9可看出，隨種植年限增長(zhǎng)，露地蔬菜土壤有效磷含量有增加趨勢(shì)，但未達(dá)顯著相關(guān)水平，大棚蔬菜土壤有效磷含量呈顯著增加趨勢(shì)，日光溫室蔬菜土壤有效磷含量呈極顯著增加趨勢(shì)，特別是種植年限超過(guò)10年后增加趨勢(shì)更為明顯。這與我們蔬菜生產(chǎn)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的大棚和日光溫室磷肥施用量一直保持較高水平有關(guān)。

圖8 大棚蔬菜土壤有效磷含量與種植年限的關(guān)系

圖9 溫室蔬菜土壤有效磷含量與種植年限的關(guān)系

2.1.4 不同種植年限對(duì)土壤速效鉀的影響 由圖10～12統(tǒng)計(jì)出，露地蔬菜土壤速效鉀含量平均為207.8 mg/kg，大棚蔬菜土壤速效鉀含量平均為218.1 mg/kg，日光溫室蔬菜土壤速效鉀含量平均為274.9 mg/kg。從圖10～12可看出，隨種植年限增長(zhǎng)，露地蔬菜土壤速效鉀含量呈極顯著下降趨勢(shì)，這與露地蔬菜鉀肥總體投入不足有關(guān)。大棚蔬菜土壤速效鉀含量有下降趨勢(shì)，日光溫室蔬菜土壤速效鉀含量有上升趨勢(shì)，但均未達(dá)顯著相關(guān)水平。

圖10 露地蔬菜土壤速效鉀含量與種植年限的關(guān)系

圖11 大棚蔬菜土壤速效鉀含量與種植年限的關(guān)系

圖12 溫室蔬菜土壤速效鉀含量與種植年限的關(guān)系

2.1.5 不同種植年限對(duì)土壤硝酸鹽的影響 由圖13～15統(tǒng)計(jì)出，露地蔬菜土壤硝酸鹽含量平均為24.4 mg/kg，大棚蔬菜土壤硝酸鹽含量平均為55.4 mg/kg，日光溫室蔬菜土壤硝酸鹽含量平均為54.8 mg/kg。從圖13～15可看出，隨種植年限增長(zhǎng)，露地蔬菜土壤硝酸鹽含量有一個(gè)先升后降的過(guò)程，設(shè)施蔬菜總體呈下降趨勢(shì)，但均未達(dá)顯著相關(guān)水平，與魏迎春等[8]學(xué)者報(bào)道設(shè)施蔬菜土壤硝酸鹽含量隨種植年限增長(zhǎng)呈顯著增加的研究結(jié)果不一致。

圖13 露地蔬菜土壤硝酸鹽含量與種植年限的關(guān)系

圖14 大棚蔬菜土壤硝酸鹽含量與種植年限的關(guān)系

圖15 溫室蔬菜土壤硝酸鹽含量與種植年限的關(guān)系

2.2 不同種植年限對(duì)土壤鹽分、酸堿度的影響

2.2.1 不同種植年限對(duì)土壤鹽分的影響 由圖16～18統(tǒng)計(jì)出，露地蔬菜土壤電導(dǎo)率平均為128.9μS/cm，大棚蔬菜土壤電導(dǎo)率平均為255.7μS/cm，日光溫室蔬菜土壤電導(dǎo)率平均為422.5μS/cm。從圖16～18可看出，隨種植年限增長(zhǎng)，露地蔬菜土壤電導(dǎo)率呈先升后降趨勢(shì)，但未達(dá)顯著相關(guān)水平，大棚和日光溫室蔬菜土壤電導(dǎo)率呈下降趨勢(shì)，但均未達(dá)顯著相關(guān)水平。

圖16 露地蔬菜土壤電導(dǎo)率與種植年限的關(guān)系

圖17 大棚蔬菜土壤電導(dǎo)率與種植年限的關(guān)系

2.2.2 不同種植年限對(duì)土壤pH值的影響 由圖19～21統(tǒng)計(jì)出，露地蔬菜土壤平均pH 8.0，大棚蔬菜土壤平均pH 8.0，日光溫室蔬菜土壤平均pH 8.1。從圖19～21可看出，隨著種植年限的增長(zhǎng)，露地、大棚和日光溫室蔬菜土壤pH值均無(wú)顯著變化。

3 結(jié)論

（1）隨種植年限增長(zhǎng)，露地蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著下降趨勢(shì)，大棚蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量無(wú)顯著變化，日光溫室蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著增加趨勢(shì)。從土壤有機(jī)質(zhì)平均值來(lái)看，所有菜田土壤有機(jī)質(zhì)含量均處于較低水平，生產(chǎn)中應(yīng)加大有機(jī)肥的投入。

（2）隨種植年限增長(zhǎng)，露地和大棚蔬菜土壤堿解氮含量無(wú)顯著變化，日光溫室土壤堿解氮含量呈極顯著增加趨勢(shì)；露地蔬菜土壤有效磷含量無(wú)顯著變化，大棚蔬菜土壤有效磷含量呈顯著增加趨勢(shì)，日光溫室蔬菜土壤有效磷含量呈極顯著增加趨勢(shì)；露地蔬菜土壤速效鉀含量呈極顯著下降趨勢(shì)，大棚和日光溫室蔬菜土壤速效鉀含量無(wú)顯著變化。總的來(lái)看，隨種植年限增長(zhǎng)，設(shè)施蔬菜土壤養(yǎng)分含量呈不斷增加趨勢(shì)，土壤養(yǎng)分富集十分明顯，這與設(shè)施蔬菜化肥投入過(guò)高有關(guān)，必須控制設(shè)施蔬菜化肥用量，從而避免肥料的浪費(fèi)與環(huán)境污染。

（3）隨種植年限增長(zhǎng)，露地和設(shè)施蔬菜土壤硝酸鹽含量和土壤鹽分均無(wú)顯著變化，但設(shè)施蔬菜土壤硝酸鹽含量是露地的2.2～2.3倍，土壤電導(dǎo)率是露地的2.0～3.3倍，說(shuō)明設(shè)施蔬菜從種植一開始，化肥用量就保持在一個(gè)較高水平，導(dǎo)致土壤硝酸鹽和鹽分累積十分明顯，對(duì)蔬菜生產(chǎn)形成潛在不良影響，應(yīng)通過(guò)控制化肥用量加以防控。隨種植年限增長(zhǎng)，露地和設(shè)施蔬菜土壤pH值無(wú)顯著變化，兩者之間也無(wú)明顯差異。

圖18 溫室蔬菜土壤電導(dǎo)率與種植年限的關(guān)系

圖19 露地蔬菜土壤pH值與種植年限的關(guān)系

圖20 大棚蔬菜土壤pH值與種植年限的關(guān)系

圖21 溫室蔬菜土壤pH值與種植年限的關(guān)系

4 討論

西安市露地蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為18.7 g/kg，大棚蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為17.5 g/kg，日光溫室蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為17.9 g/kg，盡管日光溫室蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量有隨種植年限增長(zhǎng)逐年增加的趨勢(shì)，但與陳倫壽等[14]提出的理想菜田的土壤有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)在30 g/kg以上相比，所有菜田土壤有機(jī)質(zhì)含量均處于較低水平，生產(chǎn)中應(yīng)加大有機(jī)肥的投入。

露地蔬菜土壤堿解氮含量平均為73.1 mg/kg，大棚蔬菜土壤堿解氮含量平均為76.3 mg/kg，日光溫室蔬菜土壤堿解氮含量平均為79.5 mg/kg，菜田土壤堿解氮含量總體處于中等水平。日光溫室蔬菜土壤堿解氮含量隨種植年限增長(zhǎng)逐年增加，與日光溫室蔬菜氮肥用量過(guò)高密切相關(guān)，要嚴(yán)格控制氮肥用量，從而避免氮肥的浪費(fèi)和環(huán)境污染。

露地蔬菜土壤有效磷含量平均為55.0 mg/kg，大棚蔬菜土壤有效磷含量平均為78.1 mg/kg，日光溫室蔬菜土壤有效磷含量平均為161.3 mg/kg。設(shè)施蔬菜土壤有效磷含量隨種植年限增長(zhǎng)逐年增加，且幅度較大，已處于較高或極高水平，與設(shè)施蔬菜磷肥用量過(guò)高密切相關(guān)，要嚴(yán)格控制設(shè)施蔬菜磷肥用量，從而避免磷肥的浪費(fèi)和環(huán)境污染。

露地蔬菜土壤速效鉀含量平均為207.8 mg/kg，大棚蔬菜土壤速效鉀含量平均為218.1 mg/kg，日光溫室蔬菜土壤速效鉀含量平均為274.9 mg/kg。露地蔬菜土壤速效鉀含量隨種植年限增長(zhǎng)呈逐年下降趨勢(shì)，與鉀肥投入不足有關(guān)，應(yīng)適當(dāng)提高鉀肥投入量。設(shè)施蔬菜土壤速效鉀含量盡管與種植年限長(zhǎng)短關(guān)系不大，但土壤速效鉀含量處于比較穩(wěn)定的較高水平，鉀肥用量應(yīng)嚴(yán)格控制。

露地蔬菜土壤硝酸鹽含量平均為24.4 mg/kg，大棚蔬菜土壤硝酸鹽含量平均為55.4 mg/kg，日光溫室蔬菜土壤硝酸鹽含量平均為54.8 mg/kg。3種種植模式蔬菜土壤硝酸鹽含量與種植年限長(zhǎng)短關(guān)系不大，但大棚和日光溫室土壤硝酸鹽含量分別是露地的2.3倍和2.2倍，說(shuō)明設(shè)施蔬菜土壤硝酸鹽的累積十分明顯，這與設(shè)施蔬菜過(guò)量施用氮肥密切相關(guān)，必須通過(guò)控制氮肥用量遏制硝酸鹽累積的趨勢(shì)。

露地蔬菜土壤電導(dǎo)率平均為128.9μS/cm，大棚蔬菜土壤電導(dǎo)率平均為255.7μS/cm，日光溫室蔬菜土壤電導(dǎo)率平均為422.5μS/cm。3種種植模式蔬菜土壤電導(dǎo)率與種植年限長(zhǎng)短關(guān)系不大，但大棚和日光溫室蔬菜土壤電導(dǎo)率分別是露地蔬菜土壤的2.0倍和3.3倍，說(shuō)明設(shè)施蔬菜土壤鹽分累積十分明顯。大棚和日光溫室蔬菜土壤電導(dǎo)率前期（1～5年）比露地蔬菜大幅度提高，隨后呈逐年下降趨勢(shì)，這與曾希柏等[6]、王輝等[15]研究結(jié)果相一致。

露地蔬菜土壤平均pH 8.0，大棚蔬菜土壤平均pH 8.0，日光溫室蔬菜土壤平均pH 8.1。日光溫室和大棚蔬菜土壤pH值與露地蔬菜沒有明顯區(qū)別，這與多數(shù)學(xué)者報(bào)道種植設(shè)施蔬菜后土壤pH值降低不一致[3,7,16-17]。隨種植年限增長(zhǎng)，露地、大棚和日光溫室蔬菜土壤pH值，均有一個(gè)先降而后升的現(xiàn)象，這與曾希柏等[4]研究結(jié)果有相似之處。

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Effects of Planting Years on Soil Fertility,Salinization and pH Value of Vegetable Field in Xi’an

Feng Wuhuan1,Lv Shuang1,Wang Hu1,Zhu Yongli1,Guan Xu1,Yu Shifeng2,Zhang Guolong1,Wang Tao1
(1Xi’an Agricultural Technology Extension Centre,Xi’an 710061,Shaanxi,China;2Xi’an Agricultural Product Quality Test Center,Xi’an 710077,Shaanxi,China)

Nutrients contents,pH value and soluble salts of 0-20 cm soil layer of 422 soil samples from open vegetable field and greenhouse in Xi’an were analyzed to study the effect of planting years on soil fertility, salinization and pH value.The results showed that the content of organic matter significantly decreased in open field soil with the increase of planting years,had no significant change in greenhouse,and increased significantly in solar greenhouse.The content of available N had no significant change in open field and greenhouse soil,however,it increased obviously in solar greenhouse soil.The content of available P in open field soil had no significant change,but significantly increased in greenhouse soil and solar greenhouse soil. Soil available K content decreased evidently in open field,and had no significant change in greenhouse and solar greenhouse soil.Overall,soil nutrient content in facility vegetable soil increased continuously,and the accumulation of nutrient was obvious,which was related to the overuse of fertilizer.It was suggested that fertilizer application in facility vegetable production should be strictly controlled in order to avoid fertilizerwaste and environmental pollution.There was no significant change in the content of nitrate and soluble salts in open field and facility vegetable soil,but the nitrate content in facility vegetable soil was 2.2-2.3 times of that in open field soil,which showed that the accumulation of nitrate and soluble salts was obvious and there was a potential adverse effect on vegetable production,so the fertilizer application should be controlled.With the increase of planting year,pH value in open field and facility vegetable soil had no significant change,and there was no significant difference between them.

Planting Years;Soil Fertility;Salinization;pH Value

S146

：B論文編號(hào)：cjas16110043

西安市農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目“蔬菜產(chǎn)區(qū)環(huán)境評(píng)估和土壤調(diào)控修復(fù)技術(shù)”(NC1402)。

馮武煥，男，1962年出生，陜西寶雞人，推廣研究員，本科，主要從事農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)方面研究。通信地址：710061陜西省西安市長(zhǎng)安南路140號(hào)西安市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，Tel：029-85222996，E-mail：fwh20136@126.com。

呂爽，女，1979年出生，陜西寶雞人，農(nóng)藝師，博士，主要從事土壤肥料方面研究。通信地址：710061陜西省西安市長(zhǎng)安南路140號(hào)西安市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，Tel：029-85221626，E-mail：gracelv79@163.com。

2016-11-30，

：2017-02-16。