山西天鎮設施菜地土壤養分狀況分析

湛潤生，曹曉鵬，常紹偉，戎婷婷

（山西大同大學生命科學學院山西大同037009）

山西天鎮設施菜地土壤養分狀況分析

湛潤生，曹曉鵬，常紹偉，戎婷婷

（山西大同大學生命科學學院山西大同037009）

為了研究山西天鎮設施菜地土壤養分狀況，以設施菜地相鄰大田土壤為對照，選擇當地有代表性的設施大棚21個，采用“S”型五點式采樣，采集0～20 cm土壤樣品進行分析化驗。結果表明，與對照相比，天鎮縣設施菜地土壤pH值較對照（8.26）降低了1.5～2.5，出現了明顯酸化趨勢；土壤有機質質量分數平均為15.41 g·kg-1，整體含量偏低，導致土壤養分得不到合理利用；土壤全氮質量分數在0.4～0.6 g·kg-1，有效磷質量分數小于30 mg·kg-1，依據菜地土壤養分分級標準，氮磷含量均屬于嚴重缺乏；土壤速效鉀質量分數大于200 mg·kg-1，超過了作物需求量，后期應嚴格控制鉀肥施用量。總之，當地設施蔬菜生產中的不合理施肥，已導致土壤養分供應與蔬菜養分需求嚴重失調，今后應推廣科學施肥。

設施菜地；土壤養分；合理施肥

隨著我國社會的發展，人民對于生活質量的要求也越來越高。同時，由于設施蔬菜種植技術的進步與發展，越來越多的反季蔬菜出現在人們的餐桌上。設施蔬菜對于保證蔬菜周年供應、改善人民生活質量、提高農民收入起到了重要作用。土壤不僅是蔬菜生長發育的載體，也是蔬菜所必需營養元素的主要來源，土壤各種養分的供給水平直接關系到設施蔬菜的產量和品質[1]。但是在設施蔬菜生產中，普遍缺乏相應的設施蔬菜施肥指導技術體系，盲目施肥現象很普遍[2]。不合理施肥，一方面容易導致蔬菜養分供應不足，影響設施蔬菜產業可持續發展；另一方面容易導致土壤養分過剩，污染環境。

山西省天鎮縣屬于大陸性北溫帶季風氣候，年平均氣溫6.4℃，無霜期115 d左右，當地水資源匱乏，農業發展受到極大制約。近年來，天鎮縣依托與北京東城區農產品產銷對接合作，大幅增加農副產品直營店數量，擴大京津地區“菜籃子”基地規模。每年有近萬t蔬菜供應北京市將近20家直銷店，目前全縣已經建成了無公害蔬菜大棚2.3萬棟，設施菜地總面積近1 400 hm2。然而目前還沒有當地設施菜地土壤養分狀況的報道。因此，筆者選取山西省天鎮縣設施菜地土壤為研究對象，通過監測土壤pH值和有機質、全氮、有效磷、速效鉀含量狀況，從而為當地設施蔬菜持續發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 采樣方法

于2016年3月27日采集土壤樣品，在天鎮縣設施蔬菜集中的玉泉鎮、南河堡鄉和三十里鋪鄉選擇有代表性的設施大棚21個，當地設施大棚面積一般為334 m2或467 m22種規格。試驗以“S”型五點式采樣，采集0～20 cm土樣。同時，選取設施菜地附近農田土壤，以同樣方法采集對照土樣。土壤樣品風干后，分別過20目和100目篩，備用。

1.2 測定項目及方法

于2016年4月到5月在實驗室內分析化驗土壤樣品。pH值采用pH計法（水土質量比為2.5∶1），有機質含量測定采用重鉻酸鉀-外加熱法，全氮含量測定采用半微量凱氏法，有效磷含量測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬藍比色法，速效鉀含量測定采用乙酸銨浸提-火焰光度法[3]。每個樣品平行測定3次，取平均值，結果與表1菜地土壤養分分級標準[4]比較，判斷當地設施菜地土壤養分豐缺情況。

應用SPSS 18.0軟件進行數據的統計分析，相關分析采用Pearson系數雙變量相關分析法。

表1 菜地土壤養分分級標準

2 結果與分析

2.1 土壤pH值

從圖1可以看出，天鎮縣的設施菜地土壤出現酸化趨勢，菜地土壤pH值較對照（8.26）降低了1.5～2.5。說明當地設施蔬菜生產已經導致土壤酸化，造成土壤理化性質改變，影響蔬菜的產量和品質，在今后的生產中要注意施用酸性較小或偏堿性的肥料。

圖1 土壤pH值

2.2 土壤有機質含量

從圖2可知，不同設施菜地土壤有機質質量分數差別很大，最大值達到42.5 g·kg-1，最小的只有0.76 g·kg-1。出現這一情況，與菜農的不合理施肥有關。近年來，設施蔬菜在天鎮縣發展迅速，但是由于設施蔬菜栽培的特殊性，相關管理技術推廣滯后，菜農盲目施肥現象普遍，不能做到用地與養地相結合。

圖2 土壤有機質含量狀況

2.3 土壤全氮含量

土壤中的氮元素是農作物生長必備的元素之一，其含量多少將直接決定農作物的長勢與產量。天鎮縣設施菜地土壤全氮質量分數主要分布在0.4～0.6 g·kg-1（圖3），按照菜地土壤養分分級標準（表1），屬于嚴重缺乏。

圖3 土壤全氮含量狀況

2.4 土壤有效磷含量

由圖4可以看出，天鎮縣設施菜地土壤有效磷質量分數差異很大，最低值僅2.63 mg·kg-1，最高值為29.30 mg·kg-1，后者是前者的11倍。依據菜地土壤養分分級標準（表1），當地菜地土壤62%屬于嚴重缺磷，其余38%屬于輕度缺磷。

圖4 土壤有效磷含量狀況

2.5 土壤速效鉀含量

由圖5可見，天鎮縣設施菜地土壤速效鉀質量分數最低值為183.77 mg·kg-1，比對照增加了61.71%；最高達到了328.71 mg·kg-1，是對照的2.89倍。依據菜地土壤養分分級標準（表1），當地設施菜地土壤速效鉀質量分數超過200 mg·kg-1，整體含量偏高。

圖5 土壤速效鉀含量狀況

2.6 不同養分指標之間的相關性

相關性分析表明（表2），pH值與各指標之間沒有顯著相關性；有機質與各指標均呈現正相關，其中與全氮呈顯著正相關，與速效鉀呈極顯著正相關；全氮與有效磷呈極顯著負相關，與速效鉀呈極顯著正相關；有效磷與速效鉀呈極顯著負相關。

表2 不同土壤化學性狀間的相關性

3 討論與結論

設施菜地為了能夠抵抗寒冷氣候，通過密閉的環境來儲備蔬菜所需要的熱量和水分，如果同時施用大量的有機肥和化肥，將導致土壤酸性加重，影響蔬菜對土壤養分的吸收。本研究結果表明，天鎮縣設施菜地土壤也出現了酸化趨勢，這一結論與筆者在其他地區相關研究結論一致[2]。據報道，大多數蔬菜適宜生存在pH 6.0～6.5的土壤中[5]，當地設施菜地土壤pH值目前仍處于適宜范圍。按照表1菜地土壤養分分級標準，天鎮縣菜地土壤有機質含量較低，只有4.76%屬于較高水平，19.05%屬于中等水平，其余均低于20 g·kg-1，屬于缺乏或嚴重缺乏。土壤有機質對土壤肥力起著巨大的作用，其不僅可以滿足植物生長的營養需求，同時，有機質含量較低也會影響土地的使用壽命，影響當地設施菜地可持續發展。因此今后應該注重科學施肥，增加土壤有機質的積累。

有研究表明，茄果類、瓜類和豆類等蔬菜的N、P、K需肥比例分別為1∶0.25∶1.58，1∶0.29∶1.47 和1∶0.3∶1.44[6]。茄果類、瓜類對鉀的需求量最大，其次是氮，對磷的需求量最少。天鎮縣設施菜地土壤中的氮屬于嚴重缺乏，今后要增加氮肥施用量。當地菜地土壤大約2/3屬于嚴重缺磷，其余1/3屬于輕度缺磷，今后應增加磷酸二銨、過磷酸鈣、磷酸二氫鉀以及蔬菜專用沖施肥等磷肥的施用量，滿足蔬菜對磷的需求。土壤溶液中存在的鉀離子是能夠被植物直接吸收的速效鉀。施用鉀肥可以增加蔬菜產量，提高蔬菜可食部分中的維生素C、還原糖含量，降低硝酸鹽含量、酸度，增加商品價值[7]。前期研究表明，設施蔬菜生產中普遍存在重施氮、磷，而輕施鉀的現象，設施栽培氮磷鉀的施用比例與作物需求有較大差距，導致土壤中鉀嚴重缺乏，蔬菜所需鉀元素僅靠有機肥補充。然而，近年來隨著菜農對鉀肥營養重要性的認識，鉀肥開始在蔬菜生產中推廣，土壤速效鉀含量有所提升[8-10]。當地設施菜地土壤鉀含量已經遠遠超過了作物需求量，今后應嚴格控制鉀肥施用量，避免土壤環境污染事件發生。

本研究結果表明，天鎮縣設施菜地土壤養分含量極不均衡，有機質、氮、磷均屬于缺乏或嚴重缺乏，鉀含量遠超過了蔬菜需求范圍，同時土壤出現酸化趨勢。今后應積極實行測土配方施肥，提倡平衡施肥；同時配合新型設施蔬菜專用肥料品種研制，實現設施蔬菜可持續發展。

[1]陳東義，崔輝，勾現清．蔬菜無公害生產測土配方施肥技術[J]．作物雜志，2008（3）：98-100．

[2]湛潤生，岳新麗，韓志平，等．晉北地區不同種植年限設施土壤養分含量變化[J]．干旱地區農業研究，2012，30（5）：134-136．

[3]鮑士旦．2000．土壤農化分析[M]．3版.北京：中國農業出版社.

[4]全智，吳金水，魏文學，等．長期種植蔬菜后土壤中氮、磷有效養分和重金屬含量變化[J]．應用生態學報，2011，22（11）：2919-2929．

[5]唐海濱，廖超英，孫長忠．山東壽光蔬菜大棚土壤養分的時空變化特征[J]．西北農業學報，2011，20（4）：134-137．

[6]葉靜宜，和文龍，孫連飛，等．不同栽培方式對菜地土壤養分和生物學特性的影響[J]．中國土壤與肥料，2011，48（5）：32-37．

[7]許前欣，趙振達，李秀文，等．鉀肥對蔬菜產量品質效應的研究[J]．土壤肥料，1999,36（2）：23-25．

[8]孫興祥，王甫同，周峰．江蘇省西瓜甜瓜產區土壤質量狀況調查與評價[J]．中國瓜菜，2013，26（5）：16-18，22．

[9]常瑾，濤貴榮，郭玉林．西安郊區育苗大棚土壤養分狀況研究[J]．西北林學院學報，2010，25（6）：52-54．

[10]李帥，黃玉芳，安志超，等．杞縣大蒜施肥狀況調查[J]．中國瓜菜，2017，30（2）：32-35．

Soil nutrient status of vegetable-cultivated greenhouse in Tianzhen county of Shanxi

ZHAN Runsheng,CAO Xiaopeng,CHANG Shaowei,RONG Tingting

（Colllege of Life Science,Shanxi Datong University,Datong 037009,Shanxi,China）

In order to clarify soil nutrient of vegetable-cultivated greenhouse in Tianzhen county of Shanxi,0-20 cm soil samples from 21 representative greenhouses were conducted using a S-sampling trip pattern with 5 sampling points, and the adjacent open field soil was used as control.The results indicated that pH value of vegetable-cultivated greenhouse was lower 1.5-2.5 than control(8.26),which showed a clearly acidification trend.Soil organic matter content was lower (15.41 g·kg-1),soil nutrients could not be effectively used.The content of soil total N was in the range of 0.4-0.6 g·kg-1, available P content was lower than 30 mg·kg-1,total N and available P contents were seriously deficient.Soil available K was more than 200 mg·kg-1which exceeded the normal demand for crops,and we should control the amount of potash fertilizer application in the future.In short,vegetable-cultivated greenhouse unreasonable fertilization has led to significant differences in soil nutrient supply and vegetables demand.We should promote scientific fertilization in the future.

Vegetable-cultivated greenhouse；Soil nutrients；Rational fertilization

2016-09-01；

：2017-02-20

山西大同大學科研項目（2015K6）

湛潤生，男，講師，主要從事土壤環境化學方面的研究。E-mail：zhanrsh0511@126.com