不同種植年限玫瑰大棚土壤中養分變化研究

程文娟 ，肖 輝 ，肖 茜 ，張乃明 ，潘 潔 ，

（1.天津市農業資源與環境研究所，天津300192；2.南開大學環境污染過程與基準教育部重點實驗室，天津300350；3.云南農業大學資源與環境學院，云南昆明650201）

快速發展設施農業是許多地區調整農業產業結構、增加農民收入的重要途徑。我國從20世紀70年代初開始引進設施栽培技術，目前，設施農業的栽培面積和范圍都在不斷擴大[1-3]。花卉的設施栽培是一種高度集約化的工廠農業利用方式[4]。云南花農采用遮陽網、溫床、塑料薄膜、噴淋設備等對設施栽培花卉進行周年生產，在不同時期提供優質花卉，以提高花卉產值。目前，制約我國設施農業健康可持續發展的瓶頸就是連作障礙，連作障礙引起了土壤養分不均衡和次生鹽漬化，而且長期連作造成植株生育遲緩、長勢下降、品質變劣[5]。在栽培生產中，種植土壤往往會因為本身土質、澆水方式、施肥方法、通氣周期及棚內溫度等原因，造成土壤板結、土壤次生鹽漬化、酸化等問題[6-8]，導致花卉品質、產量等下降。

切花玫瑰（Rosa hybrida L.）為薔薇科薔薇屬多年生花卉，是世界四大切花品種之一，屬于連續采花型，其產花量越大，需肥也越多。月季產花量的高低與N，P，K吸收具有高度的相關性，如不及時補充養分，會使花期縮短，且開花少，花朵小，嚴重影響其產量和質量[9-10]。切花玫瑰喜肥，主要施肥方式為基肥和追肥2種。設施農業土壤環境質量退化日趨嚴重，隨著種植年限的增加，設施土壤普遍出現鹽分累積、土壤養分失調、微生物區系破壞、土傳病害加重、土壤生產力下降等一系列問題，嚴重制約著設施農業的可持續發展。連作造成的土壤理化性狀的改變成為設施農業可持續健康發展的瓶頸[11-14]。目前，關于設施栽培條件下切花玫瑰土壤養分含量方面的研究報道較少，隨著栽培年限的變化，針對土壤養分條件的變化研究更少。

本研究通過對玫瑰不同種植年限的土壤現狀進行分析，旨在為大棚玫瑰的合理生產提供施肥依據。

1 材料及方法

1.1 試驗材料

從云南玉溪切花玫瑰種植基地選取不同種植年限的大棚進行土壤樣品采集,分別采集已種植1，2，3，4，5，6，8 a的大棚內土壤。

1.2 試驗設計

選地塊時要避免堆放過肥料的地點及田邊、路邊、溝邊等特殊地形部位，在選中地塊采用“S”型路線布點，同時遵循隨機化原則，嚴格按照土壤樣品的采集制備要求進行采樣。每個大棚選擇4個采樣點進行采土，采集耕層0～20 cm土壤，充分混勻后為該大棚代表土樣，進行編號帶回實驗室備用。為保證大棚種植土壤本底的相對一致以及耕作管理措施的相對統一，選擇同一個種植年限的2～5個大棚分別采樣。

1.3 測定指標及方法

采用電位法測定土壤pH值和土壤電導率；采用外加熱重鉻酸鉀氧化法測定土壤有機質；采用堿解擴散法測定土壤速效氮；采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定土壤速效磷；采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定土壤速效鉀；采用半微量開氏法測定土壤全氮；采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法測定土壤全磷；采用NaOH熔融-火焰光度法測定土壤全鉀[15]。

1.4 數據分析

用Excel，SPSS統計軟件進行數據分析[9]。

2 結果與分析

2.1 玫瑰種植年限對土壤養分含量的影響

由表1可知，被調查大棚經過多年種植后土壤中性偏堿，pH值在7以上，其中2年棚土壤的pH在 7.2 以上，8，5，3，1 a的 pH值達到 7.3 以上；土壤中速效鉀含量隨種植年限增加有增加趨勢，6年棚速效鉀含量為142.46 mg/kg，且與其他棚相比達到顯著水平。與花農施用化肥的習慣相一致。

6 a棚和8 a棚土壤的全鉀含量較低，與其他年限棚相比差異達顯著水平。說明大棚土壤中全鉀含量隨種植時間延長而分解，含量降低，且種植管理者沒有通過有效的措施進行提高全鉀的儲備。同時，6 a棚土壤的速效養分含量都較好，速效氮含量為 318.2 mg/kg、速效磷含量為 635.8 mg/kg、速效鉀含量為142.46 mg/kg，與其他棚的速效養分含量差異均達顯著水平。說明6 a棚種植管理者更注重化肥的施用，因為化肥可快速提高速效養分的供應，保證花卉產量。

表1 玉溪不同種植年限大棚土壤基本養分分析

2.2 土壤pH的變化

玫瑰種植適宜的土壤pH值為5.5～6.8，在微酸或中性土壤上最好。云南地處我國西南角，紅壤面積占全省土地面積的50%，大部分土壤呈中性和微酸性。

從圖1可以看出，隨著種植年限的延長，土壤pH值微有下降，但玫瑰種植大棚除6 a棚外，土壤pH值均在7.0以上。連作及長期、單一施用化肥會使土壤鹽化加重。雖然玫瑰本身具有耐鹽性，可以在微堿性土壤環境中生長，但要使其有高的切花質量且產量也較高，則需要給玫瑰一個好的土壤生長環境，其中，土壤pH是關鍵影響因素之一。6 a棚種植管理者注重科學管養，通過化學手段，調節土壤pH，大棚土壤pH值在連續種植多年后仍保持在生長的最佳范圍內，為花卉高質、高產創造了有利條件。

云南某花卉有限公司是6 a棚的種植者，會定期對土壤基本養分進行分析檢測，為能供應大量的高品質切花，他們采用水肥一體化滴灌施肥。所以，6 a棚土壤的電導率較高（圖2），較其他種植年限棚要高出3～4倍，且差異顯著，土壤鹽化嚴重，長時間保持該種植模式對土壤環境損害較大。設施結構的特殊性、不合理的水肥投入是導致土壤發生次生鹽漬化的主要原因。

2.3 土壤速效養分的變化

隨著設施大棚使用年限的增加，土壤中的速效養分含量也逐漸遞增（圖3）。其中，土壤堿解N在不同種植年限之間的差異顯著，土壤堿解N養分含量均隨種植年限的增加而增長的重要原因與尿素的連續施用有關。土壤速效K的養分含量均隨種植年限的增加保持平穩的增長，經統計檢驗，1 a棚、4 a棚、6 a棚的土壤速效K間差異達到顯著水平。土壤速效P的養分含量隨種植年限的增加整體是增加的，不同種植年限的大棚均差異顯著；大量的土壤速效P積累極易導致土壤P流失進入水體大循環。鮮切花不斷地產生鮮花后，隨著地上部大量的營養物質也被帶走，如不能快速地補充植物所必需的大量元素、中微量營養元素，則會造成鮮花產量的減少或鮮花質量的下滑，直接影響種植者的經濟效益。花農為追求高品質、產量最大化的切花，往往在切花生長過程中不斷施用化肥、有機肥、農藥等，尤其是N，P，K復混肥的使用，N和K隨切花地上部作為產品被帶走，P被大量存留在土壤中，從而導致P在土壤中的含量逐年攀升，且累積的速度要遠遠高于N和K，這也是速效P含量超出一般設施土壤的原因之一。

2.4 土壤全量養分含量變化特點

土壤有機質及設施土壤中全N、全P、全K含量的變化曲線如圖4所示。隨植株種植年限逐年增加，設施土壤中全N含量有下降趨勢，說明土壤中的全N在分解損失，但沒有得到及時補充。設施土壤中全P的含量總體呈上升趨勢，很有可能與每年設施玫瑰種植過程中有機肥施用不足和過量施用化學肥料有關。而隨著種植年限的增加土壤全K含量有逐漸降低的趨勢，可能是因為全K作為大量元素隨切花玫瑰產品不斷被帶走，致使設施土壤中K素伴隨連作年限的增加而逐步減少。隨植株種植年限的增加，設施土壤有機質含量呈不穩定狀態，有隨栽培時間的增加而逐步降低的趨勢，可能是因為花卉種植需肥量大、投入高，土壤有機質積累速度小于分解速率，再加上種植管理者重化肥輕有機肥，致使土壤有機質含量隨種植年限的增加而減少。因此，分時段、間隔性葉進行休耕將有利于地力逐步恢復[16-17]。

3 結論與討論

我國科研人員對設施土壤的連作障礙及鹽化、酸化問題高度關注，并提出了許多改良措施，但在設施栽培土壤環境質量方面的研究相對薄弱[18-19]。長期處于溫室、大棚等栽培條件下的土壤，因缺少雨水淋洗，加之設施栽培又長期處于高復種指數、高施肥量的生產狀態下，導致其土壤組成與理化性狀明顯不同于一般農田，容易引發土壤次生鹽漬化、酸化、板結、連作障礙等一系列生產問題[19]。在花卉生產中，科學施肥是非常重要的一項技術措施，為了保證能及時獲取優質花卉產品，在施肥的過程中，需要綜合考慮諸多方面的因素（如花卉需肥特征、不同生長階段、土壤、氣候以及市場需求等），以提高肥料利用率[20]。

我國玫瑰切花生產規模正在逐年增加，已成為世界上栽培面積和產量最大的國家之一，在取得巨大經濟效益的同時，種植管理者應明確切花玫瑰對大量元素養分的需求特性，針對玫瑰不同種植年限來指導大棚的施肥、種植和生產。本研究表明，切花玫瑰的設施大棚土壤中的鹽分、全P、速效N、速效P、速效K含量會隨著切花玫瑰連作年限的增加而呈上升趨勢；相反，設施土壤中有機質、pH、全N、全K在同時段內呈現緩慢下降趨勢。云南氣候條件獨特、土地及勞動力成本相對較低，同時還有豐富的植物資源，因此，要保持云南花卉的種植面積及鮮切花產量逐年增加，就要加強科技創新、積極調整種植結構，建議種植管理者定期對大棚土壤基本養分進行分析檢測，根據分析結果調整化肥N∶P∶K的施用比例進行合理施肥，以提高肥料利用率；每年追施腐熟肥4.5萬～6萬kg/hm2作為基肥，以滿足玫瑰對長效養分的需求，也可滿足玫瑰對微量元素的需求；同時增加農藝管理措施，盡可能保證土壤環境質量得到維持和改善，只有做到均衡用肥，才能保持全省花卉產業持續快速發展。

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