延安不同種植年限日光溫室土壤肥力評價

趙滿興　劉慧　白二磊　萬婭妮　王文強

摘要：以延安不同種植年限日光溫室土壤為研究對象，測定土壤理化指標，參照全國第二次土壤普查分級標準和內梅羅指數法對研究區域土壤進行綜合肥力評價。結果表明：種植5年的土壤平均pH 8.46，土壤呈堿性-強堿性。種植20年的土壤平均pH7.54，土壤呈現中-偏堿性。可見，種植蔬菜時間越長，土壤有酸化趨勢。種植5年的土壤總鹽平均為0.70 g/kg，屬于中鹽漬土，種植20年的土壤總鹽平均為1.17 g/kg，屬于強鹽漬土。種植時間越長，土壤次生鹽漬化現象越明顯。養分分析結果表明：種植5年和20年的土壤有機質平均分別為17.53 g/kg和20.15 g/kg。種植5年和20年的土壤堿解氮平均分別為93.47 mg/kg和159.80 mg/kg。種植5年和20年的土壤速效磷平均分別為54.47 mg/kg和71.85 mg/kg。種植5年和20年的土壤速效鉀平均分別為123.05 mg/kg和164.23 mg/kg。堿解氮含量相對較低。種植年限越長，土壤有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀相對較高。延安日光溫室土壤綜合肥力等級處于三等，肥力狀況為一般。從不同種植年限土壤綜合肥力系數比較來看，種植20年（1.55）>種植5年（1.12）。可見，不同種植年限對土壤綜合肥力影響較大。

關鍵詞：日光溫室;土壤肥力;綜合肥力指數

中圖分類號：S158.3? 文獻標志碼：A? 論文編號：cjas18010014

0引言

隨著延安市退耕還林還草措施的實施和產業結構的調整，高效節能日光溫室蔬菜的發展速度加快，截至2016年底，延安市蔬菜面積3萬hm，總產達到125萬t。日光溫室已成為農業生產中提高全市人民生活水平和農業增效、農民增收一個不可缺少的重要組成部分。但是，目前有一系列問題嚴重制約著延安市日光溫室蔬菜的發展，諸如日光溫室大棚投入增加、產出率低、土壤結構變壞、肥力退化、病蟲害發生嚴重、經濟效益下降、蔬菜和地下水化肥和農藥污染加重、日光溫室土壤出現潛在的鹽漬化現象。尤其在老菜區上述問題比較普遍。

蔬菜種植過程中傳統的管理方式，灌溉水和肥料的投入量達到作物實際需求量的2?3倍甚至更高，盲目過量肥水投入已經成為普遍現象，導致病害加劇、肥料深層淋失、產量品質下降及環境污染等問題有研究指出，延安部分溫室的土壤環境已經發生變化，土傳病害如枯萎病、根腐病、茄子黃萎病、辣椒疫病、根結線蟲病等發生較重，嚴重影響了蔬菜的生長，嚴重阻礙了溫室蔬菜效益的提升。據調查分析，產生這些問題的重要原因之一是日光溫室施肥用量和方法不合理，特別是N肥的不合理施用。由于盲目施肥，溫室大棚土壤鹽分累積十分嚴重。另外，不合理施肥還導致土壤養分比例失調。在遼寧進行的研究表明，溫室栽培下由于大量施用鉀肥，導致土壤交換性鉀含量隨溫室使用年限明顯增加，而鈣、鎂與鹽基總量的比值出現顯著降低趨勢。由于植物對養分的吸收，不僅取決于土壤養分的含量，而且與土壤養分的比例有密切聯系。因此，對延安日光溫室土壤肥力狀況的了解就顯得尤為必要。

土壤肥力是土壤的基本屬性和本質特征，是土壤物理、化學和生物等特性的綜合反映，城市土壤肥力綜合評價是判斷城市土壤質量的有效手段。參照全國第二次土壤普查分級標準，內梅羅指數法可對農田、草地、城市綠地等進行土壤肥力質量綜合評價。

本文以延安市安塞區日光溫室土壤為研究對象，采用室內試驗分析方法，通過全國第二次土壤普查分級標準及內梅羅指數法分析研究區域土壤肥力變化特征，科學評判日光溫室土壤現狀，以期為延安安塞區日光溫室土壤的科學管理提供一定依據。

1材料與方法

1.1研究區概況

安塞區地處延安市北部，延河上游，海拔高度700?1500 m，是典型的黃土高原丘陵溝壑區，土壤類型主要是黃綿土。安塞區侯溝門村種植蔬菜已有20多年歷史，種植蔬菜主要是黃瓜，基肥以腐熟的農家肥為主，有機肥（腐熟雞糞）用量20 t/hm。PO用量300 kg/hm，KO用量500 kg/hm。

1.2樣品采集

在延安市安塞區侯溝門村選取6個種植年限為5年的日光溫室，6個種植年限為20年的日光溫室。在每個日光溫室里按照“S”形，選擇5個樣點，采集0～20 cm的土壤樣品，去除掉可見蔬菜莖葉等雜質。將米取的新鮮土壤樣品置于實驗室內自然風干，研磨、過2 mm和0.25 mm土壤篩后，測定土壤理化指標。

1.3測定指標及方法

土壤肥力質量測定指標包括土壤pH值、有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀、總鹽含量。土壤樣品理化指標測定方法如下。每個土樣測定時重復3次。土壤pH值測定采用水土比2.5：1，pH計法;可溶性鹽總量（總鹽）測定采用電導法;有機質測定采用重鉻酸氧化，外加熱法;堿解氮測定采用NaOH堿解擴散法;速效磷：碳酸氫鈉浸提鉬藍比色法;速效鉀測定采用1 mol/L NHOAc浸提，火焰光度法。

1.4土壤質量評價方法

1.4.1土壤單因素肥力評價方法與標準? 本研究參照全國第二次土壤普查及有關標準（表4）對延安安塞區日光溫室土壤有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀分別進行評價。

1.4.2土壤綜合肥力質量評價方法? 本研究采用改進的內梅羅綜合指數法對延安安塞日光溫室土壤肥力質量進行綜合評價。參照第二次土壤普查中的土壤各屬性分級標準對所選指標參數進行標準化以消除各參數之間的量綱差別，標準化處理的方法如下：

當屬性值屬于差的一級，即C≤X時，P=C/X（P≤1）;

當屬性值屬于中等一級，即Xi

≤X時，P=1+（C-X）/（X-X）（1

i≤2）;

當屬性值屬于較好的一級，即Xi

≤X時，P=2+（C-X）/（X-X）（2

i<3）;

當屬性值屬于好的一級，即C>X時，P=3。

上述各式中，P為屬性分系數，C為該屬性測定值，X、X、X為分級指標。根據調查測定情況，本研究采用的評價指標為有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀。

通過標準化后，同一級別的各屬性分肥力系數比較接近，便于對比分析，當某屬性測定值超過好的標準（即C>X）時，肥力系數也不再提高，反映植物生長對某屬性的要求并不是越高越好，這與生產實踐是相符的。最后采用修正的內梅羅公式計算綜合肥力系數。

1.5數據處理

所有數據采用Excel和SAS 8.0軟件處理。采用全國第二次土壤普查土壤養分的分級標準進行評價。

2結果與分析

2.1延安不同種植年限日光溫室土壤理化性狀

土壤pH值是土壤化學性質的綜合反映，直接關系到土壤中養分元素的存在形態和植物有效性。一般較適宜植物生長的范圍是pH 6.5?7.5，pH值太高會影響土壤微生物的活動，對養分的釋放也有一定的影響。

種植年限為5年的溫室土壤最小pH 8.17，最大pH 8.73，平均為pH 8.46。種植年限為20年的溫室土壤最小pH 7.07，最大pH 7.83，平均為pH 7.54。根據pH值的分級標準，種植年限為5年的溫室土壤pH值屬于堿性-強堿性土壤，應該降低土壤酸堿度，為蔬菜生長創造良好的環境。種植年限為20年的溫室土壤pH值屬于中-偏堿性。種植蔬菜時間越長，土壤酸化趨勢越明顯。

種植年限為5年的溫室土壤總鹽含量最小0.54 g/kg，最大0.84 g/kg，平均為0.70 g/kg。種植年限為20年的溫室土壤總鹽含量最小1.00 g/kg，最大1.42 g/kg，平均為1.17 g/kg。根據總鹽的分級標準，種植年限為5年的溫室土壤總鹽含量屬于中鹽漬土。種植年限為20年的溫室土壤總鹽含量屬于強鹽漬土。該調查區域土壤鹽漬化現象比較嚴重，種植年限越長表現越嚴重。

2.2延安不同種植年限日光溫室土壤養分分析

種植年限為5年的溫室土壤有機質含量變化范圍在15.8?18.2 g/kg之間（表3），平均值為17.53 g/kg。按照土壤養分分級標準（表4），供試土壤有機質處于（4級）低水平。種植年限為20年的溫室土壤有機質含量變化范圍在18.6～22.0 g/kg之間，平均值為20.15 g/kg。按照土壤養分分級標準（表4），供試土壤有機質處于（3、4級）中低水平。

土壤堿解氮也叫土壤水解性氮，也稱為土壤有效氮，堿解氮與植物的生長關系密切。種植年限為5年的溫室土壤堿解氮含量變化范圍在66.9?108.0 mg/kg之間，平均值為93.47 mg/kg，土壤有效氮素養分含量處于（3、4級）低-中等水平。種植年限為20年的溫室土壤堿解氮含量變化范圍在112.3?202.1 mg/kg之間，平均值為159.80 mg/kg，土壤有效氮素養分含量處于（1級）很高水平。

土壤速效磷也稱有效磷，其含量是判斷土壤供磷能力的一項重要指標。種植年限為5年的溫室土壤速效磷最大值為84.3 mg/kg，最小值僅為35.8 mg/kg，平均值為54.47 mg/kg。依據土壤養分分級標準來看，土壤速效磷含量處于（1級）很高水平。種植年限為20年的溫室土壤速效磷最大值為92.2 mg/kg，最小值為39.5 mg/kg，平均值為71.85 mg/kg。依據土壤養分分級標準來看，土壤速效磷含量處于（1級）很高水平。

種植年限為5年的溫室土壤速效鉀含量變化范圍在103.2?147.5 mg/kg之間，平均值為123.05 mg/kg，土壤速效鉀含量處于（3級）中等水平。種植年限為20年的溫室土壤速效鉀含量變化范圍在150.5?179.7 mg/kg之間，平均值為164.23 mg/kg，土壤速效鉀含量處于（2級）高水平。

2.3延安不同種植年限日光溫室土壤肥力綜合評價

采用改進的內梅羅綜合指數法對日光溫室土壤肥力質量進行綜合評價的結果見表5?7。由表7數據分析表明，延安日光溫室土壤綜合肥力系數（P）的變幅為1.06?1.85，土壤肥力等級處于三等（0.9?1.8），肥力狀況為一般。種植年限為5年和20年的溫室土壤綜合肥力比較來看，種植年限為5年的溫室土壤綜合肥力較差，尤其是堿解氮含量較低。速效鉀和速效磷綜合肥力指數較高，達到很肥沃等級。從綜合肥力系數得知，土壤有機質處于三等（0.9?1.8），肥力狀況為一般，有待提高。

修正的內梅羅公式突出了最差因子對土壤肥力的影響，反映了生態學中植物生長最小因子定律。筆者發現堿解氮的P值均小于其他指標（表7），這說明堿解氮是限制土壤肥力的最主要因子。因此，在土壤管理上，要更加注重土壤氮素的管理和提高。

3結論

3.1土壤理化性質分析

延安日光溫室種植5年的土壤pH值的變幅為pH 8.17?8.73，均值為8.46，表明土壤總體上呈堿性-強堿性。種植20年的土壤pH值的變幅為pH 7.07?7.83，均值為7.54，土壤呈現中-偏堿性。可見，種植蔬菜時間越長，土壤有酸化趨勢。種植5年的土壤總鹽的變幅為0.54～0.84 g/kg，均值為0.70 g/kg，屬于中鹽漬土，種植20年的土壤總鹽的變幅為1.00～1.42 g/kg，均值為1.17 g/kg，屬于強鹽漬土。種植時間越長，土壤次生鹽漬化現象越明顯。

養分分析結果表明，種植5年和20年的土壤有機質平均分別為17.53 g/kg和20.15 g/kg。種植5年和20年的土壤堿解氮平均分別為93.47 mg/kg和159.80 mg/kg。種植5年和20年的土壤速效磷平均分別為54.47 mg/kg和71.85 mg/kg。種植5年和20年的土壤速效鉀平均分別為123.05 mg/kg和164.23 mg/kg。堿解氮含量相對較低。種植年限越長，土壤有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀相對較高。

3.2土壤肥力綜合評價

延安日光溫室土壤綜合肥力系數的變幅為1.06～1.85，土壤肥力等級處于三等（0.9?1.8），肥力狀況為一般。不同種植年限土壤綜合肥力系數比較來看，種植20年（1.55）>種植5年（1.12）。可見，不同種植年限對土壤綜合肥力影響較大。

參考文獻

[1]馮武煥，呂爽，王虎，等.種植年限對西安菜田土壤肥力、鹽漬化及酸堿度的影響[J].農學學報，2017，7（3）：24-30.

[2]陳碧華，孫麗，李新崢，等.新鄉市大棚菜田土壤養分及鹽分的演變[J].農業工程學報，2013，29（15）：83-90.

[3]高新昊，張英鵬，劉兆輝，等.種植年限對壽光設施大棚土壤生態環境的影響[J].生態學報，2015，35（5）：1452-1459.

[4]羅勤，陳竹君，閆博，等.水肥減量對日光溫室土壤水肥狀況及番茄產量和品質的影響[J].植物營養與肥料學報，2015，21（2）：449-457

[5]李若楠，張彥才，黃紹文，等.節水控肥下有機無機肥配施對日光溫室黃瓜-番茄輪作體系土壤氮素供應及遷移的影響[J].植物營養與肥料學報，2013，19（3）：677-688.

[6]袁亭亭，楊建平，徐坤秋.延遲番茄氮、磷、鉀優化施肥方案研究[J].植物營養與肥料學報，2010，16（5）：1246-1251.

[7]盧家柱，趙貴賓，頡建明，等.不同施氮量對茄子產量、品質及肥料利用率的影響[J].華北農學報，2016，31（3）：205-211.

[8]虞娜，張玉龍，張玉玲，等.灌溉和施肥對溫室番茄產量和品質影響效應的研究[J].中國土壤與肥料，2009（4）：31-35.

[9]喬宏喜，王玉芳，郭飛飛.溫室土壤環境存在的主要問題及改良方法[J].西北園藝，2006，9：4-5.

[10]曹齊衛，張衛華，李利斌，等.濟南地區日光溫室土壤養分的分布狀況和累積規律[J].應用生態學報，2012，23（1）：115-124.

[11]殷冠羿，胡克林，李品芳，等.不同水肥管理對京郊設施菜地氮素損失及氮素利用效率的影響[J].農業環境科學學報，2013，32（12）：2403-2412.

[12]彭強，李絮花，王克安，等.減量控釋氮肥對大棚甜椒產量及土壤硝態氮、銨態氮分布的影響[J].水土保持學報，2012，26（6）：106-110.

[13]黃紹文，王玉軍，金繼云，等.我國主要菜區土壤鹽分、酸堿性和肥力狀況[J].植物營養與肥料學報，2011，17（4）：906-918.

[14]周建斌，翟丙年，陳竹君，等.西安市郊區日光溫室大棚番茄施肥現狀及土壤養分累積特性[J].土壤通報，2006，37（2）：287-290.

[15]姜慧敏，張建峰，楊俊誠，等.不同氮肥用量對設施番茄產量、品質和土壤硝態氮累積的影響[J].農業環境科學學報，2010，29（12）：2338-2345.

[16]安康，謝小平，張海珍，等.西湖風景區土壤肥力的空間格局及其影響因子[J].生態學雜志，2015，34（4）：1091-1096.

[17]駱東奇，白潔，謝德體.論土壤肥力評價指標和方法[J].土壤與環境，2002，11（2）：202-205.

[18]范海榮，常連生，王洪海，等.城市草坪土壤肥力綜合評價[J].草業科學，2010，27（10）：17-22.

[19]魯如坤.土壤農業化學分析方法[M].北京：中國農業科技出版社，2000.

[20]孫艷麗.許昌市休閑綠地土壤肥力特征研究[J].河南農業科學，2013，42（5）：89-91，96.

[21]單奇華，俞元春，張建鋒，等.城市森林土壤肥力質量綜合評價[J].水土保持通報，2009，29（4）：186-190.

[22]王志剛，趙永存，廖啟林，等.近20年來江蘇省土壤pH值時空變化及其驅動力[J].生態學報，2008，28（2）：720-727.

[23]陳旭彤.杭州城市綠地土壤肥力質量評價[J].貴州農業科學，2013，40（11）：148-150.

[24]朱強，馬麗，馬強，等.不同浸提劑以及保存方法對土壤礦質氮測定的影響[J].中國生態農業學報，2012，20（2）：138-143.

[25]梁佳輝，張少良，穆林林，等.東北典型黑土區坡面土壤速效磷空間分布規律[J].水土保持研究，2017，24（1）：90-95.