耕作方式對大棚青菜生長和產(chǎn)量與土壤鹽分的影響

何林海，樓玲，粟貴俊，龐英華，沈建國

(1.杭州良渚麟海蔬果專業(yè)合作社，浙江 杭州 311118；2.杭州市余杭區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)與植物保護(hù)服務(wù)站，浙江 杭州 311100；3.杭州市余杭區(qū)農(nóng)民素質(zhì)教育服務(wù)總站，浙江 杭州 311100)

隨著蔬菜生產(chǎn)的快速發(fā)展，我國設(shè)施栽培面積也不斷擴(kuò)大。由于設(shè)施蔬菜農(nóng)戶大多采用多投入高產(chǎn)出的經(jīng)營模式，采用周年覆蓋不間斷生產(chǎn)，并大量施用化肥，使土壤出現(xiàn)板結(jié)、酸化、鹽堿化、養(yǎng)分不平衡等一系列問題，造成了蔬菜生長不良、產(chǎn)量降低及品質(zhì)下降等[1]，這嚴(yán)重制約了設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的健康發(fā)展。土壤耕作是蔬菜生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，通過農(nóng)機(jī)具的機(jī)械力量作用于土壤，改善土壤耕層結(jié)構(gòu)和理化性狀，為作物播種、出苗和生長發(fā)育提供適宜土壤環(huán)境的一項(xiàng)農(nóng)藝技術(shù)措施[2]。我國學(xué)者對于設(shè)施蔬菜土壤酸化、鹽堿化等治理技術(shù)開展了不少研究[3-5]，但大多研究側(cè)重于化學(xué)調(diào)理、生物調(diào)控、作物輪作等方面的技術(shù)措施，較少關(guān)注土壤耕作在設(shè)施蔬菜土壤改良中的作用。為此，我們于2020年在大棚中開展了不同耕作方式對蔬菜生長和土壤鹽分的影響試驗(yàn)，為在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中合理開展土壤耕作提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)在杭州市良渚街道麟海蔬果基地進(jìn)行。大棚設(shè)施為連棟大棚，長32 m，寬76 m，頂高4.8 m，肩高3 m。供試土壤為青粉泥田，肥力中等。試驗(yàn)地塊從2016年起已連續(xù)多年種植葉菜(以青菜為主)，土壤酸化和鹽堿化比較嚴(yán)重。供試作物為青菜，品種為上海青信福抗熱王，種子由江西宜春福信種業(yè)有限公司提供。

供試耕作機(jī)具為旋耕機(jī)(璟田JT-GMR150A)和深耕機(jī)(璟田JT-KING145),均由上?？挡?shí)業(yè)有限公司制造。供試化肥2種，45%復(fù)合肥(N、P2O5、K2O含量分別為16%、5%、24%)，由宜昌富升化工有限公司生產(chǎn)；葉面肥為奧捷苗歡，由浙江奧捷生物科技有限公司生產(chǎn)。供試商品有機(jī)肥，養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)61.74%，氮磷鉀8.71%，由杭州臨安錦來富生物科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 處理設(shè)計

試驗(yàn)設(shè)2種不同耕作方式處理：處理1，淺耕(CK)，用旋耕機(jī)翻耕，深度為10～15 cm；處理2，深耕，用深耕機(jī)翻耕，深度為40～45 cm。大區(qū)對比，不設(shè)重復(fù)，大區(qū)面積420 m2。

除處理外，其他栽培管理措施均一致。青菜于2020年8月28日播種，采用機(jī)械直播，播種量為7 500 g·hm-2；基施商品有機(jī)肥4 500 kg·hm-2，在苗期和生長旺盛期各噴施葉面肥奧捷苗歡1次，每次用量均為3 750 mL·hm-2；于10月19日采收。

1.3 調(diào)查與測定項(xiàng)目

在試驗(yàn)實(shí)施前后分別采集耕作層土樣，采用常規(guī)分析方法[6]測定土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、陽離子交換量、水溶性鹽總量、電導(dǎo)率等指標(biāo)。在青菜出苗后，于9月6日調(diào)查出苗情況。在青菜采收前，于10月16日抽樣調(diào)查青菜單位面積植株數(shù)和單株重量；選擇代表性植株20株測定株高、葉片展開度、最大葉長、最大葉寬、總?cè)~數(shù)、主根系長度等。于10月19日青菜收割時稱重計產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對青菜出苗的影響

由表1可知，深耕處理的青菜出苗和成株情況明顯好于對照淺耕處理，缺株面積比例較淺耕處理下降了19.4百分比；單位面積植株數(shù)較淺耕處理增加了21.7%。由此可見，對大棚蔬菜土壤實(shí)行深耕有利于直播青菜的出苗和成株。

表1 不同耕作方式對青菜出苗和成株的影響

2.2 對青菜產(chǎn)量的影響

以產(chǎn)量高低衡量農(nóng)藝技術(shù)措施效果是最直接的指標(biāo)。由表2可知，深耕處理的青菜產(chǎn)量明顯高于淺耕處理，單位面積產(chǎn)量增加37.3%，單株重提高17.6%。深耕的青菜之所以能夠增產(chǎn)，主要是通過增加青菜單位面積植株數(shù)和提高青菜單株重2個途徑來實(shí)現(xiàn)的。

表2 不同耕作方式對青菜產(chǎn)量的影響

2.3 對青菜農(nóng)藝性狀的影響

由表3可知，青菜植株高，深耕處理較淺耕處理增加了2.4 cm，增13.4%。從葉片性狀來看，深耕處理的葉片展開度，最大葉長、寬均高于淺耕處理，分別增加0.5、1.0和0.7 cm；深耕處理的總?cè)~數(shù)略多于淺耕處理。由此可見，對大棚蔬菜土壤實(shí)行深耕可以促進(jìn)青菜生長，改善青菜農(nóng)藝性狀。

表3 不同耕作方式對青菜農(nóng)藝性狀的影響

2.4 對青菜根系生長的影響

由表4可知，深耕處理的青菜主根系生長較好，平均長度較淺耕處理增加了2.6 cm，增31.5%；深耕處理植株主根系長度全部長于5 cm，其中長于10 cm的植株數(shù)占比達(dá)65%，大幅高于淺耕處理的25%；而淺耕處理主根系長度小于5 cm的植株數(shù)占比達(dá)35%，從現(xiàn)場觀察來看，主根系長度<5 cm的植株主根系生長點(diǎn)受到不同程度的阻礙，出現(xiàn)了根尖“斷頭”的現(xiàn)象。

表4 不同耕作方式對青菜主根系生長的影響

2.5 對土壤養(yǎng)分和鹽分的影響

從表5可知，從土壤養(yǎng)分指標(biāo)來看，深耕處理的土壤pH較淺耕處理有所上升，增加了0.58個單位，酸度有所下降；深耕處理的土壤全氮、速效鉀含量較淺耕處理下降明顯，分別下降了0.56 g·kg-1和568 mg·kg-1；而有效磷和有機(jī)質(zhì)含量差異不大。從土壤鹽分情況來看，與淺耕處理相比，深耕處理的土壤水溶性鹽總量下降了1.3 g·kg-1，其電導(dǎo)率也相應(yīng)大幅下降近50%。由此可見，對大棚蔬菜土壤實(shí)行深耕，將深層土壤與表層土壤進(jìn)行充分混合，可達(dá)到土壤養(yǎng)分和鹽分“稀釋”的效果，降低了耕層土壤的鹽分含量，一定程度上緩和了土壤酸化狀況，同時也會使耕層土壤的養(yǎng)分含量有所降低。

表5 不同耕作方式對土壤養(yǎng)分和鹽分含量的影響

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同栽培條件下，土壤深耕(40～45 cm)有利于大棚直播青菜出苗、成株，促進(jìn)植株生長和根系生長，改善青菜農(nóng)藝性狀，增加青菜產(chǎn)量。深耕較淺耕(10～15 cm)，可增加青菜產(chǎn)量37.3%，主要是通過增加青菜單位面積植株數(shù)和提高青菜單株重2個途徑來實(shí)現(xiàn)的。試驗(yàn)結(jié)果還表明，土壤深耕可以降低大棚蔬菜耕層土壤鹽分含量，一定程度上緩和土壤酸化狀況。

設(shè)施蔬菜復(fù)種指數(shù)高，一年至少種植2茬，化肥投入量大，加上長期大棚膜覆蓋，沒有雨水淋洗，使得肥料殘余不能溶解滲透進(jìn)入地下水中，而殘留在土壤表層，易產(chǎn)生鹽分積累和次生鹽堿化，進(jìn)一步造成土壤酸化[7-8]，可溶性鹽分過量和鹽堿化已成為設(shè)施蔬菜生長的主要限制因子，嚴(yán)重影響了蔬菜的生長、產(chǎn)量與品質(zhì)[9]。本試驗(yàn)結(jié)果印證了這一論點(diǎn)，試驗(yàn)大棚已連續(xù)5 a種植蔬菜(以青菜為主，一年至少種植5茬)，其土壤可溶性鹽分含量較高(>3 g·kg-1)，土壤酸化嚴(yán)重(pH 4左右)，對青菜的出苗、植株生長、根系生長等均造成了較嚴(yán)重的影響。由于次生鹽堿化的土壤易板結(jié)，且鹽分離子主要集中分布在土壤表層(0～20 cm)，對大棚蔬菜土壤僅實(shí)行淺耕，耕層土壤不能達(dá)到完全疏松，鹽分含量下降也有限，故青菜出苗差，植株長勢弱，根系生長不良，從而影響其產(chǎn)量；對大棚蔬菜土壤進(jìn)行深耕可以彌補(bǔ)淺耕存在的不足。但也應(yīng)該看到，深耕僅是對大棚蔬菜土壤表層鹽分進(jìn)行了“稀釋”，對于土壤中鹽分總量減少貢獻(xiàn)有限。因此，在實(shí)際生產(chǎn)上，需采取化學(xué)、生物和農(nóng)藝等多項(xiàng)措施，才能有效治理大棚蔬菜土壤鹽堿化，而土壤深耕可作為其中的一項(xiàng)農(nóng)藝措施予以實(shí)施。