山東省設施蔬菜土壤酸堿性、有機質及中微量元素含量調查與評價

張煥菊 王貴嵩 高進華 張廣忠 陳永法 解學仕 胡秀濤 史慶才 楊恒哲 時小可

摘要：對山東省16個地級市的設施蔬菜地塊進行土壤取樣，分析并評價土壤酸堿性、有機質及中微量元素含量的狀況。結果表明，在土壤酸堿性方面，山東省煙臺、威海地區設施蔬菜土壤普遍偏酸，聊城、菏澤、東營、德州地區設施蔬菜土壤普遍偏堿，濟寧地區設施蔬菜的土壤酸堿性多半不適宜且沒有統一趨勢;在土壤有機質含量方面，除棗莊、淄博和日照外，其他地區的設施蔬菜土壤有機質整體上都比較缺乏;在土壤中量和微量元素含量方面，菏澤地區的設施蔬菜土壤有效錳含量普遍較低，泰安部分地區的設施蔬菜地塊土壤有效銅含量偏高，要警惕土壤污染風險，其他地區的設施蔬菜土壤中量和微量元素普遍處在中等及豐富水平。建議山東省各地市根據各地的設施蔬菜土壤特點有針對性地改良土壤酸堿性，增施有機肥，增加或控制中微量元素的施用量，促進山東省設施蔬菜的生產綠色、高效、可持續發展。

關鍵詞：山東省;設施蔬菜;酸堿性;有機質;中微量元素;調查

中圖分類號： S158.3文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）04-0211-05

收稿日期：2021-05-06

基金項目：2019年度重大科技創新工程（編號：2019JZZY010701）;山東省企業技術創新項目（第一批）（編號：201910315010）。

作者簡介：張煥菊（1990—），女，山東泰安人，碩士，農藝師，主要從事植物營養與土壤肥料研究。E-mail：zhhjdbd@126.com。

通信作者：高進華，碩士，高級工程師，主要從事肥料生產及開發研究。E-mail：gjhsdlzc@163.com。

近年來，設施蔬菜在農業發展中占據著越來越重要的地位，對于蔬菜的周年供應和農民增收具有重要貢獻[1]。山東省地處黃淮海及環渤海暖溫區[2]，是我國第一蔬菜出口大省和我國最大的設施蔬菜生產基地，種植面積約占全國設施蔬菜總面積的 1/4。在目前的蔬菜種植過程中，土壤是非常重要的生產因素之一，了解土壤的肥力狀況是設施蔬菜產業健康可持續發展的前提。而在以往研究或種植戶的生產過程中，對土壤中的氮、磷、鉀這些大量元素往往給予了高度關注，卻對土壤中量、微量元素及土壤酸堿性、有機質含量未引起充分重視[3-4]。而土壤中量和微量元素的缺失或過量是影響蔬菜產量和品質的重要因素[5-6]，土壤酸堿性和有機質含量對作物的正常生長和養分的吸收利用有重要的影響[7-8]。因此，本研究對山東省16個地市的設施蔬菜地塊進行了科學布點和取樣，分析各地市設施蔬菜土壤的中量和微量元素含量及酸堿性、有機質含量，并進行科學性評價，旨在為山東地區設施蔬菜的優質、高效、安全生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 土樣采集

2019年的7—8月，對山東省16個地市共計768個設施蔬菜地塊進行土壤取樣。采用“W”形取樣方式，每個設施蔬菜地塊10個取樣點，最后將取完的土壤混合均勻，通過四分法留取1 kg土壤混合樣品裝入牛皮紙袋，作為分析樣品。

1.2 測定方法

將土壤樣品進行風干、研磨，過2 mm篩，備用。

土壤交換性鈣鎂含量采用乙酸銨浸提-電感耦合等離子體發射光譜法測定;土壤有效鐵、錳、銅、鋅含量采用二乙基三胺五乙酸（DTPA）浸提-電感耦合等離子體發射光譜法測定;土壤酸堿性采用水浸提（土水比為1 g ∶2.5 mL）電位法測定;土壤有機質含量采用灼燒法測定。

1.3 數據處理及設施蔬菜地塊養分評價標準

數據采用Excel 2016軟件進行分析統計。對設施蔬菜地塊土壤檢測指標的平均值、變異系數及分布頻率進行統計，分析山東省各地市土壤酸堿性、有機質含量及中微量元素有效態含量的豐缺程度。

設施蔬菜土壤pH值適宜范圍是6.0～8.0，有機質含量≥15 g/kg[9]。土壤中量和微量元素含量的中等含量范圍：交換性鈣含量756～846 mg/kg，交換性鎂含量173～240 mg/kg，有效鐵含量4.5～10.0 mg/kg，有效錳含量5.0～15.0 mg/kg，有效銅含量0.20～1.00 mg/kg，有效鋅含量0.50～1.00 mg/kg[10-11] 。

2 結果與分析

2.1 土壤酸堿性

由表1可知，山東省各地市設施蔬菜土壤的酸堿性差異較大。從均值來看，聊城、德州和菏澤的設施蔬菜土壤pH值均值均在8以上，煙臺和威海的設施蔬菜土壤pH值均在6以下，其他地市的設施蔬菜土壤pH值則在6～8范圍內。從各地市設施蔬菜土壤酸堿性的空間分布差異來看，濟寧地區設施蔬菜土壤pH值變異性最大，pH值從4.7到9.1，變異系數為19%;從分布頻率來看，有50%以上的設施蔬菜土壤酸堿性適宜蔬菜生長的地市有棗莊、淄博、濰坊、日照、泰安、青島、臨沂、濟南和濱州，而聊城、菏澤、東營、德州的設施蔬菜土壤則多數偏堿，占比分別是59.1%、80.3%、54.2%和66.7%，煙臺和威海的設施蔬菜則多數偏酸，占比分別是71.4%和72.4%。

2.2 土壤有機質含量

如表2所示，有機質含量均值低于15 g/kg的地市占比56%;各地市有機質含量在空間分布上均有較大差異，其中濟寧和菏澤的變異系數分別為105%和98%，土壤有機質含量變幅分別為0.95～66.10 g/kg 和1.18～65.30 g/kg，分布非常不均勻;從分布頻率來看，日照、棗莊、淄博的設施蔬菜土壤有機質含量適宜的占比地塊排名前三，分別為76.7%、67.9%和66.7%;而煙臺、菏澤和濟寧的設施蔬菜地塊有機質含量偏低的地塊占比分別是90.5%、88.9%和78.6%，土壤有機質缺乏非常嚴重。

2.3 土壤交換性鈣含量

如表3所示，整體來看各地市的設施蔬菜土壤交換性鈣含量均較豐富，僅濰坊、威海和臨沂地區出現少量土壤交換性鈣缺乏現象，占比分別是19.9%、10.0%和3.0%。

2.4 土壤交換性鎂含量

如表4所示，從均值上來看，各地市設施蔬菜土壤的交換性鎂含量均較豐富，其中，棗莊、青島、聊城、濟南、東營、德州和濱州所有設施蔬菜地塊的土壤交換性鎂含量均處于豐富水平，濰坊有21.9%的設施蔬菜地塊出現土壤交換性鎂含量缺乏現象，其他地區設施蔬菜地塊出現土壤交換性鎂含量缺乏的占比均在10%以內。

2.5 土壤有效鐵含量

如表5所示，各地市設施蔬菜土壤的有效鐵含量平均值均為豐富水平; 各地市設施蔬菜地塊的土壤有效鐵養分含量空間分布非常不均勻，變異系數超過50%的地市占比75%，其中淄博市的變異系數達到100%;棗莊、煙臺、威海、日照、泰安、青島這6個地市所有設施蔬菜地塊的土壤有效鐵含量均為豐富水平，沒有地市出現土壤有效鐵缺乏的情況。

2.6 土壤有效錳含量

如表6所示，山東省各地市設施蔬菜地塊的土壤有效錳含量差異較大。從均值來看，菏澤市設施蔬菜土壤的有效錳含量均值最低，為4.7 mg/kg;而棗莊市設施蔬菜土壤的有效錳含量均值最高，為38.1 mg/kg，差距非常大;各地市內的設施蔬菜地塊之間土壤有效錳含量空間分布非常不均勻，變異系數最小的德州也達到了31%，變異系數超過100%的地市有5個，分別是棗莊、濰坊、青島、臨沂和東營。從各地市設施蔬菜土壤有效錳含量豐缺分布頻率來看，菏澤市設施蔬菜的土壤有效錳最為缺乏，有68.2%的地塊處于缺乏水平且沒有任何地塊處于豐富水平;而淄博、煙臺、威海、日照和泰安這5個地市的設施蔬菜土壤均處于中等及豐富水平，沒有缺錳土壤。

2.7 土壤有效銅含量

如表7所示，各地市設施蔬菜土壤的有效銅含量平均值均為豐富水平。各地市設施蔬菜地塊的土壤有效銅養分含量空間分布非常不均勻，變異系數均大于50%，其中泰安市設施蔬菜地塊土壤有效銅含量的變異系數最高，高達238%，其部分含量較高的土壤可能存在銅含量超標的風險[12]。從各地市設施蔬菜土壤有效銅含量豐缺分布頻率來看，僅濰坊市的設施蔬菜地塊出現了土壤有效銅缺乏現象，其他地市的設施蔬菜土壤有效銅含量水平均在中等及豐富水平，其中威海市設施蔬菜土壤有效銅含量均處于豐富水平。

2.8 土壤有效鋅含量

如表8所示，各地市設施蔬菜土壤的有效鋅含量平均值均為豐富水平。各地市設施蔬菜地塊的土壤有效鋅養分含量空間分布非常不均勻，變異系數均大于70%，其中泰安市設施蔬菜地塊土壤有效鋅含量的變異系數高達200%。從各地市設施蔬菜土壤有效鋅豐缺分布頻率來看，有50%的地市設施蔬菜土壤有效鋅含量無缺乏水平，均處于中等及豐富水平;其中，煙臺、威海和東營設施蔬菜土壤中的有效鋅含量均處于豐富水平。

3 討論與結論

整體來看，山東省各地市設施蔬菜土壤的中量和微量元素含量空間分布非常不均勻，但整體較豐富，土壤有機質含量普遍較缺乏，部分地區土壤酸堿性不太適宜。具體來分析，棗莊、淄博和日照地區的大部分設施蔬菜土壤在pH值、有機質含量和中微量元素含量上均適宜蔬菜的生長。煙臺和威海地區的設施蔬菜土壤大部分則面臨土壤偏酸、有機質缺乏的問題;聊城、菏澤、東營和德州地區的設施蔬菜土壤一半左右面臨土壤偏堿、有機質缺乏的問題，而菏澤80%左右的設施蔬菜地塊面臨土壤偏堿、有機質缺乏的問題，且土壤缺錳現象比較普遍;濰坊、泰安、青島地區的大部分設施蔬菜土壤主要面臨的是有機質缺乏問題，其中泰安可能存在土壤銅含量超標的風險;臨沂、濟南和濱州地區的設施蔬菜有40%左右的地塊出現有機質缺乏問題;濟寧地區設施蔬菜地塊的土壤酸堿性沒有呈現統一的趨勢，但是多半都不適宜，且78.6%的地塊土壤有機質缺乏。

以上地區在土壤酸堿性和有機質含量方面的整體表現與全國農技推廣中心匯總的測土配方數據[13]基本一致。對于全省大部分地區有機質含量偏低的狀況應該引起重視，土壤有機質含量的高低對于作物的正常生長和產量品質有重要影響[14-16]，有機質缺乏地區可以通過增施有機肥等措施來提高土壤有機質含量。土壤過酸或過堿對于作物根系的生長有顯著不良影響且與土壤中各種養分的有效性有很強的相關性[17-19]，因此土壤酸堿性不適宜的設施蔬菜地塊需要使用石灰或者硫磺等物質對土壤進行改良。楊力等在1994年曾對山東省的土壤交換性鈣、交換性鎂含量及分布進行了研究，其得出的各地市的土壤交換性鈣、交換性鎂含量豐缺狀況與本研究稍有出入，可能與土地利用類型及耕作活動等有關[20-21]。雖然目前山東省各地市設施蔬菜地塊的土壤交換性鈣、交換性鎂含量均較豐富但仍須注意作物生長過程中會出現缺鈣、缺鎂的情況，因為植物對于鈣鎂的吸收會受到蒸騰作用、離子拮抗作用及根系生長情況的影響[22-24]。山東省設施蔬菜地塊的土壤微量元素含量缺乏地區占比不大，需要額外注意的是菏澤地區的缺錳現象和泰安地區可能存在的銅含量超標問題。

綜上所述，山東省各地市在設施蔬菜生產方面尤其要對土壤酸堿性和有機質含量引起重視，根據種植作物的適宜生長條件和當地實際土壤情況進行改良。在施肥方面，建議各地市在參考本文研究的基礎上合理增加或控制中量、微量元素肥的施用量，促進山東省設施蔬菜的生產綠色、高效、可持續發展。

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