




摘要:為探明冀東典型地區設施土壤性質及養分特征,對唐山市和承德市的設施大棚進行了調查,采集表層土壤樣品并對其進行了檢測。結果表明,表層土壤pH平均值為6.20~7.49,以中性或堿性土壤為主,酸性土壤所占比例為26.32%。全鹽含量平均值為2.55~9.30 g/kg,74.74%的土壤為鹽漬土。灤南縣和樂亭縣同時存在較高比例的酸性土壤及鹽漬土。從有機質(平均值為1.93%~2.57%)來看,土壤以中等以上肥力水平為主;從有效磷(平均值為69.97~1 018.3 mg/kg)、速效鉀(平均值為232.31~713.32 mg/kg)、全氮(平均值為0.13%~0.39%)和全磷(平均值為0.09%~0.15%)來看,土壤以高肥力或極高肥力水平為主。土壤全鉀平均值為0.15%~0.17%,均為極低肥力水平。研究結果揭示了冀東典型地區設施大棚表層土壤的酸化、鹽漬化趨勢與不均衡的高養分積累特性,為土壤養分管理提供了理論依據。
關鍵詞:冀東;設施土壤;酸化;鹽漬化;養分
中圖分類號:S158 " " " " 文獻標識碼:A
文章編號:0439-8114(2022)03-0082-07
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.03.016 開放科學(資源服務)標識碼(OSID):
Study on the characteristics and nutrition profiles of greenhouse soils
in typical areas of east Hebei
LI Fenga, LIANG Hai-tiana, ZHAO Lin-naa, CHEN Qiu-shengb, ZHANG Yu-tingb, GAO Xian-biaob
(a. Institute of Agricultural Resources and Environment;b. Institute of Agro-product Safety and Nutrition,Tianjin Academy of Agricultural Sciences,Tianjin "300380,China)
Abstract:Surface soil samples of greenhouse in Tangshan city and Chengde city were collected and detected to investigate the characteristics and nutrition profiles of greenhouse soils in typical areas of east Hebei. The results showed that the average value of pH was 6.20~7.49, and the dominant soils were neutral or alkaline, and the ratio of acid soil was 26.32%. The average value of total salt content was 2.55~9.30 g/kg, and the ratio of salt-affected soil reached 74.74%. High ratios of acid soil or salt-affected soil were found both in Luannan county and Leting county. According to organic matter concentrations(average values of 1.93%~2.57%), the dominant soils were at middle or high fertility levels. According to available phosphorous(average value of 69.97~1 018.3 mg/kg), available potassium (average value of 232.31~713.32 mg/kg), total nitrogen (average value of 0.13%~0.39%), and total phosphorus (average value of 0.09%~0.15%), the dominant soils were at high or higher fertility levels. The average value of total potassium was 0.15%~0.17%, and all soils were at low fertility levels. The results revealed the acidification trends, salinization trends and unbalanced high nutrition profiles of the greenhouse soils in east Hebei, and provided the theoretical proof for scientific nutrient management.
Key words: east Hebei; greenhouse soil; acidification; salinization; nutrition profiles
近年來,中國的設施農業得到了快速發展,在滿足市民營養需求、豐富市民生活方面發揮了重要作用。作為京津冀協同發展的重要一環,河北省圍繞綠色循環農業,著力加快推進蔬菜產業的發展,2014年全省設施蔬菜種植面積達39.98萬hm2[1]。以唐山市和承德市為代表的冀東典型蔬菜種植區土壤肥沃,光、熱等自然條件優越,具有發展設施農業的良好條件,2014年兩地設施蔬菜種植面積分別達6.84萬hm2和0.92萬hm2[1]。
設施農業是典型的高養分投入、高產出的現代農業。為保證蔬菜的高產穩產,設施農田每年都需要施入大量的化肥及有機肥,土壤環境、水環境及食品安全等問題開始出現并得到廣泛關注,近年來國內學者進行了大量調查研究工作,主要側重于土壤板結、酸化、鹽漬化、養分累積、硝酸鹽污染及蔬菜中硝酸鹽積累等問題[2-12],但尚缺乏對于冀東區域的系統研究。Guo等[2]通過長期定位試驗監測,發現中國土壤pH總體呈下降趨勢,土壤pH在過去20年內約下降了0.5個單位,而土壤酸化的主因是長期過量施氮。吳鳳芝等[3]對哈爾濱郊區不同連作年限、不同栽培方式的大棚土壤鹽分含量進行了測定,結果表明,大棚土壤總鹽量高于露地2.1~13.4倍。李文慶等[4]研究表明,與大田土壤相比,不管利用年限如何,大棚土壤硝酸鹽含量均顯著或極顯著增加。這種增加是發生在0~100 cm的整個剖面中而非僅僅在表土中,且硝酸鹽隨施肥的增加而增加。賈良良等[5]研究表明,2009—2014年河北省農田土壤有效磷平均含量為24.4 mg/kg,速效鉀平均含量在137.1 mg/kg,與第二次土壤普查結果相比,河北省不同生態區的土壤有效磷含量均大幅度增加,速效鉀含量略有增加。
本研究針對冀東地區典型的傳統設施農業區域(唐山市)及新興設施農業區域(承德市),調查采集設施大棚表層土壤,測定其基本性質并進行系統分析,探明設施土壤性質及養分特征,為冀東地區設施大棚的養分管理提供理論支撐,對京津冀地區的環境安全與農業可持續發展有重要意義。
1 材料與方法
1.1 樣品采集方法
本研究的冀東典型設施蔬菜種植區為唐山市和承德市。取樣原則,以區(縣)為單位進行調查取樣,取樣密度為每千hm2設施蔬菜種植面積取1~2個樣點。
樣品采集時間為2018年6月,記錄每個大棚的棚齡,在棚內多點采集表層土壤(0~20 cm)綜合樣品1個。土壤樣品風干,研磨,過2 mm和60目篩,常溫保存。
唐山市共調查8個區(縣),獲得77個土壤樣品,承德市共調查6個區(縣),獲得18個土壤樣品。設施大棚棚齡從4年到30年不等,分為4個棚齡組,即5年以下(1~5年)、6~10年、11~20年、20年以上(20~30年),各區(縣)及不同棚齡組樣品數量見表1。
1.2 樣品測定項目及方法
電位法測定pH;質量法測定全鹽量;重鉻酸鉀氧化-容量法測定有機質;酚二磺酸比色法測定硝態氮;碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定有效磷;乙酸銨浸提-火焰光度法測定速效鉀;凱氏蒸餾法測定全氮;氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法測定全磷;氫氧化鈉熔融-火焰光度法測定全鉀。
采用SPSS軟件進行數據分析,分析統計方法為方差分析、多重比較(Duncan)和相關性檢驗(Pearson)。
2 結果與分析
2.1 pH
從pH分布來看,中性土壤所占比例最大,為41.05%;其次是弱堿性土壤和酸性土壤,分別為31.58%和26.32%;堿性土壤所占比例最小,為1.05%。在酸性土壤中,弱酸性、酸性及強酸性土壤所占比例分別為16.84%、5.25%和4.21%。說明設施大棚表層土壤以中性及弱堿性土壤為主,同時存在部分土壤酸化現象。
各區(縣)設施大棚土壤pH平均值為6.20~7.49(圖1),土壤pH最高的為承德縣,為7.49,顯著高于最低的灤南縣、灤縣、遷安市、隆化縣、灤平縣等5個區(縣)(Plt;0.05),而與其他區(縣)間無顯著差異。各棚齡組設施大棚土壤pH平均值為6.69~6.76(圖1),5年以下的設施大棚表層土壤pH最高,為6.76,pH最低的是11~20年的設施大棚,為6.69。方差分析結果表明,不同棚齡組間表層土壤pH無顯著差異。
2.2 全鹽量
從全鹽量分布來看,鹽漬土(全鹽量gt;3 g/kg)所占比例最大,為74.74%,非鹽漬土(全鹽量lt;3 g/kg)所占比例為25.26%。鹽漬土中,中鹽漬土(全鹽量5~10 g/kg)所占比例最大,為52.63%,其次為弱鹽漬土(全鹽量3~5 g/kg),為16.84%,表明該區域設施土壤較強的鹽漬化趨勢。
各區(縣)設施大棚土壤全鹽量平均值為2.55~9.30 g/kg(圖1),全鹽量較高的為興隆縣、寬城縣、隆化縣和平泉縣,分別為9.30、8.70、8.65和8.33 g/kg,顯著高于最低的遷安市(2.55 g/kg),而與其他區(縣)間無顯著差異。各棚齡組設施大棚土壤全鹽量平均值為5.26~5.88 g/kg(圖1),20年以上的設施大棚土壤全鹽量最高,為5.88 g/kg,5年以下的設施大棚最低,為5.26 g/kg。方差分析結果表明,不同棚齡組間土壤全鹽量無顯著差異。在全部鹽漬土樣品中,6~10年的設施大棚鹽漬土比例最高,為31.43%,其次為20年以上和11~20年設施大棚的土壤,分別為30%和27.14%,5年以下設施大棚土壤鹽漬土比例僅為11.43%。
2.3 有機質
從有機質分布來看,結合中國土壤養分分級指標(表2),中上肥力水平的三級土壤所占比例最高,為54.74%,其次是中等肥力水平的四級土壤,所占比例為42.11%,極高肥力水平的一級土壤、高肥力水平的二級土壤和低肥力水平的五級土壤所占比例均為1.05%。從土壤有機質來看,該區域設施大棚表層土壤絕大部分為中上及中等肥力水平,低肥力水平土壤所占比例極低。
各區縣設施大棚土壤有機質含量平均值為1.93%~2.57%(圖1),有機質含量最高的為曹妃甸區(2.57%)和隆化縣(2.55%),最低的為玉田縣(1.93%)和興隆縣(2.02%)。方差分析表明,不同區(縣)間表層土壤有機質無顯著差異。各棚齡組設施大棚土壤有機質含量平均值為1.83%~2.24%(圖1),20年以上的設施大棚土壤有機質含量最低,為1.83%,顯著低于其他棚齡組(Plt;0.05)。Pearson相關性分析表明,土壤有機質含量與棚齡呈現顯著負相關關系(Plt;0.05),即棚齡越長,土壤有機質含量越低。說明長期高強度耕作導致土壤有機質損失。
2.4 硝態氮
Pearson 相關性分析表明,土壤硝態氮含量與pH呈現極顯著的負相關關系(Plt;0.01),即pH越低,土壤硝態氮含量越高。
各區(縣)設施大棚土壤硝態氮含量平均值為42.3~443.75 mg/kg(圖2),硝態氮含量最高的是寬城縣(443.75 mg/kg),顯著高于其他區縣(Plt;0.05)。硝態氮含量最低的為灤縣(42.3 mg/kg)和灤南縣(56.77 mg/kg),顯著低于其他區縣(Plt;0.05)。各棚齡組設施大棚土壤硝態氮含量平均值為95.14~129.85 mg/kg(圖2),5年以下棚齡組含量最高,為129.85 mg/kg,含量最低的是6~10年的設施大棚土壤(95.14 mg/kg)和20年以上的設施大棚土壤(101.42 mg/kg)。方差分析表明,不同棚齡組間土壤硝態氮含量無顯著差異。
2.5 有效磷
從有效磷分布來看,結合中國土壤養分分級指標,極高肥力水平的一級土壤所占比例最高,為97.89%,其次是高肥力水平的二級土壤,所占比例為2.11%。可見,從土壤有效磷來看,設施大棚土壤絕大多數為極高肥力水平,極少數為高肥力水平(表2)。Pearson 相關性分析表明,土壤有效磷含量與土壤pH呈極顯著的負相關關系(Plt;0.01),即pH越低,土壤有效磷含量越高。
各區(縣)設施大棚土壤有效磷含量平均值為69.97~1 018.30 mg/kg(圖2),有效磷含量最高的為灤南縣(1 018.30 mg/kg),顯著高于含量最低的平泉縣(69.97 mg/kg)、寬城縣(103.05 mg/kg)、隆化縣(106.60 mg/kg)、興隆縣(116.73 mg/kg)、承德縣(117.67 mg/kg)(Plt;0.05),而與其他區(縣)之間無顯著差異。各棚齡組設施大棚土壤有效磷含量平均值為167.10~639.56 mg/kg(圖2),11~20年棚齡的設施大棚土壤有效磷含量最高,為639.56 mg/kg,顯著高于5年以下的設施大棚土壤(167.10 mg/kg)(Plt;0.05),而與其他棚齡組之間無顯著差異。
2.6 速效鉀
從速效鉀分布來看,結合中國土壤養分分級指標,極高肥力水平的一級土壤所占比例最高,為81.05%,其次是高肥力水平的二級土壤,所占比例為13.68%,以上兩個高肥力水平土壤占比總和達到94.74%。中上肥力水平的三級土壤和中等肥力水平的四級土壤所占比例分別為4.21%和1.05%。從土壤速效鉀來看,設施大棚土壤絕大多數為極高及高肥力水平,極少數為中等肥力水平(表2)。Pearson 相關性分析表明,土壤速效鉀含量與土壤pH呈顯著的負相關關系(Plt;0.05),與土壤硝態氮含量呈極顯著的正相關關系(Plt;0.01),即土壤pH越低,或硝態氮含量越高,則土壤速效鉀含量越高。
各區(縣)設施大棚土壤速效鉀含量平均值為232.31~713.32 mg/kg(圖2),速效鉀含量最高的為曹妃甸區(713.32 mg/kg)和玉田縣(707.07 mg/kg),含量最低的為灤縣(232.31 mg/kg)和興隆縣(307.33 mg/kg)。方差分析表明,不同區(縣)間土壤速效鉀含量無顯著差異。各棚齡組設施大棚土壤速效鉀含量平均值為307.34~658.79 mg/kg(圖2),20年以上棚齡設施大棚土壤速效鉀含量最高,為658.79 mg/kg,顯著高于5年以下的設施大棚土壤(307.34 mg/kg)(Plt;0.05),而與其他棚齡組之間無顯著差異。
2.7 全氮
從全氮分布來看,結合中國土壤養分分級指標,極高肥力水平的一級土壤所占比例最高,為61.05%,其次是高肥力水平的二級土壤,所占比例為25.26%,以上兩個高肥力水平土壤占比總和達86.32%。中上肥力水平的三級土壤和低肥力水平的五級土壤所占比例分別為11.58%和2.11%。從土壤全氮來看,設施大棚土壤絕大多數為極高及高肥力水平,少數為中等肥力水平,極少數為低肥力水平(表2)。
各區(縣)設施大棚土壤全氮含量平均值為0.13%~0.39%(圖3),土壤全氮含量最低的為灤縣(0.13%),顯著低于最高的隆化縣(0.39%)和豐潤區(0.26%)(Plt;0.05),與其他區(縣)間無顯著差異。各棚齡組設施大棚土壤全氮平均值含量為0.21%~0.24%(圖3),11~20年的設施大棚土壤全氮含量最高,為0.24%,含量最低的為6~10年的設施大棚土壤(0.21%)。方差分析表明,不同棚齡組間土壤全氮含量無顯著差異。
2.8 全磷
從全磷分布來看,結合中國土壤養分分級指標,極高肥力水平的一級土壤所占比例最高,為51.58%,其次是高肥力水平的二級土壤,所占比例為31.58%,以上兩個高肥力水平土壤占比總和達83.16%。中上肥力水平的三級土壤比例為16.84%。從土壤全磷來看,設施大棚土壤絕大多數為極高及高肥力水平,少數為中等肥力水平(表2)。Pearson 相關分析表明,土壤全磷含量與pH呈極顯著負相關關系(Plt;0.01),與有效磷含量呈極顯著正相關關系(Plt;0.01),即土壤pH越低,或土壤有效磷含量越高,則土壤全磷含量越高。
各區(縣)設施大棚土壤全磷含量平均值為0.09%~0.15%(圖3),土壤全磷含量最高的為灤南縣(0.15%),含量最低的為豐潤區(0.09%)。方差分析表明,不同區(縣)間土壤全磷含量無顯著差異。各棚齡組設施大棚土壤全磷含量平均值為0.10%~0.12%(圖3),11~20年棚齡的設施大棚土壤全磷含量最高,為0.12%,含量最低的為5年以下的設施大棚土壤(0.10%)。方差分析表明,不同棚齡組間土壤全磷含量無顯著差異。
2.9 全鉀
從全鉀分布來看,結合中國土壤養分分級指標,全部為極低肥力水平的六級土壤。從土壤全鉀來看,設施大棚土壤均為極低肥力水平(表2)。
各區(縣)設施大棚土壤全鉀含量平均值為0.15%~0.17%(圖3),全鉀含量最高的為興隆縣(0.17%),顯著高于含量最低的隆化縣(0.15%)和灤縣(0.15%)(Plt;0.05),而與其他區(縣)之間無顯著差異。各棚齡組設施大棚土壤全鉀含量平均值為0.165%~0.167%(圖3),6~10年的設施大棚土壤全鉀含量最高,為0.167%,含量最低的為20年以上的設施大棚土壤(0.165%)。方差分析表明,不同棚齡組間土壤全鉀含量無顯著差異。
3 討論
土壤性質及特征與土壤類型息息相關。根據20世紀70年代末中國第二次土壤普查數據,唐山市及承德市旱地主要土壤類型為石灰性褐土、潮土或脫潮土,成土母質為河流沖積物或洪沖積物,pH 7.0~8.6,中性至微堿性,耕層有機質含量分別為0.25%~1.70%和0.80%~1.70%。
土壤酸堿度是土壤最重要的化學性質之一,直接影響元素的地球化學循環。冀東地區設施大棚中酸性土壤比例高達26.32%,而中國第二次土壤普查時該地區土壤均為中性至微堿性。從棚齡來看,5年以下棚齡組的大棚表層土壤pH最高,從側面說明了耕作時間較長的設施大棚土壤存在酸化趨勢。在各區(縣)中,灤南縣和樂亭縣酸性土壤比例分別達46.15%和29.41%,且均為設施種植大縣,必須引起高度重視。研究表明,設施土壤酸化與長期高強度的化肥施用有關,土壤酸化的主要過程是土壤鹽基陽離子的移除和酸性陰離子的積累[13]。徐明崗等[14]在平原區辛集的長期定位試驗發現,2012年的土壤pH與1992年相比下降了約0.2個單位。賈良良等[5]通過對2009—2014年河北省測土配方施肥項目中土壤樣品的測試數據進行分析,揭示出河北省不同生態區土壤pH差異明顯,燕山丘陵區有明顯酸化趨勢,這種變化與各生態區的自然生態狀況和農業管理有緊密關系。土壤酸化意味著土壤質量下降和土壤退化,其帶來的土壤結構破壞與板結、養分利用率下降、根結線蟲滋生等問題必須引起高度重視,后期可采用適當的農藝手段及養分管理措施減緩這種趨勢。
土壤全鹽含量是反映土壤鹽漬化程度的重要指標,土壤全鹽量的增加預示著土壤的次生鹽漬化風險增大。本研究中,冀東區域鹽漬土比例達74.74%,說明設施大棚土壤呈鹽漬化趨勢。從區(縣)分布來看,唐山市的樂亭縣、灤南縣、豐南區鹽漬土比例分別達到76.47%、69.23%和68.75%,且均為設施種植大縣,必須引起高度重視。從棚齡來看,20年以上的設施大棚土壤全鹽含量最高,5年以下的設施大棚土壤全鹽含量最低,說明隨著棚齡的增加,設施大棚土壤存在鹽漬化趨勢。設施土壤的次生鹽漬化是國內外設施栽培中普遍存在的技術難題[15]。土壤全鹽量的增加與化肥的施用密切相關,化肥提高了土壤鹽溶液的濃度,降低了土壤pH,增加了Fe、Mn、Al等元素的可溶性,從而使土壤鹽溶液的濃度進一步提高,更加劇了土壤次生鹽漬化的發展[16]。土壤全鹽量的增加還與有機肥的大量施用有關。中國有機肥的來源主要為規模化養殖畜禽產生的糞便,由于飼料中添加了0.3%~0.5%的食鹽,從而導致糞便中含有較多的鹽分,就成為土壤鹽漬化的重要風險因素。杜連鳳等[17]調查了河北省主要蔬菜生產區,發現大棚栽培蔬菜后,土壤鹽分明顯增加,并且隨著種植年限的增加,土壤鹽分有增加的趨勢,且鹽分主要積聚在0~20 cm土層。王秀萍等[18]對河北沿海區耕地土壤質量進行模糊綜合評價與分級,結果表明,研究區域土壤全鹽含量已達到中度鹽漬化土標準,地下水礦化度高且埋深淺,與本研究結果類似。
有機質是衡量土壤地力水平的重要指標。從有機質來看,冀東調查區域絕大部分為中上及中等肥力水平,低肥力水平土壤所占比例很低,已遠遠高于第二次土壤普查的結果。這與設施大棚長期大量施用有機肥有關。劉建玲等[19]研究了河北省11個蔬菜種植縣、市的蔬菜保護地土壤養分的積累狀況及剖面分布特性,結果表明與相鄰糧田比較,菜地土壤有機質平均增加了74.1%。欒文樓等[20]計算了1979年和2004年河北平原0~0.2 m和0~1.8 m的不同土壤類型的有機碳儲量,結果表明河北平原土壤有機碳含量在25年間持續增長,絕大多數土壤類型的平均有機碳儲量升高,但是表層的棕壤、沼澤土、濱海鹽土和深層的棕壤、沼澤土等土壤降低。值得注意的是,本研究土壤有機質含量與棚齡呈顯著負相關關系(Plt;0.05),即棚齡越長,土壤有機質含量越低,說明有機肥的大量施用雖然可在短期內提高設施土壤有機質水平,但從長遠來看,長期高強度耕作確實導致了土壤有機質的損失,這與欒文樓等[20]的結果部分類似。
堿解氮、有效磷和速效鉀是土壤肥力的重要指標。土壤堿解氮(或稱水解性氮)包括無機態氮(硝態氮、銨態氮)及易水解的有機態氮(氨基酸、酰銨和易水解蛋白質)。在北方旱地土壤中,硝態氮是堿解氮最重要的組成部分。參考中國土壤養分分級指標,調查區域58.95%土壤中的硝態氮含量已達到中等肥力水平的堿解氮標準。從有效磷和速效鉀來看,土壤絕大多數為極高肥力水平或高肥力水平,極少數為中等肥力水平,說明冀東調查區域大棚土壤的磷鉀速效養分充足,為設施農業的高產穩產提供了有力保證。相關分析表明,土壤硝態氮及有效磷含量均與土壤pH呈極顯著負相關關系(Plt;0.01),土壤速效鉀含量與土壤pH呈顯著負相關關系(Plt;0.05),即土壤pH越低,土壤硝態氮、有效磷及速效鉀含量越高,土壤速效養分積累越多。土壤硝態氮與速效鉀也呈極顯著正相關關系(Plt;0.01),即硝態氮含量越高,則土壤速效鉀含量越高。這種氮磷鉀速效養分充足的狀況與設施土壤長期大量施用化肥有關[17-19]。劉建玲等[19]研究表明,與相鄰糧田比較,菜地土壤Olsen-P、速效鉀分別增加了7.4倍和2.6倍。張國印等[21]調查了定州市和永年縣蔬菜大棚和拱棚施肥情況,結果表明盡管不同種植區域蔬菜土壤硝態氮含量和分布差異明顯,但是大棚或拱棚種植蔬菜0~100 cm土壤已經積累了大量的硝態氮。張國新等[22]對河北濱海11縣(區)的土壤養分狀況進行了分析評價,結果表明唐山市土壤速效鉀含量豐富,沿海11縣(區)土壤有效磷達到中等水平。王激清等[23]研究發現冀西北設施菜田土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀隨著種植年限的增加均呈明顯積累趨勢。這些研究結果與本研究結果類似。
從環境角度考慮,土壤硝態氮、有效磷和速效鉀含量過高的負面效應不容忽視。一方面,土壤硝態氮在厭氧環境中可以通過反硝化作用生成NO、N2O及N2等進入大氣,造成養分流失并加劇溫室效應。同時,硝態氮還可以通過淋溶進入地下水或地表水系統,從而增加面源污染風險[4,24]。冀宏杰[24]對北京市蔬菜產地地下水調查結果表明,已有1/4的水樣硝酸鹽含量超過了國家飲用水標準,已不適宜飲用。另一方面,土壤中大量硝態氮可能導致蔬菜中硝酸鹽含量增加,從而威脅到人類健康 [7-9]。在土壤垂直剖面中,磷鉀的移動性雖然相對較弱,但長期高含量的速效磷鉀依然會緩慢向深層土壤及地下水遷移,其對地下水環境的潛在影響及面源污染環境風險應引起足夠重視。可以通過控制肥料總量及分階段施肥等措施,在保障蔬菜營養需求的同時,減少過高速效養分帶來的環境風險。
土壤全量氮磷鉀是土壤肥力的重要保障。從全量氮磷水平看,冀東調查區域土壤絕大多數為高肥力水平土壤,少數為中等或低肥力水平,說明設施土壤全量氮磷養分總量充足。從全鉀水平看,冀東調查區域土壤均為極低肥力水平,說明土壤全量鉀素虧缺。劉朝陽等[25]系統分析了河北省農田主要養分的投入、產出與平衡狀況,結果表明2010年河北省農田土壤氮素和磷素處于盈余狀態,而鉀素處于輕微虧缺狀態,這與本研究結果類似。本研究中,土壤全磷含量與土壤pH呈極顯著的負相關關系(Plt;0.01),與有效磷含量呈顯著的正相關關系(Plt;0.05),即土壤pH越低,或土壤有效磷含量越高,則土壤全磷含量越高,有利于土壤磷素的積累。
綜上所述,以唐山市和承德市為代表的冀東典型地區設施大棚表層土壤存在部分酸化現象及強烈的鹽漬化趨勢,其中唐山市的灤南縣和樂亭縣同時存在較高比例的酸性土和鹽漬土,需要引起足夠重視。土壤酸化與表層土壤速效氮磷鉀養分的積累呈正相關關系。該區域設施土壤呈現出不均衡的養分特性,即全量氮磷及速效氮磷鉀高積累的同時全鉀卻存在虧缺。研究結果為冀東地區設施大棚的養分管理及設施土壤的改良供了理論依據,對改善京津冀面源污染,保持農業可持續健康發展具有重要的意義。
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