花卉連作年限對土壤理化性質(zhì)的影響

蔡達明，王海鋒，沈秋蘭，洪春來

(1.海寧市土肥植保能源技術服務站，浙江 海寧 314400；2.海寧綠佳家庭農(nóng)場，浙江 海寧 314408；3.浙江省農(nóng)業(yè)科學院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

自20世紀80年代以來，海寧市的花卉種植面積不斷擴大[1]。2019年種植面積為667 hm2，較2000年增長667.9%[2]。海寧花卉栽培以鮮切花為主，種類主要為百合、非洲菊、玫瑰等。因經(jīng)濟效益高，花卉的專業(yè)化、規(guī)?；驮O施化面積不斷增大，但日益嚴重的連作障礙成為限制其可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一[3]。土壤質(zhì)量下降是造成連作障礙的主要因素之一，具體包括土壤物理性質(zhì)的改變，以及養(yǎng)分失衡、鹽堿化、酶活性降低和有害物質(zhì)積累等多個方面[4]。有研究認為，花生根系土壤理化性質(zhì)和土壤微生物群落結構受連作影響，且對連作年限的響應規(guī)律一致[4]。土壤綜合理化性質(zhì)與硒砂瓜連作年限不存在相關性，硒砂瓜連作障礙不是由于土壤理化性質(zhì)的改變所導致[5]。因此，研究花卉連作條件下土壤理化性質(zhì)的變化規(guī)律及相關性對減輕或消除花卉連作障礙具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 土樣采集

設施花卉土壤采自浙江省海寧市長安鎮(zhèn)非洲菊和百合種植基地，選擇連續(xù)種植年限分別為1、2、3 a的大棚各3個，以確保耕作管理措施和土壤類型的相對一致性。利用內(nèi)徑2 cm的土鉆，采用5點法取樣，采集0～20 cm根區(qū)耕層土壤，將3個田塊的土壤混勻風干保存，測定土壤pH和電導率(EC)，以及有機質(zhì)、速效氮、速效磷和速效鉀的含量。

1.2 測定項目與方法

土壤pH值采用土∶水為1∶5的酸度計法測定；土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測定；土壤速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬藍比色法測定；速效鉀采用中性乙酸銨浸提-火焰光度法測定；速效氮采用流動注射分析儀測定；EC采用電極法測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2010統(tǒng)計和作圖。

2 結果與分析

2.1 連作年限對土壤有機質(zhì)含量的影響

從圖1可以看出，隨著花卉連作年限的增加，百合種植土壤中的有機質(zhì)呈明顯的上升趨勢；非洲菊種植土壤中的有機質(zhì)含量總體變化不大，連作2 a后達到最大值，連作3 a后呈下降趨勢。據(jù)調(diào)查訪問，該非洲菊基地在第1年種植前施用了大量有機肥進行改土培肥，從第2年開始有機肥用量大大降低，而以化肥為主，隨著有機肥在土壤中的礦化，其有機質(zhì)含量開始下降。

圖1 不同連作年限花卉土壤中有機質(zhì)含量的動態(tài)變化

2.2 連作年限對土壤養(yǎng)分含量的影響

由圖2可見，除非洲菊土壤的有效磷含量隨連作年限增加而減少外，百合和非洲菊土壤的速效氮、速效鉀含量以及百合的有效磷含量均在連作2 a達到最大值，在3 a開始下降。究其原因，可能是種植戶大量施用化肥，超過了花卉對養(yǎng)分的需求量，作物選擇性吸收部分養(yǎng)分，導致剩余未吸收利用的養(yǎng)分在土壤中富集，從而引發(fā)連作障礙，影響花卉生長。很多種植戶為防止連作障礙的發(fā)生，常在連作2 a后通過灌水洗鹽或水旱輪作等措施降低土壤表層養(yǎng)分，從而導致種植3 a后的土壤速效養(yǎng)分明顯下降。

圖2 不同連作年限花卉土壤中速效氮、有效磷、速效鉀含量的動態(tài)變化

2.3 連作年限對EC和pH的影響

圖3顯示，隨著連作年限的增加，百合和非洲菊種植土壤的電導率均在連作2 a時達到最大值，均超過1 000 μS·cm-1，土壤具有明顯的次生鹽漬化傾向；而連作3 a后的土壤電導率反呈下降趨勢。究其原因，這可能是種植戶為了防止連作障礙，在連作2 a后開始對種植土壤進行灌水悶棚，或進行一茬的水旱輪作，通過灌水淋洗或水稻種植，使土壤中的鹽分隨著水分淋溶遷移到耕層之下，降低了表層土壤的鹽分，使土壤電導率降低。

圖3 不同連作年限花卉土壤電導率的動態(tài)變化

圖4顯示，隨著連作年限的增加，百合和非洲菊種植土壤中的pH值總體呈下降趨勢，說明隨著連作年限的增加，花卉土壤有酸化的趨勢，這主要是由于花卉種植中大量施用化肥，尤其是生理酸性化肥的大量施用而導致的。

圖4 不同連作年限花卉土壤pH的動態(tài)變化

3 小結

連作年限主要通過改變土壤pH值、電導率和養(yǎng)分含量來影響百合和非洲菊的生長環(huán)境，特別是土壤酸化和次生鹽漬化是導致花卉土壤連作障礙的重要因子，也是花卉連作障礙防控中需要修復的主要理化指標。在本研究中，隨著連作年限的增加，種植百合和非洲菊的土壤電導率均在連作2 a時達到最大值，均超過1 000 μS·cm-1，土壤具有明顯的次生鹽漬化傾向。究其原因，可能是在設施栽培條件下，隨著大量肥料的投入，土壤鹽類在無雨淋洗的同時，加之地表溫度較高，土壤毛細管蒸騰作用強烈，明顯加劇了耕層土壤鹽類的聚集[7]。隨著連作年限的增加，百合和非洲菊種植土壤中的pH值總體呈現(xiàn)出下降的趨勢，說明隨著連作年限的增加，使土壤有酸化的趨勢。究其原因，可能是隨著花卉種植年限的延長，大量生理酸性化學肥料的施用，導致硫酸根等酸根離子在土壤中殘留，促進了土壤酸化[8]。與電導率的變化趨勢一致，大部分土壤速效養(yǎng)分含量也在花卉連作2 a時達到最大值。通過調(diào)查訪問得知，當?shù)胤N植戶為防止土壤次生鹽漬化和連作障礙，一般在連作2 a后，通過淹水燜棚、水旱輪作等方式淋洗表層土壤的鹽分和養(yǎng)分。因此，連作3 a的土壤電導率和大部分速效養(yǎng)分含量均比連作2 a的有所降低，土壤速效養(yǎng)分的動態(tài)變化趨勢與李艾芬等[9]的研究結論相似。