扬州市郊区设施土壤障碍因子调查分析_陈凡.pdf

扬州市郊区设施土壤障碍因子调查分析陈 凡（农业农村部耕地质量监测与评价重点实验室/扬州大学，江苏扬州 225127）摘要为摸清扬州市郊区设施土壤障碍因子，更好地指导耕地质量提升与作物科学施肥，在扬州市郊区设施农业园采集具有代表性的土壤样品，对采集到的 70 个设施土壤样品进行基本理化性状的测定。结果表明，土壤 pH 值较低、部分有效态微量元素含量过低、大棚连作等是影响扬州市郊区设施土壤生产功能的主要障碍因子。为提高土壤肥力，可以增施有机肥、微生物肥料和中量元素肥料来补充土壤缺乏元素，使土壤元素平衡，以此促进作物生长。关键词设施土壤；障碍因子；施肥；连作；江苏扬州中图分类号S316；S147文献标识码A文章编号 1007-5739（2023）07-0159-05DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.07.044开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Investigation and Analysis of Obstacle Factors of Facility Soil in the Suburb of YangzhouCHEN Fan(Key Laboratory of Arable Land Quality Monitoring and Evaluation,Ministry of Agriculture and Rural Affairs/YangzhouUniversity,Yangzhou Jiangsu 225127)AbstractIn order to clarify obstacle factors of facility soil in the suburbs of Yangzhou City,and better guide theimprovement of arable land quality and scientific fertilization of crops,representative soil samples were collected in thefacility agricultural park in the suburb of Yangzhou City,and the basic physical and chemical properties of 70 collectedfacility soil samples were determined.The results showed that the low pH value of soil,the low content of some availabletrace elements,and the continuous cropping in greenhouse were the main obstacle factors affecting the productionfunction of the facility soil in the suburb of Yangzhou City.In order to improve soil fertility,organic fertilizer,microbialfertilizer and medium element fertilizer can be added to supplement soil elements lacking in the soil,and balance soilelements,so as to promote crop growth.Keywordsfacility soil;obstacle factor;fertilization;continuous cropping;Yangzhou Jiangsu自 2008 年以来，蔬菜产业一直是江苏省种植业第一大产业，也是增加农民收入第一产业。其中，扬州市蔬菜尤其是保护地蔬菜一直面临着不少问题和挑战。扬州市位于江苏中部，长江与京杭大运河交汇处，气候温和，雨量充沛，农业资源丰富，是国家重要的商品粮基地。扬州市结合区域优势主导产业，全力打造了一批特色明显、技术先进、投入集约、规模适度、产出高效的产业示范基地，培养了 10 个 10 亿元优势主导产业。如江都区蔬菜产业，有固定蔬菜面积1.53 万 hm2，其中设施栽培面积 0.48 万 hm2。目前，扬州市农业土壤多有退化现象和耕地污染现象。土壤障碍因子是指影响设施植物在土壤中正常生长的理化性质或形态特征。本研究以扬州市郊区设施土壤为研究对象，通过对 2022 年扬州市郊区设施土壤化学指标、养分指标、物理指标等进行分析，诊断出土壤障碍因子，为后期提出相应改良技术措施提供参考。1材料与方法1.1土壤样品采集本试验以扬州市郊区设施土壤为研究对象。选取扬州市 18 个地点的设施大棚、揭棚和露天情况下的土壤，共采集了 70 个土壤样品。其中大棚选择了新棚、2 年大棚、4 年大棚、5 年以上大棚等，以确保试验数据具有普遍性。采用五点采样法采样，采样深度20 cm。采集的新鲜土样风干后粉碎，分别过 20 目、收稿日期 2022-07-21现代农业科技2023 年第 7 期资源与环境科学159现代农业科技2023 年第 7 期资源与环境科学100 目筛，制成样品待测。1.2土壤基本理化性状的测定土壤 pH 值按照 土壤中 pH 值的测定（NY/T13772007）测定。土壤硝酸盐含量按照 土壤氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的测定 氯化钾溶液提取-分光光度法（HJ 6342012）测定。土壤水溶性盐含量按照 森林土壤水溶性盐分分析（LY/T 12511999）测定。土壤交换性 Ca2+和 Mg2+含量按照 土壤检测 第14 部分：土壤有效硫的测定（NY/T 1121.142006）测定。土壤有效态铁、锰、铜、锌含量按照 土壤有效铜、锌、铁、锰、硼含量分析（DB21/T 14372006）测定。2结果与分析2.1土壤基本理化性状由表 1 可以看出，扬州市郊区设施土壤 pH 值平均值为 5.68，最小值为 4.58，最大值为 6.68，变异系数为 1 614.16%，属于强变异；硝态氮含量平均值为187.85 mg/kg，最小值 7.93 mg/kg，最大值 686.95 mg/kg，变异系数为 156.34%，属于强变异；交换态钙离子含量平均值为 443.28 mg/kg，最小值为 19.00 mg/kg，最大值为 3 260.46 mg/kg，变异系数为 127.39%，属于强变异；交换态镁离子含量平均值为 452.79 mg/kg，最小值为 65.65 mg/kg，最大值为 2 489.10 mg/kg，变异系数为119.22%，属于强变异；有效铁含量平均值 85.06 mg/kg最小值为 3.96 mg/kg，最大值为 322.61 mg/kg，变异系数为 93.26%，属于中等变异；有效锰含量平均值为37.42 mg/kg，最小值 2.52 mg/kg，最大值 169.70 mg/kg，变异系数为 91.63%，属于中等变异；有效铜含量平均值为 3.38 mg/kg，最小值为 1.42 mg/kg，最大值为5.43 mg/kg，变异系数为 24.85%，属于中等变异；有效锌含量平均值为 4.62 mg/kg，最小值为 0.02 mg/kg，表 1扬州市郊区设施土壤基本理化性状项目平均值标准差最小值最大值变异系数pH 值5.680.484.586.681 614.16EC/（mScm-1）0.730.840.103.99114.78硝态氮/（mgkg-1）187.85293.707.93686.95156.34交换态钙离子/（mgkg-1）443.28564.7119.003 260.46127.39交换态镁离子/（mgkg-1）452.79539.8265.652 489.10119.22有效铁/（mgkg-1）85.0679.323.96322.6193.26有效锰/（mgkg-1）37.4234.292.52169.7091.63有效铜/（mgkg-1）3.380.841.425.4324.85有效锌/（mgkg-1）4.627.170.0254.79155.19注：变异系数的单位为%。最大值为 54.79 mg/kg，变异系数为 155.19%，属于强变异。2.1.1土壤 pH 值。土壤 pH 值即土壤酸碱度，主要由氢离子和氢氧根离子在土壤溶液中的浓度决定，以pH 的数值大小表示。pH 值在 6.57.5 之间为中性土壤，pH 值在 6.5 以下为酸性土壤，pH 值在 7.5 以上为碱性土壤。pH 值过高或者过低，作物生长都会受阻，一般在中性土壤中作物生长最好。根据测量可得，本研究中所采集的土壤样品 pH 值范围为 4.486.68，平均值为 5.68，整体偏酸性，其中有 34.29%的土壤是pH 值小于 5 的强酸性土壤（表 2）。同时，土壤 pH 值换算成氢离子浓度以后计算所得的变异系数大于100%，属于强变异。说明扬州市各地土壤 pH 值变化较大。土壤酸化会造成土壤结构破坏、土壤板结、物理性状变差，降低氮、磷肥的有效性。同时土壤中氢离子增多，铝和锰的溶解度增大，有效性提高，从而对经济作物造成毒害1。2.1.2土壤硝态氮含量。由表 3 可知，在 18 个采样点中，相比于广陵区，邗江区采样点土壤硝态氮含量表 2扬州市郊区设施土壤酸碱性分布情况pH 值5.55.56.56.57.5酸碱性酸性微酸性中性样本数量/个24451频率分布/%34.2964.291.43表 3扬州市郊区各采样点硝态氮含量地区广陵区邗江区采样点潮龙村花园组沙头镇小虹桥村沙头镇育新蔬菜产业园沙头镇蔬菜大棚董庄青菜棚董庄蔬菜棚平均方巷镇付庄方巷镇老姚庄方巷镇如意组方巷镇先进村扬天路槐泗镇凤来村新生组娄庄钱家巷施桥镇耿管村桥庄组时巷新甘泉施桥镇汪家村居东组平均硝态氮含量/（mgkg-1）236.396.9314.9814.2215.2823.4751.8823.4714.28689.97686.958.137.93681.957.9223.4714.287.7323.47182.46160更高。其中：硝态氮含量最高的地点是邗江区方巷镇如意组，含量高达 689.97 mg/kg；含量最低的是地点广陵区沙头镇小虹桥村，仅 6.93 mg/kg。由此可看出，土壤中硝态氮含量变化较大。有研究表明，与农田土壤相比，各种植年限设施蔬菜土壤的硝态氮含量及累积量均较高，且随种植年限增加，设施菜田各土层中土壤硝态氮含量及累积量均呈增加的趋势2。这可能是由于设施农业为了追求高产一般会施用大量肥料，导致过量的氮素转化为硝态氮残留于土壤中，因大棚长期处于封闭高温状态，加上排水不佳，盐分会随水分蒸发一起上升到地表发生聚集，而随着大棚连作年数的增加，土壤中的硝酸盐越积越多。同时，耕作方式也会对土壤硝态氮残留量造成影响。比如，深松较翻耕可改善小麦氮素积累转运特性，提高小麦氮效率，最终显著提高小麦产量、稳定蛋白质含量、降低土壤硝态氮残留量。增加氮肥用量能提高小麦蛋白质含量，但会降低氮效率，增加硝态氮残留量3。因此，肥料施用时要综合考虑，不仅要考虑作物质量，还要考虑后续可能造成的问题。如果土壤中硝态氮过多，会造成土壤硝酸盐污染，对环境和人体的危害将是巨大的4。2.1.3土壤有效态微量元素含量。根据采集的 70 份土壤样品的测量数据可知，土壤中有效态微量元素含量部分存在缺乏现象。其中，有效锌含量缺乏最明显，平均为 4.62 mg/kg。70 个设施土壤样品中，有效锌的含量低于 长江中下游区耕地质量监测指标分级标准 中 5 级标准的样品占总样品数的 8.87%。总体设施土壤有效锌含量较低。土壤中有效铜含量平均为 3.38 mg/kg，土壤中有效锰含量平均为 37.42 mg/kg。各采样点土壤有效态微量元素含量见表 4。表 4扬州市郊区各采样点土壤有效态微量元素含量地