上海市松江区设施菜地养分及盐分累积变化的研究

李珍珍 ，朱恩 ，朱建华 ，唐纪华 ，张瑞明

（1.上海市农业技术推广服务中心，201103；2.松江区蔬菜技术推广站）

近年来随着上海市松江区绿叶菜基地建设和蔬菜生产的发展，2010年全区常年蔬菜种植面积已达1 485 hm2，蔬菜保护地种植面积534 hm2，占全区常年蔬菜种植面积的35.96%。由于大棚特殊的建造结构，大棚蔬菜地常处于半封闭状态，具有气温高、湿度大、蒸发量大、无雨水淋洗、复播指数高、肥料投入量大等特点，与露地土壤生态环境条件有明显的差异，而且大棚利用到一定年限后，大棚土壤的理化性状发生变化，主要表现为土壤酸化、土壤积盐造成土壤次生盐渍化、土壤病原菌增加、养分积累、土壤中有效营养元素比例失衡等[1，2]，对大棚土壤生态环境产生一定的负面影响，导致蔬菜产量下降、品质变劣，甚至危及大棚蔬菜可持续生产。据调查数据显示，松江区土壤次生盐渍化面积达141 hm2，发生土传病害的土地面积达343 hm2，严重影响全区蔬菜生产发展。为此，对上海市松江区主要设施蔬菜产地进行土质调查，以期更准确地了解该地区土壤肥力、盐分含量等相关指标，为设施菜地土壤连作障碍防治提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

根据上海市设施菜地土壤不同成土原因，结合土壤次生盐渍化发生程度，选择松江区浦南蔬菜基地、叶榭镇等地，以种植茄果类、瓜类蔬菜为主，并在冬季种植绿叶菜的大棚，于2009年8月对种植年限为 1 a、2～3 a、4～5 a、6 a 及以上 4 个棚龄的土壤进行取样。同一棚龄选取5个大棚为重复，采集耕作层0～20 cm土壤，蛇形采样法，每个样品由15个点土样混合组成。

1.2 测定项目与方法

用常规化学分析方法测土壤全盐量（%），烘干法测含水量，pHS-3B型酸度计和ORION TDS型电导率仪分别测土壤溶液pH值（水土比1∶2.5）及EC值（水土比1∶5），凯氏消煮法测全氮含量，钼锑抗显色法测土壤有效磷含量，火焰光度法测Na+、K+含量，重铬酸钾氧化法测土壤有机质含量，全自动间断化学分析仪（Smartchem 200 Alliance Corp.France）测含量，双指示剂中和法测含量，硝酸银滴定法测Cl-含量，EDTA间接滴定法测含量，EDTA 络合滴定法测 Ca2+、Mg2+含量。

2 结果与分析

2.1 不同种植年限设施菜地土壤肥力状况比较

表1数据显示，随设施种植年限增加，土壤有效磷、速效钾含量呈逐年上升趋势，土壤有机质、全氮、碱解氮含量先升高后有所降低。方差分析显示，2～3 a棚碱解氮含量显著提高，达到1 a棚含量的1.95倍，其后含量变化不明显；4～5 a棚龄的大棚土壤有机质、全氮含量升高显著，分别为1 a棚的1.59、1.75倍；6 a及以上大棚土壤有效磷含量较1 a棚显著升高，达4.76倍；速效钾含量随种植年限增加而增加，但表现不显著。由此可见，大棚建设初期（1～3 a）耕层土壤养分含量变化不大，随着种植年限延长（4 a及以上）养分含量较高。因此，土壤速效养分累积量不仅受施肥量影响，还受种植年限影响。

表1 不同种植年限设施菜地土壤肥力状况比较

2.2 不同种植年限设施菜地土壤可溶性盐含量、EC值及pH值比较

①可溶性盐含量 由表2可知，沪郊设施菜地土壤全盐量在0.72～2.11 g/kg，2 a及以上各棚龄的土壤全盐量即达到1 a棚的2.14倍；4～5 a棚提高显著，达2.11 g/kg，已高于盐渍化土壤标准，应特别引起注意。随着种植年限的增加，全盐量持续增加，6 a及以上大棚土壤含盐量却有所下降，这可能与含盐量过高不适宜蔬菜栽培，农民进行了雨水洗盐、大水漫灌等农事操作有关。

②EC值 土壤EC值与全盐量变化一致，相关性分析得出二者相关系数为0.968；随种植年限增加，大棚土壤EC值升高，4～5 a棚含量最高。

③pH值 设施菜地土壤pH值4.82～6.98，随种植年限的增加持续降低，2～3 a棚降低显著，6 a棚有所提高。按照pH值5.6～6.5为微酸性、pH值4.6～5.5为酸性和pH值<4.5为强酸性的土壤酸度分类标准[3]，2～5 a棚龄的土壤均呈酸性状态，6 a及以上大棚呈弱酸性，这可能与土壤改良、灌水洗盐有关。由表2数据可以看出，设施年限超过1 a，大棚土壤盐分含量激增，对应的pH值下降显著，土壤酸化现象严重，设施栽培蔬菜2 a以上，土壤pH值从6.98降低至4.82，超过了蔬菜出现生理障碍的临界土壤pH值5.52。大棚菜田土壤pH值下降与设施栽培过程中化学肥料的过量投入造成离子在土壤中的残留以及蔬菜根系的生理活动有关[4]。

2.3 不同种植年限设施菜地土壤离子含量及组成变化

①阳离子 表3数据显示，设施土壤盐分阳离子中 Ca2+、Na+含量随种植年限的增加先增加后降低，4～5 a棚较 1 a棚增加显著，Ca2+在阳离子中含量最多，占全盐量的 9.09%～14.32%，其次是 Na+（5.7%～8.9%），K+、Mg2+含量随设施种植年限延长持续增加。经计算可得，阳离子总量为全盐量的19.12%～27.14%。由此可见，随着设施种植年限的增加，土壤阳离子含量积累加剧。

表2 不同种植年限设施菜地土壤可溶性盐含量、EC值及pH值比较

3 结论与讨论

研究结果表明，设施栽培条件下，随着种植年限延长，土壤连作障碍问题突出，盐分积累呈一定规律性变化。

①设施菜地养分富集现象明显，尤其是有效磷、速效氮积累严重，硝态氮含量在100 mg/kg以上，已达到丰富程度。养分的富集一方面导致土壤盐分累积和养分淋失，浪费资源，污染环境；另一方面土壤硝态氮含量过高，也使蔬菜硝酸盐含量增加，品质下降。

表3 不同种植年限设施菜土壤离子含量及组成变化g/kg

②设施菜地盐分含量随种植年限增加而提高，4～5 a棚盐分含量升高尤为显著。1 a棚平均盐分含量为0.72 g/kg，相应的EC值为0.15 mS/cm；4～5 a棚则土壤盐分上升至2.11 g/kg以上，EC值升至0.77mS/cm，分别提高 2.93、5.13倍。

③沪郊设施菜地出现酸化现象。1 a棚土壤正常，2～5 a棚龄土壤则均呈微酸性状态。从八大阴阳离子来看，含量在全盐中所占比例的不断变化，与土壤酸化发生关系密切。而主要来源于大量施肥，因为常用肥料中往往含有和等强酸性离子，这些离子随肥料的大量施用进入土壤，它们中仅部分被作物吸收，大部分则残留于土壤中，成为土壤次生盐渍化和土壤pH值下降的原因之一。另外，人们往往偏施氮肥，加上保护地内土壤硝化作用强烈，这就极易产生大量的H+和。

④主要盐分离子增多。 设施土壤 Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、等盐基离子含量随设施土壤种植年限延长均显著增加，而含量自2 a起显著降低，6 a及以上棚含量反而有所提高。设施菜地八大离子以阴离子为主，占全盐量的71.99%，阴离子中以为主，含量随种植年限延长先升高后降低。这与种植年限过长，土壤次生盐渍化程度较重，不宜栽培种植农作物，农民采取了一定的洗盐措施有关[6]。

总之，如何控制盐分积累和协调养分的供需平衡是目前设施栽培亟待解决的关键问题。

[1]黄绍文，王玉军，金继运，等.我国主要菜区土壤盐分、酸碱性和肥力状况[J].植物营养与肥料学报，2011（4）：906-918.

[2]张金锦，段增强.设施菜地土壤次生盐渍化的成因、危害及其分类与分级标准的研究进展[J].土壤，2011，43（3）：361-366.

[3]范庆锋，张玉龙，陈重，等.保护地土壤盐分积累及其离子组成对土壤pH值的影响[J].干旱地区农业研究，2009，27（1）：16-20.

[4]陈碧华，杨和连，李亚灵，等.不同种植年限大棚菜田土壤水溶性盐分的变化特征[J].水土保持学报，2012，26（1）：241-245.

[5]曾希柏，白玲玉，苏世鸣，等.山东寿光不同种植年限设施土壤的酸化与盐渍化[J].生态学报，2010（7）：1 853-1 859.[6]郭春霞.设施农业土壤次生盐渍化污染特征[J].上海交通大学学报：农业科学版，2011，29（4）：50-54.