設(shè)施蔬菜水旱輪作前后耕作層土壤鹽分和pH值的變化

袁建玉等

摘要：選取江蘇省張家港市設(shè)施連作5年、土壤鹽漬化嚴(yán)重的田塊，研究了設(shè)施水旱輪作前后耕作層土壤鹽分及pH值的變化。結(jié)果表明：設(shè)施水旱輪作后耕作層土壤電導(dǎo)率（EC）降低了70.3%；NO3-、SO42-、Cl-含量分別下降了61.5%、52.3%、82.1%，HCO3-含量上升；Ca2+、Mg2+、Na+、K+含量分別下降了49.4%、69.6%、66.7%、79.5%；土壤pH值上升了0.37。說(shuō)明設(shè)施水旱輪作可明顯降低土壤鹽分含量，緩解土壤酸化，水旱輪作對(duì)治理設(shè)施土壤鹽漬化及土壤酸化具有明顯效果。

關(guān)鍵詞：設(shè)施；水旱輪作；土壤鹽分；pH值

中圖分類(lèi)號(hào)：S151.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-1302（2014）03-0301-02

設(shè)施蔬菜栽培主要是利用塑料大棚和日光溫室，進(jìn)行反季節(jié)和跨地區(qū)種植[1]。近年來(lái)隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，設(shè)施蔬菜規(guī)模化、專(zhuān)業(yè)化、工廠(chǎng)化迅速發(fā)展，連作障礙問(wèn)題日益突出[2]。不合理施肥[3-4]、設(shè)施常年覆蓋溫度高、蒸發(fā)快、淋洗少等因素[5]導(dǎo)致設(shè)施土壤鹽漬化及土壤酸化，對(duì)設(shè)施蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育造成不同程度的危害[6-7]，是連作障礙的主要表現(xiàn)之一[8]。水旱輪作是傳統(tǒng)生態(tài)栽培模式，旱生作物與水生作物輪作既能通過(guò)水生作物吸收土壤中多余的養(yǎng)分，又能通過(guò)灌水使表土養(yǎng)分下滲[9]。目前蔬菜生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的“設(shè)施蔬菜—水稻”水旱輪作模式對(duì)設(shè)施土壤鹽漬化的治理效果明顯，但模式單一，效益低[10]，且操作麻煩，推廣應(yīng)用難度大。本研究根據(jù)江解增等提出的設(shè)施內(nèi)蔬菜水旱輪作新模式[11]，在設(shè)施內(nèi)直接淹水種植豆瓣菜，研究設(shè)施蔬菜水旱輪作前后耕作層土壤鹽分及pH值的變化，發(fā)掘設(shè)施水旱輪作在克服連作障礙中的作用，以期促進(jìn)設(shè)施蔬菜可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 采樣

2012年9月22日在江蘇省張家港市錦豐鎮(zhèn)南港設(shè)施蔬菜基地內(nèi)取已經(jīng)連作5年的耕作層（0～20 cm）土壤。前茬作物絲瓜。取土后淹水種植豆瓣菜，采收豆瓣菜后再取耕作層土壤。土樣采集按照“S”形線(xiàn)路用土壤取樣器分別在3條畦面上各取5個(gè)土樣，將每條畦面所取土樣分層均勻混合。鮮土樣保存于4 ℃冰箱，其余土樣自然風(fēng)干后過(guò)篩待測(cè)。

1.2 測(cè)定方法

水溶性鹽總量測(cè)定采用電導(dǎo)法[12]；硫酸根測(cè)定采用硫酸鋇比濁法[12]；氯離子測(cè)定采用硝酸銀滴定法[12]；碳酸氫根測(cè)定采用雙指示劑中和滴定法[12]；pH值測(cè)定采用水土比5 ∶ 1定位法[12]；硝酸根測(cè)定采用雙波長(zhǎng)分光光度法[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 水旱輪作前后耕作層土壤鹽分的變化

由圖1可知，本研究中水作前設(shè)施連作地的電導(dǎo)率（EC）達(dá)到671.0 μS/cm，已超過(guò)作物的生育障礙臨界點(diǎn)（500 μS/cm）[14]。水作后土壤耕作層的EC值下降到 199 μS/cm，降低了70.3%，說(shuō)明水旱輪作后土壤鹽分隨水分下滲而向下移動(dòng)，鹽分被淋洗到下層土壤，使耕作層形成脫鹽區(qū)，能較好緩解耕作層土壤的鹽漬化。

2.2 水旱輪作前后耕作層土壤主要陰離子含量變化情況

從圖2可見(jiàn)，研究區(qū)域鹽漬化耕作層土壤中主要陰離子（NO3-、SO42-、Cl-）含量在水旱輪作后均明顯下降，NO3-含量從1 061 mg/kg降至408 mg/kg，下降了61.5%；SO42-含量從325 mg/kg降至155 mg/kg，下降了52.3%；Cl-含量從 173 mg/kg 降至31 mg/kg，下降了82.1%。土壤中HCO3-含量在水作前較低，水作后從16 mg/kg上升至 30 mg/kg，上升了87.5%，這可能是由于土壤pH值改變后引起的[15]。

2.3 水旱輪作前后耕作層土壤主要陽(yáng)離子含量變化情況

從圖3可以看出，水作后土壤主要陽(yáng)離子含量都有所下降。Ca2+含量從310 mg/kg降至157 mg/kg，下降了49.4%；Mg2+含量從46 mg/kg降至14 mg/kg，下降了69.6%；Na+含量從75 mg/kg下降至25 mg/kg，下降了66.7%；K+含量從44 mg/kg 下降至9 mg/kg，下降了79.5%。說(shuō)明水旱輪作明顯降低了耕作層土壤的陽(yáng)離子含量。

2.4 水旱輪作前后耕作層土壤pH值的變化

土壤pH值影響蔬菜對(duì)土壤中一些離子的吸收，從而會(huì)影響蔬菜生長(zhǎng)[16]。從圖4可知，水旱輪作前后土壤pH值由6.93增加到7.30，說(shuō)明水旱輪作有利于改良土壤酸性環(huán)境。

3 結(jié)論與討論

關(guān)于設(shè)施栽培土壤鹽分離子組成的研究較多，除HCO3-外，設(shè)施土壤中Ca2+、Mg2+、Na+、K+、SO42-、NO3-、Cl-含量

均比露地高，且差異達(dá)顯著或極顯著水平[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)設(shè)施水旱輪作耕作層土壤中上述主要鹽分離子SO42-、NO3-、Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+含量均有不同程度降低，降幅分別為52.3%、61.5%、82.1%、49.4%、69.6%、66.7%、79.5%，說(shuō)明設(shè)施水旱輪作能明顯降低土壤鹽分，是治理設(shè)施土壤鹽漬化的有效措施，這與種植水稻等大田作物的效果類(lèi)似[9]。水旱輪作后土壤pH值提高了0.37，說(shuō)明水旱輪作對(duì)緩解土壤酸化具有一定效果。南港設(shè)施蔬菜基地水作豆瓣菜產(chǎn)值達(dá)36.2萬(wàn)元/hm2，效益達(dá)23.8萬(wàn)元/hm2，經(jīng)濟(jì)效益較高，說(shuō)明水旱輪作具有很好的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益。

本研究表明，水旱輪作能顯著降低土壤鹽分，緩解土壤酸化。水旱輪作既有利于治理設(shè)施土壤鹽漬化和土壤酸化等問(wèn)題，緩解土壤連作障礙，又能提高經(jīng)濟(jì)效益，本研究為設(shè)施蔬菜的可持續(xù)發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。下一步將深入研究水作后茬返鹽情況，探討輪作間隔時(shí)間，開(kāi)發(fā)蔬菜水旱輪作新模式等，形成水旱輪作治理連作障礙的技術(shù)體系。endprint