次生鹽漬化土壤可溶性鹽生態消減方法

于倩倩 錢宏兵 許愛霞 王芹

摘 要：根據微生物主導的碳氮互作原理，土壤硝態氮的積累是由于缺乏適當的碳源來接納這種無機氮源。因此，如果土壤中存在合適的碳源，微生物就會將硝態氮轉變成有機態氮，這個過程既能降低土壤溶液中的硝酸根含量，進而降低高鹽對作物根系的毒害，還能增加土壤有機質含量，提高土壤肥力。本試驗通過向土壤中添加由秸稈和菌劑制備的碳調節劑，為土壤提供了大量合適碳源，快速、高效降低了土壤硝酸根含量，繼而緩解了土壤次生鹽漬化的發生，為解決大棚土壤次生鹽漬化找到了一條經濟、環保、簡便的新方法。

關鍵詞：次生鹽漬化；土壤可溶性鹽；土壤改良劑；生態消減

中圖分類號：S-3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180732001

1 研究背景

近年來，我國設施蔬菜產業發展迅速，生產面積逐年增加，設施面積穩居世界第一。設施蔬菜栽培可以人為地創造可控環境，在一定程度上克服了傳統蔬菜栽培面臨的反季節和跨區域的供應問題，是現代農業的一次重大變革。設施蔬菜栽培主要方式有日光溫室、塑料大棚、連棟大棚等，具有高復種指數、高效益、集約化程度高等特點[1]。“十二五”期間，我國設施蔬菜的種植面積逐年增多、栽培區域不斷擴大、生產效益得到了極大地提高，至2015年，播種面積達到400萬hm2以上，增加了13.7%[2]。

然而，設施蔬菜栽培過程中普遍存在著施肥過量的現象，在高投入高產出的情況下，多年以上的土壤即會出現次生鹽漬化，這些都會是設施蔬菜的品質降低或者收獲的量，嚴重的甚至絕收。已有研究表明，當前的設施農業生產中氮肥的大量施用，其利用率低，導致硝酸鹽在土壤表層積累 [3]。雖然前人研究已提出多種解決設施蔬菜大棚土壤次生鹽漬化的途徑，如測土配方施肥、工程措施、生物除鹽、輪作休耕、施用生物有機肥等，但這些措施很有可能會給周圍環境帶來二次污染，如淹水洗鹽則使硝酸根向下淋洗出表層土壤，不但是對氮肥資源造成了極大浪費，還增加了其對地下水和地表水的遷移污染[4-6]。在一種環境友好的生態環境下，為了提高氮肥的資源利用效率，亟需研發一種既能極大的提高土壤氮素資源利用率又可以降低設施土壤次生鹽漬化的技術方法。

根據微生物主導的碳氮互作原理可知，如果沒有適宜的碳源相結合而轉化，無機氮則會轉變成硝酸鹽而積累。微生物而土壤中的則會利用土壤中的碳源，將土壤中的無機氮同化轉變成有機態氮。在這個過程中土壤溶液中的硝酸根會減少，土壤有機質含量還會提升，土壤CEC增多，土壤溶液的鹽分含量降低，次生鹽漬化的危害就會減少，進而利于蔬菜作物的生長[7]。不同類別的碳源、量及其配比顯著影響其在土壤中腐解速率和持續時長，繼而影響轉化土壤溶液中的硝酸根的作用，因此，篩選合適的碳源配方、合理調控碳源的腐解速率和持續性成為重要的科學問題。為了解決土壤的次生鹽漬化問題，本文介紹一種生態型的生物強化碳土壤改良劑來降低硝酸鹽含量，進而改善土壤化學性質和養分含量方法。

2 土壤改良劑制備方法

對土壤的物理性質進行改善，作物本身不提供植物養分或者提供養分較少的物料[8]，其利用黏結很多小的土壤顆粒形成大的，并且水穩定的聚集體。由混合碳劑和快腐菌劑依據一定的配比進行制備的改良劑，可以快速降低土壤中的硝態氮含量，使土壤的表層次生鹽漬化程度降低，這是生態環保型的簡便快速治理土壤次生鹽漬化的新技術。混合碳劑的制備方法：以干燥的作物秸稈（小麥、水稻、玉米、稻殼、棉花等）為原料，然后進行粉碎，再按照一定配比（水稻秸稈、小麥秸稈和稻殼粉碎成1～3mm的顆粒，玉米秸稈2～5mm顆粒，棉花秸稈粉碎成5～10mm的顆粒；水稻秸稈：玉米秸稈：小麥秸稈：稻殼：棉花秸稈=5～10：0～5：5～10：0～5：1～3；快腐菌劑為市場通用的快速腐解秸稈碳的商品纖維素分解微生物制劑，每噸土壤改良劑中含0.3～1.0kg快腐菌劑）均勻混合后即可制得混合碳劑。配料的顆粒大小會影響混合碳劑在土壤中的腐解轉化速率和程度，進而影響該碳劑在土壤中減少硝酸鹽的能力，減弱次生鹽漬化土壤可溶性鹽含量的效果。各種秸稈的使用比例應按照土壤次生鹽漬化程度、氣溫、土壤理化性狀等綜合來確定。

3 土壤改良劑使用方法

改良劑使用分為以下幾步：以施用量為15～75 t/hm2的標準，把制備好的土壤改良劑均勻撒施在硝酸鹽含量較高的土壤表面。由于土壤改良劑中微生物的生物活會受到存放時間及溫度的影響，所以為了達到較佳的效果，應在48h內施用；然后用旋耕機對耕層土壤進行深度15cm左右的旋耕；調節耕層土壤水分含量，使其達到30%左右為最佳；一般情況下常溫培養10±5d左右，即可明顯降低土壤可溶性鹽含量。

4 實施案例

選用江蘇省泰州市姜堰區張甸鎮張前村豐源蔬菜種植專業合作社內一塊發生次生鹽漬化特別嚴重的設施大棚，將土壤改良劑均勻的撒在土壤表面，施用量為75t/hm2；使用農機將0～20cm的耕層土壤均勻翻耕1次；測熵灌溉，將耕層土壤水分含量調節至為25%～35%；15d后取土壤樣品進行分析。試驗前后土壤可溶性鹽含量變化及組成見表1。由表1可知，土壤改良劑使發生次生鹽漬化土壤的電導率顯著變小，由原來的3.69mS/cm降為2.71mS/cm，下降25%以上；硝酸根離子由原來的5.76g/kg降為0.22g/kg，降幅極大；總鹽含量也降低了30%以上。硝酸根含量約占整個陰離子總量的3/5左右，在陰離子中含量最多的，所以硝酸根的大幅度下降是導致整個水溶性離子總量下降的主要原因。

5 結論

微生物對土壤中的碳氮轉化起著重要作用，一般而言，硝酸根的積累是由于土壤中缺乏相應的碳源供微生物利用對其進行轉化。如果土壤中存在合適的碳源，微生物才能將硝態氮轉變成有機態氮，這個過程既可降低土壤溶液中的硝酸根含量，減少鹽分進入土壤溶液的量，從而降低鹽毒害，同時也會增加土壤有機質含量，提高土壤肥力，增強了養分的供應。本試驗結果表明，加入基于秸稈、微生物配制的土壤改良劑可明顯降低土壤溶液中硝酸根的濃度，從而減輕土壤的次生鹽漬化程度，并且在一定范圍內，降低幅度隨碳調節劑加入量的增加而顯著增強。實驗條件下，最多可在原有濃度上降低95%以上。

參考文獻

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[7]張金錦，增強.設施菜地土壤次生鹽潰化的成因、危害及其分類與分級標準的研究進展[J].土壤，2011，43（3）：361-366.

[8]趙永志.設施蔬菜土肥實用技術[M].北京：中國農業科學技術出版社，2014：115.

作者簡介：于倩倩（1985-），女，碩士，研究方向：土壤肥料技術推廣應用。