宿遷市宿豫區保護地土壤鹽分含量及組成特征研究

李躍飛　陶加樂　李彬

摘要? ? 針對宿遷市宿豫區保護地鹽漬化狀況，對轄區保護地進行了土壤樣品的采集與測定分析。結果表明，①土壤硝酸根含量介于138～4 034 mg/kg，平均值1 022 mg/kg，占總鹽量的34.6%，是構成土壤氮素污染與次生鹽漬化最重要的離子。土壤硫酸根含量介于65～2 816 mg/kg，平均值672 mg/kg，占總鹽量的22.7%，也是構成土壤次生鹽漬化的重要離子之一。土壤碳酸氫根、氯離子對土壤次生鹽漬化影響很小;②土壤鈣離子含量介于154～1 792 mg/kg，平均值589 mg/kg，占總鹽量的19.9%，是構成土壤次生鹽漬化最重要的陽離子;③土壤鎂離子含量介于20～285 mg/kg，平均值79.9 mg/kg，占總鹽量的2.7%，對土壤次生鹽漬化的貢獻并不大;④鎂離子含量小于50 mg/kg的土樣占40.6%，最小含量僅為20 mg/kg，加上部分土壤水溶性鈣/鎂高，存在作物缺鎂的風險;⑤土壤鉀離子含量介于9～423 mg/kg，平均值113 mg/kg，占總鹽量的3.8%。鉀離子含量小于50 mg/kg的土壤樣品占34.4%，這部分土壤可能存在供鉀不足的問題。從土壤鉀/鎂來看，少數土樣該數值>2.5，最高達到9.9，存在鉀鎂頡頏引起缺鎂的情況。因此，在保護地土壤鹽漬化治理方面，應特別重視科學施用氮肥，減少土壤硝酸鹽的來源;注意平衡施肥，加強對土壤物理、化學、生物學環境的全面改善，提高作物對氮素的利用效率。

關鍵詞? ? 保護地土壤;次生鹽漬化;土壤鹽分組成;江蘇宿遷;宿豫區

中圖分類號? ? S153? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）02-0167-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

宿豫區是宿遷市乃至江蘇省重要的蔬菜產區之一，尤其是保護地具有較長的栽培歷史。近年來，隨著各級政府對農業安全高效生產的高度重視，以設施栽培為特征的高效農業發展迅速，設施栽培因具有生長周期短、種植茬口靈活、市場適應性強、種植效益高等特點，在該區得到持續快速發展，現已成為該區加快發展壯大鄉村產業、拓寬農民增收渠道的重要支撐條件之一。

保護地作物栽培的環境溫度、濕度條件優越，作物復種指數大、生長速度快、產量高，養分供應強度更大[1-4]。由于施用多種肥料對作物生長及產量形成的促進作用明顯，農民常過量施用肥料[5-7]。盡管在一定范圍內增加某些肥料的施用對作物產量的負面效應不明顯，但可能引起土壤的次生鹽漬化和養分失衡的問題[8-9]。針對這一現狀，選擇宿豫區保護地進行布點，采集代表性土壤樣品，進行土壤總鹽量及鹽分離子組成測定，分析評價本區保護地土壤鹽漬化特征，旨在為指導本區保護地土壤科學管理與合理施肥，減少設施土壤障礙的形成，為提高作物產量和品質提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 樣品采集

2018年7—11月對宿遷市宿豫區保護地代表性地塊進行土壤農化樣品的采集。取樣深度為0～20 cm，共采集32個土壤樣品。土樣經抽濕風干后，磨細過20目篩。

1.2? ? 分析測定

水溶性鹽：用水土比5∶1浸提，K+、Na+用火焰光度法測定;Ca2+、Mg2+用火焰原子吸收分光光度法測定;HCO3-用中和滴定法測定;Cl-含量用硝酸銀滴定法測定;SO42-用硫酸鋇比濁法測定;NO3-用紫外分光光度法測定。總鹽為上述離子之和[10]。

1.3? ? 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2010軟件對數據進行處理和繪圖，采用SPSS 19.0統計分析軟件對數據進行相關性分析。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 土壤水溶性鹽的陰離子組成

由表1可知，土壤硝酸根含量介于138～4 034 mg/kg，平均值1 022 mg/kg，占總鹽量的34.6%，是構成土壤次生鹽漬化最重要的離子。這從土壤含鹽量與硝酸鹽含量的散點圖（圖1）也可以看出。氮肥施用過多不僅造成土壤氮素污染，還是土壤次生鹽漬化的決定性因素。在所有土壤硝酸根含量的測定結果中，<500 mg/kg（氮素對環境的負面影響相對較輕）的土樣占44%，這其中除了4個樣品（占比12.5%）硝酸根含量<200 mg/kg，可能存在供氮不足的問題外，剩余樣品與其他所有樣品（占比87.5%）都可能存在或多或少氮素盈余的情況。硝酸根含量介于500～1000mg/kg和1 000～2 000 mg/kg的土樣分別占22%和19%。盡管在這一含量范圍內，硝酸根不一定會明顯抑制作物生長，但存在較大的氮素污染風險。>2 000 mg/kg的土樣占16%，這部分土壤不僅存在更大的氮素污染風險，而且可能因為硝酸根含量過高而抑制作物生長與產量、品質的形成，并很容易導致農產品硝酸鹽含量超標的問題。

土壤硫酸根含量為65～2 816 mg/kg，平均值672 mg/kg，占總鹽量的22.7%，同樣也是構成土壤次生鹽漬化的重要離子之一。但從土壤總鹽量與硫酸根含量的散點圖（圖2）可以看出，二者關系遠沒有硝酸根與總鹽量之間的關系密切。硫酸根含量<100 mg/kg的土壤樣品占12.5%，這部分土壤可能存在供硫不足的問題。硫酸根含量介于100～500 mg/kg 的土樣占比21.9%，500～1 000 mg/kg的土樣占比53.1%。在這一含量范圍內，硫酸根對作物生長的不良影響較小。硫酸根含量 >1 000 mg/kg的土樣占12.5%，這部分土壤存在硫酸根含量過高對作物生長與產量的負面影響。

土壤碳酸氫根含量介于98～358 mg/kg，平均值154 mg/kg，占總鹽量的5.2%。土壤氯離子含量介于55～1 027 mg/kg，平均值226 mg/kg，占總鹽量的7.7%。表明碳酸氫根、氯離子并不是構成土壤次生鹽漬化的主要離子。此外，從幾種陰離子濃度的變異系數看，除了碳酸氫根離子濃度的變異系數較小外，硝酸根、硫酸根、氯離子濃度的變異系數均很高，即對該3種離子的平衡來說，人為破壞或調節的余地較大。

2.2? ? 土壤水溶性鹽的陽離子組成

由表2可知，土壤鈣離子含量介于154～1 792 mg/kg，平均值589 mg/kg，占總鹽量的19.9%，是構成土壤次生鹽漬化最重要的陽離子。從圖3也可以看出，土壤鈣離子含量與土壤總鹽量成正相關，相關系數高達0.955 5，可能是長期過多施用氮肥導致的土壤酸化引起了土壤含鈣物質的溶解，鈣離子的積累也是土壤次生鹽漬化污染的決定性因素之一。在所有土壤鈣含量的測定結果中，最小含量為154 mg/kg，因而基本不存在作物缺鈣的情況。鈣離子含量<500 mg/kg的土樣占53.1%，鈣離子含量介于500～1 000 mg/kg和>1 000 mg/kg的土樣分別占31.3%和15.6%。盡管在合適的范圍內，鈣離子不一定會對作物產生直接毒害，但存在鎂離子、鉀離子等其他陽離子養分供應相對不足而影響作物生長的可能性。

土壤鎂離子含量介于20～285 mg/kg，平均值79.9 mg/kg，占總鹽量的2.7%，對土壤次生鹽漬化的貢獻并不大。由圖4也可以看出，土壤鎂離子含量與土壤總鹽量成正相關，相關系數為0.759 3，也有可能是由于土壤酸化引起了土壤含鎂物質的溶解有關。在水溶鎂含量的測定結果中，鎂離子含量 <50 mg/kg的土樣占40.6%，最小含量僅為20 mg/kg，平均鈣/鎂高達8.1，最高鈣/鎂達到了12.7。有53.1%的土樣因為鎂離子絕對含量<50 mg/kg或鈣/鎂達到10以上而存在作物缺鎂的風險。

土壤鉀離子含量介于9～423 mg/kg，平均值113 mg/kg，占總鹽量的3.8%，對土壤次生鹽漬化的貢獻略高于鎂離子。從土壤總鹽量與鉀離子含量的散點圖（圖5）可以看出，二者之間的相關系數僅為0.416 7，相關性低于鈣鎂離子與總鹽量的相關性。鉀離子含量<50 mg/kg的土壤樣品占34.4%，這部分土壤可能存在缺鉀問題。鉀離子含量介于50～100 mg/kg 的土樣占比25%，對于喜鉀作物來說可能也存在鉀素供應不足的情況。鉀離子含量>100 mg/kg的土樣占21.9%，這部分土壤基本不存在缺鉀的情況。從土壤鉀/鎂來看，少數土樣該數值達到了2.5以上，最高達到9.9，存在鉀-鎂頡頏引起作物缺鎂的可能。

土壤鈉離子含量介于9～602 mg/kg，平均值為100 mg/kg，占總鹽量的3.3%，對土壤次生鹽漬化的貢獻略高于鎂離子。從土壤總鹽量與鈉離子含量的散點圖（圖6）可以看出，二者關系遠沒有鈣離子、鎂離子與總鹽量之間的關系密切，其相關系數僅為0.219 7。除個別土樣水溶性鈉離子含量達到了602 mg/kg外，其他所有土樣鈉離子含量<257 mg/kg，基本不存在鈉離子危害作物生長的情況。

3? ? 結論與討論

（1）土壤硝酸根含量平均占總鹽量的34.6%，是構成土壤氮素污染與次生鹽漬化最重要的離子。土壤硫酸根含量平均占總鹽量的22.7%，也是構成土壤次生鹽漬化的重要離子之一。土壤碳酸氫根、氯離子對土壤次生鹽漬化貢獻很小。

（2）土壤鈣離子含量平均占總鹽量的19.9%，是構成土壤次生鹽漬化最重要的陽離子。土壤鎂、鉀、鈉離子含量分別平均占總鹽量的2.7%、3.8%和3.3%，對土壤次生鹽漬化的貢獻均不大。

（3）近半數土壤因水溶性鎂離子含量低或水溶性鈣/鎂和鉀/鎂過高，存在作物缺鎂的風險。土壤鉀離子含量<50 mg/kg的土壤樣品占3成，這部分保護地土壤可能存在供鉀不足的問題。

4? ? 參考文獻

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