山東省壽光市設施蔬菜大棚土壤質量調查與評價
——親土在線-農業土壤治理大數據平臺(下)*

金 晟，樸成淳，商照聰，段路路，宋會明，李建麗

(1.金友立生態農業〔上海〕股份有限公司 上海 200062；2.上海化工研究院有限公司 上海 200062；3.中國農業大學資源與環境學院 北京 100193；4.化學工業出版社有限公司 北京 100011)

3 土壤改良措施

3.1 供試大棚概況

選擇O2和O3的土壤作為改良的試驗對象，2個大棚的連作品種均為青圓椒，栽培面積分別為930 m2和1 360 m2。

如表9所示，O2的土壤有機質含量優于O3，其他理化性質比較接近。

表9 2個大棚的土壤理化性質

3.2 改良措施與操作方法

3.2.1 改良措施

深土破碎(PS)是常用的改良土壤物理性質的方法，能夠增加土壤空隙率，提高透水和透氣性，同時還能避免鹽分過度積累，保證作物根系正常生長。解決病蟲害的方法主要有化學防治與生物防治，前者主要通過乙醇對土壤進行消毒，后者主要通過微生物生命代謝活動改良土壤。采用乙醇消毒，無環境殘留，施工作業簡單，成本較低，對塑料等農資的老化無影響，對細菌、絲狀菌、線蟲、土壤害蟲以及雜草等具有防治效果。生物防治可抑制有害病蟲菌的生長，微生物生命代謝活動產生的營養物質可促進農作物生長，也能促進土壤團粒結構的形成，從而提高土壤的透氣性和透水性，所吸附的鹽類可緩慢釋放以緩解鹽分障礙；此外，微生物繁殖還能減少雜草種子的活力，起到防治雜草的效果。針對蔬菜大棚的病蟲害問題，分別對土壤采用乙醇消毒(YD)和微生物肥處理(WSW)，對比2種方法減輕病蟲害的效果。

3.2.2 操作方法

WSW：將原土原菌綠色復合微生物劑的培養原液稀釋100倍，每8 d噴灑1次，每次用量為3 000 L/hm2，共噴灑3次；噴灑完成后實施旋耕作業，15 d后種植作物。試驗采用金友立綠色復合微生物劑產品，該產品是將原土多種功能型微生物以非加熱接觸方式(80～90 ℃)混合培養制得，適合各種土壤環境，其中包含的微生物菌群有乳桿菌、普雷沃氏菌科、醋酸桿菌科、紅螺菌科和博伊丁假絲酵母等。

PS：使用振動型深度破碎機通過上下振動使犁底層細密破碎，破碎深度為60 cm，并在45 cm土層處布置改善地下排水的排水管。試驗采用的深土振動破碎機由金友立生態農業(上海)股份有限公司特制。

YD：將體積分數95%的工業乙醇按0.5%～1.0%比例稀釋后一次灌入土壤中，灌入量為200～300 t/hm2，用塑料布覆蓋土壤表面10 d后實施旋耕作業，7 d后種植作物。

為探究不同改良措施的具體效果，在O2中采用YD與PS相結合的改良處理(PS-YD)，在O3中設置WSW與PS并用的改良處理(PS-WSW)，同時在2個大棚中分別設置棚內對照(CK1和CK2)。2個大棚的土壤改良處理設置如表10所示。

表10 2個大棚的土壤改良處理設置

3.3 測定方法與評估標準

分別在土壤改良處理實施前和實施30 d后實地測定土壤物理性質，并通過取土測定土壤化學性質，其中土壤pH、電導率、鹽分含量等項目的測定由上海化工研究院有限公司檢測中心完成。

3.4 統計方法

原始數據通過Excel表格整理，采用SPSS統計分析軟件進行差異顯著性分析。

4 土壤改良結果與分析

4.1 不同土壤改良處理對土壤理化性質的影響

4.1.1 對土壤物理性質的影響

如表11所示，2種土壤改良處理均能明顯改善深層土壤的物理性質。在CK1和CK2處理下，O2和O3的深層土壤硬度分別為34 mm和32 mm，容積密度分別為2.0 g/cm3和2.1 g/cm3，而PS-YD和PS-WSW處理的土壤硬度明顯降低，分別為22 mm和19 mm，容積密度也明顯減小，均為1.4 g/cm3。與CK1和CK2處理相比，2種土壤改良處理能使深層土壤的孔隙率明顯增大，均提高了50%以上。2種土壤改良處理對深層土壤透氣性的改善不太明顯，其中PS-YD處理的深層土壤透氣性比CK1處理的有所改善(從0.9升至1.2)，但PS-WSW處理的深層土壤透氣性比CK2處理的有所降低(從1.2降至0.9)。

表11 2種土壤改良處理對土壤物理性質的影響

相比之下，2種土壤改良處理對耕層土壤物理性質的改善不太明顯。

4.1.2 對土壤化學性質的影響

如表12所示，2種土壤改良處理對設施蔬菜大棚土壤化學性質的影響不同。PS-YD處理的耕層和深層土壤的pH分別為7.4和6.7，均低于CK1處理；而PS-WSW處理的土壤pH與CK2相比變化不明顯，表明YD處理能夠使土壤的堿性降低，而WSW對土壤pH幾乎沒有影響，這可能是因為乙醇溶液呈中性，減弱了土壤溶液中的堿度。

表12 2種土壤改良處理對設施蔬菜大棚土壤化學性質的影響

2種土壤改良處理對不同土層的土壤電導率影響不同。對于耕層土壤，CK1和CK2處理的土壤電導率分別為4.2 S/m和4.0 S/m，而PS-YD和PS-WSW處理的土壤電導率分別降至1.4 S/m和1.8 S/m，表明2種土壤改良處理均能降低耕層土壤的電導率；而深層土壤的電導率經改良處理后反而提高，PS-YD處理由0.7 S/m提高至1.8 S/m，PS-WSW處理由0.9 S/m提高至1.5 S/m，這可能是由于PS使得耕層土壤與深層土壤間的鹽分分布更加均勻，降低了鹽分在耕層土壤的累積，從而增大了深層土壤的鹽分含量。

與CK1和CK2相比，經PS-YD和PS-WSW處理后，耕層土壤中的有機質質量分數分別由4.8%、3.3%降至3.4%、2.8%，表明2種土壤改良處理對耕層土壤有機質含量的影響較大。與之相比，深層土壤有機質含量變化不大。這可能是由于經改良處理后，耕層土壤的鹽分累積得到緩解，植物與微生物的生存環境得到改善，加速了土壤有機質的分解。

2種土壤改良處理對土壤礦質元素含量的影響較大，且對不同元素的影響不盡相同。CK1和CK2處理下的耕層土壤中正磷酸鹽磷(PO4-P)質量分數很大，而經PS-YD和PS-WSW處理后，耕層土壤中的PO4-P質量分數明顯下降；與之相比，經改良處理后的深層土壤的PO4-P質量分數均大于CK1和CK2處理。可見，改良處理能明顯降低耕層土壤磷素的累積。土壤中的硝態氮和PO4-P是重要的農業污染源，而改良處理能明顯降低硝態氮和PO4-P在耕層土壤的累積，進而降低環境污染的風險。

4.2 不同土壤改良處理對土壤生物性狀的影響

土壤內細菌密度分析結果表明，CK1處理的細菌密度為3.26×107CFU/g，PS-YD處理的為3.76×106CFU/g，即YD處理使土壤細菌密度降低了約90%，其中大部分根線蟲、病菌性細菌等有害微生物被消除。盡管消毒過程中也會消滅對農作物生長有益的微生物，但這些微生物可隨著農作物的生長在20 d內恢復正常狀態。

土壤中的乳桿菌密度分析結果表明，CK2處理的土壤中乳桿菌密度為3.2×103CFU/g，PS-WSW處理的為6.0×104CFU/g，比CK2處理的明顯高，且普雷沃氏菌科、醋酸桿菌科等微生物菌的活性也進一步提高，為農作物生長提供了有利條件。

4.3 小結

(1)采用PS-YD和PS-WSW對O2和O3土壤進行處理，30 d后的理化性質顯示已經轉化為有利于農作物生長的健康土壤。

(2)連作栽培大棚最大的問題是因病蟲害造成農藥用量增加，為了防治病蟲害的發生，試驗選用綠色、環保、經濟的YD法。

(3)通過WSW處理，土壤中的乳桿菌密度明顯增大，普雷沃氏菌科、醋酸桿菌科等微生物菌的活性也進一步提高，為農作物生長提供了有利條件。

5 結語

有研究表明，長期連作情況下蔬菜大棚的深層土壤容易形成犁底層，導致出現土壤鹽分累積、植物根系生長環境惡化、病蟲害等問題，嚴重影響了蔬菜生產，還存在環境污染風險[10-11]。本研究針對壽光地區典型蔬菜大棚，基于其主要的障礙因子，針對性地提出親土在線土壤改良措施并評估了改良效果，為實現綠色生態、健康土壤、高品質蔬果的設施蔬菜大棚土壤管理最后一公里提供直接依據。