耕作方式對大棚青菜生長和產量與土壤鹽分的影響

何林海，樓玲，粟貴俊，龐英華，沈建國

(1.杭州良渚麟海蔬果專業合作社，浙江 杭州 311118；2.杭州市余杭區農業生態與植物保護服務站，浙江 杭州 311100；3.杭州市余杭區農民素質教育服務總站，浙江 杭州 311100)

隨著蔬菜生產的快速發展，我國設施栽培面積也不斷擴大。由于設施蔬菜農戶大多采用多投入高產出的經營模式，采用周年覆蓋不間斷生產，并大量施用化肥，使土壤出現板結、酸化、鹽堿化、養分不平衡等一系列問題，造成了蔬菜生長不良、產量降低及品質下降等[1]，這嚴重制約了設施蔬菜生產的健康發展。土壤耕作是蔬菜生產中的重要環節，通過農機具的機械力量作用于土壤，改善土壤耕層結構和理化性狀，為作物播種、出苗和生長發育提供適宜土壤環境的一項農藝技術措施[2]。我國學者對于設施蔬菜土壤酸化、鹽堿化等治理技術開展了不少研究[3-5]，但大多研究側重于化學調理、生物調控、作物輪作等方面的技術措施，較少關注土壤耕作在設施蔬菜土壤改良中的作用。為此，我們于2020年在大棚中開展了不同耕作方式對蔬菜生長和土壤鹽分的影響試驗，為在設施蔬菜生產中合理開展土壤耕作提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在杭州市良渚街道麟海蔬果基地進行。大棚設施為連棟大棚，長32 m，寬76 m，頂高4.8 m，肩高3 m。供試土壤為青粉泥田，肥力中等。試驗地塊從2016年起已連續多年種植葉菜(以青菜為主)，土壤酸化和鹽堿化比較嚴重。供試作物為青菜，品種為上海青信福抗熱王，種子由江西宜春福信種業有限公司提供。

供試耕作機具為旋耕機(璟田JT-GMR150A)和深耕機(璟田JT-KING145),均由上海康博實業有限公司制造。供試化肥2種，45%復合肥(N、P2O5、K2O含量分別為16%、5%、24%)，由宜昌富升化工有限公司生產；葉面肥為奧捷苗歡，由浙江奧捷生物科技有限公司生產。供試商品有機肥，養分含量為有機質61.74%，氮磷鉀8.71%，由杭州臨安錦來富生物科技有限公司生產。

1.2 處理設計

試驗設2種不同耕作方式處理：處理1，淺耕(CK)，用旋耕機翻耕，深度為10～15 cm；處理2，深耕，用深耕機翻耕，深度為40～45 cm。大區對比，不設重復，大區面積420 m2。

除處理外，其他栽培管理措施均一致。青菜于2020年8月28日播種，采用機械直播，播種量為7 500 g·hm-2；基施商品有機肥4 500 kg·hm-2，在苗期和生長旺盛期各噴施葉面肥奧捷苗歡1次，每次用量均為3 750 mL·hm-2；于10月19日采收。

1.3 調查與測定項目

在試驗實施前后分別采集耕作層土樣，采用常規分析方法[6]測定土壤pH、有機質、全氮、有效磷、速效鉀、陽離子交換量、水溶性鹽總量、電導率等指標。在青菜出苗后，于9月6日調查出苗情況。在青菜采收前，于10月16日抽樣調查青菜單位面積植株數和單株重量；選擇代表性植株20株測定株高、葉片展開度、最大葉長、最大葉寬、總葉數、主根系長度等。于10月19日青菜收割時稱重計產。

2 結果與分析

2.1 對青菜出苗的影響

由表1可知，深耕處理的青菜出苗和成株情況明顯好于對照淺耕處理，缺株面積比例較淺耕處理下降了19.4百分比；單位面積植株數較淺耕處理增加了21.7%。由此可見，對大棚蔬菜土壤實行深耕有利于直播青菜的出苗和成株。

表1 不同耕作方式對青菜出苗和成株的影響

2.2 對青菜產量的影響

以產量高低衡量農藝技術措施效果是最直接的指標。由表2可知，深耕處理的青菜產量明顯高于淺耕處理，單位面積產量增加37.3%，單株重提高17.6%。深耕的青菜之所以能夠增產，主要是通過增加青菜單位面積植株數和提高青菜單株重2個途徑來實現的。

表2 不同耕作方式對青菜產量的影響

2.3 對青菜農藝性狀的影響

由表3可知，青菜植株高，深耕處理較淺耕處理增加了2.4 cm，增13.4%。從葉片性狀來看，深耕處理的葉片展開度，最大葉長、寬均高于淺耕處理，分別增加0.5、1.0和0.7 cm；深耕處理的總葉數略多于淺耕處理。由此可見，對大棚蔬菜土壤實行深耕可以促進青菜生長，改善青菜農藝性狀。

表3 不同耕作方式對青菜農藝性狀的影響

2.4 對青菜根系生長的影響

由表4可知，深耕處理的青菜主根系生長較好，平均長度較淺耕處理增加了2.6 cm，增31.5%；深耕處理植株主根系長度全部長于5 cm，其中長于10 cm的植株數占比達65%，大幅高于淺耕處理的25%；而淺耕處理主根系長度小于5 cm的植株數占比達35%，從現場觀察來看，主根系長度<5 cm的植株主根系生長點受到不同程度的阻礙，出現了根尖“斷頭”的現象。

表4 不同耕作方式對青菜主根系生長的影響

2.5 對土壤養分和鹽分的影響

從表5可知，從土壤養分指標來看，深耕處理的土壤pH較淺耕處理有所上升，增加了0.58個單位，酸度有所下降；深耕處理的土壤全氮、速效鉀含量較淺耕處理下降明顯，分別下降了0.56 g·kg-1和568 mg·kg-1；而有效磷和有機質含量差異不大。從土壤鹽分情況來看，與淺耕處理相比，深耕處理的土壤水溶性鹽總量下降了1.3 g·kg-1，其電導率也相應大幅下降近50%。由此可見，對大棚蔬菜土壤實行深耕，將深層土壤與表層土壤進行充分混合，可達到土壤養分和鹽分“稀釋”的效果，降低了耕層土壤的鹽分含量，一定程度上緩和了土壤酸化狀況，同時也會使耕層土壤的養分含量有所降低。

表5 不同耕作方式對土壤養分和鹽分含量的影響

3 小結與討論

試驗結果表明，在相同栽培條件下，土壤深耕(40～45 cm)有利于大棚直播青菜出苗、成株，促進植株生長和根系生長，改善青菜農藝性狀，增加青菜產量。深耕較淺耕(10～15 cm)，可增加青菜產量37.3%，主要是通過增加青菜單位面積植株數和提高青菜單株重2個途徑來實現的。試驗結果還表明，土壤深耕可以降低大棚蔬菜耕層土壤鹽分含量，一定程度上緩和土壤酸化狀況。

設施蔬菜復種指數高，一年至少種植2茬，化肥投入量大，加上長期大棚膜覆蓋，沒有雨水淋洗，使得肥料殘余不能溶解滲透進入地下水中，而殘留在土壤表層，易產生鹽分積累和次生鹽堿化，進一步造成土壤酸化[7-8]，可溶性鹽分過量和鹽堿化已成為設施蔬菜生長的主要限制因子，嚴重影響了蔬菜的生長、產量與品質[9]。本試驗結果印證了這一論點，試驗大棚已連續5 a種植蔬菜(以青菜為主，一年至少種植5茬)，其土壤可溶性鹽分含量較高(>3 g·kg-1)，土壤酸化嚴重(pH 4左右)，對青菜的出苗、植株生長、根系生長等均造成了較嚴重的影響。由于次生鹽堿化的土壤易板結，且鹽分離子主要集中分布在土壤表層(0～20 cm)，對大棚蔬菜土壤僅實行淺耕，耕層土壤不能達到完全疏松，鹽分含量下降也有限，故青菜出苗差，植株長勢弱，根系生長不良，從而影響其產量；對大棚蔬菜土壤進行深耕可以彌補淺耕存在的不足。但也應該看到，深耕僅是對大棚蔬菜土壤表層鹽分進行了“稀釋”，對于土壤中鹽分總量減少貢獻有限。因此，在實際生產上，需采取化學、生物和農藝等多項措施，才能有效治理大棚蔬菜土壤鹽堿化，而土壤深耕可作為其中的一項農藝措施予以實施。