次生鹽漬化土壤上紫甘藍對減氮的響應特征研究

蔡武寧

（宿遷市宿城區農業技術推廣中心，江蘇宿遷 225300）

設施土壤栽培受氣候條件制約程度較小，往往可以獲得較高的作物產量和經濟效益，受廣大種植戶歡迎[1-4]。但是，由于過于強調設施種植效益，往往忽視土壤管理技術的改進，導致土壤養分失衡、酸化、次生鹽漬化、土傳病蟲害加重等土壤障礙問題越來越普遍，嚴重制約作物產量與品質的提高[5-7]。盲目施肥最易引起作物營養失衡，制約作物生長，造成土壤養分利用率下降，進而導致土壤酸化和次生鹽漬化。科學診斷土壤營養元素的平衡狀況，找出最小養分是科學施肥的重要前提[8-12]。在消除土壤最小養分的基礎上，控制過剩養分肥料的施用，既可獲得較高的作物產量與品質，又可以消除土壤多種障礙因子[13-15]。本文擬采用紫甘藍作為指示作物，研究平衡施肥基礎上減氮措施在增產提質、治理和消減土壤氮素污染和次生鹽漬化危害的作用效果。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗選擇在宿遷市宿城區王官集鄉典型設施農業經營主體宿城區瑞祥生態農業園進行。

在生態園內對10個代表性大棚進行土壤樣品采集，測定土壤酸堿度、電導率、有效養分、水溶性鹽分等基本化學性狀，分析土壤污染及作物生長障礙因子。選擇其中障礙問題較為明顯的8號點以紫甘藍為供試作物進行土壤障礙因子消除試驗。大棚規格6 m×70 m，每個小區長6 m、寬3.33 m，面積20 m2。土壤含有機質21.57 g/kg、堿解氮532.2 mg/kg、有效磷 50.9 mg/kg、速效鉀 183.7 mg/kg，pH 值 7.79、電導率1.98 mS/cm。

1.2 試驗材料

供試作物：紫甘藍，品種為徐紫秧13，栽插株行距 0.5 m×0.5 m。

供試肥料：根據設施土壤養分含量進行平衡肥配方設計，磷酸二銨∶硫酸鉀∶三氯化鐵∶硫酸鋅∶硼砂∶鉬酸銨∶保護劑=150∶100∶25∶10∶5∶1∶9。 其中，磷酸二銨含氮量為16%，尿素含氮量為46%。

1.3 試驗設計

試驗設 6個處理，分別為 CK1，不施肥；CK2（常規施氮），平衡肥 900 kg/hm2（折合施氮 72 kg/hm2，下同），追肥為尿素300 kg/hm2；處理1（常規施氮減氮16%），平衡肥 900 kg/hm2，追肥為尿素 225 kg/hm2；處理 2（常規施氮減氮 33%），平衡肥 900 kg/hm2，追肥為尿素 150 kg/hm2；處理 3（常規施氮減氮 49%），平衡肥 900 kg/hm2，追肥為尿素 75 kg/hm2；處理 4（常規施氮減氮66%），平衡肥900 kg/hm2，不施追肥。

1.4 測定內容與方法

對采集的設施土壤樣品進行有機質、電導率、pH值、有效養分及水溶性鹽及其組成離子含量的測定。在田間小區試驗過程中，觀察土壤墑情，及時灌溉并記錄用水量及紫甘藍不同生育期生長情況。收獲前進行小區測產和采樣，測定紫甘藍品質指標。

2 結果與分析

2.1 土壤基本化學性狀

2.1.1 土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量。從表1可以看出，土壤有機質含量介于17.64～21.84 g/kg之間，平均含量為19.35 g/kg，這對形成和維持良好的土壤結構、保證土壤水、肥、氣、熱等作物生活因子的協調供應顯然不夠。土壤堿解氮含量介于38.9～825.9 mg/kg之間，平均含量為322.2 mg/kg，總體水平較高，但存在變異系數87.5%的問題，即在不同大棚間土壤堿解氮水平有明顯的差異。土壤有效磷含量介于9.1～78.3 mg/kg之間，平均含量為36.7 mg/kg，除個別土樣含量較高外，多數土樣有效磷總體水平不高。土壤速效鉀含量介于67.9～371.4 mg/kg之間，平均含量為205.7 mg/kg，不能滿足喜鉀的多數蔬菜作物對鉀的需求。總體上說，該生態農業園土壤有機質缺乏，多數土壤有效磷、速效鉀含量不豐富，土壤堿解氮水平總體上偏高，但存在少數土壤仍然缺氮的問題，建議普遍加強磷、鉀肥施用，少數缺氮土壤適量施用氮肥而總體控制氮肥施用量。

2.1.2 土壤pH值與電導率。土壤pH值、電導率測定結果見表2。可以看出，土壤pH值介于7.52～7.88之間，平均為7.68，與本地大田土壤相比略有降低。土壤電導率介于0.33～2.28 mS/cm之間，平均達到了1.20 mS/cm，總體上已發生次生鹽漬化作用。電導率的變異系數高達68.69%，在不同大棚間差異很大。因此，要注意對電導率偏大的土壤嚴格控制施肥，而對少數電導率在0.35 mS/cm左右或以下的土壤，仍需加強肥料的科學施用。

表2 土壤pH值與電導率

2.1.3 土壤水溶性鹽分離子含量。土壤陽離子含量及其離子電荷占總電荷比例情況見表3。可以看出，土壤水溶性鉀離子含量介于20.0～297.4 mg/kg之間，平均124.6 mg/kg，總體水平偏低；鈉離子含量介于11.0～158.3 mg/kg之間，平均79.5 mg/kg；鈣離子含量介于468.2～2463.6 mg/kg之間，平均1 175.0 mg/kg；鎂離子含量介于154.0～816.2mg/kg之間，平均含量為477.0mg/kg。從3種作物必需營養元素離子的相對含量來看，鉀離子含量偏低，而鈣、鎂離子含量偏高。從該3種離子電荷數占比可以看出，鉀離子占比平均僅為3.95%，而鈣、鎂離子占比分別為57.57%和34.62%，50%土壤的鉀離子占比甚至在2%以下，土壤相對缺鉀問題較為普遍。

表3 土壤水溶性陽離子含量及其離子電荷占總電荷比例

土壤水溶性陰離子含量測定結果見表4。可以看出，土壤硝酸根離子含量介于155.9～3609.7 mg/kg之間，平均1388.4 mg/kg。土壤硫酸根含量介于66.3～1162.9 mg/kg之間，平均546.5 mg/kg。土壤碳酸氫根含量和氯離子含量分別介于69.5～279.2 mg/kg和87.4～361.5 mg/kg之間。從電荷占比來看，硝酸根、硫酸根、碳酸氫根和氯離子電荷占比的平均值分別為46.4%、24.0%、11.8%和17.7%。

表4 土壤水溶性鹽陰離子含量及其離子電荷占總電荷比例

2.2 減氮對紫甘藍產量及品質的影響

2.2.1 對紫甘藍產量的影響。減氮對紫甘藍產量的影響情況見圖1。可以看出，所有平衡肥處理的紫甘藍產量顯著高于CK1；與CK2相比，減氮后紫甘藍產量有降低趨勢，但未達到顯著水平，尤其是在減氮49%以下（處理3、4）時，產量差異很小。

2.2.2 對紫甘藍品質的影響。減氮對紫甘藍硝酸鹽含量的影響情況見圖2。可以看出，與CK2相比，減氮后紫甘藍硝酸鹽含量有降低趨勢，而所有平衡肥處理的紫甘藍硝酸鹽含量顯著低于CK1。減氮對紫甘藍VC含量的影響如圖3所示。可以看出，減氮比例在33%范圍（處理1、2）內，隨著減氮比例的提高，紫甘藍VC含量有升高趨勢，繼續減氮對VC含量的影響減小。減氮對紫甘藍還原糖含量的影響情況見圖4。可以看出，紫甘藍還原糖含量隨著減氮比例的提高略有增加。

2.3 減氮對土壤水溶性離子的影響

減氮對土壤硝酸鹽含量具有一定程度的影響，具體見圖5。可以看出，隨著減氮比例的提高，土壤硝酸鹽含量呈明顯下降趨勢。與處理前土壤硝酸鹽含量2 297.1 mg/kg相比，所有處理種植紫甘藍后土壤硝酸鹽含量均普遍下降。減氮對土壤的電導率具有一定程度的影響，具體見圖6。可以看出，常規大量施用氮肥可能進一步提高土壤EC值，減氮有降低土壤EC值的趨勢，尤其是減氮49%以上（處理3、4）時作用比較明顯。常規大量施用氮肥有造成土壤pH值下降的可能，但在平衡肥施用基礎上減少氮肥施用，可以使得土壤pH值有升高趨勢（圖7）。

3 結論與討論

試驗結果表明，宿城區設施土壤堿解氮含量總體偏高，且變異較大，多數土壤需削減氮素肥料或含氮肥料的施用；土壤有效磷水平總體不足，絕大多數土壤需要加強磷肥施用。土壤次生鹽漬化現象比較明顯，EC值在2 mS/cm左右或以上時，必需嚴格控制含量較高鹽分離子對應肥料的施用，試驗條件下主要是要控制氮素肥料的施用。盡管土壤速效鉀含量水平絕對量不算低，但陽離子K+、Mg2、Ca2+比例協調，鉀肥用量不能減少。

綜合考慮作物產量、品質與土壤性狀等多項指標，推薦在平衡施肥的基礎上，將氮肥用量降低到習慣施肥水平的50%左右為宜。