聊城市設施蔬菜土壤肥力狀況分析

杜宗澤，袁久東，岳玉苓，李漢章，趙金良，蘇炳楠，高進華 *，胡承孝

（1.史丹利農業集團股份有限公司，山東臨沭 276700；2.臨沂市測土配方（企業）重點實驗室，山東臨沭 276700；3.華中農業大學，湖北武漢 430070）

聊城市位于山東省西部，東經115°16′-116°32′，北緯35°47′-37°02′。境內地形為黃河沖積平原，地勢西南高、東北低，海拔高度為22.6-49.0m，土地肥沃，交通便利，十分適宜蔬菜生長，是農業農村部規劃的黃淮海與環渤海設施蔬菜重點區域之一。近年來，聊城市蔬菜種植面積逐步擴大，產業結構逐步完善，2019年全市蔬菜產值突破200億元。

土壤酸堿性（pH值）可以影響土壤微生物以及酶的活性，從而對土壤肥力產生影響[1]。pH值還影響土壤微量元素的理化性狀，對微量元素在土壤中的狀態起著十分重要的作用[2]。土壤有機質是土壤肥力的物質基礎，含量越高，土壤的供肥能力越強，土壤有機質對穩定土壤團粒結構也起著十分重要的作用。合理施用氮、磷、鉀肥料可以有效提高作物自身的光合能力[3]，當作物生長過程中缺少氮、磷、鉀元素時，往往會出現生長緩慢、植株矮小、黃化、光合作用減弱、根系生長不良等一系列問題。土壤中微量元素在作物生長發育中不可缺少、無法相互代替，參與多種酶、維生素以及植物生長素的合成[4-5]，參與很多重要生物過程，可以提高蔬菜抵抗不良環境能力和持續生產能力，對提高蔬菜產量、品質和外觀有極其重要意義。由于設施蔬菜效益比較可觀，所以菜農在用肥時往往投入較大，不合理的肥料施用不僅會造成資源浪費，還對生態環境造成污染，對植物生長產生不良影響，甚至威脅到人類健康[6-8]。所以，全面了解聊城市設施蔬菜土壤肥力狀況對指導聊城地區設施蔬菜生產具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本調研于2020年在聊城市東昌府區、茌平區、莘縣、陽谷縣、高唐縣等地選取50個日光溫室，采用“S”形取樣法采集表面0-20cm土壤樣品，每個田塊取5個以上樣點，將采集的土壤樣品充分混合，用四分法留取約1kg土樣作為土壤分析樣本。

1.2 檢測方法

本調研所有土壤樣品通過風干、研磨，過2mm篩，備用。土壤pH值采用水浸提（土水比1：2.5）電位法測定[9]；土壤有機質采用重鉻酸鉀滴定法測定[10]；土壤硝態氮采用連續流動分析儀法測定[11]；土壤有效磷采用連續流動分析儀法測定[12]；土壤速效鉀采用火焰光度計法測定[13]；土壤交換性鈣鎂采用原子吸收分光光度法測定[14]；土壤有效鐵、錳、銅、鋅采用 DTPA 浸提電感耦合等離子體發射光譜法測定[15]。

1.3 數據處理及養分分級標準

數據采用 Excel 2010 統計軟件進行統計分析。為了更好地評價調研區域設施蔬菜土壤肥力狀況，本文制定了設施蔬菜土壤pH值分級標準，見表1[16-17]；設施蔬菜土壤有機質分級標準見表2[16-17]；設施蔬菜土壤養分含量分級標準見表3[18-20]。

表1 設施蔬菜土壤pH值分級標準

表2 設施蔬菜土壤有機質分級標準

表3 設施蔬菜土壤養分含量分級標準

2 結果與分析

2.1 土壤pH

由表4可知，調研區域內土壤pH的分布范圍分別為6.97-9.03，變異系數為5.55%，土壤pH值處于中性的只占到了10%，90%的土壤為堿性。從土壤樣本檢測數據上看，調研區域內設施蔬菜土壤整體偏堿性。

表4 設施蔬菜土壤pH和分布頻率

2.2 土壤有機質

由表5可知，調研區域內土壤有機質的分布范圍分別為4.23-32.44g/kg，變異系數為46.95%，調研區域內設施蔬菜土壤有機質相對缺乏的占72.0%，土壤有機質處于適量級及以上的為28%。設施蔬菜地整體有機質含量偏低，不利于蔬菜的可持續生產。

表5 設施蔬菜土壤有機質含量分級和分布頻率

2.3 土壤硝態氮、有效磷、速效鉀

由表6可知，調研區域內土壤硝態氮、有效磷、速效鉀的分布范圍分別為3.52-1158.56mg/kg、2.04-531.91mg/kg和91.06-1684.96mg/kg，變異系數分別為105.69%、58.59%和55.54%，土壤硝態氮、有效磷、速效鉀處于適量級以上的分別為96%、96%、98%，分別有4%和2%的土壤表現為氮磷缺乏和鉀缺乏。從土壤樣本檢測數據上看，調研區域內設施蔬菜土壤硝態氮、有效磷、速效鉀極為豐富。

2.4 土壤交換性鈣鎂

由表6可知，調研區域內土壤交換性鈣和鎂的分布范圍分別為1882.98-6656.74mg/kg、309.72-1686.55mg/kg，變異系數分別為23.02%、33.98%，土壤交換性鈣鎂100%處于豐富級，調研區域內設施蔬菜土壤交換性鈣鎂極為豐富。

2.5 土壤有效鐵和錳

由表6可知，調研區域內土壤有效鐵和錳的分布范圍分別為6.84-57.60mg/kg、2.12-47.70mg/kg，變異系數分別為21.30%、7.23%，土壤有效鐵和錳處于適量級以上的分別為96%、66%，分別有4%和34%的土壤表現為鐵缺乏和錳缺乏。從土壤樣本檢測數據上看，調研區域內設施蔬菜土壤有效性鐵和錳相對較為豐富。

2.6 土壤有效銅和鋅

由表6可知，調研區域內土壤有效銅和鋅的分布范圍分別為0.96-18.53mg/kg、0.26-41.30mg/kg，變異系數分別為87.71%、64.6%，土壤有效銅和鋅處于適量級以上的分別為98%、96%，僅有2%和4%的土壤缺銅和鋅。從土壤樣本檢測數據上看，調研區域內設施蔬菜土壤有效性銅和鋅極為豐富。

表6 設施蔬菜土壤養分含量分級和分布頻率

3 結論與討論

聊城市50個設施蔬菜土壤肥力狀況的分析結果表明，土壤pH值的均值為8.09，處于中性級別的為10%；土壤有機質的均值為15.54g/kg，處于很豐富級別的為4%；土壤硝態氮、有效磷、速效鉀的均值分別為238.36mg/kg、181.26mg/kg、629.79mg/kg，處于豐富級及以上的分別為90%、96%、96%；土壤交換性鈣鎂的平均值分別為4290.87mg/kg、905.98mg/kg，處于豐富級別均為100%；有效性鐵、錳、銅、鋅的平均值分別為21.30mg/kg、7.23mg/kg、3.89mg/kg、14.80mg/kg，處于豐富級及以上的分別為64%、10%、76%、96%。總體來看聊城市設施蔬菜土壤pH值處于堿性，土壤的有機質相對缺乏，土壤硝態氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣鎂、有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅并不太缺乏，甚至有些元素積累過量，極可能會引發一些污染或毒害現象。

一般作物最為適宜生長的土壤p H 值是中性（6.5-7.5）或近中性[21]，土壤過堿不利于微生物繁殖活動，影響土壤緩效養分釋放；降低部分元素的有效性，比如造成磷固定；致使土壤可溶性鹽增加，植物根系細胞吸水困難甚至水分外滲，造成植物生理干旱，損害植物根系。土壤有機質偏低時，會使土壤的供肥、保水能力下降，引起營養元素供應不足，影響作物的生長。氮磷鉀是作物生長所必須的主要營養元素，它們很大程度上決定了植物的生產能力。中微量元素是表征土壤肥力的重要組成部分，同時也是提高作物產量和品質的關鍵因子，直接影響著作物的生長、產量和品質[22-23]。

目前，聊城市設施蔬菜種植過程中由于受到傳統種植習慣影響，常常重視基肥的投入，不合理施用追肥，導致化肥施用嚴重超量，這不僅未能達到增產的目的，還造成了化肥資源浪費，更引起嚴重的生長異常問題和土壤污染問題。氮肥的過量使用會出現“氮肥蔬菜”，莖葉會被硝酸鹽污染，導致蔬菜中的硝酸鹽含量增加，硝酸鹽會轉化成亞硝酸鹽，能誘發人類癌癥，危害性極強。當磷元素在土壤中積累過多時，會引起作物缺硫導致葉片黃化，尤其是種植一些喜硫作物時，使其品質受到極大影響。當鉀元素過多時，會導致鈣鎂元素吸收受阻，土壤中金屬元素過量積累，破壞土壤結構，引起作物生長異常。土壤中交換性鈣含量過多，會使作物吸收過量的鈣，品質下降，還會影響磷、錳、鋅元素的吸收。土壤中積累較多的鎂元素，會影響作物對鉀、鈣元素的吸收。土壤鐵元素過多引發鐵毒害，影響植物葉綠素含量、酶活性等生理指標，破壞植物細胞的結構與功能。土壤中錳過多會造成葉片輸導組織壞死，阻礙蛋白質合成，葉綠素含量下降，光合速率和呼吸速率減弱。土壤中大量的銅元素積累，會抑制細胞分裂、抑制根生長，使植株矮小，葉片失綠、變黃，光合作用下降，嚴重影響作物品質和產量。隨著鋅肥的大量使用，鋅毒害問題日益突出，比如，抑制種子萌發，損傷植物細胞結構，嚴重傷害內部生理功能，進而抑制植物光合效率，抑制植株生長。

綜上，針對聊城市設施蔬菜土壤養分狀況，在今后的種植過程中建議：第一，增加有機肥用量，提高土壤基礎地力，改善土壤團粒結構，改善因大量使用化肥造成的土壤問題，促進土壤持續生產能力；第二，合理選擇土壤調理劑，降低土壤pH值，增加土壤養分有效性，以利于作物根系生長和養分吸收，提高蔬菜產量和品質；第三，適當減少中微量元素肥施用量，大部分區域土壤中微量元素含量極其豐富，降低施用量避免毒害作用；第四，深耕，在設施栽培中進行土壤深翻，使土壤上下兩層的養分進行中和，改善土壤的理化性質，促進設施土壤可持續利用；第五，定期進行土壤檢測，根據檢測結果進行配方施肥，減少不必要的投入，從源頭上減少養分的過度累積，起到減肥增效、培肥地力的作用。