強還原處理對連作設施大棚土壤的影響

摘"要：多年連作造成土壤鹽漬化、硝態氮累積等問題，已制約了設施蔬菜的可持續發展。該研究通過在設施蔬菜種植間歇期，以強還原方法處理土壤，調查對比處理前后土壤pH、電導率、總鹽分和硝態氮的變化。結果表明，0～20 cm土層土壤電導率、pH和土壤總鹽分含量分別降低30.3%～52.4%、5.2%～7.6%和66.6%～81.2%，20～40 cm分別降低了32.2%～53.6%、3.4%～6.6%和66.3%～80.6%。0～40 cm土層土壤硝態氮含量降低了89.9%～94.5%，其中0～20 cm土層土壤硝態氮含量從359～548 kg/hm²降到7～25 kg/hm²，20～40 cm土層從206～302 kg/hm²降到27～59 kg/hm²。綜上可述，強還原土壤處理法可有效降低土壤pH、電導率、總鹽分和硝態氮含量，改善土壤環境，為解決多年連作設施大棚土壤問題提供技術支撐。

關鍵詞：設施大棚;土壤； 強還原處理; 硝態氮

中圖分類號：S626""文獻標識碼：A""文章編號：0488-5368（2024）12-0084-03

Effect of Strong Reduction Treatment on Continuous Cropping Soil in Facility Greenhouses

LI Xiaoqiang1， ZHAO Wei²， CHEN Jinli²， JIANG Liyuan²， ZHU Yihui3， TIAN Xiaohong3

（1. Fuping County Agricultural Technology Extension Center， Fuping， Shaanxi 711700， China;

2. Weinan Agricultural Technology Extension Center， Weinan， Shaanxi 714000， China;

3. College of Natural Resources and Environment， Northwest Aamp;F University， Yangling，Shaanxi "712100， China ）

Abstract：Soil salinization and accumulation of nitrate nitrogen caused by years of continuous cropping have become major constraints to the sustainable development of facility vegetable production. This study investigated the effects of strong reduction treatment during fallow periods on soil properties， including pH， electrical conductivity （EC）， total salt content， and nitrate nitrogen concentrations. The results showed significant improvements in soil quality. In the 0～20 cm soil layer， EC， pH， and total salt content decreased by 30.3% to 52.4%， 5.2% to 7.6%， and 66.6% to 81.2%， respectively. Corresponding reductions in the 20～40 cm soil layer were 32.2% to 53.6%， 3.4% to 6.6%， and 66.3% to 80.6%， respectively. The nitrate nitrogen content in the 0～40 cm soil layer decreased by 89.9% to 94.5%. In the 0～20 cm soil layer， it decreased from 359～548 kg/hm²"to 7～25 kg/hm²， while in the 20～40 cm layer， it decreased from 206～302 kg/hm²""to 27～59 kg/hm². In conclusion， the strong reduction treatment effectively lowers soil pH， EC， total salt， and nitrate nitrogen levels， thereby improving the soil environment. This method provides viable technical support for mitigating soil degradation associated with long-term continuous cropping in facility greenhouses.

Key words： Facility greenhouses; Soil; Strong reduction treatment; Nitrate nitrogen

前言

由于設施大棚種植的專一化，多年連續栽培同種蔬菜，農民不科學施肥等措施，導致連作設施大棚出現土壤次生鹽漬化、養分失衡，造成蔬菜產量降低、品質變差等問題[1～3]。近年來，國內研發了一種強還原土壤處理法，該方法是一種作物種植前的土壤處理方法，即在發生連作障礙土壤中，添加大量易降解有機物料，通過灌溉至土壤水分飽和、覆蓋塑料薄膜或淹水創造土壤強還原（厭氧）環境，短期內快速殺滅土傳病原菌和改善土壤理化性質，消除連作障礙成效顯著[4]，并已在楊凌區等地的蔬菜大棚中實踐。該文在富平縣出現連作障礙的設施大棚比較了強還原處理前后土壤pH、電導率、總鹽分和硝態氮的變化，以期為富平縣設施蔬菜合理種植提供理論依據與實踐指導，促進設施瓜菜綠色和可持續生產。

1""材料與方法

1.1"試驗地概況

試驗點位于渭南市富平縣留古鎮惠高村和淡村鎮中合村5個存在典型連作障礙問題的塑料大棚，在棚內使用強還原滅菌法進行土壤改良，種植概況如表1：

該地土壤為塿土，留古鎮土壤有機質21.91 g/kg，全氮1.49 g/kg，有效磷52.4 mg/kg，速效鉀246 mg/kg，緩效鉀1 162 mg/kg。淡村鎮土壤有機質18.36 g/kg，全氮1.21 g/kg，有效磷65.1 mg/kg，速效鉀363 mg/kg，緩效鉀1125 mg/kg。

1.2"試驗方法

2021年6月上旬在設施栽培換茬之際，種植玉米（無需施肥澆水等措施）。玉米生長兩月左右，至大喇叭口期，在夏季高溫期（2021年8月上旬），將玉米以及雜草就地粉碎、旋耕入土，大水漫灌至土壤水分飽和（土壤表面有少量積水）后覆膜，密閉大棚，進行強還原滅菌處理；20～30 d后，揭棚，再利用自然降水進行二次洗鹽，降低耕層土壤鹽分含量。

1.3"測定指標與方法

在試驗開始前（2021年6月上旬）和試驗結束后（10月上旬）采樣，在各小區按照對角線5點采樣法用土鉆取0～20 cm、20～40 cm土層土樣并分別混合均勻。土樣分為2份，一份置于陰涼通風處進行風干并磨細，用于pH值、電導率和土壤鹽分的測定；另一份置于4 ℃冰箱中保存用于NO-₃-N測定。土壤pH采用pH計法測定，土壤電導率采用電導率儀法測量，土壤總鹽分采用殘渣烘干質量法，硝態氮的測定采用連續流動分析儀法[5]。

2"結果與分析

2.1"強還原滅菌法處理對土壤電導率變化的影響

實施強還原滅菌法后， 0～40 cm土壤電導率大幅下降，其中0～20 cm下降50～126 μs/cm，降幅為30.3%～52.4%，20～40 cm下降53～172 μs/cm，降幅為32.2%～53.6%（表2）。

2.2"強還原滅菌法處理對土壤pH變化的影響

實施強還原滅菌法后，大棚0～40 cm土壤pH顯著降低，其中0～20 cm土層土壤pH從9.25～9.77降到9.20～9.47，降幅為5.2%～7.6%；20～40 cm土層pH下降0.31～0.62個單位，降幅為3.4%～6.6%（表3）。

2.3"強還原滅菌法處理對土壤總鹽分含量變化的影響

實施強還原滅菌法后，大棚0～40 cm土壤總鹽分均大幅下降，其中0～20 cm土層土壤總鹽分含量從1.75～3.14 g/kg降到0.44～1.05 g/kg，降幅達66.6%～81.2%；20～40 cm土層從1.03～2.14 g/kg降到0.20～0.54 g/kg，降幅為66.3%～80.6%（表4）。

2.4"強還原滅菌法處理對土壤硝態氮含量變化的影響

實施強還原滅菌法后，0～40 cm土壤硝態氮含量驟降，降幅達89.9%～94.5%。

其中0～20 cm土層土壤硝態氮含量從359～548 kg/hm²降到7～25 kg/hm²，降幅為95.0%～98.4%；20～40 cm土層從206～302 kg/hm²降到27～59 kg/hm²，降幅為80.5%～90.3%（表5）。

3"結論與討論

本研究通過對強還原滅菌法處理前后土壤分析，發現土壤電導率、pH、總鹽分和硝酸鹽累積量均較處理前顯著降低。0～20 cm土層土壤電導率、pH和土壤總鹽分含量降幅分別為30.3%～52.4%、5.2%～7.6%和66.6%～81.2%，20～40 cm降幅分別為32.2%～53.6%、3.4%～6.6%和66.3%～80.6%。其他學者研究表明，土壤強還原處理或有機物料處理可以降低土壤電導率，提高土壤pH[1，4，6～7]，土壤電導率變化與本研究結果一致，但pH變化與本研究相反，這可能是由于本研究中土壤含鹽量較高，造成土壤初始pH值較高，而強還原處理大幅降低了土壤含鹽量；設施種植過程中的主要鹽基離子為SO₄2-，強還原法將大量的SO₄2-以氣體形式排放，過程中產生H+，從而降低了土壤pH。

強還原處理后0～40 cm土壤硝態氮含量驟降，降幅為89.9%～94.5%，其中0～20 cm土層土壤硝態氮含量從359～548 kg/hm²降到7～25 kg/hm²，20～40 cm土層從206～302 kg/hm²降到27～59 kg/hm²。朱同彬

等[8]研究也發現，強還原處理使土壤氧化還原電位迅速下降，有效消除了土壤積累的硝態氮。氧氣的缺乏會導致以好氧菌為主的硝化細菌活性受到抑制，從而以厭氧菌為主的反硝化細菌活性提高，這可能是強還原滅菌法中反硝化作用增強的部分原因；不僅如此，有機物料厭氧腐解也能大幅提升土壤中活性有機碳含量為微生物生長提供可利用碳源，進一步提高土壤中的反硝化作用，今而提高反硝化作用。

綜上可見，在設施蔬菜休閑期，采用強還原處理可以降低鹽分，減少土壤硝態氮積累，改善土壤環境；此法就地取材，不僅能有效緩解連作障礙大棚土壤鹽漬化問題，而且較為經濟，有利于設施栽培的可持續發展。

參考文獻：

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[3]"李小萌，陳效民，曲成闖，等. 生物有機肥與減量配施化肥對連作黃瓜養分利用率及產量的影響[J]. 水土保持學報， 2022，34（2）：86-89.

[4]"王廣印，郭衛麗，陳碧華，等. 強還原土壤滅菌法防控瓜菜土壤連作障礙效果的影響因素[J]. 中國瓜菜， 2013，36（2）： 11-18.

[5]"鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京： 中國農業出版社， 2005.

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[7]"陳士勇，楊艷菊，黃帥，等. 強還原處理對西瓜連作土壤性質及西瓜產量的影響[J]. 揚州大學學報（農業與生命科學版）， 2019，40（5）： 103-109.

[8]"朱同彬，孟天竹，張金波，等. 強還原方法對退化設施蔬菜地土壤的修復[J]. 應用生態學報， 2013，24（9）： 2 619-2 624.