1、大棚土壤盐分累积特征与调控措施研究第 2o 卷第 3 期442004 年 5 月农业工程TransactionsoftheCSAEVo1.20No.3May2004大棚土壤盐分累积特征与调控措施研究李刚,张乃明,毛昆明,史静,佘丽娜(1.云南农业大学资源与环境学院,昆明 650201;2.华南农业大学资源与环境学院 ,广州 510642)摘要:通过对昆明地区不同年限的大棚土壤的管理现状调查分析及采集次生盐渍化严重的土壤做调控盐分的盆栽模拟试验,研究了保护地大棚土壤次生盐渍化的形成特征以及土壤调理剂对大棚土壤盐分的调控效果,结果表明:随着大棚年限的增长,耕层土壤的盐分在增加.盐分组成以 Ca 和
2、 NO3 为主,O60cm 土层的盐分剖面由露地的直筒型向倒锥形发展,由泥炭,沸石,锯末等改良材料组合成的土壤调理剂控盐效果显着,耕层土壤全盐含量降幅在 1932 之间.关键词:大棚;土壤;盐分;累积特征;土壤调理剂中图分类号:S156.4 9 文献标识码:A 文章编号:1002 6819(2004)030044-040 引言近年来设施生产花卉,蔬菜在我国迅速发展,以日光温室和塑料大棚为主的设施栽培面积已超过 1()()万hm 扎.设施农业在农村产业结构调整和增加农民收入方面发挥着十分重要的作用.但是随着设施花卉,蔬菜栽培面积的迅速扩张及栽培年限的增长,加之不合理的水肥管理等原因,使大棚设施土
3、壤产生一系列障碍问题,包括土壤次生盐渍化【,土壤养分失调,作物连作生理障碍 l7.一,土壤理化性状恶化!,土壤微生物区系的改变【“等.其中土壤次生盐渍化是设施土壤最主要的问题之一,也是国内外设施栽培中普遍存在的技术难点.地处西南边陲的云南省,因其独特的高原光热气候资源而成为全球最适宜设施花卉,蔬菜栽培的地区之一,其鲜切花更是占据国内 O 以上的市场份额,在国际市场也享有盛誉.但是云南的设施栽培同样存在上述问题,土壤次生盐渍化问题相当严重,已造成大面积的减产,病虫害,产品品质降低,大棚废弃等生产问题,严重威胁设施生产的可持续发展.针对设施生产中存在的问题,我们对云南花卉,蔬菜主产区呈贡县斗南镇(
4、亚洲最大的鲜切花拍卖中心所在地)的大棚土壤次生盐渍化的盐分累积特征和调控进行了系统调查和研究.1 材料与方法1.1 调查采样选择具有代表性的大棚花卉,蔬菜主产区:呈贡县斗南镇的斗南村,梅子村,江尾村,可乐村为试验采样点,采取面上调查和定点观测相结合的方法,分别对露地土壤(0 年)和种植时间为 3,6,10 年的大棚土壤 O20CIT1,2O40cm,4O 6Ocm,分层定点取土分析,布采样点 6O 个,其中露地(O 年)9 个,3 年大棚 2O 个,6 年大棚 18 个,10 年大棚 13 个.1.2 盆栽试验从研究区采集连作障碍严重的 15 年大棚土壤(O10cm)作室内盆栽试验 I:土样风
5、干,过 3mm 筛,每盆称取土 1kg,按照 L.(3)正交方案表 (表 1),拌入 4 种不同量的改良材料:沸石粉,泥炭,锯末,秸秆混匀装盆 ,重复两次;盆栽试验:每盆称取土 1kg,分别拌入土壤调理剂 0g(对照),5g,10g,15g,20g 混匀装盆,每处理重复 3 次.两盆栽试验均栽种西芹(ApiumgraveolensI.),品种为文图拉 ,在西芹移栽第 7 周一次性采土样分析.供试土壤的基本性状见表 2.表 1 正交试验因素水平表Fig.1Factorsandlevelsoforthogonalexperimentg?kg表 2 供试土壤的基本理化性状Table2Basicpro
6、pertiesofsoilsusedinexperiments收稿日期:20030806 修订日期:20040405基金项目:云南省“十五“ 科技攻关项目(NG035)作者简介:李刚(1974 一), 男 ,硕士生,主要进行设施土壤环境和土地整理方面的研究.昆明云南农业大学资源与环境学院,650201通讯作者:张乃明(1963 一),男.教授,主要从事土壤环境质量演变,设施农业技术方面的研究.云南省昆明市黑龙潭云南农业大学资源与环境学院,6502011.3 测试项目及方法EC 值:由 HANNAHI993310 型电导仪测定(土:水=1:5);全盐:残渣烘干质量法 ;NO;-:酚二磺酸比色法;
7、Ca,Mg:原子吸收分光光度法;K,Na:火焰光度法;SO; 一:EDTA 间接络和滴定法,HCO:中和滴定法,C1 一:硝酸银滴定法;土壤理化性状:土壤常规农化分析法.数据用 SPSS 统计分析软件处第 3 期李刚等:大棚土壤盐分累积特征与调控措施研究2 结果与讨论2.1 大棚土壤盐分累积特征2.1.1 不同年限大棚土壤盐分纵向累积特征随着大棚使用年限的延长,耕层(020cm) 土壤的全盐含量在不断增加,表层聚积趋势明显;同露地土壤(0 年)相比:O 60cm 土层的盐分剖面从露地的直筒型逐步向表层积盐的倒锥型发展,见图 1.大棚年限越长,表土聚盐量越多(10 年大棚土,曾有改进措施,表土积
8、l0逼 20嫠 30焉 4.060盐分含量/g?kg0.60.40200.20.40.6lf,:,I_-tf,-,-f_f,ltI,f,t_ flff,l0三 20冀 30墨 40j060盐分含量/g?kg0.80400.40.8誓毒;:;.-麟 pPbPP.盐呈现比 6 年大棚土减少现象),其土壤盐分剖面的倒锥状越明显.大棚内表土累积盐分的原因有几种:1)大棚内温湿度高于棚外,土表蒸发强烈,使土壤表层水分汽化,带动地下水和土层水分不断上升,产生连续性的上升水流,而溶于水中的盐分离子就被带到土壤表层而聚积;2)追肥时水溶表施使养分积于表层;3)地下水位高,排水不畅,地下水易于上升,使表土积盐;
9、4)大棚土壤得不到天然降水淋洗,也加剧了表土积盐.l052030405060盐分含量/g?kg 盐分含量/g?kg61.2080400,40.81.21.61.20.80.400.51.0:j;fE群.硼.:露地(0 年)3 年大栅土 6 年大栅土 10 年太棚土I 主羔 IJ 二:.jICaMgKNaClttCONOjSO;一图 1 不同年限大棚土壤的含盐量剖面Fig.1Profileofsaltcontentofsoilsinplasticgreenhouseofdifferentages2.1.2 不同年限大棚耕层土壤的盐分组成特征不同棚龄大棚 020cm 土层的可溶性盐分离子的含量(8
10、 种离子之和), 露地(10 年老菜地),3,6,10 年大棚分别为 1.04,2.27,2.67,3.32g/kg,这表明经 3 年左右时间,耕层土壤的全盐量可增加一倍,随着使用年限的增长,高的甚至达到三倍以上.同时.盐分组成也有明显的变化,露天老菜地的土壤 8 种主要盐分离子在研究的土壤深度内没有明显变化,阳离子以 Ca 为主,阴离子以 S()j 和 No 为主.随着年限的延长,盐分开始向表层土壤积聚.在 020cm 土层的 Ca 占同层全盐量的比例,由露地的 32.上升为 10 年棚的 40;No则由 14 上升到 10 年棚的 33,而 So;由 29 下降为 15,其它离子的变化则不
11、明显.这些变化同当地农户大量施用有机肥(未腐熟),过磷酸钙和尿素肥料的趋势相吻合.No 引起的盐分浓度障碍是造成作物盐害的主要因子(表 3).表 3 不同年限大棚土壤的盐分组成Table3Constituentofsaltinsoilsinplasticgreenhouseofdifferentages2.2 改良材料的配比与减轻盐渍化的效果采用沸石粉,泥炭,锯末,秸秆所做的正交盆栽试验结果表明:改良材料在不同施用水平上降低土壤 EC 值和全盐量的效果差异较大,试验结果见表 4.从直观上看(+表示升高,一表示降低),1,7,8,9 组合的 EC 值和全盐含量均比供试土壤升高,2,3,4,5,6
12、 组合则降低,46 农业工程表明这几种材料的用量必需适宜,少用或多用会使 EC值和全盐含量升高,加重盐害;2,6 组合降低 EC 和全盐的效果最明显,分别降低 0.68mS/cm 和 0.17%.但是最优的处理组合须进行方差分析和多重比较得出结果口,由于本试验土壤电导率与全盐含量呈显着相关(r 一 0.929),所以只对电导率 EC 的结果作方差分析 .表 4 沸石粉,泥炭,锯末,秸秆对控盐效果影响的正交试验结果Table4Effectsofappliedquantityofzeolite,peat,sawdustandstrawoncontrollingsaltandresultoforth
13、ogonalityexperiment处理 ABCD 电导率均值全盐均 EC 增全盐增编号沸石粉泥炭锯末秸秆/mS?cm 值/减率/减率/0.68+32.80.3128.60.4013.40.447.56O.4O 一 13,40.3128.60.60+18.90.69+34.450.94+74.8+41.735.416.78.316.735.4+25.0+43.8+95.8表 5 四种材料对控盐效果影响的正交试验结果方差分析Table5EffectsofappliedquantityoffourmaterialsoncontrollingsaltandresultofANOVA变异来源平方和自
14、由度均方 FF5Foo区组 0A6.51B0.56C0.55D3.36试验误差 0.04从表 5 看出 4 种改良材料区组间差异均达极显着水平,再作多重比较确定能降低 EC 值的最优水平组合.图 2 是 4 种材料的不同水平的电导率平均值间的多重比较(SSR).其中沸石粉,泥炭,秸杆材料的 3 水平之间差异显着(a 一 0.05),锯末的 1(2g/kg),2(4g/kg)水平没有差异,与 3 水平(6g/kg)间差异明显.这里比较的 EC 平均数的含义是:分别代表表 4 中 A,B,C,D4 列同一水平的两次重复的平均值,如 A 列(表 4)对应于“1“水平的 EC 和的两次重复的平均值.由
15、于本试验的目的是寻求降低 EC 值的最佳水平组合,那些 EC 平均值大的水平组合如图 2 中差异最显着的水平 A.,B,C,C 扒 D 不是试验需要的.即 A.BCD 和 A.BCD,组合.因此从图 2 看出,在供试验的土壤次生盐渍水平上控制盐害的最佳改良材料水平组合是 A.B.C.D.,即采用沸石粉 6g/kg,泥炭 10g/kg,锯末 6g/kg,秸秆 6g/kg 的组合能显着降低大棚土壤 EC 值和盐分含量,达到控制次生盐渍化水平的目的.2.3 土壤调理剂用量与控制盐渍化的效果在综合上述改良材料的基础上配制出一种大棚土壤连作障碍控制的土壤调理剂,该土壤调理剂由沸石粉,泥炭,锯末等组成.用
16、这种调理剂所做的盆栽试验表明:施用调理剂后,各处理降低土壤 EC 值(05crn)的A3AlA2a.沸石粉BIB3B2b.泥炭曲 CIC2C3c.锯末DID3D2d.秸秆图 2 四种改良材料不同水平处理电导率平均值间的多重比较Fig.2MultivariatecomparisonofmeanofECatdifferentleveloffourmaterials程度有所不同,处理间差异达极显着水平(表 6).每 kg土施用 15,20g 调理剂的效果与对照差异不显着,施用量为 5g 和 10g 则与对照差异显着,而这两组的处理间也无显着差异(表 7);与对照相比 ,施用 10g 调理剂后使电导率
17、降低 1.64mS/cm,降幅达 41.4,是最佳用量.虽然 5g 用量也有降低 EC 值 40%左右的效果,考虑到研究区土壤的次生盐渍化的程度不同以及前瞻性,选择 10g/kg 为推广施用量,即每公顷施用 11.25t.各处理间西芹的苗期生长情况差异很大.移栽后两周对照西芹出现枯萎,接着枯死;调理剂用量 15 和 20g 处理西芹在第四周开始枯死;5 和 10g 处理西芹在采样前没有枯死现象,但长得弱小.西芹的这种长势反映了盐害的程度,与最后土样的 EC 值分析结果是一致的.表 6 各处理的方差分析Table6Varianceanalysisofdifferenttreatments表 7
18、各处理的多重比较(Duncan)Table7Multivariatecomparisonofdifferenttreatments(Duncan)2.4 土壤调理剂在田间的应用效果施用土壤调理剂在盆栽试验取得比较理想的调控效果后,在昆明市蔬菜花卉的主产区呈贡县的斗南,梅子,江尾和可乐四个村盐害较重的塑料大棚内进行调理剂的示范试验(0.4hm.). 试验分施用和对照两个处理,按照每 rn.土壤( 表层 10cm)施用 1kg 土壤调理剂用量,分别用于连作西芹和康乃馨大棚,试验结果表明:在8642Ol-暑暑磐嚣8642Ol-暑暑露第 3 期李剐等:大棚土壤盐分累积特征与调控措施研究 47四个村施用土壤调理剂后西芹的产量与对照相比增产幅度达到 11.216.8V0,西芹在生育期内的长势整
