山西天镇设施菜地土壤养分状况分析

湛润生，曹晓鹏，常绍伟，戎婷婷

（山西大同大学生命科学学院山西大同037009）

山西天镇设施菜地土壤养分状况分析

湛润生，曹晓鹏，常绍伟，戎婷婷

（山西大同大学生命科学学院山西大同037009）

为了研究山西天镇设施菜地土壤养分状况，以设施菜地相邻大田土壤为对照，选择当地有代表性的设施大棚21个，采用“S”型五点式采样，采集0～20 cm土壤样品进行分析化验。结果表明，与对照相比，天镇县设施菜地土壤pH值较对照（8.26）降低了1.5～2.5，出现了明显酸化趋势；土壤有机质质量分数平均为15.41 g·kg-1，整体含量偏低，导致土壤养分得不到合理利用；土壤全氮质量分数在0.4～0.6 g·kg-1，有效磷质量分数小于30 mg·kg-1，依据菜地土壤养分分级标准，氮磷含量均属于严重缺乏；土壤速效钾质量分数大于200 mg·kg-1，超过了作物需求量，后期应严格控制钾肥施用量。总之，当地设施蔬菜生产中的不合理施肥，已导致土壤养分供应与蔬菜养分需求严重失调，今后应推广科学施肥。

设施菜地；土壤养分；合理施肥

随着我国社会的发展，人民对于生活质量的要求也越来越高。同时，由于设施蔬菜种植技术的进步与发展，越来越多的反季蔬菜出现在人们的餐桌上。设施蔬菜对于保证蔬菜周年供应、改善人民生活质量、提高农民收入起到了重要作用。土壤不仅是蔬菜生长发育的载体，也是蔬菜所必需营养元素的主要来源，土壤各种养分的供给水平直接关系到设施蔬菜的产量和品质[1]。但是在设施蔬菜生产中，普遍缺乏相应的设施蔬菜施肥指导技术体系，盲目施肥现象很普遍[2]。不合理施肥，一方面容易导致蔬菜养分供应不足，影响设施蔬菜产业可持续发展；另一方面容易导致土壤养分过剩，污染环境。

山西省天镇县属于大陆性北温带季风气候，年平均气温6.4℃，无霜期115 d左右，当地水资源匮乏，农业发展受到极大制约。近年来，天镇县依托与北京东城区农产品产销对接合作，大幅增加农副产品直营店数量，扩大京津地区“菜篮子”基地规模。每年有近万t蔬菜供应北京市将近20家直销店，目前全县已经建成了无公害蔬菜大棚2.3万栋，设施菜地总面积近1 400 hm2。然而目前还没有当地设施菜地土壤养分状况的报道。因此，笔者选取山西省天镇县设施菜地土壤为研究对象，通过监测土壤pH值和有机质、全氮、有效磷、速效钾含量状况，从而为当地设施蔬菜持续发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 采样方法

于2016年3月27日采集土壤样品，在天镇县设施蔬菜集中的玉泉镇、南河堡乡和三十里铺乡选择有代表性的设施大棚21个，当地设施大棚面积一般为334 m2或467 m22种规格。试验以“S”型五点式采样，采集0～20 cm土样。同时，选取设施菜地附近农田土壤，以同样方法采集对照土样。土壤样品风干后，分别过20目和100目筛，备用。

1.2 测定项目及方法

于2016年4月到5月在实验室内分析化验土壤样品。pH值采用pH计法（水土质量比为2.5∶1），有机质含量测定采用重铬酸钾-外加热法，全氮含量测定采用半微量凯氏法，有效磷含量测定采用碳酸氢钠浸提-钼蓝比色法，速效钾含量测定采用乙酸铵浸提-火焰光度法[3]。每个样品平行测定3次，取平均值，结果与表1菜地土壤养分分级标准[4]比较，判断当地设施菜地土壤养分丰缺情况。

应用SPSS 18.0软件进行数据的统计分析，相关分析采用Pearson系数双变量相关分析法。

表1 菜地土壤养分分级标准

2 结果与分析

2.1 土壤pH值

从图1可以看出，天镇县的设施菜地土壤出现酸化趋势，菜地土壤pH值较对照（8.26）降低了1.5～2.5。说明当地设施蔬菜生产已经导致土壤酸化，造成土壤理化性质改变，影响蔬菜的产量和品质，在今后的生产中要注意施用酸性较小或偏碱性的肥料。

图1 土壤pH值

2.2 土壤有机质含量

从图2可知，不同设施菜地土壤有机质质量分数差别很大，最大值达到42.5 g·kg-1，最小的只有0.76 g·kg-1。出现这一情况，与菜农的不合理施肥有关。近年来，设施蔬菜在天镇县发展迅速，但是由于设施蔬菜栽培的特殊性，相关管理技术推广滞后，菜农盲目施肥现象普遍，不能做到用地与养地相结合。

图2 土壤有机质含量状况

2.3 土壤全氮含量

土壤中的氮元素是农作物生长必备的元素之一，其含量多少将直接决定农作物的长势与产量。天镇县设施菜地土壤全氮质量分数主要分布在0.4～0.6 g·kg-1（图3），按照菜地土壤养分分级标准（表1），属于严重缺乏。

图3 土壤全氮含量状况

2.4 土壤有效磷含量

由图4可以看出，天镇县设施菜地土壤有效磷质量分数差异很大，最低值仅2.63 mg·kg-1，最高值为29.30 mg·kg-1，后者是前者的11倍。依据菜地土壤养分分级标准（表1），当地菜地土壤62%属于严重缺磷，其余38%属于轻度缺磷。

图4 土壤有效磷含量状况

2.5 土壤速效钾含量

由图5可见，天镇县设施菜地土壤速效钾质量分数最低值为183.77 mg·kg-1，比对照增加了61.71%；最高达到了328.71 mg·kg-1，是对照的2.89倍。依据菜地土壤养分分级标准（表1），当地设施菜地土壤速效钾质量分数超过200 mg·kg-1，整体含量偏高。

图5 土壤速效钾含量状况

2.6 不同养分指标之间的相关性

相关性分析表明（表2），pH值与各指标之间没有显著相关性；有机质与各指标均呈现正相关，其中与全氮呈显著正相关，与速效钾呈极显著正相关；全氮与有效磷呈极显著负相关，与速效钾呈极显著正相关；有效磷与速效钾呈极显著负相关。

表2 不同土壤化学性状间的相关性

3 讨论与结论

设施菜地为了能够抵抗寒冷气候，通过密闭的环境来储备蔬菜所需要的热量和水分，如果同时施用大量的有机肥和化肥，将导致土壤酸性加重，影响蔬菜对土壤养分的吸收。本研究结果表明，天镇县设施菜地土壤也出现了酸化趋势，这一结论与笔者在其他地区相关研究结论一致[2]。据报道，大多数蔬菜适宜生存在pH 6.0～6.5的土壤中[5]，当地设施菜地土壤pH值目前仍处于适宜范围。按照表1菜地土壤养分分级标准，天镇县菜地土壤有机质含量较低，只有4.76%属于较高水平，19.05%属于中等水平，其余均低于20 g·kg-1，属于缺乏或严重缺乏。土壤有机质对土壤肥力起着巨大的作用，其不仅可以满足植物生长的营养需求，同时，有机质含量较低也会影响土地的使用寿命，影响当地设施菜地可持续发展。因此今后应该注重科学施肥，增加土壤有机质的积累。

有研究表明，茄果类、瓜类和豆类等蔬菜的N、P、K需肥比例分别为1∶0.25∶1.58，1∶0.29∶1.47 和1∶0.3∶1.44[6]。茄果类、瓜类对钾的需求量最大，其次是氮，对磷的需求量最少。天镇县设施菜地土壤中的氮属于严重缺乏，今后要增加氮肥施用量。当地菜地土壤大约2/3属于严重缺磷，其余1/3属于轻度缺磷，今后应增加磷酸二铵、过磷酸钙、磷酸二氢钾以及蔬菜专用冲施肥等磷肥的施用量，满足蔬菜对磷的需求。土壤溶液中存在的钾离子是能够被植物直接吸收的速效钾。施用钾肥可以增加蔬菜产量，提高蔬菜可食部分中的维生素C、还原糖含量，降低硝酸盐含量、酸度，增加商品价值[7]。前期研究表明，设施蔬菜生产中普遍存在重施氮、磷，而轻施钾的现象，设施栽培氮磷钾的施用比例与作物需求有较大差距，导致土壤中钾严重缺乏，蔬菜所需钾元素仅靠有机肥补充。然而，近年来随着菜农对钾肥营养重要性的认识，钾肥开始在蔬菜生产中推广，土壤速效钾含量有所提升[8-10]。当地设施菜地土壤钾含量已经远远超过了作物需求量，今后应严格控制钾肥施用量，避免土壤环境污染事件发生。

本研究结果表明，天镇县设施菜地土壤养分含量极不均衡，有机质、氮、磷均属于缺乏或严重缺乏，钾含量远超过了蔬菜需求范围，同时土壤出现酸化趋势。今后应积极实行测土配方施肥，提倡平衡施肥；同时配合新型设施蔬菜专用肥料品种研制，实现设施蔬菜可持续发展。

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[8]孙兴祥，王甫同，周峰．江苏省西瓜甜瓜产区土壤质量状况调查与评价[J]．中国瓜菜，2013，26（5）：16-18，22．

[9]常瑾，涛贵荣，郭玉林．西安郊区育苗大棚土壤养分状况研究[J]．西北林学院学报，2010，25（6）：52-54．

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Soil nutrient status of vegetable-cultivated greenhouse in Tianzhen county of Shanxi

ZHAN Runsheng,CAO Xiaopeng,CHANG Shaowei,RONG Tingting

（Colllege of Life Science,Shanxi Datong University,Datong 037009,Shanxi,China）

In order to clarify soil nutrient of vegetable-cultivated greenhouse in Tianzhen county of Shanxi,0-20 cm soil samples from 21 representative greenhouses were conducted using a S-sampling trip pattern with 5 sampling points, and the adjacent open field soil was used as control.The results indicated that pH value of vegetable-cultivated greenhouse was lower 1.5-2.5 than control(8.26),which showed a clearly acidification trend.Soil organic matter content was lower (15.41 g·kg-1),soil nutrients could not be effectively used.The content of soil total N was in the range of 0.4-0.6 g·kg-1, available P content was lower than 30 mg·kg-1,total N and available P contents were seriously deficient.Soil available K was more than 200 mg·kg-1which exceeded the normal demand for crops,and we should control the amount of potash fertilizer application in the future.In short,vegetable-cultivated greenhouse unreasonable fertilization has led to significant differences in soil nutrient supply and vegetables demand.We should promote scientific fertilization in the future.

Vegetable-cultivated greenhouse；Soil nutrients；Rational fertilization

2016-09-01；

：2017-02-20

山西大同大学科研项目（2015K6）

湛润生，男，讲师，主要从事土壤环境化学方面的研究。E-mail：zhanrsh0511@126.com