山东省寿光市设施蔬菜大棚土壤质量调查与评价——亲土在线-农业土壤治理大数据平台(下)*

金 晟，朴成淳，商照聪，段路路，宋会明，李建丽

(1.金友立生态农业〔上海〕股份有限公司 上海 200062；2.上海化工研究院有限公司 上海 200062；3.中国农业大学资源与环境学院 北京 100193；4.化学工业出版社有限公司 北京 100011)

3 土壤改良措施

3.1 供试大棚概况

选择O2和O3的土壤作为改良的试验对象，2个大棚的连作品种均为青圆椒，栽培面积分别为930 m2和1 360 m2。

如表9所示，O2的土壤有机质含量优于O3，其他理化性质比较接近。

表9 2个大棚的土壤理化性质

3.2 改良措施与操作方法

3.2.1 改良措施

深土破碎(PS)是常用的改良土壤物理性质的方法，能够增加土壤空隙率，提高透水和透气性，同时还能避免盐分过度积累，保证作物根系正常生长。解决病虫害的方法主要有化学防治与生物防治，前者主要通过乙醇对土壤进行消毒，后者主要通过微生物生命代谢活动改良土壤。采用乙醇消毒，无环境残留，施工作业简单，成本较低，对塑料等农资的老化无影响，对细菌、丝状菌、线虫、土壤害虫以及杂草等具有防治效果。生物防治可抑制有害病虫菌的生长，微生物生命代谢活动产生的营养物质可促进农作物生长，也能促进土壤团粒结构的形成，从而提高土壤的透气性和透水性，所吸附的盐类可缓慢释放以缓解盐分障碍；此外，微生物繁殖还能减少杂草种子的活力，起到防治杂草的效果。针对蔬菜大棚的病虫害问题，分别对土壤采用乙醇消毒(YD)和微生物肥处理(WSW)，对比2种方法减轻病虫害的效果。

3.2.2 操作方法

WSW：将原土原菌绿色复合微生物剂的培养原液稀释100倍，每8 d喷洒1次，每次用量为3 000 L/hm2，共喷洒3次；喷洒完成后实施旋耕作业，15 d后种植作物。试验采用金友立绿色复合微生物剂产品，该产品是将原土多种功能型微生物以非加热接触方式(80～90 ℃)混合培养制得，适合各种土壤环境，其中包含的微生物菌群有乳杆菌、普雷沃氏菌科、醋酸杆菌科、红螺菌科和博伊丁假丝酵母等。

PS：使用振动型深度破碎机通过上下振动使犁底层细密破碎，破碎深度为60 cm，并在45 cm土层处布置改善地下排水的排水管。试验采用的深土振动破碎机由金友立生态农业(上海)股份有限公司特制。

YD：将体积分数95%的工业乙醇按0.5%～1.0%比例稀释后一次灌入土壤中，灌入量为200～300 t/hm2，用塑料布覆盖土壤表面10 d后实施旋耕作业，7 d后种植作物。

为探究不同改良措施的具体效果，在O2中采用YD与PS相结合的改良处理(PS-YD)，在O3中设置WSW与PS并用的改良处理(PS-WSW)，同时在2个大棚中分别设置棚内对照(CK1和CK2)。2个大棚的土壤改良处理设置如表10所示。

表10 2个大棚的土壤改良处理设置

3.3 测定方法与评估标准

分别在土壤改良处理实施前和实施30 d后实地测定土壤物理性质，并通过取土测定土壤化学性质，其中土壤pH、电导率、盐分含量等项目的测定由上海化工研究院有限公司检测中心完成。

3.4 统计方法

原始数据通过Excel表格整理，采用SPSS统计分析软件进行差异显著性分析。

4 土壤改良结果与分析

4.1 不同土壤改良处理对土壤理化性质的影响

4.1.1 对土壤物理性质的影响

如表11所示，2种土壤改良处理均能明显改善深层土壤的物理性质。在CK1和CK2处理下，O2和O3的深层土壤硬度分别为34 mm和32 mm，容积密度分别为2.0 g/cm3和2.1 g/cm3，而PS-YD和PS-WSW处理的土壤硬度明显降低，分别为22 mm和19 mm，容积密度也明显减小，均为1.4 g/cm3。与CK1和CK2处理相比，2种土壤改良处理能使深层土壤的孔隙率明显增大，均提高了50%以上。2种土壤改良处理对深层土壤透气性的改善不太明显，其中PS-YD处理的深层土壤透气性比CK1处理的有所改善(从0.9升至1.2)，但PS-WSW处理的深层土壤透气性比CK2处理的有所降低(从1.2降至0.9)。

表11 2种土壤改良处理对土壤物理性质的影响

相比之下，2种土壤改良处理对耕层土壤物理性质的改善不太明显。

4.1.2 对土壤化学性质的影响

如表12所示，2种土壤改良处理对设施蔬菜大棚土壤化学性质的影响不同。PS-YD处理的耕层和深层土壤的pH分别为7.4和6.7，均低于CK1处理；而PS-WSW处理的土壤pH与CK2相比变化不明显，表明YD处理能够使土壤的碱性降低，而WSW对土壤pH几乎没有影响，这可能是因为乙醇溶液呈中性，减弱了土壤溶液中的碱度。

表12 2种土壤改良处理对设施蔬菜大棚土壤化学性质的影响

2种土壤改良处理对不同土层的土壤电导率影响不同。对于耕层土壤，CK1和CK2处理的土壤电导率分别为4.2 S/m和4.0 S/m，而PS-YD和PS-WSW处理的土壤电导率分别降至1.4 S/m和1.8 S/m，表明2种土壤改良处理均能降低耕层土壤的电导率；而深层土壤的电导率经改良处理后反而提高，PS-YD处理由0.7 S/m提高至1.8 S/m，PS-WSW处理由0.9 S/m提高至1.5 S/m，这可能是由于PS使得耕层土壤与深层土壤间的盐分分布更加均匀，降低了盐分在耕层土壤的累积，从而增大了深层土壤的盐分含量。

与CK1和CK2相比，经PS-YD和PS-WSW处理后，耕层土壤中的有机质质量分数分别由4.8%、3.3%降至3.4%、2.8%，表明2种土壤改良处理对耕层土壤有机质含量的影响较大。与之相比，深层土壤有机质含量变化不大。这可能是由于经改良处理后，耕层土壤的盐分累积得到缓解，植物与微生物的生存环境得到改善，加速了土壤有机质的分解。

2种土壤改良处理对土壤矿质元素含量的影响较大，且对不同元素的影响不尽相同。CK1和CK2处理下的耕层土壤中正磷酸盐磷(PO4-P)质量分数很大，而经PS-YD和PS-WSW处理后，耕层土壤中的PO4-P质量分数明显下降；与之相比，经改良处理后的深层土壤的PO4-P质量分数均大于CK1和CK2处理。可见，改良处理能明显降低耕层土壤磷素的累积。土壤中的硝态氮和PO4-P是重要的农业污染源，而改良处理能明显降低硝态氮和PO4-P在耕层土壤的累积，进而降低环境污染的风险。

4.2 不同土壤改良处理对土壤生物性状的影响

土壤内细菌密度分析结果表明，CK1处理的细菌密度为3.26×107CFU/g，PS-YD处理的为3.76×106CFU/g，即YD处理使土壤细菌密度降低了约90%，其中大部分根线虫、病菌性细菌等有害微生物被消除。尽管消毒过程中也会消灭对农作物生长有益的微生物，但这些微生物可随着农作物的生长在20 d内恢复正常状态。

土壤中的乳杆菌密度分析结果表明，CK2处理的土壤中乳杆菌密度为3.2×103CFU/g，PS-WSW处理的为6.0×104CFU/g，比CK2处理的明显高，且普雷沃氏菌科、醋酸杆菌科等微生物菌的活性也进一步提高，为农作物生长提供了有利条件。

4.3 小结

(1)采用PS-YD和PS-WSW对O2和O3土壤进行处理，30 d后的理化性质显示已经转化为有利于农作物生长的健康土壤。

(2)连作栽培大棚最大的问题是因病虫害造成农药用量增加，为了防治病虫害的发生，试验选用绿色、环保、经济的YD法。

(3)通过WSW处理，土壤中的乳杆菌密度明显增大，普雷沃氏菌科、醋酸杆菌科等微生物菌的活性也进一步提高，为农作物生长提供了有利条件。

5 结语

有研究表明，长期连作情况下蔬菜大棚的深层土壤容易形成犁底层，导致出现土壤盐分累积、植物根系生长环境恶化、病虫害等问题，严重影响了蔬菜生产，还存在环境污染风险[10-11]。本研究针对寿光地区典型蔬菜大棚，基于其主要的障碍因子，针对性地提出亲土在线土壤改良措施并评估了改良效果，为实现绿色生态、健康土壤、高品质蔬果的设施蔬菜大棚土壤管理最后一公里提供直接依据。