花卉连作年限对土壤理化性质的影响

蔡达明，王海锋，沈秋兰，洪春来

(1.海宁市土肥植保能源技术服务站，浙江 海宁 314400；2.海宁绿佳家庭农场，浙江 海宁 314408；3.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

自20世纪80年代以来，海宁市的花卉种植面积不断扩大[1]。2019年种植面积为667 hm2，较2000年增长667.9%[2]。海宁花卉栽培以鲜切花为主，种类主要为百合、非洲菊、玫瑰等。因经济效益高，花卉的专业化、规模化和设施化面积不断增大，但日益严重的连作障碍成为限制其可持续发展的瓶颈之一[3]。土壤质量下降是造成连作障碍的主要因素之一，具体包括土壤物理性质的改变，以及养分失衡、盐碱化、酶活性降低和有害物质积累等多个方面[4]。有研究认为，花生根系土壤理化性质和土壤微生物群落结构受连作影响，且对连作年限的响应规律一致[4]。土壤综合理化性质与硒砂瓜连作年限不存在相关性，硒砂瓜连作障碍不是由于土壤理化性质的改变所导致[5]。因此，研究花卉连作条件下土壤理化性质的变化规律及相关性对减轻或消除花卉连作障碍具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 土样采集

设施花卉土壤采自浙江省海宁市长安镇非洲菊和百合种植基地，选择连续种植年限分别为1、2、3 a的大棚各3个，以确保耕作管理措施和土壤类型的相对一致性。利用内径2 cm的土钻，采用5点法取样，采集0～20 cm根区耕层土壤，将3个田块的土壤混匀风干保存，测定土壤pH和电导率(EC)，以及有机质、速效氮、速效磷和速效钾的含量。

1.2 测定项目与方法

土壤pH值采用土∶水为1∶5的酸度计法测定；土壤有机质采用重铬酸钾容量法测定；土壤速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼蓝比色法测定；速效钾采用中性乙酸铵浸提-火焰光度法测定；速效氮采用流动注射分析仪测定；EC采用电极法测定。

1.3 数据分析

数据采用Excel 2010统计和作图。

2 结果与分析

2.1 连作年限对土壤有机质含量的影响

从图1可以看出，随着花卉连作年限的增加，百合种植土壤中的有机质呈明显的上升趋势；非洲菊种植土壤中的有机质含量总体变化不大，连作2 a后达到最大值，连作3 a后呈下降趋势。据调查访问，该非洲菊基地在第1年种植前施用了大量有机肥进行改土培肥，从第2年开始有机肥用量大大降低，而以化肥为主，随着有机肥在土壤中的矿化，其有机质含量开始下降。

图1 不同连作年限花卉土壤中有机质含量的动态变化

2.2 连作年限对土壤养分含量的影响

由图2可见，除非洲菊土壤的有效磷含量随连作年限增加而减少外，百合和非洲菊土壤的速效氮、速效钾含量以及百合的有效磷含量均在连作2 a达到最大值，在3 a开始下降。究其原因，可能是种植户大量施用化肥，超过了花卉对养分的需求量，作物选择性吸收部分养分，导致剩余未吸收利用的养分在土壤中富集，从而引发连作障碍，影响花卉生长。很多种植户为防止连作障碍的发生，常在连作2 a后通过灌水洗盐或水旱轮作等措施降低土壤表层养分，从而导致种植3 a后的土壤速效养分明显下降。

图2 不同连作年限花卉土壤中速效氮、有效磷、速效钾含量的动态变化

2.3 连作年限对EC和pH的影响

图3显示，随着连作年限的增加，百合和非洲菊种植土壤的电导率均在连作2 a时达到最大值，均超过1 000 μS·cm-1，土壤具有明显的次生盐渍化倾向；而连作3 a后的土壤电导率反呈下降趋势。究其原因，这可能是种植户为了防止连作障碍，在连作2 a后开始对种植土壤进行灌水闷棚，或进行一茬的水旱轮作，通过灌水淋洗或水稻种植，使土壤中的盐分随着水分淋溶迁移到耕层之下，降低了表层土壤的盐分，使土壤电导率降低。

图3 不同连作年限花卉土壤电导率的动态变化

图4显示，随着连作年限的增加，百合和非洲菊种植土壤中的pH值总体呈下降趋势，说明随着连作年限的增加，花卉土壤有酸化的趋势，这主要是由于花卉种植中大量施用化肥，尤其是生理酸性化肥的大量施用而导致的。

图4 不同连作年限花卉土壤pH的动态变化

3 小结

连作年限主要通过改变土壤pH值、电导率和养分含量来影响百合和非洲菊的生长环境，特别是土壤酸化和次生盐渍化是导致花卉土壤连作障碍的重要因子，也是花卉连作障碍防控中需要修复的主要理化指标。在本研究中，随着连作年限的增加，种植百合和非洲菊的土壤电导率均在连作2 a时达到最大值，均超过1 000 μS·cm-1，土壤具有明显的次生盐渍化倾向。究其原因，可能是在设施栽培条件下，随着大量肥料的投入，土壤盐类在无雨淋洗的同时，加之地表温度较高，土壤毛细管蒸腾作用强烈，明显加剧了耕层土壤盐类的聚集[7]。随着连作年限的增加，百合和非洲菊种植土壤中的pH值总体呈现出下降的趋势，说明随着连作年限的增加，使土壤有酸化的趋势。究其原因，可能是随着花卉种植年限的延长，大量生理酸性化学肥料的施用，导致硫酸根等酸根离子在土壤中残留，促进了土壤酸化[8]。与电导率的变化趋势一致，大部分土壤速效养分含量也在花卉连作2 a时达到最大值。通过调查访问得知，当地种植户为防止土壤次生盐渍化和连作障碍，一般在连作2 a后，通过淹水焖棚、水旱轮作等方式淋洗表层土壤的盐分和养分。因此，连作3 a的土壤电导率和大部分速效养分含量均比连作2 a的有所降低，土壤速效养分的动态变化趋势与李艾芬等[9]的研究结论相似。