不同有机肥对土壤盐分的影响及崇明柑橘适用有机肥的筛选

刘静 郝祝霞 沈佳瑜 丰智松 李月帅 安琪琪 赵勤超 熊启中 张卫峰

摘要 ［目的］通过对不同有机肥进行室内培养，分析有机肥种类和用量对上海崇明柑橘园土壤pH、電导率以及土壤八大盐基离子的影响，为设施柑橘科学选择有机肥提供理论依据。［方法］采用室内25 ℃恒温培养90 d，研究蚯蚓粪、鸡粪与牛粪3种有机肥以及不同施用水平下设施柑橘土壤不同培养周期中各盐基离子、pH及电导率等10项指标的变化规律。［结果］3种有机肥的施用对土壤pH影响不大；蚯蚓粪和牛粪对土壤电导率影响不显著，但在20 g/kg施用水平下，鸡粪处理电导率相比于CK提高了28%；各种有机肥对八大盐基离子的影响有较大差异，蚯蚓粪在高施肥量时会导致Mg2+含量显著提高3.4%（与CK对比），而未对Na+、Ca2+、SO2-4含量产生影响；鸡粪的高量施用会导致土壤Na+、K+含量增幅分别达47.4%、188.2%，牛粪高量施用可显著提高土壤Ca2+含量（比CK提高6.8%）。［结论］崇明土壤盐分背景值较高，而设施柑橘对盐分相对敏感，蚯蚓粪可以避免盐分累积，而控制用量时也可考虑牛粪源有机肥，但鸡粪源有机肥即使在低用量时也会导致土壤盐分超标。

关键词 设施栽培；柑橘；有机肥；盐基离子

中图分类号 S666  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）03-0134-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.03.033

Effects of Different Organic Fertilizers on Soil Salinity and Screening of Organic Fertilizers Suitable for Chongming Citrus

Abstract ［Objective］To analyze soil pH， conductivity and soil ion changes during the effective period of organic fertilizer by conducting indoor culture experiments on different organic fertilizer applications， so as to provide a theoretical basis for the scientific selection of organic fertilizer in the facility. ［Method］Using indoor constant temperature cultivation at 25 ℃ for 90 days， the changes in 10 indicators of salt base ions， pH， and electrical conductivity in citrus soil under different application levels of three organic fertilizers， earthworm manure， chicken manure， and cow manure were studied. ［Result］The application of three organic fertilizers had little effect on soil pH change. At the application level of 20 g/kg， the conductivity of chicken manure treatment increased by 28% compared with blank treatment， and the conductivity of vermicompost treatment increased by only 0.8% compared with blank treatment. The high fertilization rate of vermicompost only led to the final content of Mg2+ higher than the blank by 3.4%， but did not affect the Na+， Ca2+ and SO2-4 content， the high fertilization rate of chicken manure led to the increase of soil Na+ and K+ content by 47.4% and 188.2%， and the Ca2+ content increased by 6.8% compared with the blank treatment under the high fertilizer application level of cow manure. ［Conclusion］The use of vermicompost for citrus organic fertilizer in facilities can better slow down salt accumulation.

Key words Facility cultivation;Citrus;Organic fertilizer;Salt-based ions

崇明岛位于西太平洋沿岸中国海岸线的中点地区，地处我国最大河流长江入海口，是世界最大的河口冲积岛。崇明岛的土壤电导率普遍较高，全岛电导率均值达7.087 μS/m，变异系数达225.8%，且东部地区表现明显，这是由于东部地区属于未经过潜育或潜育时间较短的潮滩湿地，土壤盐度高［1］。研究表明，土壤盐度对于沿海植物的生长发育有着重大影响［2］，尤其对于农业生产，土壤盐分状况分析显得尤为重要。近几年，崇明顺应市场需求引进红美人的设施栽培，但土壤盐基离子较高，且Zn、Mn等微量元素有效性较低，影响了树体的正常生长发育，进而影响了果实品质［3］，农户需要采取限根栽培，防止地下水盐分过高的影响，也考虑用雨水灌溉，避免灌溉水盐分过高。而肥料施用是盐分的另一个重要来源，如何加强肥料管理避免盐分过高尚未受到重视。

在设施柑橘的施肥管理上往往会施用大量有机肥，有研究认为，长期有机肥施用会加重土壤的盐分积累。钱皆兵等［4］研究发现，设施栽培后设施内土壤全盐量明显高于露地；余海英［5］研究发现，设施栽培土壤中的NO-3、SO2-4 、Cl-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+均有不同程度的累积。但也有部分研究认为，增施有机肥可以提高土壤的脱盐能力，促进盐渍土中土壤盐分的淋洗［6-7］；孟艳玲等［8］研究发现，有机模式温室土壤整个剖面的全盐量显著降低，在离子组成上，增加有机肥投入使 SO2-4 、 NO3- 、 Ca2+ 、 Mg2+含量均有不同程度下降；肖辉等［9］研究发现，设施土壤施用鸡粪、猪粪能显著降低土壤盐分累积量，且用量越大效果越明显；李桂祥等［10］研究发现，施用牛粪的土壤其pH降低效果显著。施用有机肥是导致盐分降低还是盐分累积取决于土壤背景值及有机肥中盐分含量和有机肥用量。最新研究发现，高盐分的有机肥不当使用会导致土壤盐渍化加剧，同时树体叶片黄化、脱落，甚者影响树体的正常结果［11］，而盐碱地施用蚯蚓粪会降低土壤EC值［12］。针对实际情况，选择合适的有机肥并控制其用量是最佳途径。

因此，笔者针对崇明土壤的特殊状况，筛选设施柑橘园的最适有机肥，同时选择合理的用量。以崇明果树常用的有机肥鸡粪、牛粪及蚯蚓粪为研究对象，研究不同有机肥对柑橘设施土壤全盐、pH以及电导率的影响，以期为崇明设施柑橘发展提供支撑，同时建立一种从土壤盐分安全角度筛选有机肥的方法。

1 材料与方法

1.1 试验土壤来源

试验土壤于2021年3月取自上海市崇明区绿华镇绿园村欢绿果蔬合作社（31°78′05.07″N，121°19′23.07″E）。该试验区为亚热带季风气候区，日照充足，年平均气温在16～17 ℃，≥10 ℃积温约2 699～2 995 ℃，无霜期236 d，雨量丰沛，年降雨量1 129～1 149 mm，降雨呈现明显的季节性，集中在梅雨季，年均日照时数1 937～2 104 h。设施条件为连栋大棚，南北走向，总长度36 m，高度4.5 m，拱高1.8 m，宽度8.0 m。拱顶和周围覆盖PE棚膜，生长期内通过控制两侧风口调控温度。试验作物为红美人，砧木为枳壳，中间砧木为25 a树龄的温州蜜柑，高位嫁接3年，行距3.0 m，株距3.0 m，1 125株/hm2。

试验土壤取自该试验区0～20 cm土层，其基本理化性质：pH 7.2，有机质17.27 g/kg，碱解氮79.38 mg/kg，有效磷106.67 mg/kg，速效钾189.80 mg/kg，有效锰4.3 mg/kg，有效锌3.51 mg/kg ；电导率为1 530.67 μs/cm，Na+含量为0.030 0 g/kg，K+含量为0.044 0 g/kg，Cl-含量为0.180 0 g/kg，HCO-3含量为0.001 7 g/kg，Ca2+含量为0.150 0 g/kg，Mg2+含量为0.019 0 g/kg，SO2-4含量为0.110 0 g/kg。

1.2 供试有机肥

经过调研搜集到3种崇明柑橘园常用有机肥，分别为蚯蚓粪、鸡粪源商品有机肥以及牛粪源商品有机肥，经过试验检测，3种有机肥的养分含量、pH及电导率见表1。

1.3 试验设计

试验模拟不同有机肥施肥量下土壤盐基离子变化，按照有机肥用量分别为低施肥量7.5 t/hm2，适宜用量15.0 t/hm2，高用量30.0 t/hm2。模拟柑橘园0～20 cm土层土壤施用有机肥的变化，则根据土壤容重计算，培养试验中有机肥添加量分别为低施用量5 g/kg、适宜量10 g/kg以及高施肥量20 g/kg。将160 g柑橘园土样风干过筛放入250 mL塑料广口瓶中，在25 ℃恒温培养箱中进行培养，称重法保持70%田间持水量，模拟有机肥肥效培养90 d，自培养之日起，分别于1、3、7、15、30、45、60、75、90 d取样，便于分析肥效期内土壤盐基离子的变化（表2）。

1.4 样品采集及相关指标测定

在指定的培养天数进行取样，将土样风干过筛进行后续检测。

pH：pH仪测量（1∶2.5土水浸提液测pH）；电导率：电导率仪测量（1∶5土水浸提液测电导率法）；K+、Na+：采用火焰光度法测定；Ca2+、Mg2+、SO2-4：采用EDTA滴定法测定；HCO-3 、CO2-3：采用双指示剂中和滴定法测定；CI-：采用硝酸银滴定法测定［13］。

1.5 数据分析

试验数据采用Excel 2010和SPSS 19.0统计软件进行分析，采用LSD单因素方差分析、独立样本T检验和差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同种类有机肥对土壤pH的影响

在9个取样期对不同处理土壤样品进行pH检测，结果表明（图1），在不同有机肥施用水平下，不同种类有机肥对土壤pH的影响趋势相似，在1～7 d呈升高趋势，7～75 d呈持续下降趋势，第75天达到最低点，75～90 d呈回升趋势，且不论施肥品种还是施肥量，第90天的结果与CK相差不大。由此可知，在肥效期中不同有机肥的加入对土壤pH的影响并不大。

2.2 不同种类有机肥对土壤电导率的影响

通过分析不同处理土壤电导率在9个取样期的变化规律（图2），发现土壤電导率在整个培养过程呈大幅波动，但大部分情况下培养结束时电导率会恢复到初始状态。有机肥种类和用量均影响土壤电导率的变化规律和变化幅度。蚯蚓粪含盐量低，培养过程中电导率的变化趋势基本与CK一致，即使施用量从5 g/kg 增长到20 g/kg，土壤电导率均与CK差异不大。而鸡粪和牛粪含盐量高，在培养过程中电导率波动幅度远高于CK。培养结束时，鸡粪处理的土壤电导率普遍高于CK，而且随着用量从5 g/kg 增加到20 g/kg，土壤电导率从1 645 μS/cm增长到1 943 μS/cm，相比CK，电导率提升了28%。牛粪在低用量情况下（5 g/kg 和10 g/kg），培养结束时电导率与CK无差异，而在用量增长到20 g/kg 时，显著提高土壤电导率19%。因此，有机肥施用后需关注中短期内对土壤电导率的影响，有机肥中盐分总量显著影响其累积效应，应该根据盐分含量的增加控制用量。

2.3 不同种类有机肥对不同盐基离子含量变化的影响

2.3.1 蚯蚓粪对土壤不同盐基离子含量变化的影响。

进一步分析蚯蚓粪对土壤盐分构成离子的影响发现，不同离子在培养过程中的变化不一致，其中Na+、Ca2+、 Mg2+、SO2-4含量在培养中总体呈增加趋势，培养末期显著高于培养初期。但蚯蚓粪施用仅导致Mg2+的末期含量高于空白3.4%，而未对Na+、Ca2+、SO2-4含量产生影响。在整个培养过程中，K+、HCO-、Cl-含量呈现大幅波动，但末期含量与初期差异不大，说明蚯蚓粪施用也未提升其含量。由此可见，蚯蚓粪施用仅影响土壤Mg2+含量，对其他离子无影响，由于CK最后一次取样Mg2+仅占离子总含量的3.1%，因此不影响土壤电导率（图3）。

2.3.2 鸡粪对土壤不同盐基离子含量变化的影响。

分析鸡粪对土壤盐分构成离子的影响发现，整个培养过程中Na+、Ca2+、 Mg2+、SO2-4等离子含量在培养中呈增加趋势，K+、HCO-、Cl-含量波动幅度较大，末期含量与初期差异不大。鸡粪的加入导致Na+、K+含量有显著增加，并随着鸡粪施用量的增加，含量在稳步提升，在鸡粪20 g/kg施用水平下，最后一次取样期比CK的Na+、K+含量增幅达47.4%、188.2%，CK最后一次取样的Na+、K+分别占离子总含量的8.77%、7.85%，该离子变化会对土壤pH、电导率造成一定影响（图4）。

2.3.3 牛粪对土壤不同盐基离子含量变化的影响。

分析牛粪对土壤盐分构成离子的影响发现，相比于蚯蚓粪、鸡粪，牛粪处理对Ca2+含量的增加效果显著，在最后一次取样期牛粪20 g/kg施用水平下Ca2+含量相比于CK提高了6.8%，且CK最后一次取样Ca2+占离子总含量的29.5%（图5）。

2.4 不同处理各土壤离子指标的显著性关系

对每个处理第一次取样以及最后一次取样进行独立样本T检验，发现除了鸡粪20 g/kg 处理无显著差异外，其余各处理最后一次取样均与第一次取样有显著差异；对各处理第一次取样及最后一次取样期的离子总和分别进行显著性分析，发现蚯蚓粪在10 g/kg施用水平下，第一次及最后一次取样均低于其他处理，其中第一次取样离子总和显著低于其他处理，即使蚯蚓粪施用量达到20 g/kg施用水平，其离子总和也处于较低水平，鸡粪在20 g/kg施用水平下，第一次及最后一次取样离子总和高于其他处理，其中该处理第一次取样离子总和显著高于其他处理，牛粪各处理虽然在第一次取样中离子总和水平不高，但在最后一次取样中离子总和均处于较高水平（表3）。

3 讨论

Maas等［14-15］研究发现，柑橘属于盐分敏感植物，并且每超过极限盐度1 dS/m时产量降低16.0%，因此柑橘园施用的有机肥必须考虑减缓盐分积累的问题。可以看出各种有机肥对土壤盐分产生显著影响，由于土壤取自上海崇明，其本底电导率（1.5 dS/m）已经接近柑橘耐盐下限（1.7 dS/m）。施用蚯蚓粪不会进一步提高土壤电导率，但鸡粪用量达10 g/kg 土壤电导率超过1.7 dS/m，施用量达到20 g/kg 土壤电导率就会达到1.9 dS/m，而且鸡粪的施用会导致Na+、K+离子含量显著增加。牛粪的施用主要导致Ca2+离子含量显著增加。考虑到Na+是盐分胁迫的主要离子，因此，施用鸡粪会加剧设施土壤的盐分积累。

4 结论

低盐度蚯蚓粪对于土壤电导率有着明显的降低作用，即施用量较大也无盐分积累风险；但鸡粪含盐量高，即使保持低施用量也会导致盐分超标，尤其是Na+离子超标，因此应该严格控制设施柑橘园施用鸡粪；牛粪含盐量中等，主要会导致土壤中Ca2+离子增加，控制用量也比较适用于柑橘生产。

参考文献

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