蒲城县不同种植制度对土壤性质的影响

摘要：为探讨蒲城县不同种植制度对土壤pH、有机质、速效磷和钾、碱解氮的影响。本文于2022年3月—2023年12月通过调查不同种植制度，分析了土壤质量的变化。结果表明：不同种植制度下的耕作田土壤均显偏碱性，灌溉连作玉米田、日光温室辣椒种植田内土壤pH较轮作旱田玉米、旱田辣椒种植模式下土壤pH分别降低0.18、0.37；连作西瓜田内土壤pH较轮作待种旱田土壤pH降低0.98。所测耕作田有机质与碱解氮含量均偏低，日光温室内土壤有机质、碱解氮与速效磷和钾含量较温室外土壤有机质、碱解氮与速效磷和钾含量分别提高8.06 g/kg、18.2 mg/kg、2.41 mg/kg、42.69 mg/kg。

关键词：种植制度；土壤质量；问题；改善方案

蒲城县地处关中平原北部，境内地势北高南低，属温带大陆性季风气候，海拔345～1 282 m，年降雨量533 mm，无霜期222 d，日照时数2 349 h，土地平坦，土层深厚，水源充足，昼夜温差大，光热资源丰富。全县总面积1 584 km2，总人口78万，辖区17个镇（街道）269个行政村。种植制度是一个地区或生产单位作物的组成、配置、熟制与种植方式的总体概括。土壤肥力是反映土壤肥沃性的重要指数，是判断土壤为农作物生长提供所需各种养分的能力。因此，探究不同种植制度对土壤性质的影响，对农业合理规划与种植，农产品产量、质量的提高有着十分重要的意义。本研究通过采样分析，调查蒲城县境内农作物的种植模式，采取不同种植模式下的土壤样品，以测定其土壤肥力的大小，对本地区土地的利用、流转及指导农作物生产、施肥等提供一定的参考价值。

1 材料与方法

1.1 区域概况

选择龙池镇与尧山镇为研究对象。龙池镇耕地面积2 786.67 hm2，主要以种植西甜瓜、玉米、小麦P8H039KpER5430Jb6t4Q8N0VkDiqUyrJZ4t51h07e6g=、大棚蔬菜为主；尧山镇耕地面积485.33 hm2，主要种植小麦、玉米、黄豆、蔬菜。

1.2 方法

1.2.1 样品采集

在上述两镇3个村子内选取灌溉玉米田、日光温室辣椒种植田、日光温室外、西瓜田、旱田玉米、旱田小麦、旱田辣椒、旱田黄豆、待种旱田作为研究对象，按S型线路采样（每块种植田采集8～10个样品），询问当地农民采样地灌溉、施肥、产量、种植面积、种植模式及经济效益等，采样深度为20 cm。

1.2.2 样品测定

土样经风干、研磨、过<1 mm筛后，对土壤的pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾进行测定，每份土样3次重复。（1）pH的测定：使用pHS-3C型pH计对所取土样进行测定。（2）有机质测定：重铬酸钾容量法——稀释热法，称取0.500 g土样倒入500 mL三角瓶中，加入10 mL 1.0 mol/L（1/6 K2Cr2O7）溶液于土壤样品中，使其混合均匀后加入 20 mL浓H2SO4，缓慢转动三角瓶1 min，确保试剂与土壤充分作用，在石棉板上放置约30 min后，加水稀释至250 mL，加3～4滴邻菲啰啉指示剂，用0.5 mol/L FeSO4标准溶液滴定至近终点时溶液颜色由绿色变为暗绿色，逐渐加入FeSO4直至生成砖红色沉淀。同样的方法做2～3个空白测定（即不加土样）。（3）碱解氮测定：称取通过1毫米筛的风干土样2 g（精确到0.01 g）均匀铺在扩散皿外室，水平地轻轻旋转扩散皿，使土样铺平。在扩散皿的内室中加入2％含指示剂的硼酸溶液2 mL后，在扩散皿的外室边缘涂上碱性甘油，盖上毛玻璃，使毛玻璃与扩散皿边缘完全粘合，再慢慢转开毛玻璃 的一边，使扩散皿露出一条狭缝，迅速加入10 mL 1 mol/L NaOH液于扩散皿的外室中，立即将毛玻璃旋转盖严，在实验台上水平地轻轻旋转扩散皿，使溶液与土壤充分混匀，并用橡皮筋固定；随后小心放入40℃的恒温箱中。24 h后取出，用0.005 mol/L H2SO4标准液微量滴定扩散皿内室硼酸液吸收的氨量，其终点为紫红色。另取一扩散皿，做空白试验，不加土壤，其他步骤与有土壤的相同。（4）速效磷测定：称取通过20目筛子的风干土样2.5 g（精确到0.001 g）于150 mL三角瓶（或大试管）中，加入0.05 mol/L NaHCO3溶液50 mL，加1勺无磷活性炭，塞紧瓶塞，振荡30 min，立即用无磷滤纸过滤，滤液承接于100 mL三角瓶中，吸取滤液10 mL（含磷量高时吸取2.5～5.0 mL，同时应补加0.05 mol/L NaHCO3溶液至10 mL）于150 mL三角瓶中，再用滴定管准确加入蒸馏水35 mL，然后移液管加入钼锑抗试剂5 mL，摇匀，放置30 min后，用880 nm或700 nm波长进行比色。以空白液的吸收值为0，读出待测液的吸收值（A）。（5）速效钾测定：称取通过1 mm筛孔的风干土5.00 g于100 mL三角瓶或大试管中，加入1 mol/L NH4OAc溶液50 mL，塞紧橡皮塞，振荡30 min，用干的普通定性滤纸过滤。滤液盛于小三角瓶中，同钾标准系列溶液一起在火焰光度计上测定。记录其检流计上的读数，然后从标准曲线上求得其浓度。

1.3 种植制度

下文图表中a、b、c、d、e、f、g、h、i依次代表西瓜田、灌溉玉米田、旱田玉米、旱田小麦、旱田辣椒、旱田黄豆、日光温室外、日光温室内（辣椒田）、待种旱田所取土样。西瓜田、灌溉玉米田和日光温室种植常年连作；旱田玉米、旱田小麦、旱田辣椒、旱田黄豆、待种旱田为轮作田。

2 结果与分析

2.1 不同种植制度对土壤pH的影响

土壤酸碱度是土壤重要的基本性质之一，是土壤形成和熟化培肥过程的一个指标。因此，土壤pH测定的意义不仅是衡量土壤酸性或碱性的指数，而且可判断pH影响土壤养分有效性。

从图1可知，所有耕作田及温室外土壤均显偏碱性，西瓜田土壤pH比轮作待种旱田低0.98，比灌溉玉米田低0.8。灌溉玉米田比轮作旱田低0.18，日光温室内土壤pH较温室外土壤pH降低0.37。轮作田pH变化并不明显，灌溉玉米田和日光温室内由于连作及灌溉施肥量大等原因pH低于轮作田。

2.2 不同种植制度对土壤机质与碱解氮影响

土壤有机质是土壤肥力的重要组成部分，更是作物养分的重要来源，特别是氮、磷。因此，土壤有机质的含量，不仅能判断土壤肥力水平高低，而且可以指导后期施用氮肥。

从图2可知，蒲城县不同种植制度下土壤有机质与碱解氮含量均偏低。其中，轮作田有机质、碱解氮含量差异不显著。西瓜田有机质与碱解氮含量均最高为20.87 g/kg、45.64 mg/kg。日光温室外土壤有机质、碱解氮含量最低分别为11.27 g/kg、23.1 mg/kg，说明其土壤性质不稳定，不利于有机质与碱解氮积累，故其含量极低。灌溉玉米田、日光温室辣椒种植田土壤有机质、碱解氮含量高于旱田轮作主要与大量施肥有关。

2.3 不同种植制度对土壤速效磷与速效钾的影响

土壤速效含量高低直接影响作物的光合作用、抗寒、抗病。因此，土壤速效磷和钾含量不仅能直接反映土壤供磷和钾的能力，同时，对合理施肥及作物增产有着不可或缺的作用。

从图3可以看出不同种植制度下土壤中速效磷和钾含量偏低，施钾肥和磷肥对农作物生长有显著效果。西瓜田、日光温室外及灌溉玉米田速效磷和钾含量极低，这与西瓜田和灌溉玉米田常年连作对磷肥和钾肥的需求很大的直接关系。温室外速效磷和钾含量低，说明其土壤养分贫瘠。日光温室内速效磷和钾含量高说明为了种植经济作物农民施大量的草木灰及有机肥，使得土壤中的速效钾含量有了显著提高。对于，旱田玉米土壤中的速效钾含量高，可能和秸秆焚烧有关系，无意识地提高了土壤的速效钾含量。

3 存在问题及改善方案

3.1 存在问题

3.1.1 土壤肥力贫瘠

所取土样为黏性质地，黏性较大、通透性差、易积水，加之连年耕作土壤物理结构退化，土壤有机质等养分含量相对偏低。

3.1.2 一味追求高产

大量施用化肥对大田作物、经济作物常年连作。近年来，病虫害有加大趋势。大部分农民不能正确认识农作物不同生长期所需营养成分，随着现代农业技术快速发展，仅凭借种植经验施肥，已跟不上时代的步伐，造成化肥滥用，易造成土壤板结、产能低、品质差。

3.2 改善措施

3.2.1 改善施肥方法

根据农作物不同生长期所需营养成分，同时，分析种植区土壤的pH，提供合理的化肥种类和数量；此外，鼓励和提倡在作物生长期增施叶面肥、施底肥和根部施肥，改善土壤结构，减少浪费，提高转化率、利用率。

3.2.2 合理轮作

大量试验证明，作物轮作的必要性，wC51GgGoTC7lXe296cQzD9JIBFPw1dDtgqHRbNWj478=不仅可以协调不同作物之间养分吸收的局限性，而且可以改善土壤性状，调节土壤肥力，防治病虫草害，减少土传病虫害发生，提高抗病力。

3.2.3 合理间作

间作是增加单位面积生物多样性的一种有效种植方式。合理间作能提高作物养分吸收能力，提高养分时效性，减少连作时部分养分积攒；同时，增加单位时间内叶面光照，提高光合效率；显著增强土壤水分，丰富土壤中的生物种群，保持生态平衡。

3.2.4 免耕与秸秆还田

免耕可以减缓土传病害的传播，从而减轻病害的危害程度。免耕能减少土壤里的水分蒸发，提高土壤保墒能力。农作物秸秆还田可以改善土壤物理性状、土壤结构，提高土壤生物活性，降低农业生产成本，有效解决秸秆乱堆乱放，减少秸秆焚烧，降低了农业面源污染和土壤污染，保护环境，为保持土壤健康打下了一个良好的基础。

4 结论

对蒲城县不同种植制度下肥料投入及土壤性质进行测定，结果表明，作物连作和过量施肥是导致土壤质量退化的主要原因。温室栽培长期施用有机肥可以改善土壤结构，增加土壤有机质，调节土壤pH。大量施用化学氮肥，可增加土壤速效氮的含量，但磷、钾含量相对减少，因此，要多施有机肥，并提倡秸秆还田。

日光温室内土壤有机碳、碱解氮、速效磷和钾均显著提高，而土壤pH有下降显著。有研究表明，秸秆还田可以显著提高土壤速效磷和钾含量，西瓜田、灌溉玉米田速效磷和钾含量均低，从而可以选择轮作[1]，合理利用土壤养分，玉米秸秆粉碎还田弥补土壤中速效磷和钾的含量。部分地势没有轮作条可以通过与养地植物进行轮作，如苜蓿等，或玉米大蒜套作等提高经济效益保护土壤养分。

旱田轮作对土壤养分来说起到一定的保护作用，但经济效益过低基本靠天吃饭费时费力，寻找合适的耐旱经济作物是目前重要的任务。现国家推行土地流转，改革种植制度能够充分利用土地，提高农产品质量，增加农业经济效益，对土壤肥力和生产力具有重要的影响。

参考文献

[1] 孙光闻，陈日运，刘后诚.设施蔬菜连作障碍原因及防治措施[J].农业上程学报，2005，21（Z2）：184-188.