棚龄、灌溉方式对大棚土壤盐分及pH的影响

分类：论文范文 发表时间：2021-07-12 09:58

　　摘要：为了解大棚种植对土壤盐分及pH的影响，试验选取山西省太谷县不同种植年限、不同灌溉方式大棚0～1m土壤进行EC、pH值的测定，并且以大棚外露天农田土壤为对照。结果表明，在所研究大棚中，随着种植年限的延长，EC值呈现出缓慢增长的趋势，pH值呈现出缓慢下降的趋势；在0～1m土壤范围内，随土壤深度的增加，EC值不断减小，pH值呈现出先增大后减小的趋势；土壤耕作层（0～0.4m）电导率及pH值有明显的变动，其中，电导率急剧上升，达到3.07mS/cm，出现盐渍化现象，且存在明显的表聚现象，pH值有大幅度下降，最小值为6.86。采用滴灌的大棚，土壤EC值明显小于沟灌大棚，pH值大于沟灌大棚，说明滴灌可以有效缓解土壤盐渍化但容易造成土壤盐碱化；土壤pH值与EC值间呈显著的负相关关系。山西省太谷地区大棚栽培要注意土壤盐渍化和滴灌灌溉方式引起的pH值增加的问题。

　　关键词：设施农业；种植年限；电导率；pH值；山西省太谷县

　　改革开放以来，随着经济的快速发展和农业产业结构的不断调整，设施农业发展迅速[1]，其种植面积不断扩大，到2015年达到2.20×107hm2，占全部作物种植面积的13.20%[2-3]。设施农业的发展不仅极大地提高了土地利用效率，成为缓解区域人多地少、制约可持续发展问题中最有效的技术工程；同时其作为现代反季节、跨地域水果蔬菜种植的重要方式，极大地提高了农民的收入[4-5]。但在种植过程中，由于大棚栽培具有长期高集约化、高复种指数、高施肥量等特点，使得大棚土壤出现次生盐渍化、土壤酸化、养分不平衡等诸多问题[6-8]。其中，土壤盐渍化以及土壤酸化是设施农业栽培中最常见的土壤问题[9]。因此，对土壤盐分及酸碱度状况进行探究，不仅可对设施土壤盐渍化以及酸化现象进行科学预估，也可对设施农业的发展提出实质性建议。

　　1材料和方法

　　1.1研究区概况

　　太谷县位于山西省晋中市中部、省会太原市以南60km处，地理坐标为E112°～113°，N37°，面积为1050km2，山地、丘陵、平川分别占总面积的62.8%、20.2%和17%，区内土壤以褐土为主。所研究大棚种植区在建大棚之前均为玉米和谷子轮作大田；大棚均为以竹木-复合棚架结构为主的TGL1028型大棚，面积为100m×10m；大棚内种植的作物主要是草莓、黄瓜、西葫芦；施用的化肥以氮磷钾复合肥（N∶P2O5∶K2O＝15%∶15%∶15%）、硫酸钾等为主，农家肥为辅；大棚土壤每年育苗前均进行40cm的深翻耕作，以提高土壤孔隙度。目前，太谷县“农谷”建设是引领现代农业发展、打造现代农业示范区的有效载体，设施农业作为特色产业是“农谷”建设的重点项目之一。大棚种植覆盖太谷全县，因此本研究所选大棚均为密集种植区，因大棚为统一规划建设，年份跨度相对较大且各地区种植年份集中，故均匀选取各年份大棚，同时各年份尽量选取同一农户建造耕作，以保证栽培模式基本一致。

　　1.2试验设计

　　本研究选取太谷县胡村镇孟高村、范村镇上安村以及温庄3个地方大棚作为研究对象，并选取相应大田土壤进行对照。选择不同棚龄（2、3、10、14、20a）、不同灌溉方式大棚，其中，每个种植年限大棚各调查3个。

　　2结果与分析

　　2.1种植年限对土壤电导率及pH值的影响

　　2.1.1不同种植年限大棚土壤电导率及pH值的变化特征通过对大棚土壤采样分析，结果表明（图1、2），大棚土壤EC值随着种植年限的延长不断增加；pH值随着种植年限的延长不断减小。对种植年限和EC、pH值进行相关和回归分析得出，种植年限与EC

　　值相关关系为y＝0.0093x＋0.6076（R2＝0.0065，n＝50）；种植年限与pH值相关关系为y＝-0.0094x＋7.8930（R2＝0.0298，n＝50）。表明大棚经过连续种植后，土壤EC值不断增加，pH值不断减小，但与种植年限均未达到显著相关水平。2.1.2不同种植年限大棚0～1m土壤电导率及pH值的变化特征由图3可知，与自然条件下土壤（CK）电导率相比，设施农业大棚中土壤EC值在垂直剖面中发生了较大转变，随着深度的增加不断减小，且EC值整体呈现出CK＜2a＜14a＜20a。表明随着种植年限的延长，盐分在土壤剖面的垂直运移使得盐分在大棚土壤不断累积，表现出深度越深，EC值越小。值得注意的是，在0～0.4m土壤耕作层由于灌溉频繁使得盐分离子发生了重新分配，变化显著。在0～0.1m土壤表层，由于灌溉时间以及种植作物的差异性，电导率呈现出CK＜2a＜20a＜14a。由图3可知，土壤耕作层电导率值显著大于其余深度，说明在土壤耕作层灌溉及施肥频率的增加使得大量盐分离子在土壤表层累积，再加上种植作物的差异性，使得EC值在土壤表层并没有呈现出随着种植年限增加EC值增大的趋势。盐分在土壤耕作层（0～0.4m）形成了明显的表聚现象，且根据文方芳等[21]研究提供的盐渍化分级标准，土壤耕作层已经出现次生盐渍化障碍，14a大棚表层已经有严重的次生盐渍化（EC＞3mS/cm），结合采样时土壤湿度状况发现，这可能与土壤中水分含量过高有关。

　　2.2不同灌溉方式对大棚土壤电导率与pH值的影响

　　由图5可知，滴灌条件下大棚土壤EC值整体小于沟灌条件，其中，滴灌条件下，土壤EC值为0.23～0.33mS/cm，平均为0.25mS/cm；与滴灌条件下大棚土壤EC值相比，沟灌大棚有很大的变动，变化范围为0.35～3.07mS/cm，平均为0.81mS/cm。说明滴灌灌溉方式对缓解大棚土壤盐分的累积起到了很大的作用，是因为滴灌是一种局部湿润土壤的灌溉方式，灌溉的水量少且水分在土壤剖面中是双向运动的，有效避免了地下水盐分以及其他物质在土壤表层大量累积[25]。而沟灌条件下，土壤电导率显著增长，且在土壤剖面出现了盐渍化现象[21]。说明沟灌条件下，大棚土壤水分含量显著增加且大棚栽培具有高温、高湿、无雨水淋溶的特点，使得大棚土壤水分向上运动更为强烈[26]。当土壤中水分蒸发后，盐分就会在土壤表层集聚，再加上种植年限的增加也使得土壤通体盐分含量增加[27-28]。由图6可知，滴灌条件下pH值范围为7.84～8.40，平均为8.22；沟灌条件下pH值为7.07～7.90，平均为7.70，可以看出，沟灌条件下的土壤pH值普遍小于滴灌条件，说明采用滴灌措施可以防止土壤酸化。但是值得注意的是，所研究大棚不论是采取滴灌还是沟灌灌溉方式，土壤pH值大部分处于弱碱性（7.5～8.5）[23-24]。说明太谷地区大棚种植虽然造成土壤pH值的减小，但是并没有出现酸化现象。表明采用滴灌灌溉方式虽然有利于抑制土壤次生盐渍化，但是大棚土壤普遍呈现弱碱性，同样不利于作物养分吸收，会阻碍作物生长。

　　结论与讨论

　　本研究结果显示，大棚土壤EC值随种植年限增加表现出缓慢上升的变化趋势，pH值变化趋势则相反；在0～1m土壤剖面，大棚土壤EC值随深度的增加不断减小，pH值随深度增加呈现出先增大后减小的趋势；在0～0.4m耕作层内，EC值增长显著，盐分在耕作层出现明显的表聚现象且出现盐渍化现象，pH值下降明显，但没有达到土壤酸化程度。

　　参考文献：

　　［1］张金锦，段增强.设施菜地土壤次生盐渍化的成因、危害及其分类与分级标准的研究进展[J].土壤，2011，43（3）：361-366.

　　［2］佟鑫，王珊珊，张丽娟，等.不同施氮模式对设施茄子产量、品质及氮素气态损失的影响[J].土壤通报，2019，50（3）：662-669.

　　［3］闫庚戌，范丙全.大棚蔬菜种植年限、种植茬口对土壤微生物的影响[J].土壤与肥料，2019（4）：187-192.

　　［4］刘庆芳，吕家珑，李松龄.不同种植年限蔬菜大棚土壤中硝态氮时空变异研究[J].干旱地区农业研究，2011，29（2）：159-163

　　钞锦龙，郝小梅，胡磊，张鹏飞，李浩杰，赵德一

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