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杨凌地区设施农业土壤盐渍化演变规律及影响因素研究

魏迎春  
【摘要】: 杨凌大棚蔬菜产业极大的促进了当地农村经济的发展,但伴随着大棚栽培年限的延长土壤障碍问题也随之产生。为了研究杨凌地区不同棚龄土壤的次生盐渍化问题,探讨其变化规律,利用杨凌地区0~11年的大棚土壤为材料,通过室外调查、室内分析的方法,对杨凌大棚土壤的盐分组成、微生物区系、无机磷分级、氮素矿化等进行了系统的研究,通过分析找出大棚土壤次生盐渍化的演变特性及大棚土壤次生盐渍化的主导因素,为确定大棚土壤的施肥量,拟合合理的水肥等管理措施提供了理论依据,其结果如下: (1)随着栽培年限的延长,大棚土壤中水溶性总盐的含量呈逐渐增高的趋势,大棚土壤总盐含量(0~10cm)平均为1.5856g/kg,比露天菜地增加了0.7454g/kg,增长幅度达88.47%,盐分组成中阴离子以SO42-为主,阳离子以Ca2+为主,分别占总盐含量的27.42%和21.46%;经方差分析3a大棚土壤总盐含量在0~40cm土层与露天菜地、1.5a、5a、8a、11a大棚土壤之间呈极显著差异,并且大棚土壤不同层次间盐分含量也表现显著性差异;大棚土壤pH值随栽培年限的延长而表现逐渐下降的趋势,但并未达到酸化的程度;大棚土壤电导率(EC值)总体上随栽培年限的延长而增高,经过一年多的栽培以后,土壤EC值就达到0.52ds/m,是露天菜地的2.71倍,在0~10cm表层,EC值与总盐呈显著正相关性,R2=0.9106,在20cm以下相关性差,不同生育时期土壤EC值则随植物的生长呈下降趋势。 (2)大棚土壤硝态氮含量明显高于露天菜地土壤,依次顺序为大棚土壤拱棚土壤露天蔬菜土壤大田土壤,其平均值分别为77.38、37.13、9.72、6.38 mg/kg,大棚土壤硝态氮含量分别达到拱棚土壤、露天菜地、大田土壤的2.08、7.96、12.13倍,随着棚龄的延长大棚土壤硝态氮含量呈现逐年增加的趋势;氮肥大量投入直接导致大棚土壤中硝态氮含量急剧上升,大棚土壤硝态氮累积具有明显表聚现象,并且在土壤中迁移现象比较严重;土壤水溶性总盐含量与硝态氮含量呈显著性正相关,土壤pH值与土壤NO3--N含量呈线性负相关(R2 =0.888 ),相关性达极显著水平,随着棚龄的延长土壤硝态氮含量增加,土壤pH值缓慢下降,氮肥不合理投入加剧了土壤酸化的趋势;在蔬菜生育期内,由于持续的N肥供应,大棚土壤硝态氮随着番茄生育期延长不断的增长,直接影响番茄的品质。 (3)大棚使用年限高的土壤,微生物总含量一般较高,并且随栽培年限的延长而逐渐增加,大棚栽培土壤微生物种类的多样性有所增强,大棚土壤微生物总量高于大田和露天蔬菜土壤,主要体现在细菌数量的增加上;土壤中细菌数量随大棚栽培年限的延长而增加,大棚土壤中细菌种类以假单孢菌(Pseudomonas)、节细菌(Arthrobacter)、芽孢杆菌(Bacillus)为主;大棚土壤真菌数量在0~10cm平均高于露天蔬菜土壤,大棚土壤真菌菌落数随栽培年限延长逐渐增加,在20~40cm土层大棚土壤真菌菌落数变化并不明显,大棚土壤真菌种类以毛霉(Mucor)、青霉(Penicilium)、曲霉(Aspergillus)、根霉(Rhizopus)为主,木霉数量偏低;大棚土壤放线菌数量在0~40cm的总含量低于大田土壤,放线菌以链霉菌(Streptomyces)、小单孢子菌(Micromonspora)为主。大棚栽培条件大幅提高了细菌数量,缓慢增加了真菌的数量,明显降低了放线菌的数量。 (4)大棚土壤无机磷含量为1135.79mg/kg,比露天菜地增长15.17%,速效磷含量增加比较明显,达到露天菜地的2.62倍,大棚土壤的磷素以无机磷为主,平均占60.38%。大棚土壤各形态无机磷呈现在表层(0~10cm)强烈富集,向下剧减的垂直分布特征;Ca-P含量占无机磷含量的73.61~77.11%,平均74.99%,大棚土壤0~40cm土层中各形态无机磷含量大体也是Ca-P含量(Ca10-P、Ca8-P)高于其他形式的磷;随着大棚土壤栽培年限的延长,Ca-P在无机磷组分中始终占主导地位,Ca10-P、Ca8-P在无机磷含量名列前茅,Ca2-P等其他无机磷组分的含量顺序及比例在一定范围内也基本不变,保持耕层各形态磷的平衡,无机磷组分的形态分布及比例分配并没有随棚龄的变化而发生改变;大棚种植的环境提高了Ca8-P、Ca2-P在无机磷所占的比例,从而提高了土壤中磷素的生物有效性。 (5)土壤累积矿化量与培养时间的平方根之间的相关性很好;累积矿化量随培养时间的延长而逐渐上升,并且在前期变化幅度较大,后期平缓,矿化培养35d之后逐渐趋于稳定,氮累积矿化量随土层深度增加而逐渐降低,土壤净矿化量整体上随培养时间的延长而逐渐减少,培养前4周土壤净矿化量下降幅度较大,之后3周内的变化趋于平缓,7周以后土壤净矿化量接近于零;总体上长龄大棚土壤矿化势略高于短龄大棚土壤,但矿化势的大小与棚龄的长短并没有表现明显的相关性;可矿化氮与有机质、全氮的关系是稳定的,不随土壤层次而变化,土壤氮素矿化量既与表层土壤有机质、全氮相关,也与不同土层的有机质、全氮相关。


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