张国发
(大庆师范学院,黑龙江 大庆 163712)
摘要:等量施氮条件下,对日光温室生菜施以不同种类氮肥,探讨其对温室土壤环境及土壤肥力的影响。结果表明,温室土壤可溶性盐含量、EC、pH均随温室生产过程而增大,不同种类氮肥影响土壤环境及土壤肥力的变化进程;化学肥料显著提高土壤可溶性盐、EC,硝酸钙、尿素显著提高土壤pH,加速了土壤环境恶化,施用有机肥或有机肥尿素配施则有效减缓土壤可溶性盐、EC、pH的变化,减缓土壤环境恶化;施用有机肥、有机肥和尿素配施能显著提高土壤有机质含量和碱解氮含量,一定程度提高土壤速效P、速效K含量,提高土壤肥力水平。
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关键词 :氮肥;日光温室;土壤环境;土壤肥力
中图分类号:S154.4;S143.1;S153.6 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)05-1059-03
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.05.008
收稿日期:2014-12-16
基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12523005)
作者简介:张国发(1977-),男,黑龙江大庆人,博士,主要从事植物生理生态研究,(电话)0459-5510293(电子信箱)jwkzgf@163.com。
日光温室采用人工设施改变作物生长环境,提高复种指数,增加农民收益,近年来在中国发展较快[1],但因其集约栽培、水肥用量大、长期高温密闭且缺少雨水淋洗,极易造成土壤次生盐渍化[2-4],从而制约其可持续发展。刘德等[2]的调查显示,哈尔滨市郊蔬菜大棚土壤全盐含量比露地高2.1~13.4倍,且随棚龄增加土壤含盐量上升。对沈阳市郊区保护地的研究亦表明,连续栽培蔬菜3年土壤次生盐渍化就会十分明显[3],而露地改为保护地10年左右土壤的平均含盐量上升至1.56 g/kg,相应EC达到0.53 mS/cm,超过作物的生育障碍临界点[4]。
氮素是植物所需量最大的必需元素,对作物生长的影响也最大、最直接,对叶菜产量的提高效果十分显著,因此,在温室蔬菜生产中,农民片面追求高产,过量施氮、偏施氮肥的现象较为严重,导致生产效益下降、土壤环境恶化等一系列问题[5,6]。以往有关施肥对温室土壤影响的研究主要集中在均衡施用氮磷钾肥、减少肥料用量、施用改良剂缓解土壤理化性状等方面[7,8],而对于不同种类氮肥对土壤环境影响的关注则较少。
本试验选用不同类型氮素肥料,探讨其对温室土壤环境及土壤养分含量的影响,为日光温室生产中合理选用肥料,改善土壤环境、提高土壤肥力提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试生菜(Lactuca sativa L.)为美国生菜大速生,散叶型品种。试验于2012年9月至2013年1月在大庆市让胡路区喇嘛甸镇经济作物示范中心日光温室进行。供试土壤为黑钙土,基本理化性状见表1。
1.2 试验处理
试验共设6个处理(表2)。除对照外,其余处理按全生育期30 g/m2纯N量施肥,基肥占50%,于移栽前2 d整地施入,移栽后20 d按25%比例进行第一次追肥,移栽35 d后按25%比例进行第二次追肥。苗盘育苗,4叶时移栽,行距30 cm、株距13.3 cm,每穴1苗。所有处理磷、钾肥作为基肥一次性施入,施入量为过磷酸钙100 g/m2、氯化钾40 g/m2。各处理田间管理方式一致。小区面积9 m2,随机区组排列,3次重复。
1.3 测定项目与方法
生菜采收后,取0~20 cm耕层土样,风干后研磨过80目筛,备测。
土壤可溶性盐总量用去离子水(水土比为5∶1)浸提、烘干法测定;电导仪测定法(水土比为5∶1)测定土壤电导率;土壤酸碱度(pH)测定采用电位法(水土比为2.5∶1)测定;碱解-扩散法测定土壤碱解氮含量;钼蓝比色法测定土壤速效磷含量;火焰光度法测定土壤速效钾含量[9]。
以上指标每个样品2次重复,取平均值,所得数据用SPSS 16.0软件进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 不同肥料处理对土壤化学性状的影响
经过一个生菜生长季后,不施肥处理(对照)的土壤水溶性盐含量比试验前提高,但无显著差异,电导率、pH则比试验前显著提高(表3)。表明无氮肥因素干扰时土壤中水溶性盐累积、电导率提高和pH增大是随生产进程的正常趋势。
测定土壤水溶性盐含量和EC,施用有机肥(处理E)、有机肥尿素配施(处理F)的较对照均少量增加,与对照间无显著差异;而施用硝酸钙(处理B)、尿素(处理C)、硫酸铵(处理D)的含量则均增加显著,亦显著高于处理E和处理F;由此可见,温室耕层土壤中盐分是随生产进程而不断累积的,施用无机化肥加快了累积速度,而施用有机肥料(处理E和处理F)则有助于减缓积累速度。
施入肥料后土壤溶液pH变化为:施用硝酸钙、尿素两处理pH增大,显著高于对照及种植前;D处理土壤pH略低于对照(无显著差异),但显著高于种植前土壤pH;而E、F两个处理pH则显著低于对照,略高于种植前,即施用有机肥料(处理E和处理F)能增强土壤溶液的缓冲能力,从而有效改善土壤的酸碱环境。
2.2 不同肥料处理对土壤养分含量的影响
经过一个生长季,不施氮肥和施用化学氮肥的处理土壤有机质含量均有所降低,表现为试验前>不施氮肥>施用化学氮肥,但各处理间无显著差异,亦即施化肥提高蔬菜产量的同时,一定程度加速了土壤有机质的消耗;而施有机肥(处理E)或有机肥尿素配施(处理F)两处理土壤有机质含量则明显提高,且以全部施用有机肥的处理E提高最多,与对照相比,在土壤中含量提高8.30 g/kg、增加近24.3%;与试验前比较,在土壤中含量提高7.04 g/kg、增加19.9%。
土壤碱解氮含量变化表现为:不施肥处理(A)的土壤碱解氮含量较种植前显著下降,施用有机肥的处理(E、F)则显著提高,而施用无机氮肥的三个处理(B、C、D)碱解氮含量虽升高但幅度较小。施用无机肥的三个处理,表现为B>C>D,各处理间无明显差异;而基肥追肥均施用有机肥(处理E)的土壤碱解氮含量最高,高于对照60 mg/kg左右,高于试验前43 mg/kg左右。
经过一个生长季种植后,各处理土壤速效P和速效K含量均有一定程度的增加,大体表现为施用有机肥(处理E和处理F)>未施N肥(处理A)>施用无机肥的处理(处理B、处理C和处理D)>试验前,虽然各处理间、各处理与种植前相比均无显著差异,但亦一定程度表明施用有机肥能够合理改善土壤的P、K营养状况。
3 讨论
前人的调查及研究[10-12]认为,伴随着保护地土壤盐分累积过程,会导致土壤pH下降。本试验结果表明,经过一个生菜生长季后,各处理耕层土壤pH均有所增加,与前人结论不同。分析原因,可能是本试验土质(偏碱性黑钙土)与前人试验土质不同所致,另本试验为单季试验,长期施肥效果有待于进一步跟踪调查。
土壤盐渍化的最重要评价指标是土壤可溶性盐含量和电导率,两者呈极显著正相关[13],普遍认为施肥使土壤可溶性盐含量和电导率增加[6,7],本试验结果与前人一致,但施用有机肥料的增加幅度要显著小于施用化学肥料。
张文波[14]研究表明,施用氮肥导致土壤pH下降,特别是施用硫酸铵较为明显,而施用尿素则会导致土壤pH升高。本试验中,施用硫铵的pH略低于对照、施用尿素及硝酸钙则明显高于对照,与前人研究结果基本一致,之所以不同肥料存在差异,可能是硫铵的NH4+离子被大量吸收,土壤中残存的SO42-离子降低了pH,而硝酸钙的NO3-离子被大量吸收,土壤中残存的Ca2+离子提高了pH。而施用有机肥料的土壤pH大幅低于对照(不施氮肥)则可能与有机肥料具有较强缓冲力有关。
本试验结果表明在等养分施肥情况下,施有机肥或有机肥尿素配施显著提高了土壤有机质和碱解氮含量,一定程度提高了土壤速效磷和有效钾含量,与前人结论相同[15,16],而单独施用化学氮肥,则降低了土壤有机质、效磷和效钾含量,可能是施肥提高产量的同时,加大了作物对养分的吸收与携带。
总之,在日光温室生产中应综合考虑土壤性质、肥料特性,合理选择肥料,从而防止土壤退化、提高土壤肥力,协调生态、持续、高效三者间关系,实现日光温室生产的可持续性。
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(责任编辑 郑威)