閆 旭，周 雪，范貝貝，2，崔世豪，李 杰，王 巖，張德龍，陳 碩，陳 清

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 有機(jī)循環(huán)研究院（蘇州），江蘇 蘇州 215100；3.赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 赤峰 024031；4.上海農(nóng)樂生物制品股份有限公司，上海 201419）

0 引言

設(shè)施蔬菜在赤峰市蔬菜產(chǎn)業(yè)中占有相當(dāng)大的比重，作為赤峰市的支柱和優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，在調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中起著舉足輕重的作用［1］。隨著種植規(guī)模不斷擴(kuò)大、種植年限不斷增加，設(shè)施土壤次生鹽漬化現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，已成為制約設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要問題之一。設(shè)施土壤鹽漬化的主要原因是生產(chǎn)中過(guò)分追求產(chǎn)量而過(guò)量施肥，造成肥料的投入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)施蔬菜生長(zhǎng)的需求。

由于栽培管理技術(shù)參差不齊，病蟲害預(yù)防意識(shí)差，設(shè)施土壤次生鹽漬化發(fā)生普遍，病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，土壤連作障礙明顯［2］。土壤退化、病蟲害滋生傳播，抑制農(nóng)作物根系的生長(zhǎng)，降低根系對(duì)養(yǎng)分的吸收能力，進(jìn)而影響農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育。設(shè)施土壤次生鹽漬化導(dǎo)致番茄光合作用和抗性下降，產(chǎn)量和品質(zhì)衰減嚴(yán)重。適量施用有機(jī)肥可提供均衡充分的營(yíng)養(yǎng)，增加番茄可溶性固形物、還原性維生素C、可溶性總糖含量，有利于提高番茄品質(zhì)；過(guò)量施用則會(huì)降低番茄非氮源營(yíng)養(yǎng)成分如維生素C、總糖以及可溶性糖等的含量［3］。

在肥料選擇過(guò)程中，除了選擇具有土壤改良效果的基肥類產(chǎn)品（如生物有機(jī)肥和土壤調(diào)理劑等），還可以結(jié)合功能型追肥的功能與特點(diǎn)，選擇具有土壤改良作用的追肥產(chǎn)品。土壤調(diào)理劑的主要功能即調(diào)節(jié)土壤障礙因子、改善土壤養(yǎng)分狀況，合理施用土壤調(diào)理劑能夠改善障礙性土壤的物理性狀（土壤結(jié)構(gòu)、水土保持能力等）、化學(xué)性狀（土壤酸堿度、土壤鹽漬化、重金屬污染等）、生物學(xué)性狀（微生物群落多樣性、土壤酶活性等），使之能夠進(jìn)行優(yōu)質(zhì)高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。對(duì)于土壤酸化、板結(jié)等問題，一般選用腐植酸類水溶性肥料，以增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，疏松土壤，改善土壤的緩沖能力，進(jìn)而提高土壤的保水保肥能力。通過(guò)水肥一體化，將具有抗逆促生、降鹽改土等功能的水溶肥施到農(nóng)作物根系周圍，提供養(yǎng)分的同時(shí)，改善根區(qū)土壤微生態(tài)環(huán)境，活化土壤養(yǎng)分，增強(qiáng)農(nóng)作物抗逆性，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)資源高效利用與農(nóng)作物高產(chǎn)［4］。

筆者所在團(tuán)隊(duì)在內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市松山區(qū)大廟鎮(zhèn)設(shè)施番茄種植基地選取了一個(gè)典型連作障礙的設(shè)施大棚開展田間試驗(yàn)，探究生物有機(jī)肥、抗鹽堿土壤調(diào)理劑和功能型水溶肥套餐施肥技術(shù)對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量和土壤改良的綜合效果。以期為進(jìn)一步深入研究和解決內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市松山區(qū)大廟鎮(zhèn)設(shè)施蔬菜種植區(qū)域土壤面臨的一系列問題奠定基礎(chǔ)，助力赤峰市全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)，也為全國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤改良提供思路和借鑒。

1 材料與方法

1.1 供試肥料

生物有機(jī)肥，w（有機(jī)質(zhì)）≥40%，有效活菌數(shù)≥0.2 億/g，三友生物（煙臺(tái)）有限公司生產(chǎn)；“鹽豐寶”土壤調(diào)理劑，三友生物（煙臺(tái)）有限公司生產(chǎn)；腐植酸水溶肥，ρ（腐植酸）≥30 g/L，ρ（N+P2O5+K2O）≥200 g/L，上海農(nóng)樂生物制品股份有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市松山區(qū)大廟鎮(zhèn)。試驗(yàn)于2020 年6 月開始，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置4個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為48 m2。供試土壤基本理化性質(zhì)如下：pH 7.50，電導(dǎo)率0.47 mS/cm，w（速效鉀）960 mg/kg，w（速效磷）263 mg/kg。試驗(yàn)處理基肥不同，施肥方案見表1；追肥相同，施用腐植酸水溶肥，追肥施用方案見表2。采用水肥一體化覆膜滴灌施肥，田間管理均采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)栽培管理措施。

表1 各試驗(yàn)處理基肥方案

表2 追肥施用方案

1.3 樣品采集與測(cè)定

每個(gè)小區(qū)單獨(dú)測(cè)定番茄產(chǎn)量，并在盛果期采集番茄樣品測(cè)定品質(zhì)，包括可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物和維生素C 含量。于2020 年10 月番茄拉秧期采集0～20 cm 土壤樣品，每小區(qū)隨機(jī)取4點(diǎn)，土壤樣品混勻、風(fēng)干過(guò)篩后，測(cè)定土壤pH、電導(dǎo)率、速效磷、速效鉀含量及鹽分組成。

2 結(jié)果與分析

2.1 設(shè)施土壤改良技術(shù)對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量的影響

生物有機(jī)肥和土壤調(diào)理劑施用均顯著增加設(shè)施番茄產(chǎn)量（見圖1）。由圖1可以看出，與傳統(tǒng)處理相比，優(yōu)化1、優(yōu)化2和優(yōu)化3處理顯著增加番茄產(chǎn)量，增產(chǎn)率分別達(dá)5.93%、12.5%和18.3%。其中，優(yōu)化3處理產(chǎn)量高達(dá)115.5 t/hm2，增產(chǎn)效果最顯著。

圖1 生物有機(jī)肥和土壤調(diào)理劑施用對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

2.2 設(shè)施土壤改良技術(shù)對(duì)設(shè)施番茄品質(zhì)的影響

各處理番茄品質(zhì)見圖2。由圖2 可知，施用生物有機(jī)肥和土壤調(diào)理劑（優(yōu)化3）對(duì)番茄可溶性糖和維生素C 含量沒有顯著影響。與傳統(tǒng)處理相比，傳統(tǒng)有機(jī)肥減量25%結(jié)合生物有機(jī)肥處理（優(yōu)化1、優(yōu)化2）番茄w（可滴定酸）顯著降低6.7%～11.4%，但在其基礎(chǔ)上配施土壤調(diào)理劑處理（優(yōu)化3）番茄w（可滴定酸）顯著增加16.7%。與傳統(tǒng)處理相比，傳統(tǒng)有機(jī)肥減量25%結(jié)合低量生物有機(jī)肥處理（優(yōu)化1）番茄w（可溶性固形物）顯著增加23.1%，但高量施用生物有機(jī)肥（優(yōu)化2）以及配施土壤調(diào)理劑處理（優(yōu)化3）番茄w（可溶性固形物）顯著降低13.3%～21.0%。

圖2 不同處理番茄品質(zhì)

2.3 設(shè)施土壤改良技術(shù)對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

與傳統(tǒng)處理相比，優(yōu)化3 處理土壤pH 顯著增加0.4；各優(yōu)化處理土壤EC值降低了13.5%～32.9%，但處理之間差異不顯著；優(yōu)化1處理土壤w（速效磷）顯著降低13.0%，但優(yōu)化2與優(yōu)化3處理土壤有效磷含量與處理模式差異不顯著；不同施肥處理對(duì)核心棚土壤速效鉀含量沒有顯著影響（見圖3）。

圖3 不同處理土壤pH、EC值及速效養(yǎng)分

對(duì)各處理土壤鹽分組成進(jìn)行分析（見圖4），發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)處理相比優(yōu)化2 與優(yōu)化3w（SO42-）顯著降低102%～104%。另外，生物有機(jī)肥處理對(duì)于其他離子沒有顯著影響。

圖4 土壤離子組成

2.4 設(shè)施土壤改良技術(shù)對(duì)成本和收益的影響

設(shè)施土壤改良技術(shù)對(duì)成本和收益的影響見表3。由表3可知，與傳統(tǒng)處理相比，優(yōu)化處理均顯著增加番茄產(chǎn)量，同時(shí)，優(yōu)化處理肥料成本增加了0.94%～34.05%，但產(chǎn)值和純收益分別增加了5.92%～18.30%和6.34%～16.97%。

表3 各處理經(jīng)濟(jì)效益分析

3 討論

隨著養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，施用畜禽糞肥是減少養(yǎng)殖場(chǎng)污染、替代化肥和實(shí)現(xiàn)化肥減施的關(guān)鍵途徑。然而，長(zhǎng)期大量施用畜禽糞肥會(huì)導(dǎo)致土壤中磷素累積。因此，合理施用糞肥是非常有必要的［5］。本試驗(yàn)采用在傳統(tǒng)有機(jī)肥減量25%的基礎(chǔ)上增施生物有機(jī)肥，可改善土壤的結(jié)構(gòu)性能、微生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而增強(qiáng)土壤的養(yǎng)分緩沖能力來(lái)防止鹽類集聚。研究表明，生物有機(jī)肥處理有利于增加土壤微生物，可以提高設(shè)施次生鹽漬土的農(nóng)作物產(chǎn)量和灌溉水利用率［6］。而過(guò)量施用化肥，易導(dǎo)致土壤酸化，pH降低。電導(dǎo)率可在一定程度上反映土壤鹽分的累積狀況。施用生物有機(jī)肥的處理比常規(guī)施肥電導(dǎo)率均降低［7］，與本研究結(jié)果一致。然而，試驗(yàn)各處理的土壤電導(dǎo)率與傳統(tǒng)處理差異未達(dá)到顯著水平，這可能和試驗(yàn)周期較短有關(guān)。

施肥會(huì)顯著改變番茄連作土壤的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)，降低番茄連作土壤細(xì)菌的多樣性，且施加傳統(tǒng)有機(jī)肥可能會(huì)降低番茄連作土壤細(xì)菌的豐富度，而施加腐植酸類肥料會(huì)增加土壤中細(xì)菌的豐富度［8］。此外，施用腐植酸調(diào)理劑的番茄產(chǎn)量顯著高于其他處理，番茄的可溶性固形物含量也顯著升高，而可滴定酸含量最低，表明番茄品質(zhì)最好［9］。而本研究施用的土壤調(diào)理劑中也含有腐植酸，進(jìn)一步證明了腐植酸在促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)以及改良土壤等方面的作用。

一方面，土壤調(diào)理劑中含有高活性物質(zhì)成分，可以通過(guò)與水的媒介作用，增加土壤微生物活性，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，進(jìn)而提高土壤通透性，增強(qiáng)土壤保水保肥能力［10］；另一方面，部分土壤調(diào)理劑如腐植酸土壤調(diào)理劑，含有Ca2+，能夠代換土壤中的Na+，此外腐植酸還能夠通過(guò)中和堿性吸附游離的Na+導(dǎo)致土壤中交換性Na+的含量降低［11］。已有研究表明，土壤調(diào)理劑和有機(jī)肥配施可有效促進(jìn)西瓜生長(zhǎng)發(fā)育，提高西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)對(duì)西瓜田間長(zhǎng)勢(shì)和抗病性也有一定促進(jìn)作用［12］。土壤調(diào)理劑在提升次生鹽漬化土壤肥力、降低鹽脅迫程度、促進(jìn)黃瓜植株生長(zhǎng)發(fā)育和增產(chǎn)提質(zhì)方面具有顯著效果［13］。而在試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，施用土壤調(diào)理劑可降低土壤EC值和部分鹽離子含量。

已有研究表明，施用不同含量的調(diào)控肥、生物有機(jī)肥和土壤調(diào)理劑后，土壤連作障礙癥狀減輕，表現(xiàn)為鹽分降低，土壤疏松，pH 值升高，蔬菜長(zhǎng)勢(shì)好，結(jié)果期延長(zhǎng)，植株抗性增強(qiáng)，病蟲害減輕，蔬菜產(chǎn)量提高、品質(zhì)改善［14］。這與本研究結(jié)果一致。優(yōu)化處理中添加生物有機(jī)肥和土壤調(diào)理劑后，產(chǎn)量分別提升了5.93%、12.50%和18.30%，并且提升了番茄的品質(zhì)，增加了收益，降低了土壤EC值，對(duì)于高EC 值的設(shè)施土壤，優(yōu)化處理對(duì)土壤鹽堿化的改良效果更好。

4 結(jié)論

（1）生物有機(jī)肥配施土壤調(diào)理劑的設(shè)施土壤改良技術(shù)可以降低25%的傳統(tǒng)有機(jī)肥投入，不僅增產(chǎn)番茄5.93%～18.30%，而且顯著提升番茄品質(zhì)。

（2）生物有機(jī)肥配施土壤調(diào)理劑土壤pH 顯著增加0.4，土壤w（SO42-）降低104%，改良效果顯著，且增加了產(chǎn)值和純收益。