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        設(shè)施內(nèi)水旱輪作對土壤理化性質(zhì)的影響

        2018-09-10 07:01:00周增輝
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2018年15期
        關(guān)鍵詞:水旱輪作旱作磷酸酶

        徐 媛, 陶 笑, 周增輝

        (1.江蘇省張家港市蔬菜辦公室,江蘇張家港 215600; 2.揚(yáng)州大學(xué)水生蔬菜研究室,江蘇揚(yáng)州 225009)

        近年來,江蘇省張家港市的設(shè)施蔬菜發(fā)展迅速,設(shè)施蔬菜的發(fā)展對發(fā)展張家港市蔬菜產(chǎn)業(yè)和提高農(nóng)民收入水平作出了重要貢獻(xiàn)。但是,設(shè)施栽培環(huán)境中,復(fù)種指數(shù)高,施肥、灌溉、耕作頻率高,長期得不到雨淋,使土壤理化性狀發(fā)生了很大改變,造成土壤連作障礙日趨嚴(yán)重,制約了設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展[1-4]。水旱輪作有利于降低作物發(fā)病率,提高作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[5-10]。本試驗(yàn)比較了該市設(shè)施同一地塊水旱輪作、旱作后的土壤理化性質(zhì),為水旱輪作的蔬菜茬口安排提供理論依據(jù),以期改善土壤理化性質(zhì),緩解土壤連作障礙,促進(jìn)設(shè)施蔬菜可持續(xù)發(fā)展。

        1 材料與方法

        2016年6月在江蘇省張家港市楊舍鎮(zhèn)善港設(shè)施蔬菜大棚內(nèi)高密度種植蕹菜,大棚一半蕹菜淹水栽培,一半蕹菜旱作,8月接茬種植辣椒,整個試驗(yàn)過程中除淹水、旱作外其他栽培方式相同,即2個處理,處理1水旱輪作(水蕹菜—旱辣椒),處理2旱作(旱蕹菜—旱辣椒),于辣椒定植1.5個月后取樣,按對角線法取5個點(diǎn),每個點(diǎn)再分0~10、10~20、20~30、30~40 cm 4個層次,分別裝袋。鮮土樣用泡沫箱加冰袋冷藏,當(dāng)天運(yùn)回?fù)P州大學(xué)水生蔬菜研究室實(shí)驗(yàn)室,部分保存于4 ℃冰箱中,剩余土樣自然風(fēng)干后過篩待測。按周增輝等的方法[11]測定土壤的可溶性鹽濃度(EC值),土壤主要離子(NO3-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+和K+)、土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的含量和土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸酶的活性[12]。所有數(shù)據(jù)均為5個測定值的平均值,并用Excel分析作圖。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 設(shè)施水旱輪作、旱作對土壤EC值的影響

        從圖1可知,0~10 cm土壤水旱輪作EC值明顯低于旱作土壤,降低了75.8%,旱作土壤EC值大大超過作物的生育障礙臨界點(diǎn)(500 μS/cm)[13],10~40 cm土層旱作和水旱輪作EC值相差不大,說明水旱輪作能較好緩解耕作層土壤的鹽漬化,對深層土壤EC值的影響不大。從土層剖面來看,2種處理下,0~10 cm土層EC值都高于10~40 cm土層,說明土壤鹽漬化主要在表層土壤。

        2.2 設(shè)施水旱輪作、旱作對土壤陰離子含量的影響

        從圖2可知,水旱輪作0~10 cm土層主要陰離子(NO3-、SO42-、Cl-)含量比旱作含量低,其中NO3-含量比旱作土壤下降83.18%,SO42-含量比旱作土壤下降70.85%,Cl-含量比旱作土壤下降77.64%;10~40 cm土層主要陰離子含量相差不大,說明水旱輪作能明顯降低0~10 cm土層主要陰離子含量。從土層剖面來看,2種處理下0~10 cm土層主要陰離子含量都高于10~40 cm土層,可能表層土壤由于施用化肥等原因使陰離子含量比深層土壤高。

        2.3 設(shè)施水旱輪作、旱作對土壤陽離子含量的影響

        從圖3可知,水旱輪作0~10 cm土層主要陽離子(Ca2+、Mg2+、Na+、K+)含量比旱作含量低,其中Ca2+含量比旱作土壤下降89.71%,Mg2+含量比旱作土壤下降81.5%,Na+含量比旱作土壤下降75.33%,其中各個土層Na+含量水旱輪作土壤都低于旱作土壤,K+含量比旱作土壤下降36.26%;10~40 cm土層主要陽離子含量相差不大,說明水旱輪作能明顯降低0~10 cm土層主要陽離子含量。從土層剖面來看,2種處理下0~10 cm土層主要陽離子含量都高于10~40 cm土層,可能表層土壤由于施用化肥等原因陽離子含量比深層土壤高。

        2.4 設(shè)施水旱輪作、旱作對土壤養(yǎng)分的影響

        從圖4可知,水旱輪作各土層的有機(jī)質(zhì)含量高于旱作土壤,其中0~10 cm高出21.05%,這可能與水作條件下植物殘體分解變慢、有機(jī)質(zhì)腐殖化指數(shù)增加有關(guān)。水旱輪作各土層堿解氮含量低于旱作土壤,其中0~10 cm降低7.2%,說明水旱輪作適當(dāng)降低了土壤堿解氮含量。水旱輪作0~30 cm土壤速效磷含量低于旱作土壤,其中0~10 cm降低11.54%,說明水旱輪作能使表層土壤速效磷含量降低。水旱輪作各土層土壤速效鉀含量均低于旱作土壤,其中0~10 cm降低 7.77%,說明水旱輪作能使土壤速效鉀含量降低。從土層剖面來看,2個處理有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、速效磷含量都隨著土層加深呈遞減趨勢,這可能與表層土壤施用肥料有關(guān)。

        2.5 設(shè)施水旱輪作、旱作對土壤酶活性的影響

        從圖5可知,水旱輪作各土層的土壤蔗糖酶活性高于旱作土壤,其中0~10 cm高出33.74%,說明水旱輪作能提高土壤蔗糖酶活性。水旱輪作各土層土壤脲酶的活性高于旱作土壤,其中0~10 cm高出3.67%,說明水旱輪作能適當(dāng)提高土壤脲酶的活性。水旱輪作0~20 cm土層土壤酸性磷酸酶活性高于旱作土壤,其中0~10 cm高出19.65%,但20 cm以下土層土壤酸性磷酸酶活性要稍微低于旱作土壤,說明水旱輪作能使0~20 cm土層的土壤酸性磷酸酶活性提高。水旱輪作各土層土壤堿性磷酸酶活性高于旱作土壤,其中0~10 cm高出22.79%,說明水旱輪作能提高土壤堿性磷酸酶的活性。從土層剖面來看,2個處理蔗糖酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸酶活性都隨著土層的深度加深呈遞減趨勢,這可能跟土壤有機(jī)質(zhì)、微生物含量有關(guān),其中脲酶在0~30 cm有同樣趨勢,30 cm深度后活性增強(qiáng)。

        3 結(jié)論與討論

        0~10 cm土壤水旱輪作EC值比旱作土壤下降75.8%,10~40 cm土壤EC值相差不大;0~10 cm土層NO3-、SO42-、Cl-含量分別比旱作土壤下降83.18%、70.85%、77.64%,10~40 cm土層主要陰離子含量相差不大;0~10 cm土層Ca2+、Mg2+、Na+、K+含量分別比旱作土壤下降 89.71%、81.5%、75.33%、36.26%,10~40 cm土層主要陽離子含量變化不大。說明水旱輪作比旱作更有利于降低土壤耕作層鹽分含量,這與袁建玉等的研究[14]一致。水旱輪作各土層的有機(jī)質(zhì)含量均高于旱作土壤,0~10 cm高出21.05%,水旱輪作0~10 cm土層堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別比旱作土壤低7.2%、11.54%、7.77%,這與趙海濤等的研究[15]一致;水旱輪作0~20 cm土層的土壤酶活性都高于旱作土壤,其中0~10 cm土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸酶分別高出33.74%、3.67%、19.65%、22.79%,這與時唯偉等的研究[16-17]一致。

        從土層剖面來看,水旱輪作和旱作2個處理下,0~10 cm土層EC值、主要陰離子、陽離子含量都高于10~40 cm土層,有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、速效磷含量都隨著土層加深呈遞減趨勢,這與趙風(fēng)艷等的研究[18]一致;0~30 cm土層中蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸酶活性都隨著土層深度的加深呈遞減趨勢,與陶寶先等的研究[19]一致,這可能是因?yàn)楸韺油寥乐叙B(yǎng)分分布較多,土壤結(jié)構(gòu)疏松,通氣狀況良好,微生物密集其生化系統(tǒng)活躍。

        本研究表明,水旱輪作與連續(xù)旱作相比,能降低同一地塊的土壤鹽分含量,提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,提高土壤酶活性,緩解土壤連作障礙,改善土壤理化性質(zhì),水旱輪作比長期旱作的土壤更適合于下茬作物的生長;同時,在生產(chǎn)上應(yīng)該合理控制化肥的施用,保護(hù)耕作層土壤,有條件的應(yīng)當(dāng)測土配方施肥。下一步將根據(jù)江解增等提出的設(shè)施內(nèi)水旱輪作各種新模式[20]在張家港市連作障礙嚴(yán)重的設(shè)施基地進(jìn)行示范種植。

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