于倩倩 錢宏兵 許愛霞 王芹

摘 要：根據(jù)微生物主導(dǎo)的碳氮互作原理，土壤硝態(tài)氮的積累是由于缺乏適當(dāng)?shù)奶荚磥斫蛹{這種無機(jī)氮源。因此，如果土壤中存在合適的碳源，微生物就會將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)變成有機(jī)態(tài)氮，這個過程既能降低土壤溶液中的硝酸根含量，進(jìn)而降低高鹽對作物根系的毒害，還能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤肥力。本試驗通過向土壤中添加由秸稈和菌劑制備的碳調(diào)節(jié)劑，為土壤提供了大量合適碳源，快速、高效降低了土壤硝酸根含量，繼而緩解了土壤次生鹽漬化的發(fā)生，為解決大棚土壤次生鹽漬化找到了一條經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、簡便的新方法。

關(guān)鍵詞：次生鹽漬化；土壤可溶性鹽；土壤改良劑；生態(tài)消減

中圖分類號：S-3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180732001

1 研究背景

近年來，我國設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)面積逐年增加，設(shè)施面積穩(wěn)居世界第一。設(shè)施蔬菜栽培可以人為地創(chuàng)造可控環(huán)境，在一定程度上克服了傳統(tǒng)蔬菜栽培面臨的反季節(jié)和跨區(qū)域的供應(yīng)問題，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一次重大變革。設(shè)施蔬菜栽培主要方式有日光溫室、塑料大棚、連棟大棚等，具有高復(fù)種指數(shù)、高效益、集約化程度高等特點[1]。“十二五”期間，我國設(shè)施蔬菜的種植面積逐年增多、栽培區(qū)域不斷擴(kuò)大、生產(chǎn)效益得到了極大地提高，至2015年，播種面積達(dá)到400萬hm2以上，增加了13.7%[2]。

然而，設(shè)施蔬菜栽培過程中普遍存在著施肥過量的現(xiàn)象，在高投入高產(chǎn)出的情況下，多年以上的土壤即會出現(xiàn)次生鹽漬化，這些都會是設(shè)施蔬菜的品質(zhì)降低或者收獲的量，嚴(yán)重的甚至絕收。已有研究表明，當(dāng)前的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥的大量施用，其利用率低，導(dǎo)致硝酸鹽在土壤表層積累 [3]。雖然前人研究已提出多種解決設(shè)施蔬菜大棚土壤次生鹽漬化的途徑，如測土配方施肥、工程措施、生物除鹽、輪作休耕、施用生物有機(jī)肥等，但這些措施很有可能會給周圍環(huán)境帶來二次污染，如淹水洗鹽則使硝酸根向下淋洗出表層土壤，不但是對氮肥資源造成了極大浪費，還增加了其對地下水和地表水的遷移污染[4-6]。在一種環(huán)境友好的生態(tài)環(huán)境下，為了提高氮肥的資源利用效率，亟需研發(fā)一種既能極大的提高土壤氮素資源利用率又可以降低設(shè)施土壤次生鹽漬化的技術(shù)方法。

根據(jù)微生物主導(dǎo)的碳氮互作原理可知，如果沒有適宜的碳源相結(jié)合而轉(zhuǎn)化，無機(jī)氮則會轉(zhuǎn)變成硝酸鹽而積累。微生物而土壤中的則會利用土壤中的碳源，將土壤中的無機(jī)氮同化轉(zhuǎn)變成有機(jī)態(tài)氮。在這個過程中土壤溶液中的硝酸根會減少，土壤有機(jī)質(zhì)含量還會提升，土壤CEC增多，土壤溶液的鹽分含量降低，次生鹽漬化的危害就會減少，進(jìn)而利于蔬菜作物的生長[7]。不同類別的碳源、量及其配比顯著影響其在土壤中腐解速率和持續(xù)時長，繼而影響轉(zhuǎn)化土壤溶液中的硝酸根的作用，因此，篩選合適的碳源配方、合理調(diào)控碳源的腐解速率和持續(xù)性成為重要的科學(xué)問題。為了解決土壤的次生鹽漬化問題，本文介紹一種生態(tài)型的生物強(qiáng)化碳土壤改良劑來降低硝酸鹽含量，進(jìn)而改善土壤化學(xué)性質(zhì)和養(yǎng)分含量方法。

2 土壤改良劑制備方法

對土壤的物理性質(zhì)進(jìn)行改善，作物本身不提供植物養(yǎng)分或者提供養(yǎng)分較少的物料[8]，其利用黏結(jié)很多小的土壤顆粒形成大的，并且水穩(wěn)定的聚集體。由混合碳劑和快腐菌劑依據(jù)一定的配比進(jìn)行制備的改良劑，可以快速降低土壤中的硝態(tài)氮含量，使土壤的表層次生鹽漬化程度降低，這是生態(tài)環(huán)保型的簡便快速治理土壤次生鹽漬化的新技術(shù)?；旌咸紕┑闹苽浞椒ǎ阂愿稍锏淖魑锝斩挘ㄐ←湣⑺?、玉米、稻殼、棉花等）為原料，然后進(jìn)行粉碎，再按照一定配比（水稻秸稈、小麥秸稈和稻殼粉碎成1～3mm的顆粒，玉米秸稈2～5mm顆粒，棉花秸稈粉碎成5～10mm的顆粒；水稻秸稈：玉米秸稈：小麥秸稈：稻殼：棉花秸稈=5～10：0～5：5～10：0～5：1～3；快腐菌劑為市場通用的快速腐解秸稈碳的商品纖維素分解微生物制劑，每噸土壤改良劑中含0.3～1.0kg快腐菌劑）均勻混合后即可制得混合碳劑。配料的顆粒大小會影響混合碳劑在土壤中的腐解轉(zhuǎn)化速率和程度，進(jìn)而影響該碳劑在土壤中減少硝酸鹽的能力，減弱次生鹽漬化土壤可溶性鹽含量的效果。各種秸稈的使用比例應(yīng)按照土壤次生鹽漬化程度、氣溫、土壤理化性狀等綜合來確定。

3 土壤改良劑使用方法

改良劑使用分為以下幾步：以施用量為15～75 t/hm2的標(biāo)準(zhǔn)，把制備好的土壤改良劑均勻撒施在硝酸鹽含量較高的土壤表面。由于土壤改良劑中微生物的生物活會受到存放時間及溫度的影響，所以為了達(dá)到較佳的效果，應(yīng)在48h內(nèi)施用；然后用旋耕機(jī)對耕層土壤進(jìn)行深度15cm左右的旋耕；調(diào)節(jié)耕層土壤水分含量，使其達(dá)到30%左右為最佳；一般情況下常溫培養(yǎng)10±5d左右，即可明顯降低土壤可溶性鹽含量。

4 實施案例

選用江蘇省泰州市姜堰區(qū)張甸鎮(zhèn)張前村豐源蔬菜種植專業(yè)合作社內(nèi)一塊發(fā)生次生鹽漬化特別嚴(yán)重的設(shè)施大棚，將土壤改良劑均勻的撒在土壤表面，施用量為75t/hm2；使用農(nóng)機(jī)將0～20cm的耕層土壤均勻翻耕1次；測熵灌溉，將耕層土壤水分含量調(diào)節(jié)至為25%～35%；15d后取土壤樣品進(jìn)行分析。試驗前后土壤可溶性鹽含量變化及組成見表1。由表1可知，土壤改良劑使發(fā)生次生鹽漬化土壤的電導(dǎo)率顯著變小，由原來的3.69mS/cm降為2.71mS/cm，下降25%以上；硝酸根離子由原來的5.76g/kg降為0.22g/kg，降幅極大；總鹽含量也降低了30%以上。硝酸根含量約占整個陰離子總量的3/5左右，在陰離子中含量最多的，所以硝酸根的大幅度下降是導(dǎo)致整個水溶性離子總量下降的主要原因。

5 結(jié)論

微生物對土壤中的碳氮轉(zhuǎn)化起著重要作用，一般而言，硝酸根的積累是由于土壤中缺乏相應(yīng)的碳源供微生物利用對其進(jìn)行轉(zhuǎn)化。如果土壤中存在合適的碳源，微生物才能將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)變成有機(jī)態(tài)氮，這個過程既可降低土壤溶液中的硝酸根含量，減少鹽分進(jìn)入土壤溶液的量，從而降低鹽毒害，同時也會增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤肥力，增強(qiáng)了養(yǎng)分的供應(yīng)。本試驗結(jié)果表明，加入基于秸稈、微生物配制的土壤改良劑可明顯降低土壤溶液中硝酸根的濃度，從而減輕土壤的次生鹽漬化程度，并且在一定范圍內(nèi)，降低幅度隨碳調(diào)節(jié)劑加入量的增加而顯著增強(qiáng)。實驗條件下，最多可在原有濃度上降低95%以上。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：于倩倩（1985-），女，碩士，研究方向：土壤肥料技術(shù)推廣應(yīng)用。