朱坤 李小艷 袁奇

摘要 ? ?宿遷市宿城區(qū)設(shè)施保護(hù)地土壤存在明顯的次生鹽漬化現(xiàn)象。為了有效地改良次生鹽漬化土壤，對(duì)本區(qū)設(shè)施土壤進(jìn)行采樣與分析測(cè)定，測(cè)定項(xiàng)目包括土壤電導(dǎo)率、水溶性鹽總量及離子組成。結(jié)果表明，土壤水溶性鉀離子含量介于15～779 mg/kg，平均占總鹽量的6.06%;土壤鈉離子含量介于11～248 mg/kg，平均占總鹽量的3.74%;土壤鈣離子含量介于127～998 mg/kg，平均占總鹽量的17.66%;土壤鎂離子含量介于15～172 mg/kg，平均占總鹽量的2.97%;土壤硫酸根離子含量介于44～1 647 mg/kg，平均占總鹽量的25.02%;土壤氯離子含量介于14～550 mg/kg，平均占總鹽量的8.56%;土壤碳酸氫根離子含量介于44～353 mg/kg，平均占總鹽量的10.31%;土壤硝酸根離子含量介于81～1 524 mg/kg，平均占總鹽量的25.67%。土壤鈣離子、硝酸根離子與硫酸根離子是構(gòu)成土壤次生鹽漬化最重要的幾種離子。土壤硝酸根、硫酸根積累的主要原因是氮肥和有機(jī)肥施用過多，相關(guān)部分離子未能被作物吸收利用而殘留在土壤中。鈣離子的積累與土壤酸化促進(jìn)了土壤中難溶性鈣鹽的溶解。除了碳酸氫根離子含量與總鹽量成負(fù)相關(guān)外，其他幾種水溶性離子含量均與總鹽量成正相關(guān)。土壤總鹽量與電導(dǎo)率的關(guān)系密切，可將土壤電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果乘以2.446 7來(lái)粗略估算總鹽量。針對(duì)宿城區(qū)設(shè)施土壤次生鹽漬化特點(diǎn)，建議適當(dāng)控制氮素化肥、含硫有機(jī)肥的施用，推廣平衡施肥技術(shù)，增加施用高碳氮比秸稈類物質(zhì)調(diào)節(jié)土壤碳氮比，適當(dāng)降低土壤硝酸鹽及總鹽量，抑制土壤酸化。

關(guān)鍵詞 ? ?設(shè)施土壤;次生鹽漬化;土壤鹽分組成;江蘇宿遷;宿城區(qū)

中圖分類號(hào) ? ?S153 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）22-0146-04 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

宿城區(qū)是江蘇省蘇北地區(qū)重要的蔬菜生產(chǎn)基地之一，設(shè)施栽培經(jīng)歷了很長(zhǎng)的發(fā)展歷史。隨著地方政府對(duì)菜籃子工程與食品安全生產(chǎn)的日益重視，設(shè)施農(nóng)業(yè)規(guī)模發(fā)展極為迅速。設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由于周期短、作物品種多樣、市場(chǎng)靈活性大、比較效益高等優(yōu)點(diǎn)，在宿城區(qū)得到不斷快速發(fā)展，已成為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)民增收的重要來(lái)源。

設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)往往借助于大棚、溫室或者地表覆蓋等進(jìn)行環(huán)境溫度、濕度等條件的調(diào)控，促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高作物產(chǎn)量。與露天土壤相比，設(shè)施土壤施肥量巨大、養(yǎng)分供應(yīng)強(qiáng)度高[1-3]。肥料的大量施用對(duì)作物生長(zhǎng)以及產(chǎn)量形成具有明顯的促進(jìn)作用，設(shè)施土壤過量施用各種肥料尤其是氮、磷、鉀肥料的情況十分普遍[4-6]。在多數(shù)情況下，肥料過量施用對(duì)作物生長(zhǎng)、產(chǎn)量以及品種的負(fù)面效應(yīng)并不容易被發(fā)現(xiàn)，連續(xù)過量地施用各種肥料很快就會(huì)引起土壤次生鹽漬化問題。本文選擇宿城區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)典型區(qū)域進(jìn)行土壤樣品采集，測(cè)定土壤水溶性鹽以及離子組成，對(duì)土壤鹽漬化特征進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，并對(duì)次生鹽漬化土壤的改良利用提出參考建議。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?土壤樣品采集與制備

于2018年6—10月對(duì)宿遷市宿城區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)代表性區(qū)域進(jìn)行土壤樣品采集。考慮到設(shè)施土壤鹽分的表聚特點(diǎn)，取樣深度設(shè)為0～15 cm，共采集27個(gè)土樣。土樣風(fēng)干、磨細(xì)，過20目篩備用。

1.2 ? ?樣品的分析測(cè)定

土壤水溶性鹽采用水土比5∶1進(jìn)行浸提，電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀直接測(cè)定，K+、Na+用火焰光度法測(cè)定，Ca2+、Mg2+用原子吸收分光光度法測(cè)定，SO42-用硫酸鋇比濁法測(cè)定，Cl-含量用硝酸銀滴定法測(cè)定，HCO3-用中和滴定法測(cè)定，CO32-因預(yù)備試驗(yàn)未檢出而未加測(cè)定。考慮到次生鹽漬化土壤中大量存在NO3-，因而對(duì)NO3-進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法采用紫外分光光度法。總鹽用離子總和法計(jì)算得到。

1.3 ? ?數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2016軟件對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和繪圖。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?土壤水溶性陽(yáng)離子含量

從表1可以看出，土壤K+含量介于15～779 mg/kg，平均值119 mg/kg，占總鹽量的6.06%，對(duì)土壤次生鹽漬化的貢獻(xiàn)位列陽(yáng)離子第二，對(duì)土壤次生鹽漬化的貢獻(xiàn)低于Ca2+，高于Na+和Mg2+。從土壤K+含量與總鹽量的關(guān)系圖（圖1）中可以看出，二者之間的決定系數(shù)達(dá)到了0.487 2。K+含量小于50 mg/kg的土壤樣品占到總樣品數(shù)的44%，對(duì)喜鉀作物來(lái)說可能存在缺鉀問題。土壤Na+含量介于11～248 mg/kg，平均值為73 mg/kg，占總鹽量的3.74%。從土壤Na+含量與總鹽量的關(guān)系圖（圖2）中可以看出，其決定系數(shù)為0.375 6。所有樣品鈉離子含量均在248 mg/kg以下，基本不存在鈉離子毒害問題。

由表1可以看出，檢測(cè)土壤中的Ca2+含量介于127～998 mg/kg，平均值達(dá)347 mg/kg，占總鹽量的17.66%，高于其他三大陽(yáng)離子的總和，是構(gòu)成土壤次生鹽漬化的重要因子。從圖3可以看出，土壤中Ca2+含量與土壤總鹽量成正相關(guān)，決定系數(shù)高達(dá)0.722 8。在所有土壤鈣含量的測(cè)定結(jié)果中，最小含量為127 mg/kg，因而基本不存在作物缺鈣的問題。Ca2+最高含量為998 mg/kg，一般不會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生直接毒害，但是可能因?yàn)橄鄬?duì)水平偏高，而引起鎂、鉀等其他陽(yáng)離子養(yǎng)分供應(yīng)相對(duì)缺乏。

土壤Mg2+含量介于15～172 mg/kg，平均值58 mg/kg，占總鹽量的2.97%，對(duì)土壤次生鹽漬化的貢獻(xiàn)并不大。從圖4可以看出，土壤Mg2+含量與土壤總鹽量成高度正相關(guān)，決定系數(shù)為0.779 2，與土壤Ca2+的影響極為類似，這可能是由于土壤酸化引起了土壤含鎂與含鈣物質(zhì)的溶解有關(guān)。土壤Mg2+含量小于50 mg/kg的土樣占59.3%，最小含量?jī)H為15 mg/kg，加上土壤鈣/鎂、鉀/鎂偏高，作物存在缺鎂的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 ? ?土壤水溶性陰離子組成

從表2可以看出，土壤中的SO42-含量介于44～1647 mg/kg，平均值491 mg/kg，占總鹽量的25.02%，是構(gòu)成土壤次生鹽漬化的重要因素之一。從土壤SO42-含量與總鹽量的關(guān)系圖（圖5）可看出，二者關(guān)系密切，決定系數(shù)高達(dá)0.827 0。土壤Cl-含量介于14～550 mg/kg，平均值168 mg/kg，占總鹽量的8.56%，Cl-并不是構(gòu)成土壤次生鹽漬化的主要陰離子（圖6）。

土壤中的HCO3-含量介于44～353 mg/kg，平均值202 mg/kg，占總鹽量的10.31%，不僅對(duì)土壤次生鹽漬化貢獻(xiàn)不大，甚至還出現(xiàn)了與土壤總鹽量成反相關(guān)的情況（圖7），其決定系數(shù)達(dá)到0.557 5。土壤NO3-含量介于81～ 1524mg/kg，均值504 mg/kg，占總鹽量的25.67%，與SO42-的占比25.02%十分接近，同樣是構(gòu)成土壤次生鹽漬化的重要因素之一。另外，從土壤NO3-含量與總鹽量的關(guān)系圖（圖8）也可以看出，二者之間關(guān)系密切，決定系數(shù)達(dá)到0.7，僅次于SO42-含量與總鹽量關(guān)系的決定系數(shù)0.827。土壤NO3-積累的主要原因是氮肥施用過多，且未能很好地被作物吸收利用。土壤SO42-積累的主要原因可能是有機(jī)肥施用量比較多，根據(jù)調(diào)查，宿城區(qū)施用的有機(jī)肥中多為含量較為豐富的含硫化合物。

從幾種陰離子濃度的變異情況看，Cl-與HCO3-濃度的變幅較小，NO3-與SO42-濃度的變幅很大，可以認(rèn)為對(duì)該2種離子的平衡來(lái)說，人為破壞或調(diào)節(jié)的余地相對(duì)較大。

2.3 ? ?土壤總鹽量與電導(dǎo)率的關(guān)系

從圖9可以看出，土壤總鹽量與電導(dǎo)率的關(guān)系十分密切，其決定系數(shù)高達(dá)0.914 5。考慮到土壤電導(dǎo)率測(cè)定相對(duì)簡(jiǎn)便快捷，而土壤總鹽量測(cè)定耗時(shí)較多，可以將土壤電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果乘以2.446 7來(lái)粗略估算總鹽量。

3 ? ?結(jié)論與討論

（1）宿城區(qū)代表性設(shè)施土壤次生鹽漬化現(xiàn)象較為普遍。在全部檢測(cè)的27個(gè)樣品中，非鹽漬化土壤占22.2%，輕度鹽漬化土壤占37.0%，中度以上鹽漬化土壤占40.8%。

（2）土壤SO42-、NO3-含量平均占總鹽量的25.02%和25.67%，是構(gòu)成土壤次生鹽漬化的最重要陰離子。土壤HCO3-、Cl-在總鹽量中占比很小，對(duì)土壤次生鹽漬化貢獻(xiàn)較小，而且HCO3-含量與土壤總鹽量成反相關(guān)關(guān)系。

（3）土壤Ca2+含量平均占總鹽量的17.66%，是構(gòu)成土壤次生鹽漬化的最重要陽(yáng)離子。土壤中的K+、Na+、Mg2+含量分別平均占總鹽量的6.06%、3.74%和2.97%，對(duì)土壤次生鹽漬化的貢獻(xiàn)分列陽(yáng)離子第2、3、4位。Mg2+占比最小，對(duì)需鎂比較多的作物存在相對(duì)缺乏的可能。

（4）土壤總鹽量與電導(dǎo)率之間的關(guān)系可用方程y=2.446 7x擬合。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 唐冬，毛亮，支月娥，等.上海市郊設(shè)施大棚次生鹽漬化土壤鹽分含量調(diào)查及典型對(duì)應(yīng)分析[J].環(huán)境科學(xué)，2014，35（12）：4705-4711.

[2] 杜磊，鄭子成，李廷軒，等.不同次生鹽漬化程度設(shè)施土壤的水鹽運(yùn)移特征研究[J].水土保持學(xué)報(bào)，2014，28（6）：183-189.

[3] 杜巖.設(shè)施土壤次生鹽漬化危害及解決途徑研究[D].揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2014.

[4] 周鑫鑫.設(shè)施農(nóng)業(yè)肥料高投入對(duì)土壤環(huán)境次生鹽漬化的影響研究[D].上海：東華大學(xué)，2013.

[5] 王楠.設(shè)施栽培年限對(duì)設(shè)施土壤生態(tài)環(huán)境的影響及次生鹽漬化土壤的改良[D].重慶：西南大學(xué)，2012.

[6] 張金錦，段增強(qiáng).設(shè)施菜地土壤次生鹽漬化的成因、危害及其分類與分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的研究進(jìn)展[J].土壤，2011，43（3）：361-366.