保护地土壤生态问题及其防治措施的研究

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1、保护地土壤生态问题及其防治措施的研究摘　要:从土壤次生盐渍化、土壤板结、土壤酸化、土壤病虫害等方面分析了目前规模化的保护地中出现的土壤生态问题,提出了相应问题的具体防治措施,并在此基础上指出了该领域今后应加强的研究方向。关键词:保护地;土壤生态问题;防治措施保护地土壤不同于其它露地土壤,由于其内部高温、缺少雨水淋洗、蒸发强烈,再加上大量施肥等因素的影响,使表层土壤盐分积累,且随着保护地使用年限的增加,土壤次生盐渍化、土壤板结、酸化及病虫害等生态问题日益加重,故常引起各种作物的生理障碍[1～5]。目前,因蔬菜经济效益显著,保护地的种植主

2、要以蔬菜为主,其种植面积达1600多万hm2,约占世界种植面积的35%。在设施蔬菜生产迅猛发展的同时,引发了一系列生态问题,严重影响了蔬菜生产和农民收益,日本相马晓研究表明[6],EC值的上升伴随着对营养元素吸收量的降低和生长的抑制。因此,对于保护地土壤的生态问题,已成为农业生产上亟待解决的一大问题。一、保护地土壤生态问题的表现就环境因素而言,保护地处于一封闭环境,其内气温、土温、土壤湿度较外部高,因而原生矿物风化强烈,矿物中离子释放加快;从人为管理措施角度看,保护地内施肥量相当高,每年投入大量的化肥,同时还有大量有机肥的投入,作物对

3、肥料都存在选择吸收,不能被吸收的成分不受雨水直接冲刷,则会残留在土壤中而产生积累。因此,就其生态问题主要表现在以下几方面。1、土壤次生盐渍化次生盐渍化土壤是指由于人为因素的影响引起含盐地下水位的上升,使非盐渍化土壤或已经得到改良的盐渍化土壤经过演变成为盐渍化土壤。对于引发保护地次生盐渍化的原因归纳起来主要有两个方面。其原因之一是由于化肥用量大,利用率低,残留土体中多。在保护地中,据联合国粮农组织统计资料表明,化肥增产作用约占40%～60%,我国农业部也认为在40%左右。但氮、磷、钾利用率分别在13%～15%、8.9%、30%～40%。

4、在一些地区,往往较长时间内偏施某一肥料,尤其以盐分较多的鸡粪为主,进而将一些盐分带到土壤中。设施内环境与露地差异较大,由于雨水冲刷时间短,温度较高,土壤水分被植被植株吸收量和蒸发量较大,地下水中盐分随水带到耕层而积累。孙松发等[7]研究发现,温室土壤次生盐渍化成因中的主要因素是土壤得不到雨水淋洗,温室中表层土壤盐分含量与大气积温有很好的相关关系。据肖千明等研究[8],N素施用量与土壤中NO-3-N呈正相关,是土壤发生次生盐渍化的主要原因。盐分在土壤垂直剖面上分布的不均匀性是盐分积累和土壤次生盐渍化发生的另一重要原因。据调查,温室内土壤

5、溶液的电导率从下层向地表方向呈梯度递增,表层土壤的电导率一般较下层土壤高1～3倍。李文庆等人[9]研究,保护地盐分在土体中的分布一般是表层含量高,向下逐渐减少,在不同土壤上盐分的组成有一定差异。其中NO-3-N占阴离子总量的70%左右,其含量达300～400mg/kg,有的高达700mg/kg[10]　。李先珍等[11]也研究认为,硝酸根是保护地土壤盐渍化增加最多的成分,形成了多种硝酸盐,从而提高了土壤溶液的盐浓度和渗透压。通过在西南区域实地调查发现,与露地土壤相比,不管利用年限如何,保护地土壤硝酸盐含量均显著增加,盐分随着硝酸盐含量

6、的增加而增加。薛继澄等报道[12],0～5cm土壤含盐量在0.1%～0.5%,高的可达0.88%。栽培5年的保护地,表层盐分含量比露地增加了4～5倍。2、土壤板结由于长期施入磷酸二铵、尿素、硫酸铵,加之用水不合理,灌水次数频繁,引起地下水位进一步上升,矿化度增大,土壤团粒结构被破坏,大孔隙减少,通透性变差,毛管作用增强,盐分表积逐渐加剧,造成不同程度的土壤板结。主要表现是土壤容重增大,土壤通气孔隙比例相对降低,耕作层变浅,土壤通气透水性变差,物理性状不良[13,14]。3、土壤酸化为了追求保护地单产,长期施用化学肥料和有机肥,尤其是生

7、理酸性肥料和没有腐熟完全的有机肥料,致使土体中有机肥施用不足,有机质含量降低,土壤的缓冲性减弱,进而导致保护地土壤的酸化。许多研究表明[8,15～17],保护地蔬菜土壤pH值随种植年限的增加呈逐年下降的趋势。种植36年的保护地土壤,pH值比露地土壤降低了0.5个单位;种值13年的保护地,土壤酸度值最低的已经降到pH4.31,土壤酸化现象非常严重。严重时产生酸害,使作物生长缓慢,有时发生生长点坏死和死苗等现象。造成上述原因是低pH值下、H+会对作物产生直接危害、破坏生物膜使其透性增加、降低土壤微生物活性、影响作物根系发育,严重时造成根尖

8、死亡。同时、低pH值下、游离铝和交换性铝浓度过高、还原态锰浓度过大、铝、锰等元素过多,影响酶的活性,抑制根细胞分裂和膜结构,影响矿质养分的吸收、运输和生物功能。而且,土壤养分有效性下降、引起氮、磷、钾、钙、镁、铝等多种养