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摘要保护地内的土壤处于相对封闭的环境中,其内部透气性、团粒结构、养分传递与大田不同,尤其是多年不受自然降水的淋洗与阳光直射,造成多种土壤障碍。对保护地土壤的特点与问题加以分析,提出若干改良土壤的调控措施。
关键词保护地;设施土壤;环境调控
保护地栽培是一种高效集约化的农业生产方式,设施内部封闭环境高温、高蒸发、施肥量大,复种指数较高,以致造成设施内土壤结构破坏,盐渍化、酸化,出现明显土壤障碍。随着使用年限增加,还会出现病原菌积累,虫害加重等一系列问题。
1设施内土壤存在的问题
1.1土壤物理性状
保护地设施内部环境相对封闭,土壤结构优于大田土壤。空气高温干燥,土壤水分蒸发迅速,在深度20~25cm耕层的土壤中,水分运动方向由下至上沿着土壤毛管孔隙向地表运动。随着使用年限的增加,耕层土壤团粒结构逐渐破坏,非活性孔隙占比降低,土壤持水性增强,但透气透水性变差,物理性状恶化,土壤板结,成为阻碍作物高产的问题之一。
1.2土壤化学性质
作为衡量土壤化学环境质量的重要指标,土壤pH的变化直接影响作物长势,在耕层较浅的保护地更为明显。
1.2.1土壤pH作用分析
土壤pH会影响土壤胶体的性质和土壤微生物的活性,它们完成了土壤中各种成分的迁移与转化。氮元素在pH<6时,有效性降低是因为固氮菌活性受土壤pH抑制;当pH>8时,是硝化作用受抑制;磷元素在pH<6.5或>7.5时易被土壤胶体固定,降低有效性;pH高于8.5时,钙镁离子易被土壤胶体固定;一些微量元素在微酸性土壤中可溶性好而提高有效性。
1.2.2土壤酸化对作物的危害与表现
土壤酸化严重会导致养分有效性降低,不易被作物吸收;促使金属离子溶入土壤溶液,毒害作物;破坏土壤结构,加重土壤板结;一般土壤微生物在pH6.5~7.5时活性最高,超出这个范围会抑制微生物活性,从而降低氮的转化与利用。土壤酸化对于农作物有着较大的影响,很容易导致植物根系出现死亡或者是破坏根系中的生理功能,表现为作物根系发育困难形成小老苗,易感病、产量低。
1.2.3导致土壤酸化的主要原因
从目前的情况来看,设施内土壤酸化是一种较为普遍的现象。导致这种情况发生的主要原因就是氮肥使用过多而造成的。现如今,很多农作物还施有含氮量较高的鸡粪、肥饼等,这种肥料都含有较高的氮元素;在高温环境中有机质迅速转化为有机酸与腐植酸,加之无自然降水淋溶而不断积累,最终导致土壤出现酸化。
1.3土壤次生盐渍化
保护地土壤次生盐渍化主要表现为盐分表聚,很多时候在设施土壤的表层会有一层白霜或者是斑块状盐结皮。
1.3.1盐分对作物影响分析
土壤盐分含量对作物生长会产生影响,通过水分吸收、离子交换、养分与能量平衡等渠道表现出来。当土壤含盐量上升时,渗透势上升,使作物根系吸水困难,甚至根系脱水。尤其在设施内高温环境中表现明显;作物吸收微量元素失衡,过多吸收单一元素,而排斥其他元素,造成单盐毒害;微生物活性降低,酶的活性受抑制,酰胺与铵态氮肥中的氮素更易挥发;高盐分会降低氮元素有效性,不易被根系所吸收,降低作物体内能量的积累和转化,作物生长受抑制。
1.3.2保护地土壤盐渍化的危害
土壤含盐量过高时,一般都在作物的长势上得到体现。通过观察可以发现,作物受盐害,根系发育能力下降,植株矮小,发育迟缓,严重时作物倒伏、枯萎甚至绝收;盐渍土还会造成植株抗性下降,易发生病虫害;盐渍土具有更高的导电率,与一般的露地土壤相比,盐分较高的盐渍土导电率是一般土壤的8倍左右;亚硝酸盐数量设施内高于设施外;盐渍土会使土壤微生物活动受抑制,菌群数量减少。
1.3.3造成土壤积盐主要原因
据有关数据结果显示,造成保护地土壤盐渍化的是人为因素,其中主要的原因就是因为设施本身就是一个封闭的环境,受自然影响较小。土壤中的盐分在没有雨水冲刷的前提下会大量地沉积下来,而土壤内部的水会随着蒸汽的蒸发逐渐的散发到土壤的表层。因为盐随水走,所以土壤表层的盐分浓度往往较大.
1.4保护地土壤中病原菌积累病害加重
设施内土壤生态环境很容易出现病原菌聚集的情况。因为设施连作栽培往往存在种植次数多,土壤休息时间短的情况,这样就容易促进土壤中一些病原菌的繁殖和生长。即使在较为寒冷的环境下也可以给一些病原菌提供越冬的场所。
2保护地土壤环境的调控措施
2.1改善土壤物理性状
目前,效果较好的改良方法是向土壤中施入微生物菌肥,微生物能够转化土壤中的污染物,调节养分平衡,固氮、硝化,释放土壤胶体中固定的磷、钾以及微量元素,改良土壤的团粒结构。另外,可以增加施用有机肥的方式改善土壤透水透气性。有机肥可以缓慢的将肥效释放到土壤中,这样会有助于提升土壤中微生物的生长;能促进土壤固定营养元素的释放,进而增加土壤的营养成分。这样对农作物的生长具有十分重要的意义。同时,有机肥能明显提高土壤总孔隙度,降低土壤容重。
2.2改良酸化土壤
改良酸化土壤不能仅凭单一措施,需要综合治理。一般情况下应该选择使用碱性含钾肥料来调节土壤内部的pH值,如施用草木灰;合理施用有机肥,配合不同作物轮作,土壤中有机质对土壤pH变化有明显的缓冲效果[1],土壤不易酸化;施入生石灰直接干预土壤pH,pH<6说明土壤偏酸性,每667m2均匀施用生石灰30kg左右,黏土则需50kg左右,然后深翻旋耕,使生石灰与土壤充分混合。
2.3防治盐渍土
盐渍土对于植物有着较大的危害,为了保证植物能够正常的生长就需要控制土壤内部盐分的含量。一般情况下,控制土壤内部含量的主要方式有科学施肥、灌水洗盐、生物除盐及换土换盐等,其中运用较多的就是换土除盐,定期更换土壤可以保证耕层盐分处于一种平衡状态。此外,针对耕层表面因N03-积累造成的盐渍土使用碳调节剂[2],可以明显降低土壤溶液中的硝酸根浓度。
2.4消除土壤中病原菌
效果较好的土壤消毒方法主要有2种:药剂消毒和高温消毒。常用的高温闷棚消毒是一种高效消毒方法,在夏季倒茬期间封闭设施利用阳光照射使内部气温与土温迅速升高,利用高温进行杀毒,做法是先施入适量的有机肥,翻地整平做畦,灌水至饱和,土壤上覆盖塑料膜,封闭设施,在阳光充足的情况下闷棚10~15d。设施内温度可升至60~70℃,高温可杀灭多种病原菌。
参考文献
[1]邓玉龙,张乃明.设施土壤pH值与有机质特征演变研究[J].生态环境,2006,15(2):367-370.
[2]杜岩.设施土壤次生盐渍化危害及解决途径研究[D].扬州:扬州大学,2014.
作者:李天亮 单位:吉林省蔬菜花卉科学研究院