設(shè)施鹽漬化土壤離子互作及生態(tài)修復(fù)研究.pdf

1、本研究是在對崇明現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)設(shè)施栽培區(qū)域土壤質(zhì)量調(diào)查的基礎(chǔ)上,針對設(shè)施土壤離子互作和對芹菜生長及元素吸收的影響、不同類型改良劑對設(shè)施土壤和黃瓜產(chǎn)量效應(yīng)進(jìn)行的研究。該研究主要分為三部分,主要研究結(jié)果如下:
　　 1.為了達(dá)到針對不同程度問題上壤進(jìn)行不同管理的目的,本研究對崇明現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)設(shè)施土壤原位EC值、土壤有機(jī)質(zhì)含量、pH值及鹽分含量和蘆筍(Asparagusofficinalis L.)產(chǎn)量的空間變異性進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示,

2、在每個(gè)管理區(qū)域,溫室土壤有機(jī)質(zhì)、pH值、鹽分含量及其成份表現(xiàn)出弱或中等的變異,而在整個(gè)區(qū)域表現(xiàn)出中等或強(qiáng)的空間變異性。這表明,土壤性質(zhì)的變化的主導(dǎo)因子是施肥等人為因素,而土壤性質(zhì)的自然變化則處于次要位置。土壤中鈉鹽并不是主導(dǎo)鹽分,而鈣鎂鹽含量偏高(ESP<15)。原位EC值和1:5土水比測定的土壤EC值有顯著的正相關(guān)關(guān)系。95％以上的溫室土壤的鹽分含量超過一般蔬菜最佳生長所需的上限。雖然在每個(gè)管理區(qū)域內(nèi)蘆筍產(chǎn)量表現(xiàn)出較弱的空間變異性,但

3、不同施肥管理措施顯著影響設(shè)施栽培下的蘆筍產(chǎn)量,并且高鹽分含量會(huì)導(dǎo)致蘆筍產(chǎn)量的顯著下降。
　　 為研究溫室土壤質(zhì)量退化的因?yàn)?于2007-2009年分別跟蹤調(diào)查了溫室連作(蘆筍)、溫室輪作(主要種植黃瓜、茄子、西紅柿、南瓜和辣椒等)及露地輪作(花菜-玉米)下,農(nóng)戶施肥和灌溉后作物產(chǎn)量及土壤質(zhì)量的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同種植制度顯著影響土壤質(zhì)量。溫室栽培顯著提高了土壤中有機(jī)碳、礦質(zhì)氮、有效磷和可交換鉀的含量,溫室連作和溫室輪作分別導(dǎo)致土

4、壤pH下降0.6和0.4個(gè)單位,而露地土壤pH值變化不大。同時(shí),溫室栽培的土壤中硝酸鹽和氯離子含量均顯著增加,溫室土壤鹽漬化隨種植年限的增加有加重的趨勢,而露地土壤鹽分變化不明顯。另外,尤其是蘆筍單作溫室,土壤EC值甚至高達(dá)10 mS cm-1以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于露地花菜-玉米輪作土壤的0.27 mS cm-1。調(diào)查發(fā)現(xiàn),農(nóng)戶缺乏田間管理指導(dǎo)、一味追求短時(shí)期內(nèi)的高產(chǎn)、溫室栽培復(fù)種指數(shù)高、過量施用無機(jī)肥是導(dǎo)致溫室土壤嚴(yán)重鹽漬化的主要因?yàn)椤Ａ硗?

5、不當(dāng)灌溉也是其中一個(gè)原因。
　　 2.為研究磷、鉀對不同鈣鎂水平下土壤中有效元素含量、作物生長及元素吸收的影響,本研究采用由運(yùn)用高位草炭和沙子按95:5(w/w)混合制成的含有3％有機(jī)質(zhì)的模擬土壤,在模擬土壤中種植芹菜,并定期澆施營養(yǎng)液,然后跟蹤調(diào)查模擬土壤性質(zhì)及芹菜生長、產(chǎn)量、品質(zhì)和營養(yǎng)吸收狀況。研究結(jié)果顯示,磷和鈣鎂有顯著的互作關(guān)系,磷能降低模擬土壤的EC值,尤其是在高鈣鎂水平下,和對照相比,磷能顯著降低模擬土壤的EC值。同

6、時(shí),磷在0～4mM之間,隨著磷濃度的提高,芹菜地上部鮮重、干物量、葉面積、以及葉片中的磷、鈣和鎂濃度均顯著地增加,而根冠比、葉綠素和類胡蘿卜素含量,可溶件蛋白、可溶性糖、維生素C及氮鉀濃度卻均有下降的趨勢。和低(鈣4mM和鎂4mM)、高水平(鈣16mM和鎂16mM)的鈣鎂相比,中水平(鈣8mM和鎂8mM)的鈣鎂顯著的提高了芹菜地上部鮮重、總干物量和葉面積。本研究顯示,在中鈣鎂水平下,4～8mM的磷供應(yīng)對芹菜的營養(yǎng)需求是合適的。和對照相比

7、,鉀處理和鈣鎂處理均顯著提高了土壤的EC值。雖然土壤中鈣鎂隨著鉀濃度的提高有下降的趨勢,但在每一個(gè)鉀水平上,隨著鈣鎂水平的提高能顯著提高土壤中可利用鎂的含量,顯著降低鉀的含量,而對鈣的含量沒有顯著的影響。另外,土壤中可利用錳的含量隨著鈣鎂水平的增加有上升的趨勢。相關(guān)分析表明,土壤中可利用鉀含量和芹菜根、莖、葉中鉀含量分別存在顯著的正相關(guān)關(guān)系；土壤中的鈣、鎂分別和芹菜莖和葉中的鈣和鎂有顯著的相關(guān)關(guān)系。和對照相比,鉀顯著提高了芹菜產(chǎn)量,而高

8、的鈣鎂水平卻顯著抑制芹菜的生長。回歸分析顯示,芹菜莖中的可溶性蛋白和維生素C含量分別和土壤的EC值存在二次相關(guān)關(guān)系；芹菜根中的鉀含量與鈉和鎂含量分別存在濕著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,而與鈣含量沒有顯著的相關(guān)關(guān)系。芹菜莖和葉中的鉀含量與鈉和鈣含量分別存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,而與鎂含量沒有顯著的相關(guān)關(guān)系。
　　 3.為研究不同類型改良劑對溫室土壤性質(zhì)和黃瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,本研究選用有機(jī)物料(草炭、谷糠、蘆筍秸稈、草屑和大豆秸稈)、吸附物料(風(fēng)化

9、煤和活性炭)、螯合劑(木酢溶解殼聚糖、乙酸溶解殼聚糖)、微生物菌肥(木霉菌、連茬王和護(hù)根宅)和無機(jī)肥料(硫酸亞鐵、磷酸二氫鉀和氯化鉀)等五種不同類型改良劑作為試驗(yàn)材料。結(jié)果顯示,不同有機(jī)物料的有效元素含量差異顯著,谷糠碳含量高、蘆筍秸稈鉀含量高、草屑磷鉀含量高、大豆秸稈氮含量高,而蘆筍秸稈和草屑銅含量超標(biāo)。有機(jī)物料均能顯著提高土壤的有機(jī)碳和可利用鉀含量。同時(shí),大豆秸稈能顯著提高土壤中礦質(zhì)氮的含量,蘆筍秸稈能顯著提高土壤中可利用磷含量。除

10、草炭外,其它有機(jī)物料均能顯著提高土壤過氧化氫酶和轉(zhuǎn)化酶活性,谷糠和大豆秸稈能顯著提高土壤淀粉酶含量,同時(shí),谷糠和蘆筍秸稈又顯著降低了土壤中的脲酶含量。和對照相比,草炭、谷糠、蘆筍秸稈、草屑和大豆秸稈分別提高黃瓜產(chǎn)量15.9％、10.1％、58.7％、49.7％和26.7％。有機(jī)物料還能顯著降低黃瓜中的硝酸鹽含量。和對照相比,活性炭和風(fēng)化煤均能增加土壤的緩沖性,顯著促進(jìn)黃瓜的生長,提高其產(chǎn)量和品質(zhì)。木酢溶解殼聚糖和乙酸溶解殼聚糖處理土壤均