山東省壽光市設施蔬菜大棚土壤質量調查與評價——親土在線-農業(yè)土壤治理大數據平臺(下).pdf

6 肥 料 與 健 康 第47 卷 第3 期 山 東 省 壽 光 市 設 施 蔬 菜 大 棚 土 壤 質 量 調 查 與 評 價 親 土 在 線 農 業(yè) 土 壤 治 理 大 數 據 平 臺 下 金 晟 1 樸 成 淳 1 商 照 聰 2 段 路 路 2 宋 會 明 3 李 建 麗 4 1 金 友 立 生 態(tài) 農 業(yè) 上 海 股 份 有 限 公 司 上 海 200062 2 上 海 化 工 研 究 院 有 限 公 司 上 海 200062 3 中 國 農 業(yè) 大 學 資 源 與 環(huán) 境 學 院 北 京 100193 4 化 學 工 業(yè) 出 版 社 有 限 公 司 北 京 100011 摘 要 設 施 蔬 菜 是 我 國 非 常 重 要 的 農 產 品 然 而 一 些 不 當 的 農 事 操 作 和 長 期 連 作 可 能 會 導 致 出 現 設 施 蔬 菜 大 棚 土 壤 耕 性 降 低 病 蟲 害 嚴 重 農 業(yè) 面 源 污 染 等 一 系 列 問 題 影 響 設 施 蔬 菜 大 棚 的 可 持 續(xù) 發(fā) 展 基 于 山 東 省 壽 光 市 典 型 蔬 菜 大 棚 的 主 要 障 礙 因 子 選 擇 了 常 用 的 綠 色 環(huán) 保 的 改 良 方 法 并 評 估 了 改 良 效 果 結 果 表 明 深 土 振 動 破 碎 與 乙 醇 消 毒 相 結 合 的 土 壤 改 良 措 施 能 夠 明 顯 改 善 土 壤 理 化 性 質 消 除 深 層 土 壤 板 結 和 耕 層 土 壤 鹽 分 累 積 問 題 減 輕 了 出 現 硝 態(tài) 氮 和 無 機 磷 污 染 的 環(huán) 境 風 險 降 低 了 發(fā) 生 病 蟲 害 的 可 能 性 深 土 振 動 破 碎 與 原 土 原 菌 以 非 加 熱 接 觸 方 式 在80 90 的 環(huán) 境 下 特 殊 培 養(yǎng) 發(fā) 明 專 利 號CN110684540A 發(fā) 酵 法 混 合 培 養(yǎng) 處 理 還 能 增 加 土 壤 有 益 微 生 物 的 數 量 并 提 高 其 活 性 研 究 證 明 采 取 上 述 改 良 措 施30d 后 土 壤 理 化 性 質 明 顯 改 善 對 農 作 物 生 長 有 利 且 病 蟲 害 問 題 得 到 顯 著 緩 解 為 采 用 親 土 在 線 模 式 改 良 設 施 蔬 菜 大 棚 的 土 壤 提 供 了 直 接 依 據 關 鍵 詞 設 施 蔬 菜 大 棚 親 土 在 線 原 土 原 菌 特 殊 培 養(yǎng) 深 土 振 動 破 碎 土 壤 改 良 中 圖 分 類 號 S156 文 獻 標 志 碼 A 文 章 編 號 2096 7047 2020 03 0006 04 項 目 來 源 2017 年 開 始 與 山 東 省 壽 光 市 政 府 合 作 對 壽 光 市 大 棚 土 壤 進 行 改 良 并 制 定 農 業(yè) 土 壤 分 級 治 理 標 準 化 體 系 幫 助 政 府 建 設 現 代 農 業(yè) 智 慧 管 理 平 臺 作 者 簡 介 金 晟 1971 男 親 土 在 線 農 業(yè) 土 壤 治 理 大 數 據 平 臺 創(chuàng) 始 人 金 友 立 生 態(tài) 農 業(yè) 上 海 股 份 有 限 公 司 董 事 長 15301778808 I n v e s t i g a t i o n a n d E v a l u a t i o n o f S o i l Q u a l i t y o f V e g e t a b l e G r e e n h o u s e s i n S h o u g u a n g C i t y S h a n d o n g P r o v i n c e P r o S o i l O n l i n e B i g D a t a P l a t f o r m f o r A g r i c u l t u r a l S o i l R e m e d i a t i o n P a r t JINSheng 1 PIAOChengchun 1 SHANGZhaocong 2 DUANLulu 2 SONGHuiming 3 LIJianli 4 1 JinyouliEcologicalAgriculture Shanghai Co Ltd Shanghai200062 China 2 ShanghaiResearchInstituteofChemicalIndustryCo Ltd Shanghai200062 China 3 CollegeofResourcesandEnvironmentSciences ChinaAgriculturalUniversity Beijing100193 China 4 ChemicalIndustryPressCo Ltd Beijing100011 China A b s t r ac t ThegreenhousevegetableisaveryimportantagriculturalproductinChina However someimproperfarmingoperationsandlong termcontinuouscroppingmayleadtoaseriesofvegetable greenhouseproblemssuchasreducedsoiltilth seriouspestsanddiseases andagriculturalnon point sourcepollution whichaffectthesustainabledevelopmentofvegetablegreenhouseindustry Basedon themainobstaclefactorsoftypicalvegetablegreenhousesinShouguangCity ShandongProvince the commonlyusedgreenenvironmentalprotectionimprovementmethodsareselectedandtheimprovement effectsareevaluated Theresultsshowthatthesoilimprovementmeasureswhichcombinedeepsoil 2020 年6 月 金 晟 等 山 東 省 壽 光 市 設 施 蔬 菜 大 棚 土 壤 質 量 調 查 與 評 價 親 土 在 線 農 業(yè) 土 壤 治 理 大 數 據 平 臺 下 7 vibration breaking and ethanol disinfection can improve soil physical and chemical properties eliminatedeepsoilcompactionandsurfacesoilsaltaccumulation mitigatetheenvironmentalriskof nitratenitrogenandinorganicphosphoruspollution andreducethepossibilityofdiseasesandinsect pests deepsoilvibrationbreakingandindigenousmicroorganisms speciallycultivatedbynon heated contactmethod under the environment of 80 90 invention patent number CN110684540A fermentation method mixed cultivation treatment can also increase the number of beneficial microorganismsinthesoilandincreaseitsactivity Theresearchprovesthat30daysaftertakingthe above improvement measures the soil physical and chemical properties have been improved significantly whichisbeneficialtothegrowthofcrops andtheproblemsofpestsanddiseaseshave beensignificantlyalleviated whichprovidesadirectbasisfortheimprovementofthesoilinvegetable greenhousesusingPro Soilonlinemode K e y w o r d s vegetablegreenhouse Pro Soilonline indigenousmicroorganisms specialcultivation deepsoilvibrationbreaking soilimprovement 3 土 壤 改 良 措 施 3 1 供 試 大 棚 概 況 選 擇O2 和O3 的 土 壤 作 為 改 良 的 試 驗 對 象 2 個 大 棚 的 連 作 品 種 均 為 青 圓 椒 栽 培 面 積 分 別 為930m 2 和1360m 2 如 表9 所 示 O2 的 土 壤 有 機 質 含 量 優(yōu) 于O3 其 他 理 化 性 質 比 較 接 近 表9 2 個 大 棚 的 土 壤 理 化 性 質 大 棚 土 層 深 度 cm pH 1 5 土 壤 硬 度 mm 容 積 密 度 g cm 3 w 鹽 分 w 有 機 質 陽 離 子 交 換 量 cmol kg 1 O2 O3 0 15 8 0 16 1 5 0 31 4 8 12 0 15 45 7 6 34 2 0 0 09 3 1 9 3 0 15 7 4 14 1 4 0 30 3 3 12 0 15 45 7 3 32 2 1 0 10 2 1 12 0 3 2 改 良 措 施 與 操 作 方 法 3 2 1 改 良 措 施 深 土 破 碎 PS 是 常 用 的 改 良 土 壤 物 理 性 質 的 方 法 能 夠 增 加 土 壤 空 隙 率 提 高 透 水 和 透 氣 性 同 時 還 能 避 免 鹽 分 過 度 積 累 保 證 作 物 根 系 正 常 生 長 解 決 病 蟲 害 的 方 法 主 要 有 化 學 防 治 與 生 物 防 治 前 者 主 要 通 過 乙 醇 對 土 壤 進 行 消 毒 后 者 主 要 通 過 微 生 物 生 命 代 謝 活 動 改 良 土 壤 采 用 乙 醇 消 毒 無 環(huán) 境 殘 留 施 工 作 業(yè) 簡 單 成 本 較 低 對 塑 料 等 農 資 的 老 化 無 影 響 對 細 菌 絲 狀 菌 線 蟲 土 壤 害 蟲 以 及 雜 草 等 具 有 防 治 效 果 生 物 防 治 可 抑 制 有 害 病 蟲 菌 的 生 長 微 生 物 生 命 代 謝 活 動 產 生 的 營 養(yǎng) 物 質 可 促 進 農 作 物 生 長 也 能 促 進 土 壤 團 粒 結 構 的 形 成 從 而 提 高 土 壤 的 透 氣 性 和 透 水 性 所 吸 附 的 鹽 類 可 緩 慢 釋 放 以 緩 解 鹽 分 障 礙 此 外 微 生 物 繁 殖 還 能 減 少 雜 草 種 子 的 活 力 起 到 防 治 雜 草 的 效 果 針 對 蔬 菜 大 棚 的 病 蟲 害 問 題 分 別 對 土 壤 采 用 乙 醇 消 毒 YD 和 微 生 物 肥 處 理 WSW 對 比2 種 方 法 減 輕 病 蟲 害 的 效 果 3 2 2 操 作 方 法 WSW 將 原 土 原 菌 綠 色 復 合 微 生 物 劑 的 培 養(yǎng) 原 液 稀 釋100 倍 每8d 噴 灑1 次 每 次 用 量 為 3000L hm 2 共 噴 灑3 次 噴 灑 完 成 后 實 施 旋 耕 作 業(yè) 15d 后 種 植 作 物 試 驗 采 用 金 友 立 綠 色 復 合 微 生 物 劑 產 品 該 產 品 是 將 原 土 多 種 功 能 型 微 生 物 以 非 加 熱 接 觸 方 式 80 90 混 合 培 養(yǎng) 制 得 適 合 各 種 土 壤 環(huán) 境 其 中 包 含 的 微 生 物 菌 群 有 乳 桿 菌 普 雷 沃 氏 菌 科 醋 酸 桿 菌 科 紅 螺 菌 科 和 博 伊 丁 假 絲 酵 母 等 PS 使 用 振 動 型 深 度 破 碎 機 通 過 上 下 振 動 使 犁 底 層 細 密 破 碎 破 碎 深 度 為60cm 并 在45cm8 肥 料 與 健 康 第47 卷 第3 期 土 層 處 布 置 改 善 地 下 排 水 的 排 水 管 試 驗 采 用 的 深 土 振 動 破 碎 機 由 金 友 立 生 態(tài) 農 業(yè) 上 海 股 份 有 限 公 司 特 制 YD 將 體 積 分 數95 的 工 業(yè) 乙 醇 按0 5 1 0 比 例 稀 釋 后 一 次 灌 入 土 壤 中 灌 入 量 為200 300t hm 2 用 塑 料 布 覆 蓋 土 壤 表 面10d 后 實 施 旋 耕 作 業(yè) 7d 后 種 植 作 物 為 探 究 不 同 改 良 措 施 的 具 體 效 果 在O2 中 采 用YD 與PS 相 結 合 的 改 良 處 理 PS YD 在 O3 中 設 置WSW 與PS 并 用 的 改 良 處 理 PS WSW 同 時 在2 個 大 棚 中 分 別 設 置 棚 內 對 照 CK1 和CK2 2 個 大 棚 的 土 壤 改 良 處 理 設 置 如 表10 所 示 表10 2 個 大 棚 的 土 壤 改 良 處 理 設 置 項 目 O2 O3 PS YD CK1 PS WSW CK2 面 積 m 2 改 良 措 施 465 200 990 370 YD PS 空 白 對 照 WSW PS 空 白 對 照 3 3 測 定 方 法 與 評 估 標 準 分 別 在 土 壤 改 良 處 理 實 施 前 和 實 施30 d 后 實 地 測 定 土 壤 物 理 性 質 并 通 過 取 土 測 定 土 壤 化 學 性 質 其 中 土 壤pH 電 導 率 鹽 分 含 量 等 項 目 的 測 定 由 上 海 化 工 研 究 院 有 限 公 司 檢 測 中 心 完 成 3 4 統(tǒng) 計 方 法 原 始 數 據 通 過Excel 表 格 整 理 采 用SPSS 統(tǒng) 計 分 析 軟 件 進 行 差 異 顯 著 性 分 析 4 土 壤 改 良 結 果 與 分 析 4 1 不 同 土 壤 改 良 處 理 對 土 壤 理 化 性 質 的 影 響 4 1 1 對 土 壤 物 理 性 質 的 影 響 如 表11 所 示 2 種 土 壤 改 良 處 理 均 能 明 顯 改 善 深 層 土 壤 的 物 理 性 質 在CK1 和CK2 處 理 下 O2 和O3 的 深 層 土 壤 硬 度 分 別 為34 mm 和 32mm 容 積 密 度 分 別 為2 0g cm 3 和2 1g cm 3 而PS YD 和PS WSW 處 理 的 土 壤 硬 度 明 顯 降 低 分 別 為22mm 和19mm 容 積 密 度 也 明 顯 減 小 均 為1 4g cm 3 與CK1 和CK2 處 理 相 比 2 種 土 壤 改 良 處 理 能 使 深 層 土 壤 的 孔 隙 率 明 顯 增 大 均 提 高 了50 以 上 2 種 土 壤 改 良 處 理 對 深 層 土 壤 透 氣 性 的 改 善 不 太 明 顯 其 中PS YD 處 理 的 深 層 土 壤 透 氣 性 比CK1 處 理 的 有 所 改 善 從0 9 升 至1 2 但PS WSW 處 理 的 深 層 土 壤 透 氣 性 比 CK2 處 理 的 有 所 降 低 從1 2 降 至0 9 相 比 之 下 2 種 土 壤 改 良 處 理 對 耕 層 土 壤 物 理 性 質 的 改 善 不 太 明 顯 表11 2 種 土 壤 改 良 處 理 對 土 壤 物 理 性 質 的 影 響 項 目 土 層 深 度0 15cm 土 層 深 度15 45cm O2 O3 O2 O3 CK1 PS YD CK2 PS WSW CK1 PS YD CK2 PS WSW 土 壤 硬 度 mm 16 15 14 17 34 22 32 19 容 積 密 度 g cm 3 1 5 1 4 1 4 1 4 2 0 1 4 2 1 1 4 孔 隙 率 55 52 58 54 29 50 32 50 透 氣 性 2 8 2 4 2 3 2 1 0 9 1 2 1 2 0 9 4 1 2 對 土 壤 化 學 性 質 的 影 響 如 表12 所 示 2 種 土 壤 改 良 處 理 對 設 施 蔬 菜 大 棚 土 壤 化 學 性 質 的 影 響 不 同 PS YD 處 理 的 耕 層 和 深 層 土 壤 的pH 分 別 為7 4 和6 7 均 低 于 CK1 處 理 而PS WSW 處 理 的 土 壤pH 與CK2 相 比 變 化 不 明 顯 表 明YD 處 理 能 夠 使 土 壤 的 堿 性 降 低 而WSW 對 土 壤pH 幾 乎 沒 有 影 響 這 可 能 是 因 為 乙 醇 溶 液 呈 中 性 減 弱 了 土 壤 溶 液 中 的 堿 度 2 種 土 壤 改 良 處 理 對 不 同 土 層 的 土 壤 電 導 率 影 響 不 同 對 于 耕 層 土 壤 CK1 和CK2 處 理 的 土 壤 電 導 率 分 別 為4 2S m 和4 0S m 而PS YD 和PS WSW 處 理 的 土 壤 電 導 率 分 別 降 至1 4S m 和1 8S m 表 明2 種 土 壤 改 良 處 理 均 能 降 低 耕 層 土 壤 的 電 導 率 而 深 層 土 壤 的 電 導 率 經 改 良 處 理 后 反 而 提 高 PS YD 處 理 由0 7S m 提 高 至 1 8 S m PS WSW 處 理 由 0 9 S m 提 高 至 1 5S m 這 可 能 是 由 于PS 使 得 耕 層 土 壤 與 深 層 土 壤 間 的 鹽 分 分 布 更 加 均 勻 降 低 了 鹽 分 在 耕 層 土 壤 的 累 積 從 而 增 大 了 深 層 土 壤 的 鹽 分 含 量 2020 年6 月 金 晟 等 山 東 省 壽 光 市 設 施 蔬 菜 大 棚 土 壤 質 量 調 查 與 評 價 親 土 在 線 農 業(yè) 土 壤 治 理 大 數 據 平 臺 下 9 表12 2 種 土 壤 改 良 處 理 對 設 施 蔬 菜 大 棚 土 壤 化 學 性 質 的 影 響 項 目 土 層 深 度0 15cm 土 層 深 度15 45cm O2 O3 O2 O3 CK1 PS YD CK2 PS WSW CK1 PS YD CK2 PS WSW pH 1 5 8 0 7 4 7 4 7 2 7 6 6 7 7 3 7 4 電 導 率 S m 1 4 2 1 4 4 0 1 8 0 7 1 8 0 9 1 5 w 有 機 質 4 8 3 4 3 3 2 8 3 1 2 9 2 1 2 2 w 正 磷 酸 鹽 磷 mg kg 1 599 200 750 663 34 88 46 165 w 硝 態(tài) 氮 mg kg 1 152 126 167 86 63 78 45 59 w 銨 態(tài) 氮 mg kg 1 26 43 28 34 29 46 25 30 交 換 性 鉀 cmol kg 1 1 5 0 8 1 2 0 6 0 2 0 8 0 4 0 8 交 換 性 鈣 cmol kg 1 7 2 7 6 8 1 6 8 3 6 3 8 4 9 4 5 交 換 性 鎂 cmol kg 1 2 6 3 1 2 6 2 5 1 1 1 4 1 1 1 2 與CK1 和CK2 相 比 經PS YD 和PS WSW 處 理 后 耕 層 土 壤 中 的 有 機 質 質 量 分 數 分 別 由 4 8 3 3 降 至3 4 2 8 表 明2 種 土 壤 改 良 處 理 對 耕 層 土 壤 有 機 質 含 量 的 影 響 較 大 與 之 相 比 深 層 土 壤 有 機 質 含 量 變 化 不 大 這 可 能 是 由 于 經 改 良 處 理 后 耕 層 土 壤 的 鹽 分 累 積 得 到 緩 解 植 物 與 微 生 物 的 生 存 環(huán) 境 得 到 改 善 加 速 了 土 壤 有 機 質 的 分 解 2 種 土 壤 改 良 處 理 對 土 壤 礦 質 元 素 含 量 的 影 響 較 大 且 對 不 同 元 素 的 影 響 不 盡 相 同 CK1 和 CK2 處 理 下 的 耕 層 土 壤 中 正 磷 酸 鹽 磷 PO 4 P 質 量 分 數 很 大 而 經PS YD 和PS WSW 處 理 后 耕 層 土 壤 中 的PO 4 P 質 量 分 數 明 顯 下 降 與 之 相 比 經 改 良 處 理 后 的 深 層 土 壤 的PO 4 P 質 量 分 數 均 大 于CK1 和CK2 處 理 可 見 改 良 處 理 能 明 顯 降 低 耕 層 土 壤 磷 素 的 累 積 土 壤 中 的 硝 態(tài) 氮 和 PO 4 P 是 重 要 的 農 業(yè) 污 染 源 而 改 良 處 理 能 明 顯 降 低 硝 態(tài) 氮 和PO 4 P 在 耕 層 土 壤 的 累 積 進 而 降 低 環(huán) 境 污 染 的 風 險 4 2 不 同 土 壤 改 良 處 理 對 土 壤 生 物 性 狀 的 影 響 土 壤 內 細 菌 密 度 分 析 結 果 表 明 CK1 處 理 的 細 菌 密 度 為3 26 10 7 CFU g PS YD 處 理 的 為 3 76 10 6 CFU g 即YD 處 理 使 土 壤 細 菌 密 度 降 低 了 約90 其 中 大 部 分 根 線 蟲 病 菌 性 細 菌 等 有 害 微 生 物 被 消 除 盡 管 消 毒 過 程 中 也 會 消 滅 對 農 作 物 生 長 有 益 的 微 生 物 但 這 些 微 生 物 可 隨 著 農 作 物 的 生 長 在20d 內 恢 復 正 常 狀 態(tài) 土 壤 中 的 乳 桿 菌 密 度 分 析 結 果 表 明 CK2 處 理 的 土 壤 中 乳 桿 菌 密 度 為3 2 10 3 CFU g PS WSW 處 理 的 為6 0 10 4 CFU g 比CK2 處 理 的 明 顯 高 且 普 雷 沃 氏 菌 科 醋 酸 桿 菌 科 等 微 生 物 菌 的 活 性 也 進 一 步 提 高 為 農 作 物 生 長 提 供 了 有 利 條 件 4 3 小 結 1 采 用PS YD 和PS WSW 對O2 和O3 土 壤 進 行 處 理 30d 后 的 理 化 性 質 顯 示 已 經 轉 化 為 有 利 于 農 作 物 生 長 的 健 康 土 壤 2 連 作 栽 培 大 棚 最 大 的 問 題 是 因 病 蟲 害 造 成 農 藥 用 量 增 加 為 了 防 治 病 蟲 害 的 發(fā) 生 試 驗 選 用 綠 色 環(huán) 保 經 濟 的YD 法 3 通 過WSW 處 理 土 壤 中 的 乳 桿 菌 密 度 明 顯 增 大 普 雷 沃 氏 菌 科 醋 酸 桿 菌 科 等 微 生 物 菌 的 活 性 也 進 一 步 提 高 為 農 作 物 生 長 提 供 了 有 利 條 件 5 結 語 有 研 究 表 明 長 期 連 作 情 況 下 蔬 菜 大 棚 的 深 層 土 壤 容 易 形 成 犁 底 層 導 致 出 現 土 壤 鹽 分 累 積 植 物 根 系 生 長 環(huán) 境 惡 化 病 蟲 害 等 問 題 嚴 重 影 響 了 蔬 菜 生 產 還 存 在 環(huán) 境 污 染 風 險 10 11 本 研 究 針 對 壽 光 地 區(qū) 典 型 蔬 菜 大 棚 基 于 其 主 要 的 障 礙 因 子 針 對 性 地 提 出 親 土 在 線 土 壤 改 良 措 施 并 評 估 了 改 良 效 果 為 實 現 綠 色 生 態(tài) 健 康 土 壤 高 品 質 蔬 果 的 設 施 蔬 菜 大 棚 土 壤 管 理 最 后 一 公 里 提 供 直 接 依 據 參 考 文 獻 10 唐 海 濱 山 東 壽 光 蔬 菜 大 棚 土 壤 性 質 變 化 規(guī) 律 研 究 D 楊 凌 西 北 農 林 科 技 大 學 2011 11 趙 文 靜 蔬 菜 大 棚 土 壤 連 作 障 礙 的 防 治 措 施 J 農 村 新 技 術 2015 15 7 53 53 收 到 修 改 稿 日 期 2020 04 20 續(xù) 完