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 30 d 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 126 com Investigation and Evaluation of Soil Quality of Vegetable Greenhouses in Shouguang City Shandong Province Pro Soil Online Big Data Platform for Agricultural Soil emediation Part JIN Sheng 1 PIAO Chengchun 1 SHANG Zhaocong 2 DUAN Lulu 2 SONG Huiming 3 LI Jianli 4 1 Jinyouli Ecological Agriculture Shanghai Co Ltd Shanghai 200062 China 2 Shanghai esearch Institute of Chemical Industry Co Ltd Shanghai 200062 China 3 College of esources and Environment Sciences China Agricultural University Beijing 100193 China 4 Chemical Industry Press Co Ltd Beijing 100011 China Abstract The greenhouse vegetable is a very important agricultural product in China However some improper farming operations and long term continuous cropping may lead to a series of vegetable greenhouse problems such as reduced soil tilth serious pests and diseases and agricultural non point source pollution which affect the sustainable development of vegetable greenhouse industry Based on the main obstacle factors of typical vegetable greenhouses in Shouguang City Shandong Province the commonly used green environmental protection improvement methods are selected and the improvement effects are evaluated The results show that the soil improvement measures which combine deep soil 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 eliminate deep soil compaction and surface soil salt accumulation mitigate the environmental risk of nitrate nitrogen and inorganic phosphorus pollution and reduce the possibility of diseases and insect pests deep soil vibration breaking and indigenous microorganisms specially cultivated by non heated contact method under the environment of 80 90 invention patent number CN110684540A fermentation method mixed cultivation treatment can also increase the number of beneficial microorganisms in the soil and increase its activity The research proves that 30 days after taking the above improvement measures the soil physical and chemical properties have been improved significantly which is beneficial to the growth of crops and the problems of pests and diseases have been significantly alleviated which provides a direct basis for the improvement of the soil in vegetable greenhouses using Pro Soil online mode Keywords vegetable greenhouse Pro Soil online indigenous microorganisms special cultivation deep soil vibration breaking soil improvement 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 930 m 2 和 1 360 m 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 8 d 噴灑 1 次 每次用量為 3 000 L hm 2 共噴灑 3 次 噴灑完成后實施旋耕 作業(yè) 15 d 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 60 cm 并在 45 cm 8 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 200 300 t hm 2 用塑料布覆蓋土壤表面 10 d 后實施旋 耕作業(yè) 7 d 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?；ぱ芯吭河邢薰緳z測中心 完成 3 4 統計方法 原始數據通過 Excel 表格整理 采用 SPSS 統 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 32 mm 容積密度分別為 2 0 g cm 3 和 2 1 g cm 3 而 PS YD 和 PS WSW 處理的土壤硬度明顯降低 分別為 22 mm 和 19 mm 容積密度也明顯減小 均為 1 4 g 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 15 cm 土層深度 15 45 cm 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 2 S m 和 4 0 S m 而 PS YD 和 PS WSW 處理的土壤電導率分別降至 1 4 S m 和 1 8 S 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 7 S m 提高至 1 8 S m PS WSW 處 理 由 0 9 S m 提 高 至 1 5 S 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 15 cm 土層深度 15 45 cm 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 20 d 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 30 d 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