山东省寿光市设施蔬菜大棚土壤质量调查与评价——亲土在线—农业土壤治理大数据平台（下）.pdf

6 肥 料 与 健 康 第 47 卷 第 3 期 山东省寿光市设施蔬菜大棚土壤质量调查与评价 亲土在线 农业土壤治理大数据平台 下 金 晟 1 朴成淳 1 商照聪 2 段路路 2 宋会明 3 李建丽 4 1 金友立生态农业 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 中国农业大学资源与环境学院 北京 100193 4 化学工业出版社有限公司 北京 100011 摘 要 设施蔬菜是我国非常重要的农产品 然而一些不当的农事操作和长期连作可能会导致出现设施蔬 菜大棚土壤耕性降低 病虫害严重 农业面源污染等一系列问题 影响设施蔬菜大棚的可持续发展 基于山东省 寿光市典型蔬菜大棚的主要障碍因子 选择了常用的绿色环保的改良方法并评估了改良效果 结果表明 深土 振动破碎与乙醇消毒相结合的土壤改良措施能够明显改善土壤理化性质 消除深层土壤板结和耕层土壤盐分累 积问题 减轻了出现硝态氮和无机磷污染的环境风险 降低了发生病虫害的可能性 深土振动破碎与原土原菌 以非加热接触方式在 80 90 的环境下特殊培养 发明专利号 CN110684540A 发酵法混合培养处理还能增加 土壤有益微生物的数量并提高其活性 研究证明 采取上述改良措施 30 d 后 土壤理化性质明显改善 对农作 物生长有利 且病虫害问题得到显著缓解 为采用亲土在线模式改良设施蔬菜大棚的土壤提供了直接依据 关键词 设施蔬菜大棚 亲土在线 原土原菌 特殊培养 深土振动破碎 土壤改良 中图分类号 S156 文献标志码 A 文章编号 2096 7047 2020 03 0006 04 项目来源 2017 年开始与山东省寿光市政府合作 对寿光市大棚土壤进行改良并制定农业土壤分级治理标准化体系 帮助政府建设现代 农业智慧管理平台 作者简介 金晟 1971 男 亲土在线 农业土壤治理大数据平台创始人 金友立生态农业 上海 股份有限公司董事长 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 山东省寿光市设施蔬菜大棚土壤质量调查与评价 亲土在线 农业土壤治理大数据平台 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 供试大棚概况 选择 O2 和 O3 的土壤作为改良的试验对象 2 个大棚的连作品种均为青圆椒 栽培面积分别 为 930 m 2 和 1 360 m 2 如表 9 所示 O2 的土壤有机质含量优于 O3 其他理化性质比较接近 表 9 2 个大棚的土壤理化性质 大棚 土层 深度 cm pH 1 5 土壤硬度 mm 容积密度 g cm 3 w 盐分 w 有机质 阳离子交换量 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 改良措施与操作方法 3 2 1 改良措施 深土破碎 PS 是常用的改良土壤物理性质 的方法 能够增加土壤空隙率 提高透水和透气 性 同时还能避免盐分过度积累 保证作物根系 正常生长 解决病虫害的方法主要有化学防治与 生物防治 前者主要通过乙醇对土壤进行消毒 后 者主要通过微生物生命代谢活动改良土壤 采用 乙醇消毒 无环境残留 施工作业简单 成本较低 对塑料等农资的老化无影响 对细菌 丝状菌 线虫 土壤害虫以及杂草等具有防治效果 生物 防治可抑制有害病虫菌的生长 微生物生命代谢 活动产生的营养物质可促进农作物生长 也能促 进土壤团粒结构的形成 从而提高土壤的透气性 和透水性 所吸附的盐类可缓慢释放以缓解盐分 障碍 此外 微生物繁殖还能减少杂草种子的活 力 起到防治杂草的效果 针对蔬菜大棚的病虫 害问题 分别对土壤采用乙醇消毒 YD 和微生 物肥处理 WSW 对比 2 种方法减轻病虫害的 效果 3 2 2 操作方法 WSW 将原土原菌绿色复合微生物剂的培养 原液稀释 100 倍 每 8 d 喷洒 1 次 每次用量为 3 000 L hm 2 共喷洒 3 次 喷洒完成后实施旋耕 作业 15 d 后种植作物 试验采用金友立绿色复 合微生物剂产品 该产品是将原土多种功能型微 生物以非加热接触方式 80 90 混合培养制 得 适合各种土壤环境 其中包含的微生物菌群有 乳杆菌 普雷沃氏菌科 醋酸杆菌科 红螺菌科和 博伊丁假丝酵母等 PS 使用振动型深度破碎机通过上下振动使 犁底层细密破碎 破碎深度为 60 cm 并在 45 cm 8 肥 料 与 健 康 第 47 卷 第 3 期 土层处布置改善地下排水的排水管 试验采用的 深土振动破碎机由金友立生态农业 上海 股份 有限公司特制 YD 将体积分数 95 的工业乙醇按 0 5 1 0 比例稀释后一次灌入土壤中 灌入量为 200 300 t hm 2 用塑料布覆盖土壤表面 10 d 后实施旋 耕作业 7 d 后种植作物 为探究不同改良措施的具体效果 在 O2 中 采用 YD 与 PS 相结合的改良处理 PS YD 在 O3 中设置 WSW 与 PS 并用的改良处理 PS WSW 同时在 2 个大棚中分别设置棚内对照 CK1 和 CK2 2 个大棚的土壤改良处理设置如 表 10 所示 表 10 2 个大棚的土壤改良处理设置 项目 O2 O3 PS YD CK1 PS WSW CK2 面积 m 2 改良措施 465 200 990 370 YD PS 空白 对照 WSW PS 空白 对照 3 3 测定方法与评估标准 分别在土壤改良处理实施前和实施 30 d 后实地测定土壤物理性质 并通过取土测定土壤 化学性质 其中土壤 pH 电导率 盐分含量等项目 的测定由上海化工研究院有限公司检测中心 完成 3 4 统计方法 原始数据通过 Excel 表格整理 采用 SPSS 统 计分析软件进行差异显著性分析 4 土壤改良结果与分析 4 1 不同土壤改良处理对土壤理化性质的影响 4 1 1 对土壤物理性质的影响 如表 11 所示 2 种土壤改良处理均能明显改 善深层土壤的物理性质 在 CK1 和 CK2 处理下 O2 和 O3 的深层土壤硬度分别为 34 mm 和 32 mm 容积密度分别为 2 0 g cm 3 和 2 1 g cm 3 而 PS YD 和 PS WSW 处理的土壤硬度明显降低 分别为 22 mm 和 19 mm 容积密度也明显减小 均为 1 4 g cm 3 与 CK1 和 CK2 处理相比 2 种 土壤改良处理能使深层土壤的孔隙率明显增大 均提高了 50 以上 2 种土壤改良处理对深层土 壤透气性的改善不太明显 其中 PS YD 处理的深 层土壤透气性比 CK1 处理的有所改善 从 0 9 升 至 1 2 但 PS WSW 处理的深层土壤透气性比 CK2 处理的有所降低 从 1 2 降至 0 9 相比之下 2 种土壤改良处理对耕层土壤物 理性质的改善不太明显 表 11 2 种土壤改良处理对土壤物理性质的影响 项目 土层深度 0 15 cm 土层深度 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 容积密度 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 透气性 2 8 2 4 2 3 2 1 0 9 1 2 1 2 0 9 4 1 2 对土壤化学性质的影响 如表 12 所示 2 种土壤改良处理对设施蔬菜 大棚土壤化学性质的影响不同 PS YD 处理的 耕层和深层土壤的 pH 分别为 7 4 和 6 7 均低于 CK1 处理 而 PS WSW 处理的土壤 pH 与 CK2 相 比变化不明显 表明 YD 处理能够使土壤的碱性 降低 而 WSW 对土壤 pH 几乎没有影响 这可能 是因为乙醇溶液呈中性 减弱了土壤溶液中的 碱度 2 种土壤改良处理对不同土层的土壤电导率 影响不同 对于耕层土壤 CK1 和 CK2 处理的土 壤电导率分别为 4 2 S m 和 4 0 S m 而 PS YD 和 PS WSW 处理的土壤电导率分别降至 1 4 S m 和 1 8 S m 表明 2 种土壤改良处理均能降低耕 层土壤的电导率 而深层土壤的电导率经改良处 理后反而提高 PS YD 处理由 0 7 S m 提高至 1 8 S m PS WSW 处 理 由 0 9 S m 提 高 至 1 5 S m 这可能是由于 PS 使得耕层土壤与深层 土壤间的盐分分布更加均匀 降低了盐分在耕层 土壤的累积 从而增大了深层土壤的盐分含量 2020 年 6 月 金 晟等 山东省寿光市设施蔬菜大棚土壤质量调查与评价 亲土在线 农业土壤治理大数据平台 下 9 表 12 2 种土壤改良处理对设施蔬菜大棚土壤化学性质的影响 项目 土层深度 0 15 cm 土层深度 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 电导率 S m 1 4 2 1 4 4 0 1 8 0 7 1 8 0 9 1 5 w 有机质 4 8 3 4 3 3 2 8 3 1 2 9 2 1 2 2 w 正磷酸盐磷 mg kg 1 599 200 750 663 34 88 46 165 w 硝态氮 mg kg 1 152 126 167 86 63 78 45 59 w 铵态氮 mg kg 1 26 43 28 34 29 46 25 30 交换性钾 cmol kg 1 1 5 0 8 1 2 0 6 0 2 0 8 0 4 0 8 交换性钙 cmol kg 1 7 2 7 6 8 1 6 8 3 6 3 8 4 9 4 5 交换性镁 cmol kg 1 2 6 3 1 2 6 2 5 1 1 1 4 1 1 1 2 与 CK1 和 CK2 相比 经 PS YD 和 PS WSW 处理后 耕层土壤中的有机质质量分数分别由 4 8 3 3 降至 3 4 2 8 表明 2 种土壤改 良处理对耕层土壤有机质含量的影响较大 与之 相比 深层土壤有机质含量变化不大 这可能是 由于经改良处理后 耕层土壤的盐分累积得到缓 解 植物与微生物的生存环境得到改善 加速了土 壤有机质的分解 2 种土壤改良处理对土壤矿质元素含量的影 响较大 且对不同元素的影响不尽相同 CK1 和 CK2 处理下的耕层土壤中正磷酸盐磷 PO 4 P 质 量分数很大 而经 PS YD 和 PS WSW 处理后 耕 层土壤中的 PO 4 P 质量分数明显下降 与之相 比 经改良处理后的深层土壤的 PO 4 P 质量分数 均大于 CK1 和 CK2 处理 可见 改良处理能明显 降低耕层土壤磷素的累积 土壤中的硝态氮和 PO 4 P 是重要的农业污染源 而改良处理能明显 降低硝态氮和 PO 4 P 在耕层土壤的累积 进而降 低环境污染的风险 4 2 不同土壤改良处理对土壤生物性状的影响 土壤内细菌密度分析结果表明 CK1 处理的 细菌密度为 3 26 10 7 CFU g PS YD 处理的为 3 76 10 6 CFU g 即 YD 处理使土壤细菌密度降 低了约 90 其中大部分根线虫 病菌性细菌等 有害微生物被消除 尽管消毒过程中也会消灭对 农作物生长有益的微生物 但这些微生物可随着 农作物的生长在 20 d 内恢复正常状态 土壤中的乳杆菌密度分析结果表明 CK2 处 理的土壤中乳杆菌密度为 3 2 10 3 CFU g PS WSW 处理的为 6 0 10 4 CFU g 比 CK2 处理的明 显高 且普雷沃氏菌科 醋酸杆菌科等微生物菌的 活性也进一步提高 为农作物生长提供了有利 条件 4 3 小结 1 采用 PS YD 和 PS WSW 对 O2 和 O3 土 壤进行处理 30 d 后的理化性质显示已经转化为 有利于农作物生长的健康土壤 2 连作栽培大棚最大的问题是因病虫害造 成农药用量增加 为了防治病虫害的发生 试验选 用绿色 环保 经济的 YD 法 3 通过 WSW 处理 土壤中的乳杆菌密度明 显增大 普雷沃氏菌科 醋酸杆菌科等微生物菌的活 性也进一步提高 为农作物生长提供了有利条件 5 结语 有研究表明 长期连作情况下蔬菜大棚的深 层土壤容易形成犁底层 导致出现土壤盐分累积 植物根系生长环境恶化 病虫害等问题 严重影响 了蔬菜生产 还存在环境污染风险 10 11 本研究 针对寿光地区典型蔬菜大棚 基于其主要的障碍 因子 针对性地提出亲土在线土壤改良措施并评 估了改良效果 为实现绿色生态 健康土壤 高品 质蔬果的设施蔬菜大棚土壤管理最后一公里提供 直接依据 参考文献 10 唐海滨 山东寿光蔬菜大棚土壤性质变化规律研究 D 杨 凌 西北农林科技大学 2011 11 赵文静 蔬菜大棚土壤连作障碍的防治措施 J 农村新技 术 2015 15 7 53 53 收到修改稿日期 2020 04 20 续完