土壤施肥对日光温室内土壤环境变化的影响

张广慧

土壤施肥对于土壤环境的变化起着重要作用。科学的施肥方法是根据蔬菜作物对各种营养元素的需求、土壤的营养状况、土壤营养元素淋溶与汽化等损失状况、不同肥料对土壤理化性质的影响等来确定施肥的种类、用量和方法。目前,很多日光温室蔬菜生产只能做到科学施肥,盲目超量和不平衡施肥现象十分严重,不仅严重破坏土壤环境,降低肥料利用率,而且加剧土壤连作障碍发生,导致土壤生产的不可持续性。因此,分析土壤施肥对日光温室内土壤环境变化的影响,引导种植户蔬菜生产中科学施肥很有必要。

一、施用化学肥料种类和用量的影响

采用尿素、硫酸铵、磷酸氢二铵、硫酸钾、磷酸二氢钙这5种化肥,进行不同种类和氮磷钾配施和用量组合的黄瓜定位定量施肥试验,结果表明:相同氮磷钾用量及配比,以硫酸铵为氮源的EC值明显高于以尿素为氮源的EC值,但是以尿素为氮源的pH高于以硫酸氨为氮源的pH;提高氮肥、磷肥或钾肥的用量和配比时,以尿素为氮源pH升高,以硫酸铵为氮源的pH降低。连作引起温室土壤盐分积聚和酸化,并加大不同肥料组合的效应差异。增加氮素的用量,温室连作土壤的电导率逐步升高,其中以硫酸氨为氮源时升高更加明显;增加磷肥、钾肥的用量,种植一茬时对土壤电导率的影响不大,连作几茬后差异明显。增加氮素用量使温室pH明显降低,尤其在以硫酸氨为氮源和多茬次连作栽培条件下pH下降更为明显;而且增加磷肥、钾肥用量对土壤的酸化影响较弱。

化肥的种类及氮磷钾配施对黄瓜根区土壤的真菌、细菌数有着较大影响。若增加氮磷钾的用量,以尿素为氮源,真菌数量就减少;若以硫酸氨为氮源,真菌数量就增加。连作四茬施用硫酸氨的土壤,细菌数量就少于施用尿素的土壤,高氮下连作时,施用硫酸氨容易导致土壤中的氨化细菌减少,增加磷则有利于提高土壤中的氨化细菌总数。连作还会显著增加土壤中的尖孢镰刀菌和甜瓜疫霉菌数量,施用氨态氮肥更有利于病原菌的积聚。

随着氮磷钾配施茬次的增加,土壤的尿酶活性上升,但是不同肥料种类对土壤酶活性的影响不同,连作四茬后,施用尿素土壤的尿酶活性比较高,施用尿素同时再增施磷、钾或施用硫酸铵土壤尿酶活性减小。土壤磷酸酶活性也随着施肥茬次的增加而升高,特别是增加氮素用量会进一步提高酸性磷酸酶的活性,增施硫酸铵后更加明显;然而增施磷钾肥的用量,施用尿素土壤的酸性磷酸酶活性会升高,而施用硫酸氨土壤的酸性磷酸酶活性会降低。碱性磷酸酶的活性变化与酸性磷酸酶活性相反,过氧化氢酶活性随茬次增加变化较小,但施用硫酸氨再增施磷钾肥用量会降低过氧化氢酶活性。

随着氮磷钾配施茬次的增加,土壤的主要养分含量(有机质、氮磷钾及微量元素等)逐渐上升,施用尿素更有利于提高土壤速效养分的含量。不平衡施肥会加剧土壤养分的失衡。增加氮磷钾配施的用量可明显提高土壤中铁、锰、锌、铜的有效性,其中以增氮效果最明显,尤其是利用硫酸铵作氮源时。

二、增施有机肥的影响

长期施用有机肥可以明显提高土壤肥力,保持较为平稳的土壤pH,维持土壤较高的孔隙度;若长期施用氮、磷、钾肥可导致土壤pH下降,其影响程度的大小依次为氮肥>磷肥>钾肥。长期施用有机肥可以明显提高土壤中有机碳的含量,但长期施用无机氮肥提高土壤有机碳含量较小,而配施磷钾肥对土壤中的有机碳含量影响不大。氮磷钾肥单施或偏施两种肥料,都会引起其他营养元素的相对亏缺,特别单施氮磷肥或氮磷配施会引起钾营养严重缺乏,从而造成土壤养分不平衡。长期施用有机肥可以明显提高土壤中有效锌含量,而对于有效铁、锰、铜含量的影响较小。土壤中的有效铁、锰含量均与土壤pH呈极显著负相关,与土壤的全氮含量呈极显著正相关,长期施用氮肥可導致土壤pH下降,土壤中的有效铁、锰含量增加,土壤的有效铜含量下降。

三、施用有机物料的影响

日光温室内施用新鲜稻草、鸡粪及蘑菇生产废料等有机物料,对土壤的微生物区系、土壤农化性质等有显著的影响。研究表明,施用有机物料可显著增加土壤的有机质含量,改善土壤的物理性质,提高土壤的细菌、真菌和放线菌数量,增强土壤对酸碱的缓冲能力,提高土壤中氮磷含量及土壤pH,降低土壤的含盐量,避免土壤次生盐渍化。日光温室土壤施用膨化鸡粪、猪粪、稻草、草碳、化肥和不施肥料试险表明,不施任何配料及有机物料的土壤pH最稳定,其次是施用稻草的土壤,再次是施用有机肥的土壤,施用化肥的土壤pH最低(见图1)。施用稻草和有机肥土壤中的细菌和真菌显著增加,放线菌变化较小(见下页表1)。

四、长期定位施肥的影响

无论长期施用有机肥还是施用无机肥,土壤有效铁的含量均会不断增加,有实验表明,经过16年长期定位施用有机肥和无机肥,土壤的有效铁含量增幅最大的在3倍左右,即使是不施任何肥料,有效铁含量也增加35%,这说明土壤的本身代谢就可以增加有效铁的含量。但是从不同处理看,随着施用氮量的增加,土壤中铁的有效性逐步提高;而磷和钾的施用虽然也提高了铁的有效性,但是增加幅度低于氮素。施用有机肥弱化了有效铁含量的增加,说明有机肥的施入降低了土壤中铁有效性的增长速度。施用有机肥及氮素化肥可保持锰的有效性,但施用磷肥和钾肥降低了锰的有效性。施用有机肥可以基本保持锌的有效性,但是单施氮磷钾肥和不施肥降低了锌的有效性。施用氮肥可保持铜的有效性,而施用钾肥可降低铜的有效性。

长期定位施用氮肥对土壤钙素的有效性有一定影响。有实验表明,氮肥与有机肥配施,土壤的全钙含量均高于单施氮肥土壤。因此,施入有机肥在一定程度上可增加土壤中全钙的含量。但是随着氮肥施入量的增加,土壤中全钙含量均呈依次下降趋势。这是因为氮肥进入土壤转化后会释放H+ ,土壤胶体上的钙容易被H+代换进入土壤溶液中,土壤溶液中部分Ca2+会随水流失,使土壤中全钙含量下降,有机肥不仅可以提供部分Ca2+,而且会对土壤pH值变化起到一定的缓冲作用,从而减少土壤中Ca2+的流失,促进土壤中钙素的相对积累。从不同形态的土壤钙素含量变化看,氮肥与有机肥配施的土壤水溶性钙含量均低于单施氮肥土壤的水溶性钙含量,而随着施用氮肥量的增加,施用有机肥和不施有机肥间的差异增大,即施用有机肥情况下不施氮素化肥和施用低水平氮素化肥及施用高水平氮素化肥分别比不施有机肥情况下不施氮素化肥、施用低水平氮素化肥、施用高水平氮素化肥土壤的水溶性钙含量降低了5.75%、22.75%、51.05%,这与不同处理土壤pH的变化趋势一致,即pH降低,水溶性钙含量升高。

长期定位施用钾肥对设施土壤钙素有效性有一定影响。有试验表明,在施用有机肥条件下,增施钾肥处理(AK)的全钙、水溶性钙、交换性钙、酸溶性钙以及非酸溶性钙含量均低于未施用钾肥处理(AKO)和氮钾配施处理(ANK),其中,对全钙及酸溶性钙含量的影响达到显著水平,AK与AKO和ANK比较,全钙含量分别下降了14.13%和7.40%,酸溶性钙含量分别降低了14.55%和36.13%,而土壤水溶性钙、交换性钙以及非酸溶性钙含量的差异不显著。在不施用有机肥条件下,除非酸溶性钙含量中BNK处理分别显著高于BNO和BK处理20.05%、10.10%外,其余形态钙素含量在处理间均没有显著性差异。因此,从整体上看,尽管单施钾肥对土壤钙素含量有一定影响,但总体影响不大,这是因为长期定位施入钾肥后对土壤pH的影响比较小,且K+在土壤中的交换能力低于Ca2+,故钾肥的施用对土壤全钙含量及钙素不同形态的分布影响较小。

(责任编辑    王倩)

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