赵懿 刘善江 赵静 朱志刚 高媛 吕洋
摘要 在黏壤土背景下分析土壤調理剂与有机肥减量对设施黏壤土有机蔬菜生长和盐渍化改良的影响，为改良土壤和提高产量提供依据。以黄瓜为供试材料，设置有机肥减量和有机肥减量情况下配施微生物菌剂、土壤改良剂的处理，分析有机肥减量和不同土壤调理剂及用量对土壤化学性质和黄瓜产量、品质的影响。结果表明，有机肥减量处理的黄瓜产量与常规施肥相比无显著差异，同等用量下微生物菌剂处理与土壤改良剂处理黄瓜产量无显著差异，随着土壤改良剂用量的增加产量逐渐增加且达显著水平。有机肥减量施肥并配施调理剂可显著增加黄瓜的可溶性蛋白水平，但对黄瓜的硝态氮和还原性VC无显著影响。减量施肥不能降低土壤全盐水平，配施调理剂后全盐含量显著降低，微生物菌剂和土壤改良剂处理土壤全盐含量无显著差异。有机肥减量及配施土壤调理剂土壤养分无显著差异。在土壤质地为黏壤土时，土壤调理剂的添加可改变表层土壤盐分、增加蔬菜产量，但对土壤养分影响较小，需建立长期定位试验进行基础性研究。
关键词 土壤调理剂；
有机肥料；
减量施肥；
设施蔬菜；
次生盐渍化
中图分类号 S156 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）13-0139-04
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.13.033
Effects of Soil Conditioner and Organic Fertilizer Reduction on Growth and Salinization Improvement of Organic Vegetables in Greenhouse Clay Loam Soil
ZHAO Yi1，LIU Shan-jiang2，ZHAO Jing1 et al
（1.Beijing Yanqing Agricultural Technology Integrated Service Center，Beijing 102100；
2.Institute of Plant Nutrition and Resources，Beijing Agricultural Forestry Academy，Beijing 100097）
Abstract The effects of soil conditioner and organic fertilizer on the growth and salinization improvement of organic vegetables in clay loam were analyzed under the background of clay loam， in order to provide basis for soil improvement and yield increase. Cucumber was used as tested materials， through applying microbial agents and soil amendments under organic fertilizer reduction and organic fertilizer reduction， effects of organic fertilizer reduction and different soil conditioners on soil chemical properties and cucumber yield and quality were studied. The test results showed that no significant difference in cucumber yield between organic fertilizer reduction treatment and conventional fertilization， there was no significant difference in cucumber yield between microbial agents and soil amendment under the same dosage. With the increase of soil amendment dosage， the yield gradually increased and reached a significant level. Organic fertilizer reduced fertilization combined with conditioner could significantly increase soluble protein level of cucumber， and there was no significant effect on nitrate nitrogen and reducing VC in cucumber. Reduced fertilization couldnt reduce soil total salt level， and there was significant decrease of total salt content after application of conditioner. There was no significant difference in soil total salt content between microbial agents and soil amendments. There was no significant difference in the effects of organic fertilizer reduction and soil conditioner application on soil nutrients. When the soil texture was clay loam， the addition of soil conditioner could change the surface soil salinity and increase vegetable yield， but the effect on soil nutrients was slow， so it was necessary to establish a long-term positioning test for basic research.
Key words Soil conditioner;Organic fertilizer;Reduced fertilization;Greenhouse vegetable;Secondary salinization
基金项目 现代农业产业技术体系北京市创新团队（BAIC08-2022）。
作者简介 赵懿（1980—），男，北京人，高级农艺师，硕士，从事土壤肥料试验、示范和推广工作。
通信作者，研究员，从事土壤质量监测与评价、土壤改良与施肥、有机废弃物资源循环利用研究。
收稿日期 2022-11-03
设施蔬菜作为北京都市现代农业最有代表性的产业［1］，要保证设施蔬菜高产量、高品质的供应，有一个良好的土壤环境必不可少。近年来，北京市推广有机肥替代化肥和废弃物循环利用工作使设施蔬菜种植主体得到了大量的有机肥补贴，此时有机肥的施用量也超过了农业部门的推荐施肥量。刘衎等［2］调查发现北京市设施蔬菜养分超标率大于72%，设施蔬菜养分主要来源于有机肥基施，对日光温室和塑料大棚养分投入总量的贡献分别为 66%和52%。由于设施蔬菜施肥量过大，养分的投入超过了蔬菜生长所需要的量［3］，导致土壤的养分积累、次生盐渍化和土壤酸化［4-5］，也导致土壤酶活性、微生物功能多样性下降［6］，其中设施土壤次生盐渍化在连续种植3或4年就会出现［7］，严重威胁设施蔬菜的可持续发展［8］，因此改良利用盐渍土、提高有机蔬菜产量是一个重要且需要长期坚持的课题。
土壤盐分可以通过多种方式影响植物生长［9］。盐分对植物产生不利的影响包括渗透效应［10］、离子毒性［11］和养分失衡等［12］，也会导致光合作用速率下降、延迟开花和降低产量［13］，对蔬菜表观的影响是叶片损伤和数量减少，生长速度较慢等。另外，连续种植也会导致设施菜地盐分含量显著升高［14］。在实际生产中，盐胁迫和缺乏盐胁迫之间没有明显的区别，从低盐到高盐是逐渐的连续过程［15］。盐胁迫不仅取决于盐胁迫的强度，还取决于盐分基质的化学成分［15］，当盐分过高时，土壤会出现聚集性，有机质不易被微生物分解［16-17］。在这种情况下，需要进行土壤改良来减少高盐度对植物生长造成的伤害。
常见的土壤质地分类标准有美国制、国际制、卡庆斯基制等，美国制中黏粒＞20%为黏壤土，黏壤土又由于自身阳離子交换量大、比表面积大、通透性差的特点，进而影响作物根系生长发育以及对有效养分的吸收利用，通过灌溉淋洗盐分总量和部分盐基离子会由于黏土的特性而下降较慢或者氮磷进入地下水而导致面源污染的风险。
土壤调理剂包括微生物菌剂与土壤改良剂，两者均是缓解与改良土壤盐渍化的重要工具之一［18-19］，它可以降低土壤盐渍化危害，提高植物对养分的吸收、减少肥料施用量，从而改善土壤环境［20］，提高设施菜地的产量。利用生物菌剂与土壤改良剂对温室蔬菜土壤进行改良已经有大量的研究［21-22］，均能降低表层土壤盐渍化水平，同时也能提高蔬菜产量。但目前在黏壤土背景下通过有机肥减量对设施有机蔬菜土壤盐渍化改良研究较少，笔者根据北京市设施菜地施肥现状，选取有机肥施用量较大园区的设施蔬菜棚作为研究对象，开展有机肥减施配合土壤调理剂对设施黏壤质土次生盐渍化的改良试验，探究黏壤土背景下设施土壤改良效果，为北京市有机基地设施蔬菜次生盐渍化的改良提供一定的数据和理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于北京市延庆区旧县镇现代农业产业园，试验于2022年6—10月在园区19号温室大棚进行，棚龄15年，该区域属于温带大陆性季风气候，平均海拔500 m左右，平均气温8 ℃。试验地理化性状：全氮4.47 g/kg，有机质63.30 g/kg，碱解氮403.00 mg/kg，有效铵态氮22.80 mg/kg，有效硝态氮152.00 mg/kg，有效磷444.00 mg/kg，全盐3.92 mg/kg，pH 7.72，速效钾1 308.00 mg/kg，土壤容重1.48 g/cm3。0～20 cm土层土壤质地结构：<0.002 mm 21.04%，0.002～0.050 mm 19.08%，0.050～2.000 mm 59.88%，土壤质地砂质黏壤土［23］，采用美国制方法判定。
1.2 试验材料
供试黄瓜品种为京研冬美5号，种植密度为37 500株/hm2，于2022年4月13日播种，7月20日拉秧，实际采收时间约45 d。
供试土壤调理剂包括农业微生物菌剂与土壤改良剂两类。生物菌剂由中农绿康（北京）生物技术有限公司提供；
土壤改良剂由北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所研发并提供；
有机肥料由北京大地聚龙生物技术有限公司提供；
有机肥料的养分：
有机质42%，总养分4.2%，水分11%，pH 7.6，机械杂质0%，种子发芽指数80%，粪大肠杆菌阴性，蛔虫卵未检出。
1.3 试验设计
采用随机区组设计，设置5个处理，每个处理3次重复。T1常规习惯处理（底施有机肥75 t/hm2）；
T2减量施肥（有机肥37.5 t/hm2）；
T3减量施肥+微生物菌剂（有机肥37.5 t/hm2+微生物菌剂375 kg/hm2）；
T4减量施肥+土壤改良剂（有机肥37.5 g/hm2+土壤改良剂375 kg/hm2）；
T5减量施肥+2倍土壤改良剂（有机肥37.5 t/hm2+土壤改良剂750 kg/hm2）。
试验于2022年4月10日开始，有机肥料、微生物菌剂、土壤改良剂均作底肥，将有机肥、土壤改良剂、微生物菌剂掺混底施于温室土壤，随后翻耕、起垄、覆膜、播种。追肥由烟台泓源生物肥料有限公司提供的“果蜜乐”肥料（N+K2O≥200 g/L，腐殖酸≥30 g/L），自播种后40 d开始，每10 d施肥一次，用量为150 kg/hm2，共计追肥5次。
1.4 测定项目与方法
黄瓜样品采集：每小区设3个采样点，每个采样点设置3株黄瓜，定期取样称重测定产量；
土壤样品采集：收获后采集表层（0～20 cm）土壤样品，使用土钻按照每个小区5个点，“S”型线路采集一个混合土样。
土壤样品测定：全氮采用半微量凯氏法；
有机质采用重铬酸钾氧化-外加热法；
有效铵态氮与有效硝态氮采用连续流动分析法；
有效磷采用碳酸氢钠溶液提取-钼锑抗比色法；
全盐含量采用重量法；
pH采用酸度计法。
1.5 数据分析
试验数据采用 Excel 2007 对数据进行统计和作图，用SPSS 19.0单因素方差分析中LSD对数据进行显著性验证。
2 结果与分析
2.1 有机肥减量及配施土壤调理剂对黄瓜产量的影响
由图1可知，有机肥常规处理的黄瓜产量为33 560.5 kg/hm2，有机肥减量处理的产量最低，较对照降低8.7%，差异不显著；
添加土壤调理剂后，处理T3、T4和T5的黄瓜产量较对照均有所提高，分别提高13.3%、2.6%和23.2%，处理T3和处理T4、T5差异不显著。产量最高的是处理T5，与处理T1、T2和T4均差异显著。说明随着土壤调理剂用量的增加，产量逐渐上升。
2.2 有机肥减量及配施土壤调理剂对黄瓜品质的影响
从表1可以看出，对照处理的可溶性总糖含量最高，随着土壤调理剂的添加可溶性糖逐渐下降，与对照差异显著。可溶性蛋白是重要的渗透调节物质和营养物质，他们的增加和积累能提高细胞的保水能力，对细胞的生命物质及生物膜起保护作用，是重要的品质指标。有机肥减施与对照的可溶性蛋白含量无显著差异，配施土壤调理剂后的土壤可溶性蛋白含量均显著提高，其可能原因是菌落的形成，分解了较多的有机质、平衡了养分［15］。还原型Vc和硝态氮含量各处理间均无显著差异。
2.3 有机肥减量及配施土壤调理剂对土壤全盐含量的影响
土壤全盐含量是土壤盐渍化的指标，依据温室蔬菜产地环境质量评价标准HJ/T 333—2006，全盐含量应小于2 g/kg。由图2可知，有机肥减量处理与对照无显著差异，配施菌剂与土壤改良剂后全盐含量显著下降，随着用量的增加下降幅度越大，但仍处于基本限值以上。
2.4 有机肥减量及配施土壤调理剂对土壤养分的影响
设施蔬菜的土壤养分普遍积累严重，这与农民大水大肥的不正确种植有直接关系，在生产中大量有机肥的使用，造成了土壤营养的富集。由表2可知，各处理间全氮、有机质、碱解氮、氨态氮、硝态氮、有效磷、速效钾均无显著差异。可能原
因是该温室大棚土壤的养分积累较高，黏质壤土又导致吸附的离子不容易被淋洗和吸收，因此仅凭1年的减量施肥并不能对土壤养分产生影响。说明在使用土壤调理剂条件下，土壤的保肥能力增强。
3 讨论
3.1 有机肥减量对设施蔬菜土壤的改良效果
有机蔬菜的生产过程中不施用化肥，底肥只施有机肥，后期追肥施用有机可溶性肥料进行补充营养，由于有机蔬菜可使用的肥料较为单一，且常年大量施用，造成有机质等养分积累和盐渍化的发生。该试验通过有机肥减量的方法，调查对设施有机蔬菜土壤盐渍化水平和土壤养分水平的影响，发现土壤盐渍化水平和土壤养分与对照无显著差异。可能的原因是北京北部地区独特的地理环境，属于冷凉地区，冬季温度低，光照强度低，土壤温度低，有机质矿化速度较慢，使植物吸收的养分慢，生长速度慢，仅1个生育期的有机肥减量试验很难减掉因农民的习惯施肥让棚内的土壤养分积累的效果。另外，由于黏壤土本身容重较大，有机质并不容易被微生物所分解［24］，当年施入田间的有机肥大部分并未被吸收而是作为肥料积累到土壤里。因此在有机肥施用过高的有机蔬菜基地可以通过减量施肥来减少种植投入。
3.2 土壤调理剂的添加对设施蔬菜土壤的改良效果
土壤调理剂中的微生物在土壤有机质的降解和分解、养分的矿化和土壤团聚体的稳定中起着核心作用［16］，盐浓度的增加使微生物和农作物的可用水减少，当超过植物的耐受能力，导致植物组织的退化和死亡。接种微生物后能否在土壤中的存活取决土壤环境，并需要与本地微生物进行竞争，除非环境支持引入微生物的生长和存活，否则有益微生物的土壤接种不会产生显著影响，从该试验结果看处理T3、T4和T5中随着土壤调理剂用量的增加土壤全盐含量显著降低，可能原因是外源微生物在黏壤土中更容易存活，增加了生物多样性，提高了植株产量，增強了养分的吸收能力。同时土壤调理剂的处理中黄瓜的可溶性蛋白含量显著增加，说明使用调理剂也有提高黄瓜品质的作用，并增加了黄瓜在盐渍土中的抗逆性。通过土壤调理剂进行次生盐渍化改良的研究较多［25-26］，能够显著降低盐渍化的水平，该研究和前人研究结果基本一致。
3.3 设施蔬菜黏壤土土壤改良的建议
土壤质地是影响土壤持水性、微生物活动及农作物生长的重要因素之一，黏壤土具有黏粒较多，透气性差，根系生长易受阻，容易造成土壤板结，从而影响作物的生长。在设施栽培条件下，土壤盐分的波动也取决于灌溉水的用量和灌溉频率，由于黏壤土的保水性较强和质地等特性，植物的根系和土壤较活跃的层次均在表层，深层次的土壤得不到土壤调理剂的改良，土壤盐分也会向表层集中，导致微生物多样性降低。另外农户在灌溉过程中蔬菜定植水的灌溉量较大，黏壤土会让大量水分集中到表层不能下渗，灌溉后通气情况也会不良。该试验土壤调理剂可以改变蔬菜产量和品质，但对土壤养分无显著影响。因此，黏壤土的改良时应首先着眼于土壤结构的改良，来提高土壤养分的利用效率和土壤入渗能力［27］；
其次对黏壤土进行改良时引入含有微生物的土壤调理剂也是较为普遍的方法，但应加大微生物菌剂的投入量；
质地黏重的土壤改良不是短时间能完成的，需要设置定位试验与长期施用土壤调理剂，为土壤改良与设施蔬菜的高产稳产、提质增效开展应用基础研究。
参考文献
［1］ 陈玛琳，陈俊红，龚晶，等.产业集群视角下北京设施蔬菜产业发展的思考［J］.北方园艺，2022（7）：127-132.
［2］ 刘衎，郭利娜，贾羽旋，等.北京市设施蔬菜施肥状况及减施潜力分析［J］.中国蔬菜，2020（9）：71-81.
［3］ 余海英，李廷轩，周健民.设施土壤盐分的累积、迁移及离子组成变化特征［J］.植物营养与肥料学报，2007，13（4）：642-650.
［4］ SHI W M，YAO J，YAN F.Vegetable cultivation under greenhouse conditions leads to rapid accumulation of nutrients，acidification and salinity of soils and groundwater contamination in South-Eastern China［J］.Nutrient cycling in agroecosystems，2009，83（1）：73-84.
［5］ 吕望，张敬晓，王艳华，等.日光温室土壤次生盐渍化研究进展［J］.黑龙江农业科学，2021（8）：112-116.
［6］ SHEN W S，LIN X G，SHI W M，et al.Higher rates of nitrogen fertilization decrease soil enzyme activities，microbial functional diversity and nitrification capacity in a Chinese polytunnel greenhouse vegetable land［J］.Plant and soil，2010，337（1/2）：137-150.
［7］ 文方芳.种植年限对设施大棚土壤次生盐渍化与酸化的影响［J］.中国土壤与肥料，2016（4）：49-53.
［8］ ZHANG Z L，SUN D，TANG Y，et al.Plastic shed soil salinity in China：Current status and next steps［J/OL］.Journal of cleaner production，2021，296［2022-05-25］.https：//doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126453.
［9］ MUNNS R.Comparative physiology of salt and water stress［J］.Plant，cell and environment，2002，25（2）：239-250.
［10］ DEINLEIN U，STEPHAN A B，HORIE T，et al.Plant salt-tolerance mechanisms［J］.Trends in plant science，2014，19（6）：371-379.
［11］ MUNNS R.Genes and salt tolerance：Bringing them together［J］.New phytologist，2005，167（3）：645-663.
［12］ GRATTAN S R，GRIEVE C M.Salinity-mineral nutrient relations in horticultural crops［J］.Scientia horticulturae，1998，78（1/2/3/4）：127-157.
［13］ SHARIF I，ALEEM S，FAROOQ J，et al.Salinity stress in cotton：effects，mechanism of tolerance and its management strategies［J］.Physiology and molecular biology of plants，2019，25（4）：807-820.
［14］ 王学霞，陈延华，王甲辰，等.设施菜地种植年限对土壤理化性质和生物学特征的影响［J］.植物营养与肥料学报，2018，24（6）：1619-1629.
［15］ LUCHLI A，GRATTAN S R.Plant abiotic stress：Salt［M］//VAN ALFEN N K.Encyclopedia of agriculture and food systems.Amsterdam：Elsevier，2014：313-329.
［16］ SINGH K.Microbial and enzyme activities of saline and sodic soils［J］.Land degradation &development，2016，27（3）：706-718.
［17］ 符鲜，杨树青，刘德平，等.不同盐渍化土壤中微生物对氮肥的响应［J］.植物营养与肥料学报，2018，24（3）：661-667.
［18］ SHRIVASTAVA P，KUMAR R.Soil salinity：A serious environmental issue and plant growth promoting bacteria as one of the tools for its alleviation［J］.Saudi journal of biological sciences，2015，22（2）：123-131.
［19］ MISHRA P，MISHRA J，ARORA N K.Plant growth promoting bacteria for combating salinity stress in plants-Recent developments and prospects：A review［J/OL］.Microbiological research，2021，252［2022-05-25］.https：//doi.org/10.1016/j.micres.2021.126861.
［20］ SHAO X H，TAN M，JIANG P，et al.Effect of EM Bokashi application on control of secondary soil salinization［J］.Water science and engineering，2008，1（4）：99-106.
［21］ 張蕾，吴文强，王维瑞，等.土壤调理剂及其配施微生物菌肥对设施菜田次生盐渍化土壤改良效果研究［J］.中国土壤与肥料，2021（3）：264-271.
［22］ 毛晓曦，管培彬，马理，等.有机物料配施菌剂对设施次生盐渍化土壤的修复效果［J］.中国农学通报，2021，37（26）：80-87.
［23］ 吴克宁，赵瑞.土壤质地分类及其在我国应用探讨［J］.土壤学报，2019，56（1）：227-241.
［24］ YUAN B C，LI Z Z.，LIU H，et al.Microbial biomass and activity in salt affected soils under arid conditions［J］.Applied soil ecology，2007，35（2）：319-328.
［25］ 马茜，武守朝，赖德强，等.微生物菌剂与有机肥配施对设施土壤盐渍化以及甜瓜产量和品质的影响［J］.河北农业科学，2020，24（4）：62-66.
［26］ 王梅，徐钰，石璟，等.优化施肥及增施微生物菌剂对次生盐渍化土壤设施番茄生长和土壤微生物的影响［J］.山东农业科学，2020，52（11）：111-114.
［27］ 岑睿，屈忠义，孙贯芳，等.秸秆生物炭对黏壤土入渗规律的影响［J］.水土保持研究，2016，23（6）：284-289.
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