設施栽培年限對設施土壤生態(tài)環(huán)境的影響及次生鹽漬化土壤的改良.pdf

1、作為一種高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,設施農(nóng)業(yè)在蔬菜和其它重要經(jīng)濟作物的反季節(jié)和跨地區(qū)栽培中發(fā)揮了重要作用,因此得到大面積的推廣應用。但是,在設施作物生長過程中土壤缺少雨水淋洗,設施內(nèi)溫度高、濕度大,通氣狀況差,加之長期處于高度集約化、高復種指數(shù)和高肥料使用的生產(chǎn)狀態(tài),隨著設施栽培年限的增加,以硝態(tài)氮大量積累為主要特征的次生鹽漬化逐漸加劇,由此引發(fā)連作障礙、土壤板結(jié)、土壤酸化、微生物區(qū)系變化、有害氣體增加和作物病蟲害加劇等多種設施環(huán)境問題。次生鹽

2、漬化給設施作物的產(chǎn)量和質(zhì)量帶來嚴重的不利影響,嚴重威脅地下水安全和人體健康。傳統(tǒng)的次生鹽漬化土壤改良技術(shù)存在成本高、周期長、易形成二次污染等問題,發(fā)展新的改良技術(shù)和方法顯得尤其重要。
　　 本文以上海南匯現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)的溫室土壤為研究對象,考察了設施栽培年限對土壤理化性質(zhì)、氮素形態(tài)和含量、微生物數(shù)量和酶活性的影響;將面粉、秸稈、有機肥等碳源和能夠高效吸收利用硝態(tài)氮的耐鹽微生物(NCT-2)配合施入土壤,促進微生物對土壤中硝態(tài)氮的固

3、持能力,降低土壤的鹽漬化程度,達到利用農(nóng)業(yè)廢棄物和改良土壤相結(jié)合的目的,實現(xiàn)設施栽培生境的減排增匯,取得了如下的主要研究成果:
　　 (1)隨著設施栽培年限的增加,設施栽培土壤的pH逐漸下降,電導率(EC)和鹽度逐漸升高。栽培15年的溫室表層土壤pH為7.21,較露地土壤降低了1.33個單位,EC和鹽度分別達到8920μS·cm-1和0.54%,是露地土壤的85.4倍和54.0倍。硝態(tài)氮(NO3·-N)、銨態(tài)氮(NH4+-N)、

4、亞硝態(tài)氮(NO2--N)和可溶態(tài)有機氮(SON)含量均隨設施栽培年限的增加而升高,栽培15年的溫室表層土壤中NO3--N、NH4+-N、NO2--N和SON的含量分別達到2868.4、35.4、1.54和971.9 mg·kg-1,分別是露地土壤的121.1、9.5、7.1和33.7倍。
　　 設施栽培年限的增加對蛋白酶、谷氨酰胺酶和蔗糖酶活性均有不同程度的抑制作用,對硝酸還原酶活性有一定的激活作用,對脲酶活性則無明顯影響。設施

5、土壤中微生物以細菌為主,約占微生物總數(shù)的70%～90%。低栽培年限土壤適合微生物的生長,高栽培年限土壤對微生物有明顯的抑制作用。放線菌和真菌對設施土壤鹽分積累的適應能力較強,細菌受次生鹽漬化的影響較大。
　　 相關(guān)性分析顯示,研究區(qū)域土壤EC和鹽度與氮素形態(tài)和含量均呈顯著性正相關(guān)(P＜0.05,n=6)。土壤酶活性中,蛋白酶與EC和鹽度呈顯著負相關(guān)(P＜0.05,n=6),硝酸還原酶與EC和鹽度呈顯著正相關(guān)(P＜0.05,n=6

6、＞。微生物數(shù)量與EC和鹽度有一定的負相關(guān)關(guān)系,但相關(guān)性不顯著。
　　 (2)在不同外源C/N下,采用室內(nèi)培養(yǎng)實驗,研究了NCT-2對NO3--N和NH4+-N的固持特點。結(jié)果表明,加入高活性C源(葡萄糖)后,NCT-2對礦質(zhì)態(tài)氮的轉(zhuǎn)化均呈現(xiàn)先快速固持再緩慢礦化的特征,對礦質(zhì)態(tài)氮的利用率和微生物量氮的增長量與外源C/N呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(P＜0.05,n=4),利用率達最大值的時間隨外源C/N的升高而提前。
　　 NCT-

7、2對NO3--N和NH4+-N的固持能力差異很大。培養(yǎng)結(jié)束時,在無活性碳源和低C/N(C/N=10)條件下,。NCT-2對NH4+-N的利用率明顯高于NO3--N,兩者的差異性達到極顯著水平(P＜0.01,n=3);在中C/N(C/N=25)和高C/N(C/N=40)條件下,差異性不如低C/N條件下顯著。未施加活性有機碳源時,土壤中的NH4+-N能立即被NCT-2固持,NO3--N要經(jīng)過14 d左右的滯后期后才被NCT-2明顯固持;施加