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30d 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 I n v e s t i g a t i o n a n d E v a l u a t i o n o f S o i l Q u a l i t y o f V e g e t a b l e G r e e n h o u s e s i n S h o u g u a n g C i t y S h a n d o n g P r o v i n c e P r o S o i l O n l i n e B i g D a t a P l a t f o r m f o r A g r i c u l t u r a l S o i l R e m e d i a t i o n P a r t JINSheng 1 PIAOChengchun 1 SHANGZhaocong 2 DUANLulu 2 SONGHuiming 3 LIJianli 4 1 JinyouliEcologicalAgriculture Shanghai Co Ltd Shanghai200062 China 2 ShanghaiResearchInstituteofChemicalIndustryCo Ltd Shanghai200062 China 3 CollegeofResourcesandEnvironmentSciences ChinaAgriculturalUniversity Beijing100193 China 4 ChemicalIndustryPressCo Ltd Beijing100011 China A b s t r ac t ThegreenhousevegetableisaveryimportantagriculturalproductinChina However someimproperfarmingoperationsandlong termcontinuouscroppingmayleadtoaseriesofvegetable greenhouseproblemssuchasreducedsoiltilth seriouspestsanddiseases andagriculturalnon point sourcepollution whichaffectthesustainabledevelopmentofvegetablegreenhouseindustry Basedon themainobstaclefactorsoftypicalvegetablegreenhousesinShouguangCity ShandongProvince the commonlyusedgreenenvironmentalprotectionimprovementmethodsareselectedandtheimprovement effectsareevaluated Theresultsshowthatthesoilimprovementmeasureswhichcombinedeepsoil 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 eliminatedeepsoilcompactionandsurfacesoilsaltaccumulation mitigatetheenvironmentalriskof nitratenitrogenandinorganicphosphoruspollution andreducethepossibilityofdiseasesandinsect pests deepsoilvibrationbreakingandindigenousmicroorganisms speciallycultivatedbynon heated contactmethod under the environment of 80 90 invention patent number CN110684540A fermentation method mixed cultivation treatment can also increase the number of beneficial microorganismsinthesoilandincreaseitsactivity Theresearchprovesthat30daysaftertakingthe above improvement measures the soil physical and chemical properties have been improved significantly whichisbeneficialtothegrowthofcrops andtheproblemsofpestsanddiseaseshave beensignificantlyalleviated whichprovidesadirectbasisfortheimprovementofthesoilinvegetable greenhousesusingPro Soilonlinemode K e y w o r d s vegetablegreenhouse Pro Soilonline indigenousmicroorganisms specialcultivation deepsoilvibrationbreaking soilimprovement 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930m 2 和1360m 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8d 喷 洒1 次 每 次 用 量 为 3000L hm 2 共 喷 洒3 次 喷 洒 完 成 后 实 施 旋 耕 作 业 15d 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60cm 并 在45cm8 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 300t hm 2 用 塑 料 布 覆 盖 土 壤 表 面10d 后 实 施 旋 耕 作 业 7d 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 32mm 容 积 密 度 分 别 为2 0g cm 3 和2 1g cm 3 而PS YD 和PS WSW 处 理 的 土 壤 硬 度 明 显 降 低 分 别 为22mm 和19mm 容 积 密 度 也 明 显 减 小 均 为1 4g 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 15cm 土 层 深 度15 45cm 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 2S m 和4 0S m 而PS YD 和PS WSW 处 理 的 土 壤 电 导 率 分 别 降 至1 4S m 和1 8S 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 7S m 提 高 至 1 8 S m PS WSW 处 理 由 0 9 S m 提 高 至 1 5S 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 15cm 土 层 深 度15 45cm 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20d 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 30d 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