保护地土壤盐分积累研究现状及成因探讨|土壤盐分含量

　　摘要保护地长期处于覆盖状态，没有雨水的淋洗，内部气温较高，高度集约生产，导致保护地土壤的理化和生物学性状发生了很大变化，保护地盐分积累日益严重，造成盐分积累的原因也比较复杂。根据近年来保护地土壤盐分的相关研究进展，综述保护地土壤盐分积累的成因。
　　关键词保护地；盐分积累；成因
　　
　　保护地栽培，是利用阳光温室、塑料大棚等保护性设施，人为地创造适于作物生长发育的环境条件，在这一条件下进行作物生产，从而实现农业生产的优质、高产、高效；其生产对象一般是附加值较高的蔬菜、花卉等作物。随着塑料工业的发展，以及人们生活水平的提高，保护地栽培更加呈现出蓬勃的生机。
　　由于保护地长期处于玻璃或塑料的覆盖下，不能接纳降雨，土壤水向下运动少，各种盐类肥料基本不下移流失；保护地内温度高，蒸发强，土壤水分（包括盐分）上升运动强烈；保护地土壤是高度集约化的栽培，肥料用量远远超过一般露地。因此，保护地土壤存在着严重的酸化和次生盐渍化等退化问题，保护地蔬菜的品质已引起了人们的普遍关注。
　　保护地土壤在长期覆盖和高度集约经营的条件下，土壤的理化、生物学性状发生了很大变化，一个突出的特征就是土壤溶液盐分浓度较高。许多研究均认为，盐分积累是保护地栽培中土壤最大的障碍因子，盐分胁迫下植物体内离子累积未达到较高浓度之前，植物就出现受害症状；塑料大棚蔬菜遭受盐分危害，即使与健全植株在外观上难以区别，一般也要减产20%左右。众多研究认为，土壤盐分对作物的危害主要包括直接盐害、次生盐害、破坏作物正常的生理代谢、造成作物在生长过程中盐分离子吸收不平衡等。
　　
　　1保护地土壤盐分研究现状
　　
　　1983年，张振武在我国首次报道了沈阳郊区保护地土壤的盐分障害问题。他发现保护地土壤的电导率随栽培年限的增加而增高，5a棚龄的保护地土壤浸出液的电导率已超出黄瓜的生育障害临界点。1991年，童有为报道了上海市郊蔬菜保护地土壤的积盐问题。他的研究结果表明，上海市的保护地土壤，经连续3a种植就出现盐害，土壤含盐量高出相邻露地土壤的4.0~11.8倍，其中硝酸根含量为露地土壤的5.9~16.5倍。同年，奚振邦等也报道了上海郊区保护地土壤的盐分浓度障害问题。他们发现，在一般栽培管理条件下，建棚2a就可产生盐分浓度障害，蔬菜产量下降幅度可达25%；而施肥合理，又采取相应防治措施的大棚，即使棚龄在5a以上，仍能保持连续高产。1993年，李先珍等对北京郊区大棚土壤可溶盐含量的调查结果表明，10a以上棚龄土壤的全盐量为0.8~1.6 g/kg，并得出由于京郊大棚在7～8月雨季揭棚，土壤受到降水淋洗、积盐不严重的结论。1994年，薛继澄等人对北京、南京、济南和上海郊区蔬菜大棚土壤盐分的调查结果显示，各地大棚土壤0～5cm土层的全盐量为1.0~5.0g/kg，最高的可达8.8g/kg；0～20cm土壤含盐量为0.72~3.43g/kg。在盐分组成中NO3-占阴离子总量的67%~76%，阳离子以Ca2+为主。同年，王平、刘淑英对兰州市安宁区蔬菜保护地土壤盐分含量及其剖面分布规律进行了研究，结果发现，兰州市安宁区蔬菜保护土壤盐分浓度在1.0~3.0g/kg之间，属于盐渍化土壤；土壤盐分在2个年度间差异不明显；0～20cm表层土壤盐分浓度达到1.78g/kg，超过了土壤盐分浓度1.5g/kg的临界值，表层盐分浓度显著地高于20～80cm土体的平均值（1.48g/kg），即盐分在土壤剖面中表聚现象明显。1995年，李文庆等人对山东省建在潮土、棕壤和褐土上的塑料大棚土壤含盐量进行调查，所得结果表明，种植3～6a蔬菜大棚土壤的含盐量都在1.0g/kg以上，其中潮土含盐量达1.5g/kg以上，明显高出相邻露地土壤的含盐量。在盐分组成中NO3-和SO42-增幅大，HCO3-显著降低。1997年，肖千明等对辽宁省4个重点蔬菜产区不同利用年限保护地土壤盐分状况进行调查，结果表明，棚龄7a以上的保护地，由于施入大量氮肥，已造成土壤次生盐渍化，而且随着保护地种植年限的增加，N和P的投入过多，而没有足够的K和微量元素补充，致使土壤板结，通气不良，营养元素处于不平衡状态。2000年，孟鸿光等对沈阳城郊温室土壤特性进行调查，结果表明，棚龄5a以上的保护地面积占全部保护地面积50%以上，温室土壤存在酸化和次生盐渍化倾向，NO3-累积明显。2003年，李刚等对昆明地区不同年限的大棚土壤的管理现状进行了调查分析，并采集次生盐渍化严重的土壤对其进行调控盐分的盆栽模拟试验，研究了保护地大棚土壤次生盐渍化的形成特征以及土壤调理剂对大棚土壤盐分的调控效果，结果表明，随着大棚年限的增长，耕层土壤的盐分在增加，盐分组成以Ca2+和NO3-为主，0～60cm土层的盐分剖面由露地的直筒型向倒锥形发展。
　　总之，从1983年到2003年的20a中，从我国北部到南部，不论是与露地土壤盐分含量的比较、不同土壤类型保护地土壤盐分含量的比较，还是不同种植年限保护地土壤盐分含量变化的大量试验结果都表明，保护地土壤存在着严重的盐害问题，盐分在土壤剖面表现出表聚的特点；土壤盐分组成以Ca2+和NO3-为主。
　　
　　2保护地盐分形成的原因
　　
　　水分管理与供应状况、施肥种类和方法、保护地室内温度、湿度等都是影响土壤盐分积累的重要原因。
　　2.1保护地内特殊的水分状况是土壤盐分积累及其次生盐渍化的动力
　　保护地设施内的环境，不仅气温高于露地，还由于降雨对土壤的自然淋溶作用消失，导致土壤水分向上运动较露地强烈。程美廷等（1990）对永年县科委试验温室的定点观察表明，土壤水分在耕层内运行的方向，除灌水后1d左右的时间外，其余时间都是向着地表方向运动的。在垂直方向上，灌水后越接近地表，土壤的含水量越高。按照“盐随水来”的规律，盐分必然向表土积聚。李明霞等（1999）研究得出，保护地的地下水位较高，常年在50～100cm之间，小于土壤盐渍化临界深度。当土壤含盐量较高时，就容易发生盐渍化；加之用水不合理，灌水次数频繁，引起地下水位进一步上升，矿化度增大，土壤团粒结构被破坏，大孔隙减少，通透性变差，毛管作用增强，盐分表积逐渐加剧，造成土壤板结和次生盐渍化的发生。土壤水分与作物的生长密切相关。土壤水分条件不同不仅影响作物生长对水分的吸收，也会影响到各种土壤养分元素的形态和数量。蔬菜保护地长年覆盖或季节性的覆盖，处于半封闭环境，改变了自然状态下土壤的水热平衡，阻碍了土壤水分的淋洗作用，在土壤中积聚的盐分不能被淋洗到地下水中去，而在土壤表层积累。
　　2.2保护地过量施肥是土壤盐分积累的主要来源
　　由于土壤类型、土壤质地、土壤肥力水平以及作物生长发育对营养元素吸收的多样性、复杂性，一般很难掌握其适宜的肥料种类和数量。同时由于蔬菜保护地产品附加值较高，菜农为了追求更高的产量，施肥量常大于蔬菜需要量的1倍或更多，这样就使大量剩余肥料及其副成分在土壤中积聚，成为土壤盐分的主要来源。绝大多数化学肥料都有副成分，施入土壤以后不是以它原有的形态存在于土壤中，而是以被植物吸收后的残余成分与其他离子结合成各种可溶盐。例如氯化钾和硫酸钾施入土壤以后，钾被植物吸收或土壤吸附，残留的氯离子（Cl-）和硫酸根离子（SO42-）与钙（Ca2+）或钠（Na+）结合形成了氯化钙（CaCl2）、硫酸钙（CaSO4）或氯化钠（NaCl）、硫酸钠（Na2SO4）而溶解在土壤溶液中。残留在土壤中的氮素，除少数以氨（铵）离子的形式被土壤胶体和粘土矿物吸附固定外，绝大多数都被氧化成硝态氮（NO3-），并以各种硝酸盐的形式溶解在土壤溶液中，使土壤溶液浓度升高。磷酸根离子在土壤中易与其他阳离子形成难溶化合物，且土壤对磷酸根离子的吸附能力也较强。因此，施用磷肥常常不会引起土壤溶液浓度升高，却使土壤发生盐渍化。
　　2.3 盐分在土壤垂直剖面上分布不均匀是土壤次生盐渍化发生的另一重要原因
　　程美廷等研究认为，温室内土壤溶液的电导率从下层向地表方向呈梯度递增，表层土壤的电导率一般较下层土壤高1~3倍。李文庆等（1995）研究表明，山东省大棚土壤各土层的含盐量都比对照相应土层的高，其中0～5cm、5～10cm两土层与对照差异达到极显著水平，其他土层与对照的差异达显著水平。由于蔬菜根系一般分布较浅，往往集中分布于浅、表土层，因而这种表土积盐也是形成盐害的重要原因。
　　2.4其他因素分析
　　李文庆等研究认为，土壤温度、湿度提高后，原生矿物风化加速，盐基离子的释放增加，可能也是保护地发生次生盐渍化的原因之一。
　　综上所述，保护地盐分积累已不容忽视，而其成因又比较复杂。因此在今后的实际生产过程中要重点研究如何如何灌溉、如何施肥等栽培技术，以降低土壤盐分积累。
　　
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