设施土壤次生盐渍化的绿色修复技术-(完整版)实用资料

设施土壤次生盐渍化的绿色修复技术（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）

上海交通大学设施土壤次生盐渍化的绿色修复技术（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）硕士学位论文设施土壤次生盐渍化的绿色修复技术姓名:胡萍申请学位级别:硕士专业:农业生物环境与能源工程指导教师:何明20050110设施土壤次生盐渍化的绿色修复技术摘要上海地区的设施土壤由于受到栽培施肥等人为条件和地下水位高土壤板结现象严重次生盐渍化程度明显并适当增施有机肥灌水洗盐效果不佳设计盆栽试验单因素试验分析设施土壤次生盐渍化的成因有机肥炉渣等绿色修复因子对土壤盐分并考虑因子的综合影响又能大大提高作物产量和质量易推广的绿色修复技术结果表明混土试验中盐渍土与客土1:1混合的处理也能提高西瓜的产量和含糖量但全部换客土费时盐渍化改良剂更能促进土壤养分的运输直径以及根系和地上部的鲜重有机肥土壤盐渍化改良剂盐渍化改良剂不仅能有效降低土壤盐分有机肥和秸秆的单独使用对土壤的速效养分有一定的保持作用,为土壤的再利用打下坚实基础综合单因素试验的3个因子发现有机肥和秸秆一起使用与有机肥对改良土壤次生盐渍化的效果好便于推广使用关键词次生盐渍化ANAPPROACHTOENVIRONMENTALLYRESPONSIBLEREMEDIATIONOFSECONDARYSALINIZATIONOFTHESOILSINTHEGREENHOUSEABSTRACTTherewereveryseriousproblemswithsecondarysalinizationofthesoilsinthewatermelongreenhouse.Duetoman-madecultivation,irrigation,fertilizationandnaturalenvironmentconditionsuchashighundergroundwatertableandborderingtheChinaEastSea,soilsbecomeeasilyhardenedsothatitwasdifficultforirrigationwatertopenetration.TheexistinggreenhousesinShanghaihavehardlyundergroundtile-drainage,sotheattemptofirrigationtodecreasethesalinitywasnotsoeffective.Inthispaper,fromthepointofenvironmentallyfriendlyfertilizerandplantingtechnology,theexperimentsofpottedplant,mixedsoil,singlefactor,andLatinequationweredesignedtoanalyzethereasonofsecondarysalinizationofthesoilsinthegreenhouse,especiallytodiscusstheeffectofvirescenceapproachonsalinizationandnutritionsuchassoilconditioner,organicfertilizer,straw,andslag.Inaddition,thecombinationofallfactorswasconsideredandanapproachtoremediationwithlowcostwasconcludedwhichcouldremediatethesecondarysalinizationofthesoilseffectivelyandimprovethequalityandquantityofcropsgreatly.Thefollowingresultswereshowedindifferentexperiments.Inthemixedexperiment,thedisposalwastomixthenon-salinizationsoilswiththesalinizationsoilsindifferentproportions.Itwasconcludedthatthesalinityofmixedsoilsintheratioof1:1couldreducethesecondarysalinizationofthesoilseffectively,andcouldincreasethequantityandsugarcontentofwatermelonwiththesameeffectofusingnon-salinizationwholly.Howeverthelatterneedmorelabourforceandhighercost.Pottedplantwithdifferentconcentrationofsoilconditionerforreductionofsalinizationandimprovementofsoilstructure,soilconditionerforreductionofsalinizationcanacceleratethetransportationofnutritionfurthersoastoimprovetheheight,diameter,andfreshweightofrootforyoungwatermelonplant.Suchfivefactorsasorganicfertilizer,straw,soilconditioner,slag,deepdigging,andantitheseswereconsideredanddesignedinthesignalfactorexperiment.Thesoilconditionerforreductionofsalinizationcoulddecreasethesalinizationofthesoilsandpromotethegrowthofwatermelon.Organicfertilizerandstrawcouldkeepthequickresultnutritionsofthesoilssoastobenefittothereuseofsoils.Thegroupmatchesoforganicfertilizer,straw,andsoilconditionerweredesignedinthisexperiment.Wefoundthatthecombinationoforganicfertilizerandstrawhadthesameeffectwiththecombinationoforganicfertilizer,straw,andsoilconditioner.Thecombinationoforganicfertilizerandstrawwithlowcostandleastharmtoenvironmentisconvenienttopopularizefortheapplication.Keywords:soilsinthegreenhouse,secondarysalinization,environmentallyresponsibleremediation上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明是本人在导师的指导下除文中已经注明引用的内容外对本文的研究做出重要贡献的个人和集体本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担胡萍日期上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于不保密请在以上方框内打学位论文作者签名何明日期2005年1月15日第一章绪论1.1设施土壤次生盐渍化修复意义盐渍化土壤在我国和世界各地都有广泛分布[1-3]约占陆地总面积的10%ÎÒ¹úÔ¼ÓÐÑÎ×ÕÍÁ2,700万hm2Ô¼Õ¼¸ûµØÃæ»ýµÄ7%左右[4]¸ÊËàÑκ¦ÔòÊÇÏÞÖÆÕâЩµØÇøÅ©ÒµºÍ¾-¼Ã·¢Õ¹µÄÖØÒªÒòËØ设施大棚生产是指在温室或者塑料薄膜覆盖下的集约化种植方式使土壤理化性状和生物学特性产生了很大的变化已成为蔬菜生产的主要土壤障碍因子[9]Ó÷ʶà设施土壤的次生盐渍化过程是在新建立的有效利用系数低的灌溉系统上灌溉系统中损失的水分可补给地下水地下水在其向地表上升的过程中使底土层盐分溶解很多情况下同时表现为硝酸盐含量增多作物因营养失调而引起生理性的和病理性的障碍[12-13]ÕâÖÖÍÁµØ¼¯Ô¼[14]»¯µÄÀûÓ÷½Ê½¶øÇÒÒѾ-³ÉΪÐí¶àµØÇøµÄÖ§Öù²úÒµ¶øÇÒ»¹Ê¹ÍÁÈÀ[15-17]·ÊÁ¦Ë®Æ½ºÍÍÁÈÀ»·¾³ÖÊÁ¿ÖðÄêϽµ²ÅÓпÉÄÜ˳Àû½øÐÐÏ´Ñβ¢Ê¹ÍÁÈÀÈÜÒºÍêȫΪÐÂÏʵĹà¸ÈË®Ëù´úÌæ¶øÇÒÏļ¾ºÍÇï¼¾ÒòΪÍÁÈÀ-地下水的蒸发和蒸腾而有返盐现象[18-20]¶øÇÒ¸ÄÁ¼ÑÎ×ÕÍÁÊÇÒ»ÏÔÓÐèʱ¼ä³¤µÄ¹¤×÷上海地处滨海盐渍土区受海水浸渍排水不畅水源充沛阻断了雨水作用而且人为的过量施肥和不合理的灌溉等造成设施土壤的次生盐渍化加剧近年来土壤污染的植物修复(即利用绿色植物来去除环境中的污染成分或将其转化为无毒的物质的过程受到世界各国的瞩目,并取得了很大的进展业采取绿色修复技术无害1.2设施土壤农化性状的特征1.2.1设施土壤与露地土壤理化性状的比较设施栽培土壤由于特殊的栽培条件从而导致土壤农化性状的改变大棚栽培土壤的电导率是露地栽培的2.38倍pH降低0.67单位这说明露地栽培与大棚栽培的土壤农化性状有明显差异在大棚与地膜栽培条件下应重视防治土壤障害黄锦法,2000g/kgmg/kg2000设施土壤可溶性盐基离子主要分布在表层可溶性盐增加56.90%pH差值约小0.1而NH4+-N略有减少明显地高于底层这主要是由于土壤施肥绝大多数在0-20cm的耕作层中进行底层的含盐量也较高且矿化度较大这一方面是在蔬菜生育期间对盐分有一定的淋洗作用另一方面保护地内气温较高盐分又会随水分蒸发向上层迁移1995ÉèÊ©ÍÁÈÀÔÔÅàÊ߲˺ó¶ÔÕÕ¶øÇÒÓÐËæÖÖÖ²ÄêÏÞÔö¼Ó¶øÔö¼ÓµÄÇ÷ÊÆNO3-Mg2+与全盐量呈显著正相关1.2.4设施土壤pH与土壤酸化[23-25]引起设施栽培土壤pH下降主要有以下几个原因如KCl¶þÊÇ´óÁ¿Ê©Óõª·Ê×÷Îï²»Äܳä·ÖÎüÊÕÀûÓöø·¢ÉúÀÛ»ýʱ硝酸根与等当量的钙结合而随水流失H+ÈýÊÇÎÂÊÒÌõ¼þÏÂÍÁÈÀÓлúÖÊ·Ö½â¿ìpH过低盐类浓度高及营养失衡等问题据日本研究菠菜洋葱茄子番茄在pH4.5时的干物质重量仅为pH6.5时的5%-30%ζȸßÍÁÈÀÁ¬Ðø´óÁ¿Ê©·Ê¶øÇÒ²»ÊÜÓêÁÜÒÑÓдÎÉúÑÎ×Õ»¯²úÉúѦ¼Ì³Î[26]试验得出EC值与NO3--N成正相关性0.9039n,说明EC值与NO3--N有关NO3--N含量增加可能与偏施过量氮肥1.2.6设施土壤的硝化作用[27-30]在设施土壤高盐分的条件下也就使肥料中的氮所生成的亚硝酸不能立即转变为硝酸当设施温室内的温度在阳光照射下急剧上升时当浓度达到一定程度时甚至使之全部枯死危害人类健康吴凤芝[31]的研究表明危害人类的身体健康菠菜中的硝酸盐含量与土壤中的硝酸盐含量成正比它约占总量的66-92Cokojiob,1992近年来环境卫生学方面的大量试验证明还可间接与次胺结合形成强致癌物质亚硝胺宋圃菊,1978因此受到了国内外极大关注蔬菜易于富集硝酸盐来自蔬菜[34]ËùÒÔ¿ØÖÆÊß²ËÖÐÏõËáÑεĹý¶à»ýÀÛΪÁË´ïµ½ÕâһĿµÄ1.3.2影响蔬菜作物正常生长发育Ramaly(1990[35]研究指出会降低作物体内干物质生产1984ÑηֵĻýÀÛʹÍÁÈÀÈÜҺŨ¶ÈÔö´óË®·ÖÍâÁ÷Ñø·ÖµÄÎüÊÕ¹ý¸ßµÄº¬ÑÎÁ¿½µµÍÖ²ÎïÌåÄÚ°±»ùËáºÍµ°°×ÖʵĺϳÉÒóÓÀæµ,1994蔬菜秧苗定植后常出现苗老而不发发育迟缓叶片变小提前开花这些都是典型的症状[38]ÍÁÈÀ»ýÑιý¶àÈçÓÉÓÚÍÁÈÀËùº¬Ñø·ÖµÄ²»Æ½ºâ¶ø²úÉúµÄijЩԪËصÄȱ·¦Ö¢»ò¹ý¶àÖ¢¶ÔËáÐÔÍÁ¿ÉÒÔÔì³ÉÃÌÖж¾[39]ÑÎË®¹à¸ÈÔÚÃÀ¹ú¸ÉºµÑÎË®¹à¸È¿É´Ù½øÍÁÈÀÃ̵ÄÊͷźÍÉúÎïÓÐЧÐÔÃ̵Ķ¾ÐÔÒѱ»È·ÈÏ19951.3.3影响生态环境多生态环境的影响主要表现在NO3-对水体的污染以及进入大气中的NOÍõ¾´¹ú,1995土壤硝态氮含量不仅影响蔬菜对硝态氮的吸收和积累吴多三,1997其中关于氮的淋溶引起地下水污染问题早就引起国内外一些专家的关注并投入了大量研究过量施肥特别是过量施用氮肥造成硝酸盐积累大水灌溉淋洗土壤表层的盐分至下层但又导致了带有大量硝酸盐的下渗水对地下水的侵染有资料表明地下水的硝态氮含量为61.6-124.0mg/L[43]´åÂäÖÜΧµØÏÂË®µÄÏõ̬µªº¬Á¿¸ß³ö´åÂäÉÏÓκÍÏÂÓÎÒ»±¶Ö®¶àNO3--N本身移动性很强在表层聚积产生浓度障害随着土壤含盐量的增加谢承陶,1993真菌可能与大棚内较高的湿度及较高的含盐量对其抑制有关[45]²¢ÓÐÒ»¶¨µÄNO2-和N2O积累1.4设施土壤盐渍化发生原因1.4.1过量化学肥料的投入[46-50]由于设施土壤复种指数高多数情况是过量施用化学肥料如NH4Cl中的Cl-这些副成分的比例不小必要时为了中和这些阴离子就更提高了土壤的盐类浓度许多农户施人畜粪尿也会迅速分解形成次生盐渍化[51]1998引起设施土壤次生盐渍化的盐离子中阴离子以NO3-为主[53,54]ÕâÓë±õº£ÑÎÍÁÍÁÈÀÖÐÏõËáÑεĻýÀÛÊÇÉèÊ©ÍÁÈÀÔÔÅàÊß²ËÉúÀíÕÏ°-µÄÖ÷µ¼Òò×Ó1994通常化肥中带有硫酸根及盐酸根等强酸阴离子大部分残留在土壤中采用设施大棚栽培后不仅表土中可溶性盐分别增加1.4.2设施生产特有的人造气候条件[55]设施土壤的栽培故温室内温度高蒸发量大矿物中离子释放加快缺乏雨水的淋洗土壤水分以上移运动为主大棚施肥量高同时还有大量有机肥的投入施入的肥料很少流失偏施氮肥不能被吸收的成分则会残留在土中而发生积累然后随着较强的毛管作用在土壤表层富积污染的灌溉水源1.4.3不安全的灌溉水源[56-57]灌溉水是灌溉土壤中盐分的经常性给源城市郊区的灌溉水源或轻或重的受到周围工厂排污的影响灌溉水中的各种养分离子农用化学物质除草剂已大幅度超标不但加深土壤盐渍化程度降低农产品品质如饮用水的盐化和污染而且对土壤微生物有一定的毒害作用长期大量的灌溉和各种灌水洗盐措施按照“盐随水来”的规律积累在土壤表层也暂时性地向地下水中富集这样在强烈的土壤毛管作用力下地下水中的盐基离子如SO42-Ca2+等又随土壤蒸发水上移到地表高温高湿条件下盐基离子的释放也加快这是发生土壤次生盐渍化的一个内在作用1996Ê©ÓÃÓлúÎïÁϺóΪ΢ÉúÎ﹩¸øÁ˳ä×ãµÄÄÜÔ´ºÍÑø·Ö΢ÉúÎïµÄÊýÁ¿Ã÷ÏÔÔö¼ÓÒõµÄÎüÊչ̶¨½øÒ»²½¸¯Êìʱ¶ø½µµÍÍÁÈÀÈÜÒºµÄÑηÖŨ¶È»¹¿ÉÒÔ¸ÄÉÆÍÁÈÀµÄÎïÀíÐÔÖÊ´Ù½øÍÁÈÀÍÅÁ£½á¹¹µÄÐγÉÍÁÈÀÀí»¯ÐÔ×´µÃµ½¸ÄÉÆÍÁÈÀ°å½á¼õÉÙ´Ó¶ø½µµÍÁËÍÁÈÀEC值作物生长良好使土壤水分蒸发作用减弱不会引起土壤中盐类浓度的迅速提高还增加了土壤含水量培肥了地力一般年施用有机肥10-15万kg/hm2¿ÉÃ÷ÏÔ½µµÍÍÁÈÀÈÜÒºÖÐÏõËáÑεÄŨ¶ÈÊÇÖ²ÎïÉú³¤µÄÑø·Ö»ºÐ§库经微生物分解后可以增加土壤中有效养分含量有机物料在被分解过程中为微生物提供养分提高土壤有效养分的利用率增强土壤的通透性降低土壤的地下水位1.5.2测土施肥平衡土壤养分施肥过多是引起设施土壤次生盐渍化障碍的主要因子之一所以进行土壤养分的测定施用化学肥料是保证高产出和提高生产效率的一种重要手段必须做到NK肥的配比合理薛继澄[62]认为根据土壤残留硝态氮数量控制氮肥施用但测土配方施肥因为生产者科学文化知识较低对温室环境肥料的释放盲目性较大局部施氮能提高氮素利用率和改善品质[32]µ«·Ñ¹¤×¯Ë´Ò¢,19951.5.3土壤改良剂的施用[64-67]近年来制剂的新品种愈益增多我们可以按它原料的来源成分土壤结构改良剂的性质常见的土壤结构改良剂可分为多糖类结构改良剂木质素类土壤结构改良剂腐殖酸类土壤结构改良剂以及无机土壤结构改良剂土壤改良剂能促使土壤形成大量水稳定性团粒特别是增加通气性孔隙加速洗盐排碱过程施用结构改良剂还能增加土壤的团粒结构板结层硬度提高表土吸水和耕作层透水性降低土壤和作物的蒸腾系数已有的研究表明增加盐基代换量提高土壤的生产性能促进微生物生长和激活土壤中的再生元素调整土壤pH值板结地的土壤生长作物条件正常化加快土壤有机物生长活动1.5.4定期人工洗盐[68,69]对出现盐渍化现象的土壤要进行灌水排盐应浇足浇透供作物根系吸收可在春茬蔬菜收获后的7-8月间并作成垄或按一定宽度修起土埂结合耙地使土壤里的盐类及一些有害成分溶解于水中此过程可反复几次八月间高温期翻土最好在0.1hm2的保护地上撒施细碎稻草500-1,000kg¹àË®½þÅÝÍÁÈÀµÄͬʱʹÍÁÎÂÉÏÉýµ½½ü50ÔÙ½Ò³ý¸²¸ÇµÄËÜÁϱ¡Ä¤ºÍÅųö»ýË®»¹¿ÉÆðµ½ÍÁÈÀÏû¶¾µÄЧ¹ûÓÈÆäÊÇÍÁÈÀ´«²¥µÄ²¡º¦Ê×ÏȲ»ÀûÓÚÉèÊ©µÄ¼¯Ô¼»¯ÔÔÅàÈÝÒ×Òý·¢ÍÁÈÀ-地下水的蒸发和蒸腾同时很多设施大棚地下无暗管设备1.5.5适时中耕松土[70]设施土壤内温度高土壤蒸发失水强烈从而出现季节性返盐使土壤疏松改善土壤结构在土壤表面迅速形成干土保护层土壤表面形成干土覆盖层后同时使毛管水以上的湿润层的水分不能达到土壤表面而是在干土层以下湿润的土层产生水汽同时水的汽化量少疏松表土比对照可减少潜水补给蒸发量的8-25而且深翻土地能将含盐量高的表土翻到下层有利于作物生长耐盐植物的根系作用在国内外都有报道[64,71-74]È¡µÃÁËÁ¼ºÃЧ¹û这类植物长期在盐渍环境下生活形成了各自的特定耐盐机制以抵抗高盐的威胁来争得生存值得进一步研究土壤的多茬栽培一般不考虑种植耐盐1.5.7覆盖地膜[76]设施土壤采用塑膜覆盖可以有效的减少土壤水分蒸发地表塑膜覆盖后使土壤表面温度升高土壤中一部分水分气化离开土表面形成一种湿润的小气候减少了土壤水分的蒸发在春季干旱期4月28日-6月24日的50天时间内未覆盖地膜的为104.48mm¿ØÖÆÍÁÈÀÕô·¢ÂÊ70.8在冬季11月1日-第2年3月31日的151天时间内而未覆盖地膜的为169.55mm抑制蒸发量为701.5.8添加炉渣[77]炉渣中含有促进植物生长所必需的元素磷氯钙硼等炉渣用于盐碱地不仅能起到中和盐碱的作用从而有利于微生物活动和养分分解其次对提高地温保持土壤温度有明显作用使其充分干燥把表土层3-5cm的土壤铲除换新土防止返盐来降低有害微生物的数量换土所需工作量大所以适用于小面积的盐碱地改良改良效果愈为显著而持久但大部分是在小农经济条件下取得的因此在本论文的试验中选择使用措施1.6课题的提出随着上海农业现代化的进程特别是上海市为丰富城乡人民的菜篮子多茬种植西瓜上海市郊西甜瓜种植面积2,167hm21959年计划安排的西甜瓜种植面积扩大至6,100hm2甜瓜2,420hm21982年平均产量2,004kg上市18.29万t1988年总产量53.71万t总产值2.1亿元西甜瓜生产更注重市场需求与经济效益品质更趋向优质8424“京欣”等颇受市场青睐西甜瓜种植面积10,588hm2总产量24万t·îÏͳçÃ÷ËĸöÏØÖÖÖ²其中西瓜面积6,230hm22001年的西瓜生产而言比2000年增加18%总生产量约48万t设施农业的发展是与上海经济发展水平和长期的技术积累密切相关的大型设施温室的引进在上海取得了阶段性的成果瓜果的高效标准化栽培技术体系基质和营养设施生产是一种综合利用地力及人工气候条件进行的高效生产其中最常见的问题如下[81,82]Ö÷Òª±íÏÖΪÉèÊ©ÍÁÈÀµÄ´ÎÉúÑÎ×Õ»¯ºÍÍÁÈÀËữÀë×Ó¶¾º¦ºÍÓªÑøȱ·¦Ð²ÆÈΣº¦Ö²ÎïÉú³¤ÊÜ×èÖ²ÎïÊܺ¦ºó±íÏÖΪ·¢Ñ¿ºóËÀÃçÀÏÒ¶ËÀÍöҶɫ±äŨÑÏÖØʱήÄè»Æ»¯ÉõÖÁÂäÒ¶¸ù±ä¶Ì化肥肥效和当季利用率呈下降的趋势磷肥料当季利用率降为N:30-35%K:40-50%²»ºÏÀíÊ©·ÊÔì³É·ÊÁÏÖÐËùº¬µªÁ÷ʧ½øÈëµØÏÂˮӰÏìÈËÐ󽡿µÐγɵªÁ׵ĸ»ÓªÑø»¯ÍÁÈÀÎÛȾ¼ÓÖØÆ·ÖʺͿڸнϲî´óÁ¿Ê©Óõª·Êµ¼ÖÂÅ©²úÆ·ÌåÄÚÏõËáÑλýÀÛ土壤环境质量的日益恶化成为遏制农业可持续发展的重要因素这种现象的产生虽然有自然因素的影响土壤的次生盐渍化现象不仅使设施西瓜的产量与质量大为降低通常势必施用更多的化肥来维持土壤肥力及土壤生产力也进一步加重了土壤的次生盐渍化现象因此是在设施农业发展中一个亟待解决的关键技术问题关于在设施农业中衍生的土壤次生盐渍化现象的防治方法但是这些方法通常不但需要耗费过大的人力和物力此外其效果往往是短暂的研究表明必须从设施农业的土肥管理及栽培管理等技术面入手在上海设施农业发展过程中目前设施农业土肥管理和栽培技术相对来说还是极为粗放的从农业生产的角度来看次生盐害及地力退化等现象从环境生态的角度来看从而引起水体的富营养化等现象现有的粗放型设施农业土肥管理和栽培技术亟待以环保型绿色土肥管理和栽培技术所代替以保证设施农业的可持续发展近几年来国际经济合作与发展组织颁布的中也在大力提倡农用耕地的生产环境保护由此可见因此寻找一条全新的综合防治设施西瓜栽培土壤次生盐渍化现象的成功之路由于设施园艺生产通常是集约型多肥栽培的重复作业因此只要施加超过作物吸收量以上的养分进而产生土壤板结地力退化等现象土壤电导率而所种植的作物还发生了与此相关的生理病害实施后彻底根除了次生盐害及生理病害总的来说日本等发达国家已经进行了全面细致的大量研究工作并因此形成了一套可供借鉴的标准化技术对于净化设施环境和提高作物品质具有十分显著的效果[84]ÉϺ£ÉèÊ©Ô°ÒÕÍÁÈÀ´ÎÉúÑÎ×Õ»¯ÏÖÏóÖ÷ÒªÊÇÓÉÓÚÍÁ·Ê¹ÜÀíºÍÔÔÅ༼ÊõˮƽµÍ϶ø²úÉúµÄ×ÔÈ»Ìõ¼þ¼°ÉèÊ©Ô°ÒÕµÄÌصãÒ²ÊÇÍÁÈÀ´ÎÉúÑκ¦的诱发因素上海濒临东海地下水位多在50-120cm之间故地下水中所含的盐分易通过土壤的毛细管作用上升到地表返盐在设施农业中使通常的雨水排盐作用及灌溉洗盐作用得不到发挥这种次生盐害的防治健全排水系统降低地下水位深耕细作削减土壤返盐在研发设施西瓜栽培土壤次生盐渍化现象的绿色综合防治技术过程中从根本上解决设施土壤的次生盐渍化问题但作为一个正在高度成长的国际大都市特别是在设施农业标准化生产技术及农业生态环境保护等方面尤为如此目前上海在设施园艺方面还未完全做到这一点19971996年上海的农药施用量为9,878t化肥施用量为21.8万t均按折纯量计算由此可见化肥农药的过量使用但加重了农业环境的负荷加速了土壤的次生盐害给现代农业的可持续发展带来十分不利的影响盐害的危险性在于作物产量就可能已经降低了20-30%ÄÇôµ±ÉèÊ©Î÷¹ÏÔÔÅàµÄÍÁÈÀ´ÎÉúÑÎ×Õ»¯ÎÊÌâ±»³¹µ×¸ùÖÎʱ而应该是近2,000kgÍÁÈÀ´ÎÉúÑÎ×Õ»¯ÏÖÏó¿ÉÄÜ»áÒýÆðÍÁÈÀ°å½áÑø·Öʧµ÷Ë®Öʶñ»¯²úÁ¿Ï½µÕâЩÎÊÌⶼÊÇÎÒÃÇ×ϣÍû¿´µ½µÄ·ÀÖÎÑκ¦本论文结合上海现行设施农业在自然条件施肥方法栽培技术以及管理水平等方面的特点以作为上海西瓜生产大户的南汇区作为试验基地在上海市南汇区现代化农业示范园区连栋温室内进行试验在设施西瓜栽培中应用和推广这些技术对于上海农业的可持续发展具有十分重要的意义第二章混土试验2.1试验目的在上海市南汇区惠南镇进行设施土壤次生盐渍化修复试验时发现传统耕作难以打破犁底层灌溉水不易下渗等原因因此尝试采用客土改良的方法针对该农业园区设施土壤的次生盐渍化现象进行不同比例的混土阐明此法对次生盐渍土的修复效果M2M4图2-1与南汇区祝桥镇土壤以1:01:10:1比例混合M2-3M1-2M5-1M1-3M5-2M4-1M5-3M4-2M3-1M4-3M3-2M2-1M3-3M2-2M1-1图2-1混土试验小区示意图Fig.2-1Sketchmapofthemixedsoilsintheexperimentalzone2.3试验方法2.3.1土壤样品的采集及制备分别于西瓜栽种前1周分别采取耕作层和犁底层的土样磨碎过20目和100目筛后备用取样采用随机采样以免采取土层土壤样品时对下层土壤造成混杂污染土样分别取自表层和底层土样的制备采回的土样如植物残根风干过程可以在低于40并有空气环流的条件下进行并防止酸风干的土壤平铺在平整的模板或塑料板上在风干和压碎过程中侵入体和新生体进一步剔除干净用20目筛过筛将过筛后的土样充分混匀后装入玻璃塞广口瓶或塑料袋中写明编号深度制备好的土壤要妥善贮存高温2.3.2小区面积准备3.85×1.75m×(0.0015=0.01亩每畦连沟宽1.75m每小区间保护行0.20m2.3.3测定方法土壤物理化学性质分析方法[90]风干土含水量精确到0.0001g置入已知重量的铝盒中在105的烘箱中烘至恒定质量,计算样品中吸湿水含量下同根据司笃克斯定律采用吸管法沉降分离测定容重法测定在HNO3溶液中并用NaOH滴定沉淀物的水解物Fe2O3和Al2O3含量用1:1的HCl提取用原子吸收分光光度法进行测定溶液中的Fe及Al的浓度土壤pH°ÂÁ¢Áú828型台式酸度仪测定5:1水土比振荡5分钟后土壤交换性盐基pH7.0收集上层浸提液并定容Na+Mg2+ÖظõËá¼ØÍâ¼ÓÈÈ·¨²â¶¨Í¬Ê±×÷¿Õ°×ÊÔÑé¸ù¾ÝÏûºÄFeSO4的量计算土壤中还原性有机碳的含量土壤全氮在催化剂的存在下使氮转化为铵态加热蒸馏出氨用标准酸滴定其含量酸溶-钼锑抗比色法测定提取滤液用钼锑抗比色法测定土壤样品经强碱熔融后土壤矿物晶格中的钾转变成可溶态钾可供测定全钾含量用1.8mol/LNaOH溶液处理土壤土壤于碱性条件下进行水解扩散后由硼酸溶液吸收,用标准酸滴定土壤速效磷pH8.5ÔÚʯ»ÒÐÔÍÁÈÀÖÐÌáÈ¡ÒºÖеÄHCO3-可和土壤溶液中的Ca2+形成CaCO3沉淀提取液中的磷用钼锑抗比色法测定[91]ÒÔÖÐÐÔ1mol/L的NH4Ac溶液离心浸提浸出液中的钾可用原子吸收分光度计测定CEC1mol/L的NH4Ac离心交换后用95ÓÃGerhardt凯氏定氮仪测定NH4+含量2.3.4西瓜栽培与品质测定试验小区栽培西瓜品种为春光“8424”2003年3月27日移栽2,100株/亩株行距0.75×0.35mÿÐÐ10株苗育苗与定植成熟度好的种子在50ÇçÌì²¥ÖÖ²ÉÈ¡µ¥Â¢Ë«ÐÐ植株管理及时整枝打杈并采用双蔓式整枝方法重点防治西瓜的枯萎病和地下虫害肥水管理以腐熟有机肥作基肥避免田间积水并以氮叶面喷施磷随机取西瓜5个横径及皮厚所测数据采用邓肯氏新复极差法进行多重比较再测定横径和纵径测定其旋光糖度分别测定瓜瓤中心和边缘及中间三点的旋光性糖度2.4结果分析2.4.1混合土壤的形态学及矿物学特性表2-1混合土壤的形态学及矿物学特性Table2-1Morphologicalandmineralogicalcharacteristicsofthemixedsoilsinthestudysites混合比(%砂粒粉粒粘粒FeSiAl土样层次(cmAB----------(%----------质地--------(g/kg-------Sa1M1-150-15100034.5752.4512.99SiL221.45234.3348.564.65M1-3016-30100029.8657.1113.03SiL10.39318.2763.444.84M2-150-15752525.9361.0613.01SiL14.84266.9154.084.76M2-3016-30752522.3960.2017.41SiL8.79313.5059.055.12M3-150-15505025.2860.6814.04SiL30.20312.5071.024.24M3-3016-30505020.2661.1818.56SiL14.56265.6746.355.53M4-150-15257526.5360.4213.05SiL35.18293.0867.034.22M4-3016-30257519.6562.1518.20SiL13.77267.6457.444.49M5-150-15010027.2959.7612.95SiL32.58268.8363.174.10M5-3016-30010017.8463.6318.54SiL12.55245.5556.824.18注硅铝比(SiO2/Al2O3;2SiLÊǽÏΪÀíÏëµÄÍÁÈÀ之间之间之间土壤通气透水性良好由于土壤的混合土壤的Fe含量在8.79-35.18g/kg之间Al在46.35-71.02g/kg之间在4.10-5.53之间表明土壤风化淋溶度愈强高湿环境对土壤形成有很大影响水热状况直接影响矿物质的分解与合成及物质积累和淋失影响有机质的积累和分解特点是蒸发地下水接近地表在这种情况下则会导致土壤的次生盐渍化1风干土吸湿水含量3阳离子交换量(pH=7ÓÉÓÚÍÁÈÀ»ìºÏ¾ùÔȸû×÷²ãÂÔ¸ßÓÚÀçµ×²ãÊô΢¼îÐÔ¼û±í2-2这种土壤的酸碱度适合西瓜生长0-15cm16-30cm耕作层和犁底层的EC值大小依次为M1是惠南镇设施土壤M5是祝桥镇设施土壤试验土壤耕作层的电导值均超过了美国农业部对温室土壤可溶性盐浓度限定的安全范围0.25-0.8dS/m³£Ä긲¸Ç¶øȱ·¦ÓêË®³åÁÜʹµÃÍÁÈÀµçµ¼ÖµÑ¸ËÙÔö¼ÓÊô±£·ÊÁ¦ÖеÈÍÁÈÀÕâÓëÀçµ×²ãÍÁÈÀµÄÕ³Á£º¬Á¿ÉÔ¸ßÓÚ¸û×÷²ã有关这可增加土壤粒子表面的可变电荷量混合土壤耕作层的BS高于犁底层2.4.3混合土壤的养分含量表2-3混合土壤的养分含量Table2-3NutritioncontentsofthemixedsoilsOM1T-N2T-P3T-K4avN5avP6avK7土样(%---------------(g/kg-----------------------------(mg/kg--------------M1-153.391.340.902.34278.6994.35668.95M1-302.570.810.603.26126.4562.26503.10M2-153.041.281.022.48267.6871.40647.31M2-302.440.710.533.14134.6143.51423.13M3-152.831.240.982.54248.1462.18658.21M3-302.520.760.643.41114.3930.74413.60M4-152.681.210.952.68257.3551.68643.56M4-302.390.660.623.22121.6828.39489.78M5-153.121.310.992.78249.6445.03600.54M5-302.560.790.593.37116.3521.47386.94注2全氮4全钾6速效磷混合土壤中有机质总磷量均以耕作层大于犁底层为主M1耕作层的有机质含量最高总氮量为1.34g/kg»¯·ÊµÄ´óÁ¿Ê©Óýø¶øµ¼ÖÂ×÷Îï²úÁ¿¼°Æ·ÖÊϽµÀçµ×²ãµÄ×ܼØÁ¿¸ßÓÚ¸û×÷²ãÔÚÍÁÈÀËÙЧ¼Øº¬Á¿½Ï¸ßµÄÇé¿öÏÂ2.4.4土壤盐分设施土壤在栽培作物后有明显的盐分表聚现象与栽培初期相比栽培末期平均增加7%²úÉúÕâÖÖÇãÏòµÄÔ-ÒòÊÇ设施土壤水分的毛细管上升作用加剧了盐分的表聚[92-93]风化加速而释放盐分离子栽培中期M3的EC值比栽培初期增加了0.03dS/m栽培末期M3的EC值为1.45dS/m两者相差仅0.04dS/mÔÚÔÔÅàÖÐÆÚºÍÄ©ÆÚM3的EC值增加最少其余处理介于两者之间M5的盐分表聚现象比M1略为严重而祝桥镇设施土壤的原始EC值较低有关随着栽培过程的进行这一结果反映了由设施土壤的毛细管水分上升作用而产生的盐分表聚作用对土壤EC值的影响1电导率(25°C3速效磷表2-4对同一处理而言这与耕作层受施肥活动影响大且有机质含量高有关耕作层土壤环境中氧气含量高有益于有机物的分解和速效养分的释放[94]ÔÔÅàÖÐÆÚÍÁÈÀÓÐЧµªº¬Á¿ºÍËÙЧÁ×ÓëÔÔÅà³õÆÚÏà±È¾ùÓÐÔö¼ÓÕâÖÖ·ÊÁÏÊÇÒÔµªÎªÖ÷µÄ¸´ºÏ·ÊÕâÊÇÓÉÓÚÎ÷¹ÏÉú³¤¹ý³ÌÖÐÏûºÄÁËÏ൱ÊýÁ¿µÄÑø·ÖÔÔÅàÄ©ÆÚµÄÍÁÈÀËÙЧÁ׺¬Á¿ÂÔÓÐÔö¼Ó»¹¿É²ÉÓÃʵʱӪÑøÕï¶ÏÊ©Ó÷ÊЧµ÷½ÚÐÍ·ÊÁϵȳÉÊìµÄ¼¼ÊõºÍ·½·¨期都呈下降趋势5种处理栽培末期土壤耕作层和犁底层的速效钾含量分别平均下降了9.6%和8%¸û×÷²ãµÄϽµ·ù¶ÈÂÔ¸ßÓÚÀçµ×²ãB¶àÖرȽϲÉÓõ˿ÏÊÏи´¼«²î·¨M3的西瓜纵径达16.90cmÏÔÖø¸ßÓÚÆäËü3个处理大小顺序为M5>M3>M4>M2>M1M3M5的西瓜皮厚最小其次是M3由此可见但西瓜的皮越薄另外显著高于M3和M4两个单重不足1.80kgM5的中心含糖量是14.30%无显著差异M5的中间含糖量是13.65%M3显著高于M2和M1ÖÐÐÄÓë±ßÔµº¬ÌÇÁ¿Ö®²î由此可见其产量和糖度均高其糖度梯度小但此处理用的都是客土人力花费多而混合比为1:1的M3¿ÉÒÔÈÏΪÕâÊÇÒ»ÖÖÇÐʵ¿ÉÐеķ½·¨瓜种植试验结果表明以纯非盐渍土的M5处理增加最高土壤养分含量的测定结果表明这与西瓜在生长过程中需钾量大有关在栽培中应考虑适当增施钾肥可考虑适量适时增施有机肥予以补充客土改良法可有效增产建议使用混合比为1:1的处理法又能提高西瓜的产量和品质第三章盆栽试验3.1试验目的瓜果类作用的设施栽培不仅是现阶段设施农业的主体同时还是实现瓜果类作物早熟栽培和周年生产的主要技术措施之一[95]Ö÷ÒªÊÇÍÁÈÀ»ùÖÊÔÔÅàÒýÆðÍÁÈÀ½á¹¹¶ñ»¯Ò×·¢ÉúÍÁÈÀ´ÎÉúÑÎ×Õ»¯µÈÉúÀíÕÏ°-Ó°Ïì×ÅÍÁÈÀ·ÊÁ¦ÖîÒªËصÄÊýÁ¿¼°ÆäÐ-µ÷×´¿ö»¯Ñ§ºÍÉúÎïѧÌØÐÔÒòΪÔÚÌض¨µÄ¼¾½ÚÀïÔÔÅàÌض¨µÄ¹Ï¹ûÊ߲˺ÍÁ¬ÐøÊ©ÓÃͬÑùµÄ·ÊÁϱ£»¤µØµÄÕô·¢×÷ÓÃÇ¿¼ÓÖ®²»ºÏÀíµÄ¹à¸È²¢Öð½¥ÏòÉÏÒƶ¯Ê¹ÍÁÈÀ±í²ãÑÎÀàŨ¶ÈÔö´ó本盆栽实验主要以不同浓度的土壤盐渍化改良剂和土壤团粒结构改良剂配成稀释液并栽培西瓜幼苗1叶1心3叶1心并在4叶1心时取整株幼苗磷最后测定盆栽土壤的盐分含量得出最佳浓度配比其中A为土壤盐渍化改良剂主要成分含氨基酸N+P2O5+K2O微量元素腐殖酸为天然高聚物A分为00.2mg/kgA1B分为00.2mg/kgB1AA1B0A0B1A2B1A1B2重复3次每组3个盆成熟度好的种子在50%多菌灵的稀释液中浸种1hr防病除虫播种前每盆施尿素0.16gÔÚÎ÷¹Ï1叶1心3叶1心并求其平均值测定地上部和根系鲜重P盆栽选用直径20cmÿÅèÄÚµÄÍÁÈÀÖØÁ¿Öظ´É趨Ϊ500gCitrullasLanatus3.3.2测定方法土壤水溶性盐然后用原子吸收分光光度法测定浸出液中的K+Ca2+土壤电导率用DDS-307型电导率仪测定采集西瓜植株样品根叶在取样时立即将其剪断采回的样品确保在尚未萎蔫之前用蒸馏水迅速冲洗最后烘干首先将鲜样在80-90oC的烘箱中烘25min逐尽水分经干燥后的样品经植株粉碎机粉碎后植株地上部叶地下部的营养元素的测定碱解扩散法测植株全氮火焰光度计测钾3.3.3供试土壤土样取自上海交通大学农学院七宝农场供试土壤为江海沉积物上发育的黄泥土表3-1列出了供试土壤的质地及含水量表3-1供试土壤质地和含水量Table3-1Soiltextureandwatercontent深度砂粒粉粒粘粒含水量土层---------------(%---------------质地(ÍÁÈÀÖʵصĺûµÖ÷Òª¾ö¶¨ÍÁÈÀµÄ±£·ÊÍÁÈÀµÄͨ͸ÐÔµÈÎïÀíÐÔ×´¿ÉÒÔΪֲÎïÉú³¤Ìṩһ¸öÊÊÒ˵ÄÉú³¤»·¾³ÍÁÈÀÖÐÕ¼ÓÅÊƵĿÅÁ£ÎªÉ°Á£土壤粘粒的含量为33.55%ÍÁÈÀÕ³Á£µÄº¬Á¿Ô½¸ß¿ÉÄ̶ܹ¨µÄÍÁÈÀ½»»»ÐÔÑôÀë×Ó¾ÍÔ½¶à·ç¸ÉÍÁÑùº¬Ë®Á¿ÓëÕ³Á£µÄº¬Á¿ÓйرȱíÃæ»ýÔ½´ó¹©ÊÔÍÁÈÀµÄº¬Ë®Á¿Îª3.25%°üÀ¨¿ÉÈÜÐÔµÄÑôÀë×ÓºÍÒõÀë×ÓÖ÷ÒªÊÇΪÁ˽µµÍÍÁÈÀÈÜÒº×ÜÑζÈÈçNa+等如Cl-等可能限制到根系对其他元素的吸收量关于土壤可溶性盐的研究中因土壤中可溶性NO3-的含量过高因此应尽可能的控制可溶性NO3-的含量表3-2土壤水溶性盐基含量Table3-2Contentofwater-solublebaseionsandECvalueK+Na+Ca2+Mg2+HCO3-NO3-Cl-SO42-EC1土层-----------------mg/kg------------------------------------mg/kg-----------------dS/m表土层185.27123.481016.2884.68167.28512.38375.69394.231.68注Ca2+的含量最高可能与土壤母质和磷肥的施用有关表层土壤水溶性的阴离子中为512.38mg/kgCl-及HCO3-测定了土壤水浸提液的电导率值为中度次生盐渍化土壤[108]g/盆不同土壤改良剂的条件下西瓜幼苗生长存在很大差异平均为0.168mm其次是A2B0处理再次是A2B1处理此外不同B处理间的西瓜幼苗直径变化不甚明显高度最大的是A2B1处理A2B2其余处理均小于6.00cmÊ©ÈëÑÎ×Õ»¯¸ÄÁ¼¼Á后的处理直径高度比不施任何土壤改良剂的对照明显增加Bͬʱ±ä»¯¸ü´óƽ¾ùΪ9.03g其次是A2B2和A2B0处理比对照少0.59g可见土壤结构改良剂不能立即促进西瓜幼苗的生长变化更明显比对照增加0.91gA2B0比A2B1多0.18g总鲜重与地上鲜重上述结果说明结构改良剂由于不能及时改变土壤团粒结构随着盐渍化改良剂浓度的提高3.4.2对西瓜幼苗营养状况的影响表3-4西瓜幼苗的NK含量(mg/gTable3-4ContentofNKofwatermelonradicle(mg/g------------------地上部----------------------------------地下部----------------处理代号NPKNPKA0B03.891.211.841.431.520.98A0B13.621.591.13A0B23.451.102.050.931.451.45A1B04.461.281.921.492.311.56A1B14.522.541.38A1B24.631.262.241.861.671.68A2B05.561.332.542.341.531.85A2B15.041.242.311.982.861.64A2B25.451.982.32表3-4表明K含量以A2B2处理最高幼苗地上部的NP含量的变化趋势不明显其NA0B2的N¶øK含量是A0B0最低幼苗地上部的NK含量变化趋势不一致P也因为没有添加盐渍化的改良剂的处理由于养分不足比较地下部的NK含量地下部的NA1处理K养分被西瓜幼苗的根系吸收对促进土壤中N¶ÔP的输送能力弱3.4.3改良剂与土壤EC值的比较B0B2B1EC(dS/mA2A1A0图3-2改良剂与土壤EC值的关系Fig3-2RelationshipbetweenmendreagentandECofsoil由图3-2a可知A0B0A0B1A0B1为0.06dS/m¶Ô²»Í¬Å¨¶ÈµÄÑÎ×Õ»¯¸ÄÁ¼¼ÁA1和A2处理A1B1A2B1由此发现土壤结构改良剂改良土壤的迟效和不稳定性对未施加土壤结构改良剂的处理A0B0其EC值呈递减趋势A2B0处理的EC值比对照A0B0分别减少0.28和0.46dS/mÍÁÈÀEC值明显减少EC值的变化趋势一致A1B2可见盐渍化改良剂对改良土壤的盐渍化效果显著3.5讨论与小结3.5.1小结1ÍÁÈÀÑÎ×Õ»¯¸ÄÁ¼¼Á和结构改良剂均能增加西瓜幼苗的直径和高度同时也能增加地上部鲜重土壤盐渍化改良剂对西瓜幼苗的长势和鲜重起明显作用2A1²»Í¬Å¨¶ÈµÄÍÁÈÀ½á¹¹¸ÄÁ¼¼Á¼õÉÙÁËÎ÷¹ÏÓ×ÃçµØÉϲ¿µÄN¶øÔö¼ÓÁ˵ØÉϲ¿µÄK含量N¶ÔÎ÷¹ÏÓ×ÃçµØϲ¿µÄNÒ²ÊÇÈç´Ë³ýA2B2处理外地下部的N含量呈递减趋势由此我们可以发现但施入结构改良剂的土壤效果不明显改良土壤结构保护土壤耕层但对促进作物生长效果不明显土壤的EC值随着盐渍化改良剂浓度的增加EC值减少EC值先增加后减少不同结构改良剂处理的土壤EC值随着其浓度增加而降低3.5.2讨论不同土壤改良剂对西瓜幼苗质量的影响不一致但改良机理值得进一步讨论单粒或复粒我们一直以直径在10-0.25mm的水稳性团聚体含量判别结构好坏具有良好的结构性和耕层构造但是非团粒结构土壤也可通过适当的耕作使之适合作物生长可把土壤颗粒聚集在一起使土壤团粒更容易形成进而使土壤的结构及其理化性质如孔隙度透水性微生物活性通过调节土壤的水气提高土壤肥力地表径流的减小以及可防止水土流失减少表层蒸发和底层渗漏起到微水源作用化学技术和高科技物理耦合技术模拟土壤有机质特别是腐殖酸的作用促进微生物生长和激活土壤中再生元素调整土壤pH值加快土壤有机物生长活动从而达到“净化土壤”的目的总的说来加速洗盐排碱过程增加盐基代换容量随着科学技术的发展提高土壤养分值得进一步应用并推广第四章单因素试验4.1试验目的土壤是塑料大棚蔬菜生产的物质基础生物性状的优劣直接关系到蔬菜产量和经济效益的高低形成了高温高湿的内部环境超量施用化肥使新建的温室经常出现土壤次生盐渍化耕层浅及病原菌密度增高等土壤障碍产品中农残上升土壤障碍已成为现阶段制约塑料大棚蔬菜生产的主要因素之一蔬菜温室在1990年8月在日本京都召开的第14届国际土壤学大会上也就有关土壤次生盐渍化问题作了重要讨论施用化学改良剂和种稻改良等改良措施排水但冲洗首先冲洗所需水分往往不易满足盐水排入河流从而影响灌溉和城市用水排水措施会大大影响其集约化种植大量施用腐解或非腐解的有机物料是克服温室大棚土壤障碍其中以施用稻草的效果为最好费用少其它方法如深耕上述混土试验原土壤与客土以1:1混合时但不利于大面积的推广使用设计单因素试验秸秆和炉渣和盐渍化改良剂等农业措施以及深翻这一栽培措施对设施土壤次生盐渍化的改良以期获得较好的经济效益及生态效益4.2试验设计分别以深翻秸秆盐渍化改良剂五因素随机区组排列A基肥30cmC基肥+有机肥E基肥+细炉渣CitrullasLanatus2003年7月10日播种移栽密度322每小区移栽2行即每小区定植20株4.3.2小区面积准备3.85×1.75m×(0.0015=0.01亩每畦连沟宽1.75m每小区间保护行0.20m4.3.3土壤采样及分析土壤分析的测试方法均依据中的方法进行SiO2用容量法测定Al用氟化钾取代-EDTA容量法测定ECÑôÀë×Ó½»»»Á¿用乙酸铵交换法测定exK+Na+exCa2+exMg2+ÍÁÈÀÈ«µª用全自动凯氏定氮仪测定T-PÈ«¼Ø用NaOH碱熔-火焰光度法测定avNËÙЧÁ×用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定avKÓлúÖÊ用重铬酸钾氧化-外加热法测定4.3.4西瓜品质测定随机取西瓜5个横径及皮厚所测数据采用邓肯氏新复极差法进行多重比较1Sa±í4-1CADÍÁÈÀÖʵØÖ÷Òª¼Ì³ÐÁ˳ÉÍÁĸÖʵÄÀàÐͺÍÌصãÊ©·ÊƽÕûÍÁµØµÈµÄÓ°ÏìÈÀÍÁºÍÕ³ÍÁÈýÀàÓÖ¿Éϸ·ÖΪÈô¸ÉÖÐÖʵØÃû³ÆSi含量在235.34-281.76mg/kg之间Fe含量在10.27-39.35mg/kgÕâ¸öÖµ±íÕ÷ÁËÍÁÈÀµÄ·ç»¯·¢Óý¶ÈEÍÁÈÀµÄÐγɼ°·¢Óý³Ì¶ÈÊÇÖî¶àÒò×ÓÈçÆøºò³ÉÍÁʱ¼äµÈ¹²Í¬×÷ÓõĽá¹ûÒò¶øµ¼Ö¸ÃÊÔÑéÍÁÈÀµÄ·ç»¯·¢Óý³Ì¶È²»Ò»ÖÂÉèÊ©ÍÁÈÀÒòΪ²»ÄÜÊܵ½ÌìÈ»½µË®µÄÁÜÈܷ绯¶ÈÒ²½ÏµÍ¸÷´¦ÀíÍÁÈÀµÄÎüʪˮº¬Á¿ÔÚ2.78-3.52ÆäÖÐAE处理土壤的吸湿水含量低于3BF的含量高于3一般来说土壤中粘粒和腐殖质含量越多而且D处理秸秆覆盖吸湿水含量高1风干土吸湿水含量3全磷5阳离子交换量(pH=总氮总钾由表4-2可见NK含量发生明显变化其次是D处理F处理略低0.04g/kg,而E处理比对照少0.03g/kg×ÜP量以添加细炉渣的E处理最多比对照增加0.12g/kg±È¶ÔÕÕÉÙ0.16g/kg仅低于E处理有机肥本身含有一定数量的磷这部分磷易于分解释放而有机质可减少无机磷的固定总K量B处理最高AE主要因为K的移动性强据此我们可以发现P养分优化施肥日本在环境保护型设施农业土肥管理方面已总结了例如实时营养诊断施用肥效调节型肥料等较多成熟的技术和方法速效养分及CEC由表4-2可以看出F处理居多1.52cmolc/kg可见增施有机肥CF处理的速效Na含量平均高于0.80cmolc/kg´ï0.91cmolc/kgMg的含量比其它5个处理高增施有机肥一定能增加土壤中的速效养分含量土壤阳离子交换容量是指每千克土壤所吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔当量电荷数土壤交换性阳离子容量受4个因素的影响有机胶体含量土壤粘粒含量越高比表面积越大土壤有机胶体如腐殖质的含量越高土壤无机胶体如铁铝氧化的含量高土壤酸碱性是促进或抑制胶核表面-OH群解离的外界条件胶体负电荷量增加根据表4-2计算的土壤阳离子交换总量其中C处理最高其余处理均在12-13cmolc/kg之间4.4.3不同栽培时期土壤盐分及有机质的变化由土壤pH分析可得4-4除ABDÒÔÄ©ÆÚÓë³õÆÚÏà±ÈD和B处理各减少0.08和0.06表4-3单因素试验土壤初期盐分及养分变化Table4-3ChangeofsalinityandnutritionofsinglefactorexperimentalsoilsininitialstagesEC1avN3avP4avK5土样pH(dS/mOM2(%-------------------------(mg/kg-------------------A7.261.452.95231.52342.78528.68B7.381.383.13244.74331.36551.31C7.321.344.03313.68392.65598.23D7.091.423.46287.45387.12570.86E7.151.393.21235.16353.49535.67F7.221.313.19243.29338.24555.22注2有机质4速效磷上海交通大学硕士学位论文第四章单因素试验表4-4单因素试验土壤中期盐分及养分变化Table4-4ChangeofsalinityandnutritionofsinglefactorexperimentalsoilsinmiddlestagesEC1avN3avP4avK5土样pH(dS/mOM2(%---------------------(mg/kg--------------------A7.311.512.83214.63303.25492.21B7.351.343.04223.26318.82543.43C7.261.293.87297.82385.36559.84D7.031.323.30263.15400.28539.13E7.171.373.13204.54367.14520.05F7212.37320.20512.06注2有机质4速效磷1电导率(25°C3水解氮5速效钾随着栽培的进行除A处理增加外但减少量不一致D´ï0.10dS/m²¢ÇÒÌí¼Ó½Õ¸Ñ¼ûЧ¿ìB和E处理分别减少0.04和0.02dS/mF处理减少最多所以添加盐渍化改良剂能大大减少土壤盐分其次添加有机肥和添加秸秆对改良土壤次生盐渍化效果好初期的有机质含量以增施有机肥的C处理为最高比对照高1.08%´Ó±ä»¯À´¿´¼õÉÙ×î¶àµÄÊÇF处理D处理末期与初期相比可见西瓜吸收土壤中的有机质不仅与土壤中的有机质含量有关上海交通大学硕士学位论文第四章单因素试验36a土壤速效氮的变化BCDEFavNb土壤速效磷的变化BCDEFavPc土壤速效钾的变化BCDEFavP图4-2土壤速效氮速效钾的变化Fig.4-2SoilchangesofquickresulttoN4.4.4速效养分的变化栽培初期C处理的速效氮含量比其它5个处理高随着栽培的进行与栽培初期相比变化明显的是EC处理的变化最小FÆä´ÎÊÇD处理F处理最低土壤的速效磷含量在栽培初期变化不及速效氮含量明显除D处理增加外CÓëÔÔÅà³õÆÚÏà±ÈÆä´ÎÊÇF栽培初期的速效钾含量是C处理最多速效钾含量降低F处理变化最多末期的变化趋势与中期基本一致F处理的速效钾含量比A处理略高0.37mg/kgÔÔÅàÄ©ÆÚÓë³õÆÚÏà±ÈÆä´ÎÊÇC处理而且与处理后土壤中的速效钾含量有关B肯氏新复极差法多重比较采用邓C处理的西瓜纵径达17.28cmDºá¾¶Ò²ÒÔC最高F处理的西瓜皮厚最小西瓜皮越薄同时西瓜单重以C处理最高F处理E处理无明显差异平均单重比C处理低0.45kg4.4.6含糖量由表4-6可知与F处理无显著差异而D处理与其它3个处理有明显差异C边缘含糖量以C处理最高显著高于DF3个处理由此可见但综合西瓜品质来看而且糖度梯度小4.5讨论与小结本实验综合考虑设施西瓜土壤盐渍化的改良措施测定了不同栽培时期土壤的盐分和养分以及西瓜的品质添加盐渍化改良剂能大大减少土壤盐分增施有机肥和添加秸秆的处理也能减少土壤盐分从土壤速效养分的测定结果可以看出尤以添加盐渍化改良剂后末期速效氮含量最少速效钾的含量变化同样明显末期的土壤养分比对照明显增加西瓜品质以添加盐渍化改良剂的效果好而且能减少糖度梯度西瓜的平均单重明显增加增施有机肥和秸秆3个处理对改良土壤次生盐渍化比其它两个措施均有明显作用应该配合使用又能满足农民耕作需要第五章拉丁方试验5.1试验目的从单因素试验结果可知秸秆有机肥是一类养分较齐全的肥料培肥地力的作用使用有机肥后能提高土壤有机质含量但必须科学使用根据需求秸秆覆盖可以降低水分蒸发速度这是秸秆覆盖改良盐渍土的机理土壤盐分表聚现象有所减轻盐渍化改良剂不仅能促进西瓜幼苗生长磷能补充土壤养分把以上3因素结合考虑测土施肥从中找出既能节约成本从而降低温室土壤次生盐渍化的程度5.2试验设计5.2.1试验处理试验处理见表5-1ÿĶ³ä·Ö¸¯ÊìµÄÓлú·Ê1,500kgP碳酸氢铵10kgÿĶÔöÊ©Óлú·Ê1,000kg长度1cmÿĶÔöÊ©Óлú·Ê1,000kgÍÁÈÀ¸ÄÁ¼¼ÁÈÜÒº1.0mg/kgÿĶÔöÊ©Óлú·Ê1,000kg土壤改良剂溶液1.0mg/kg5.2.2试验设计图试验设计图见图5-1CitrullasLanatus2004年3月15日播种移栽密度32,500株/hm2每小区移栽2行10株嫁接苗5.3.2小区面积准备3.85×1.75m×(0.0015=0.01亩每畦连沟宽1.75m每小区间保护行0.20m5.3.3土壤采样及分析每个处理定2个点另一个点是在10株嫁接苗的中间16-30cm第1次第2次第3次土壤分析的测试方法均依据中的方法进行SiO2用容量法测定Al用氟化钾取代-EDTA容量法测定ECÑôÀë×Ó½»»»Á¿用乙酸铵交换法测定exK+Na+exCa2+exMg2+ÍÁÈÀÈ«µª用全自动凯氏定氮仪测定T-P用硫酸及高氯酸溶-钼锑抗比色法测定T-KË®½âµª用碱解扩散法测定avPËÙЧ¼Ø用乙酸铵浸提-火焰光度法测定OM¾ßÌå²ÉÑù¼°·ÖÎö·½·¨²ÎÕÕµÚÈýÕ»ìÍÁÊÔÑé随机取西瓜5个横径及皮厚所测数据采用邓肯氏新复极差法进行多重比较由表5-2可知粘粒含量在11.9-19.40%之间均属于粉砂壤土可能影响通气透水性不利于保水保肥无机粘粒包括多种次生铝硅酸盐类矿物因而在皆为粉(砂壤土的情况下有利于土壤的保肥和保水及有效养分的供给处理E的表层和底层土壤粘粒含量略高于其它处理可见有机肥和盐渍化改良剂可改变土壤的物理性状导致各土样矿物质组成也有所不同Al含量在46.35-71.02mg/kg之间土壤的形成及发育程度是诸多因子如气候成土时间等共同作用的结果所以矿物学组成与土壤风化发育程度联系甚微蒸发量大于降水量土壤淋溶作用弱可促进风化产物的迁移上海交通大学硕士学位论文第五章拉丁方试验42表5-2土壤的形态学及矿物学特性Table5-2Morphologicalandmineralogicalcharacteristicsofthesoils砂粒粉粒粘粒SiAlFe土样深度(cm层次颜色--------------(%---------------质地-------------(mg/kg-----------Si/Al1A-150-15A2.5YR6/431.2952.6616.05SiL2234.3348.5621.454.65A-3016-30P7.5YR4/630.5757.4411.99SiL318.2763.4410.394.84B-150-15A2.5YR7/323.9260.5615.52SiL266.9154.0814.844.76B-3016-30P7.5YR5/226.7258.8214.46SiL313.5059.058.795.12C-150-15A2.5YR7/322.4260.0617.52SiL312.5071.0230.204.24C-3016-30P7.5YR5/628.5058.5013.00SiL265.6746.3514.565.53D-150-15A2.5YR7/326.0059.0015.00SiL293.0867.0335.184.22D-3016-30P7.5YR5/230.5756.4412.99SiL267.6457.4413.774.49E-150-15A7.5YR5/617.4163.1819.40SiL268.8363.1732.584.90E-3016-30P7.5YR5/228.6458.3812.97SiL300.5555.8212.555.66注硅铝比(SiO2/Al2O3;2SiL上海交通大学硕士学位论文第五章拉丁方试验5.4.2土壤的理化性状由表5-3可知表层土壤的吸湿水含量均高于底层吸湿水含量依次为可见秸秆吸收了土壤中的部分水分B处理的吸湿水含量高于E处理但一般来说其吸湿水含量就越大如果说良好的土壤质地为植物提供了优越的生长环境土壤养分含量直接决定了植物的长势及产量是1.48g/kg最少的是处理DÓлú·ÊºÍ½Õ¸ÑÅäºÏʹÓúóÄÜÏÔÖøÌá¸ßÍÁÈÀÈ«µª¼°ÓÐЧµª×ÜP量以处理B居多比对照高0.17g/kgÆä´ÎÊÇ´¦ÀíEֻʩÓлú·ÊºÍ½Õ¸ÑÄÜÔö¼ÓÍÁÈÀÖеÄÓÐЧÁ׺¬Á¿ÊÇÒòΪÓлú·Ê±¾Éíº¬ÓÐÒ»¶¨ÊýÁ¿µÄÁ×Õⲿ·ÖÁ×Ò×ÓÚ·Ö½âÊͷŶøÓлúÖʿɼõÉÙÎÞ»úÁ׵Ĺ̶¨±È½Ïͬһ´¦ÀíÍÁÈÀÉÏϲã×ÜP量高于底层且有机肥中含N×ÜK量除了由施肥加入外所以土壤上下层全钾含量差别不明显Na+Mg2+等离子组成Na+Na+不再是主要成分B>E>D>A>CÅÅÁÐÒÀ´ÎΪ充分说明K离子移动性好Mg+¸÷´¦ÀíÍÁÈÀµÄCEC值介于10-20cmolc/kg之间上下层土壤的CEC值相差较大这与土壤中的粘粒及有机质不同有关土壤CEC与粘粒及有机质含量呈正相关而施肥活动往往发生在土壤表层有利于植物残体分解转化CEC也高上海交通大学硕士学位论文第五章拉丁方试验44表5-3土壤理化性状Table5-3Physico-chemicalpropertiesofthesoilsH2O1T-NT-PT-KexK+exNa+exCa2+exMg2+CEC2土样(%-------------(g/kg-------------------------------------------(cmolc/kg------------------------------A-32.321.721.084.620.7914.56A-303.050.640.622.881.000.814.560.7712.55B-153.071.411.002.591.820.994.530.7814.88B-302.860.730.553.040.940.724.580.7712.70C-153.401.320.912.241.780.914.530.7816.85C-302.930.780.732.971.160.844.490.7713.24D-154.011.150.912.471.830.884.520.7815.34D-303.820.690.643.381.070.754.500.7514.32E-152.901.430.872.341.850.914.610.7716.54E-302.640.670.643.311.140.784.570.7614.36注2阳离子交换量(pH=7土壤全氮测定中消化方法对分析结果的影响全氮的含量是土壤肥力的重要指标之一。所以，在土壤肥力的分析中，全氮的分析是非常重要的。分析测定主要包括3个环节，1是土壤样品的消化，2是蒸馏，3是滴定。消化的方法甚为繁多，其中首推经典的凯氏法，即在凯氏瓶中进行消化，在硫酸和样品混合物中加入混合催化剂，以加速消化，消化时间约2h，其优点是消化完全，且氮无损失，结果准确可靠;其次是各种改良的消化方法，主要是在硫酸及样品混合物中加入各种氧化剂，加速有机物质的氧化、分解，以缩短消化时间。在消化后的测定中，因铁、铝以及其它离子的严重干扰，很少采用比色法，而普遍采用蒸馏滴定法。我们将常用的改良消化方法和经典的凯氏消化方法进行了比较，其目的在于选出既简便快速、分析结果又稳定可靠的消化方法，以利于大量土壤样品的分析工作。1方法1.1凯氏消化法称样0.5～1.0g置于100ml凯氏烧瓶中，加水约2ml，使土壤完全湿润，加混合催化剂(K2SO4-CuSO4-Se)1.8g，再加浓H2SO45ml。摇匀后盖上漏斗，放在电炉上消化近2h。冷却，加水约30ml，加40%NaoH溶液20ml，迅速装入蒸馏管，通蒸汽蒸馏，馏出物通过导管及冷却管插入硼酸(2%)溶液中。吸收氨的硼