第二节 菜地土壤养分特征
现代蔬菜生产,既有长期种菜的老菜园,也有大田转换的新开菜地,种菜年限长短不一,环境条件复杂多变。菜地土壤基本上保留着母质土的特征。在人为熟化措施调控下,都可向相似方向培养,表现出相似的特点。菜园土壤的共同特性有养分含量比较丰富,供肥保肥能力强,孔隙多,但耕层较浅,土壤pH值有降低趋势等。
一、菜地土壤的发生特点
蔬菜生产需大肥大水,精耕细作,管理活动频繁,对土壤质量要求较高。一般菜地都选择地势平坦、土层深厚、有水浇条件、土壤肥力较高的壤质土壤,生产基础条件优于大田。现代菜园一部分在城郊零碎分布,一部分在乡村集中分布,山东已形成像寿光、苍山、金乡这样全国著名的蔬菜优势产区。由于大量施用人畜粪尿、土杂肥、化学肥料等,并经精耕细作、频繁灌溉等强烈的人为活动,起源土壤的性质得到了深刻的改变和修饰。随着种菜历史的延长,熟化程度不断提高,腐殖质含量增加,表层颜色变暗加重,生产潜力不断提高。相关研究表明:连续种菜历史在30年以上的土壤多发育为肥熟土,20~30年的多为中度熟化的菜园土,10~20年的多为轻度熟化的菜园土。然而,其发生发育又与起源母质土壤存在着一定的发生学联系,其剖面层次的分化常因起源土壤质地、透水性以及人为熟化程度的不同而产生差异。土壤的酸碱度、质地、黏土矿物等在一定程度上也继承了起源母土的基本特征。从土壤质地来看,菜地土壤均继承了原母土的质地特征,但菜地土上部土层的黏粒含量比粮田土壤明显地降低,而沙粒含量则显著升高,随着种菜历史的延长,菜地土壤质地有明显变粗的趋势。菜地土壤上部土体的容重也明显低于相应的粮田土壤,但下部土体仍表现出对母质土的继承性。
二、菜地土壤有机质含量特征
菜地土壤重要的发生特征是表层有机质的积累。相对于其他养分,有机质平衡主要受环境条件的影响,积累速度比较缓慢。据山东省测土配方施肥土样检测结果统计,全省3.1万个菜地耕层(0~20cm)土样,平均含量为14.2g/kg,比粮田耕层土样高0.6g/kg,表层以下土壤有机质呈突然降低的分布特点,菜地亚耕层平均仅为7.9g/kg。即使设施菜地,连续多年大量施用有机肥,有机质含量也并不很高。据寿光市1973个大棚土壤样品统计,平均含量为18.8g/kg,比粮田耕层土样高5.2g/kg。
三、菜地土壤大量元素含量特征
由于大量元素肥料的长期过量使用,菜地土壤氮磷钾养分明显富集。据山东省测土配方施肥土样检测结果统计,全省1.6万个菜地土样平均全氮含量为0.94g/kg,较粮田高0.06g/kg。碱解氮是衡量当季供氮强度的重要指标,全省1.8万个菜地耕层土样碱解氮含量平均为110mg/kg,较粮田耕层土样高24mg/kg。全省3.1万个菜地耕层土样土壤有效磷平均含量为74.0mg/kg,是粮田土壤的2.5倍以上;土壤速效钾平均含量为190mg/kg,比粮田耕层含量高73mg/kg。全省1.0万个菜地耕层土样土壤缓效钾平均含量为833mg/kg,比粮田耕层平均含量高142mg/kg。各项大量元素含量统计指标均表明,菜地含量明显高于粮田,有效磷差异最为明显。
设施菜地耕层氮磷钾养分的积累更加明显。据寿光、临淄1985个样品的统计分析,土壤碱解氮平均为188.9mg/kg,相当于粮田的2.2倍。据2938个样品的统计分析,土壤有效磷平均为126.8mg/kg,相当于粮田的4.3倍。其中高于120mg/kg的样品占54.4%,高于150mg/kg的样品占32.2%。土壤速效钾平均为383.7mg/kg,相当于粮田的3.3倍,其中高于300mg/kg的样品占59.4%,高于400mg/kg的样品占23.8%。
亚耕层土壤是作物根系活动的重要土层,作物养分吸收量的1/5~1/3从这里吸取,其养分含量对深根作物和高产作物至关重要。尽管亚耕层土壤养分含量明显低于表层,但检测统计结果表明,亚耕层土壤养分富集也很明显。据统计,全省菜地亚耕层土壤全氮含量平均1.13g/kg,是粮田土壤含量的1.8倍。由于磷素在土壤中移动性差,亚耕层土壤含量明显低于耕层。全省菜地亚耕层土壤有效磷含量平均为42.9mg/kg,是粮田亚耕层含量的2.57倍。速效钾在土壤中移动性较大,亚耕层含量相对较高。全省菜地亚耕层土壤速效钾平均含量为142mg/kg,比粮田亚耕层土壤速效钾含量高27mg/kg。亚耕层土壤速效钾含量受耕层深度、土壤剖面状况等因素的影响,不同地貌类型间差异较大。菜地亚耕层土壤缓效钾含量平均为647mg/kg,比粮田亚耕层含量高76mg/kg。
四、菜地土壤中量元素含量特征
中量元素包括钙、镁、硫三种,土壤含量比较丰富,绝大多数地块能够满足作物生长需要。但蔬菜生长快,需钙较多,对土壤供钙能力的要求高于大田作物。而多数菜地连年种菜,钙镁养分长期入不敷出,钙镁缺乏现象日趋普遍。尤其是酸性土壤条件下,再加之经常以大水灌溉,钙、镁等元素缺乏问题更加突出。由于蔬菜生产中含硫肥料的大量选用,硫的缺乏仅有零星表现。据山东省测土配方施肥测试结果统计,全省1.7万个菜地土壤交换性钙含量平均为1.67g/kg,比粮田平均高0.50g/kg;1.8万个菜地土壤交换性镁含量平均为0.35g/kg,比粮田平均低0.03g/kg;2.2万个菜地土壤有效硫含量平均为51.0mg/kg,比粮田平均高13.7mg/kg。土壤硫主要来自母质、灌溉水、大气干湿沉降以及施肥等。蔬菜生产一般选用硫酸钾及含硫复合肥(复混肥),日光温室和塑料大棚等保护地栽培中含硫肥料过量使用,一部分含硫化合物残存在土壤中,导致土壤酸化。这是近年来,保护地栽培土壤酸化的一个重要原因。
五、菜地土壤微量元素含量特征
菜地土壤肥料、农药用量较大,生活垃圾等废弃物投入较多,不可避免地带入较多的微量元素。大量研究结果表明,菜地土壤中微量元素的全量及有效态含量(DTPA浸提,原子吸收测定)都高于粮田土壤。据山东省测土配方施肥耕层样品测试结果统计,全省菜地土壤有效锌平均含量为1.93mg/kg,较粮田增加了45%以上。土壤有效硼含量为0.54mg/kg,与粮田平均含量0.51mg/kg差异不大。土壤有效锰含量平均为23.5mg/kg,与粮田基本一致。土壤有效铜平均为2.09mg/kg,较粮田平均高0.45mg/kg。土壤有效钼含量平均为0.15mg/kg,较粮田平均高0.04mg/kg。土壤有效铁含量平均为27.9mg/kg,比粮田高3.9mg/kg。微量元素的积累以锌最为明显。