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近30年来,我国设施蔬菜栽培发展迅速,已成为我国农业中最有活力的新兴产业之一。上世纪70年代设施蔬菜栽培在中国得到了大面积普及推广,80年代蓬勃发展,到90年代形成了塑料大棚与日光温室等设施农业发展的高潮。据有关资料统计,到2008年,设施蔬菜年种植面积比2000年翻了近一番,达到5020万亩(334.7万公顷)。截止2010年底,我国设施栽培面积估计约达466.7万hm2。然而,设施农业的高投入、高强度的生产方式同时也带来了一些问题:设施菜地土壤氮磷富集,养分失衡,土壤酸化,微生物区系改变,土壤次生盐渍化严重等,其中土壤盐分积累是设施栽培最突出的问题,是设施栽培中最大的土壤障碍因子,且随着设施栽培年限的增加,设施菜地土壤次生盐渍化现象日益加重,严重影响了蔬菜的产量和品质,阻碍蔬菜生产的可持续发展。
本论文针对这一问题,对设施菜地土壤次生盐渍化的形成机理、发生规律及其危害的研究进行归纳总结,在此基础上,对设施菜地土壤次生盐渍化进行初步分类。本研究中,我们将设施菜地的次生盐渍化分为硝酸盐和非硝酸盐两大类。非硝酸盐类以硫酸盐类为主,还包括较少比例的氯化物类型,然后我们把设施土壤次生盐渍化的主要贡献阳离子考虑进来,这样就将分类进一步细化。硝酸盐类以硝酸钙类型为主,还包括较少比例的硝酸镁类型,硫酸盐类以硫酸钙类型为主,还包括较小比例的硫酸镁类;氯化物类也可根据可能伴生的阳离子,细化为氯化钙类、氯化镁类和氯化钠类。
在分类的基础上,针对长江三角洲地区典型的设施蔬菜生产方式和普遍出现的设施菜地次生盐渍化问题展开研究,在土壤调查、分析评估、盆栽试验、室内分析等研究的基础上,针对长三角地区硝酸盐型次生盐渍化布置试验,并获得基于番茄和黄瓜种植的设施菜地次生盐渍化的分级建议:基于番茄种植的设施菜地次生盐渍化等级I:EC1:5<2.87 dS m-1,等级Ⅱ:2.87 dS m-1~4.20 dS m-1,等级Ⅲ:4.20 dS m-1~5.57 dS m-1,等级Ⅳ:5.57 dS m-1~6.94 dS m-1,等级Ⅴ:EC>6.94 dSm-1;基于黄瓜种植的设施菜地次生盐渍化等级等级I:EC1:5<2.03 dS m-1,等级Ⅱ:2.03 dS m-1~3.76 dS m-1,等级Ⅲ:3.76 dS m-1~5.32 dS m-1,等级Ⅳ:5.32dS m-1~6.15 dS m-1,等级Ⅴ:EC>6.15 dS m-1。
通过设施菜地硝酸盐型次生盐渍化对芹菜生长、产量和品质的影响试验,得出基于芹菜种植的设施菜地土壤的临界电导率值,并对分级建议进行进一步验证。本试验研究结果芹菜植株株高、产量的临界电导率值(EC)分别为2.05 dS m-1和2.07 dS m-1,恰好介于我们做出的基于黄瓜种植的设施土壤次生盐渍化分级中的第Ⅰ级EC<2.03 dS m-1,与基于番茄种植的设施土壤次生盐渍化分级中的第Ⅰ级EC<2.87 dS m-1。很好的验证了我们给出的设施土壤次生盐渍化分级研究结果。设施菜地土壤次生盐渍化的分类与分级的研究,旨在为防治设施菜地土壤次生盐渍化,实现设施菜地土壤的质量调控与可持续利用提供理论指导和科学依据。
另外针对改良后的土壤,进行了草酰胺缓释氮肥在温室土壤持续利用方面的研究。实验证明:使用草酰胺缓释氮肥,能够缓解淹水和有机物料改良过的土壤在后续利用中存在的返盐现象,并可在保证作物品质的基础上获得较高产量,为温室土壤的持续利用提供了一项肥料管理措施。