全 文 ：菜地和一般农田土壤主要养分累积的差异 3
王朝辉　宗志强　李生秀　(西北农林科技大学 ,旱区农业水土工程重点实验室 ,杨凌 712100)
【摘要】　选取不同类型菜地和一般农田 ,测定了 0～200cm 土壤剖面的有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、速
效磷、速效钾等主要养分含量及其分布. 结果表明 ,菜地土壤中养分大量累积 ,其中硝态氮和速效磷累积程
度较高. 大棚和露天菜地 0～200cm 土层的硝态氮累积总量分别为 1520. 9kg·hm - 2和 1358. 8kg·hm - 2 ,比
农田高出 5. 2 和 4. 5 倍 ;速效磷分别为 978. 1kg·hm - 2和 503. 3kg·hm - 2 ,比农田高出 6. 2 和 2. 7 倍. 而其
它养分增加相对较少. 有机质累积总量分别为 280. 5Mg·hm - 2和 269. 3Mg·hm - 2 ,比一般农田高出 12. 5 %
和 8. 0 % ;全氮分别为 37. 5Mg·hm - 2和 32. 7Mg·hm - 2 ,比农田高出 36. 2 %和 18. 6 % ;铵态氮分别为211. 5
kg·hm - 2和 197. 8kg·hm - 2 ,比农田高出 29. 6 %和 21. 2 % ;速效钾分别为 6567. 8kg·hm - 2和 5523. 6kg·
hm - 2 ,比农田高出 30. 6 %和 9. 8 %. 此外 ,菜地土壤中累积的养分不仅分布在表层 ,在深层土壤也大量存
在 ,说明菜地存在严重的养分淋溶现象.
关键词 　菜地土壤 　有机质 　氮 　磷 　钾 　养分累积
文章编号 　1001 - 9332 (2002) 09 - 1091 - 04 　中图分类号 　S15813 ,X825 　文献标识码 　A
Difference of several major nutrients accumulation in vegetable and cereal crop soils. WAN G Zhaohui ,ZON G
Zhiqiang ,L I Shengxiu ( Key L aboratory of A gricultural Soil and W ater Engineering in A rid and Semiarid
A rea, Northwestern Science and Technology U niversity of A gricultural and Forest ry , Yangling 712100) .2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2002 ,13 (9) :1091～1094.
Investigation and determination of several major nutrients in different types of vegetable and cereal crop soils
were carried out in the Guanzhong Plain in Shaanxi Province. The results showed that organic matter , nitrogen ,
phosphorus and potassium accumulated more in the 0～200 cm profile of vegetable soils than in that of cereal
crop soils. However , the accumulation degrees were different with different nutrient forms. The total amount of
nitrate2N in the soil profile of plastic greenhouse and usual vegetable field was 1520. 9 kg·hm - 2 and 1358. 8 kg
·hm - 2 , being 5. 2 and 4. 5 times higher than that in the cereal crop fields respectively. The total amount of
available2P was respectively 978. 1 kg·hm - 2 and 503. 3 kg·hm - 2 in the two vegetable soils , and 136. 2 kg·
hm - 2 in cereal crop soils , and the former two were 6. 2 and 2. 7 times higher than the latter. For other nutri2
ents , organic matter in cereal crop soil was 249. 4 Mg·hm - 2 , and that in plastic greenhouse and usual vegetable
soil was 280. 5 Mg·hm - 2 and 269. 3 Mg·hm - 2 , respectively , which were only 12. 5 % and 8. 0 % higher than
that in cereal crop soils. The total2N in plastic greenhouse and usual vegetable soils was 37. 5 Mg·hm - 2 and
32. 7 Mg·hm - 2 , which was 36. 2 % and 18. 6 % higher than that (27. 5 Mg·hm - 2) in cereal crop soils ,respec2
tively. The ammonium2N was 211. 5 kg·hm - 2 and 197. 8 kg·hm - 2 , which was 29. 6 % and 21. 2 % higher
than that (163. 2 kg·hm - 2) in cereal crop soils. The available2K was 6567. 8 kg·hm - 2 and 5523. 6 kg·hm - 2 ,
which was 3016 % and 9. 8 % higher than that (5029. 7 kg·hm - 2 ) in cereal crop soils. Furthermore , serious
nutrient leaching occurred in vegetable soil profiles due to over2fertilization and irrigation.
Key words 　Vegetable soil , Organic matter , Nitrogen , Phosphorus , Potassium , Nutrient accumulation.3 国家自然科学基金项目 (39970429 ,49890330 和 30070429) 、国家
重点基础研究专项 ( G1999011707)及高等学校重点实验室访问学者
基金资助项目.3 3 通讯联系人.
2001 - 06 - 26 收稿 ,2002 - 03 - 01 接受.
1 　引 　　言
合理施肥是蔬菜优质高产的关键 ,但在广大菜
区并未引起重视 ,仍然是“肥大水勤”,“肥随水走 ,一
水一肥”的传统施肥模式. 特别是近年来 ,化学肥料
的施用量越来越高. 在一些地方 ,N 肥用量已高达
3300kg·hm - 2 , P 肥高达 995kg·hm - 2 [3 ] ,超过作物
实际需求量的数倍. 不仅造成肥料资源的大量浪费 ,
影响蔬菜的品质[7 ,9 ,13 ] ,还会引起养分在土壤中累
积 ,对土壤、水体和大气等生态环境构成潜在威胁.
灌区一般农田 2m 以上土层的硝态氮 (N) 累积
量多在 100kg 以上 ,高产农田可达 214kg ,成为环境
N 污染的重要来源[5 ,12 ] . P 肥多含有 Pb、Cd 等重金
属元素 ,在大量施 P、提高土壤供 P 水平的同时 ,也
导致这些元素超标[8 ,10 ] . 目前 ,我国蔬菜播种面达
到 111 ×107hm2 ,占全国农作物播种总面积的 1/
10 [2 ] .蔬菜生产中肥料施用量大 ,灌水数量和频率
又高于一般农田 ,因此菜地的养分累积情况更加严
重.关于蔬菜施肥及其生态环境效应方面的研究一
直是植物营养与环境学科研究的薄弱环节 ,本文以
应 用 生 态 学 报 　2002 年 9 月 　第 13 卷 　第 9 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Sept . 2002 ,13 (9)∶1091～1094
一般农田为对照 ,研究了不同类型菜地土壤中主要
养分的残留与累积.
2 　材料与方法
211 　样品采集
于陕西关中平原中部的西北农林科技大学蔬菜试验站、
杨凌示范区和南庄村 ,选取 5 年大棚和常年露地两种类型菜
田 ,并以距菜地 200m 的一般农田为对照 (大棚在建棚前亦
为小麦/ 玉米轮作的一般农田) ,研究蔬菜栽培对土壤养分的
影响. 采样时间为 2000 年 3 月 20 日～4 月 10 日. 此时的大
棚菜地内为黄瓜、番茄和芹菜等 ;露地菜田尚处于休闲期 ,即
将整地用于移栽甘蓝、辣椒和茄子 ;作为对照的农田正至冬
小麦生长季节. 采样时 ,两种类型菜地和农田分别选取 4～5
个不同的田块 ,根据其面积大小 ,每块地采 3～5 个样点. 每
个样点按 20cm 深度为一层取样 ,直至 200cm. 同一田块各
样点同一土层的土壤分别混匀作为分析样品 ,每一分析样品
约 1000g 鲜土. 取好的土壤样品分别装入塑料袋、标记密封 ,
放入制冷箱 ,带回实验室.
212 　样品测定
将土样迅速磨碎 ,过 2mm 筛后分成两份 :一份放入冰
箱 ,在 0～4 ℃保存 ,用于测定土壤的速效氮和水分 ,土壤的
速效态氮 (硝态氮和铵态氮) 采用 1mol·L - 1的 KCl 浸取 [4 ] ,
浸取液中的硝态氮和铵态氮采用连续流动分析仪测定 ;另一
份风干 ,用于测定土壤有机质、全 N、速效 P、速效 K. 其中有
机质采用外加热重铬酸钾氧化 ———容量法 ,全 N 采用半微
量开氏法 ,速效 P (Olsen2P) 采用 0. 5mol·L - 1的 NaHCO3 浸
取 ———分光光度法 ,速效 K采用 1. 0mol·L - 1的 NH4OAC 浸
提 ———火焰光度法[6 ] .
3 　结果与分析
311 　菜地与一般农田土壤有机质累积的差异
研究结果表明 (图 1a) ,大棚菜地 0～200cm 不
同土层的有机质含量介于 17. 7～46. 9Mg·hm - 2 ,常
年露天菜地介于 15. 0～49. 7Mg·hm - 2 ,农田土壤介
于 19. 7～44. 1Mg·hm - 2 . 其中农田 200cm 土层的
有机质累积总量为 249. 4Mg·hm - 2 ;大棚菜地土壤
为 280. 5Mg·hm - 2 ,露天菜地为 269. 3Mg·hm - 2 ,分
别比一般农田高出 12. 5 %和 8. 0 %.
从有机质在土壤剖面的分布来看 ,随深度增加 ,
两种类型菜地的土壤有机质含量均呈“波动型”降
低. 大棚和露天菜地的第一个累积高峰值出现在 0
～20cm 的土层 ,第二个峰值在 80～100cm 的土层.
而且在 0～120cm 的土层内 ,两种菜地土壤的有机
质含量均显著高于农田 ;在 0～40cm 的土层 ,露天
菜地土壤的有机质含量亦明显高于大棚菜地 ,而在
40～120cm 的土层 ,露天菜地土壤的有机质含量却
低于大棚菜地.
312 　菜地与一般农田土壤全 N 累积的差异
0～200cm 不同土层全 N 的结果表明 (图 1b) ,
大棚菜地各土层的全 N 含量介于 2. 6～6. 4Mg·
hm - 2 ,露天菜地介于 2. 7～4. 8Mg·hm - 2 ,农田介于
2. 2～4. 3Mg·hm - 2 . 200cm 土层的全 N 累积总量 ,
大棚菜地为 37. 5Mg·hm - 2 ,露天菜地为 32. 7Mg·
hm - 2 ,农田为 27. 5Mg·hm - 2 . 可见 ,菜地的全氮累
积总量显著高于一般农田 ,大棚菜地比农田高出
36. 2 % ,露天菜地高出 18. 6 %.
与土壤有机质相似 ,随土层深度增加 ,大棚和露
天菜地的全 N 含量亦呈“波动型”降低 ,两个累积高
峰值分别出现在 0～20 和 80～100cm 的土层. 与有
机质不同的是 ,在 0～200cm 的土壤剖面上 ,两种菜
地土壤各层的全 N 含量均显著高于农田 ;在 0～
120cm 的土层中 ,大棚菜地各层的全 N 含量亦显著
高于露天菜地.
313 　菜地与一般农田土壤速效氮累积的差异
研究结果表明 (图 1c , d) ,两种类型菜地 0～
200cm 不同土层的硝态氮含量差异不明显 ,但均显
著高于一般农田 ,大棚菜地土壤的硝态氮含量介于
61. 6 ～ 509. 4kg ·hm - 2 , 露天菜地介于 56. 0 ～
46716kg·hm - 2 , 农田土壤介于 1. 2 ～ 113. 2kg ·
hm - 2 . 从 200cm 土层的硝态氮累积总量来看 ,农田
土壤为 245. 4kg·hm - 2 ,而大棚和露天菜地分别为
1520. 9 和 1358. 8kg·hm - 2 ,比农田高出 5. 2 和 4. 5
倍.虽然菜地不同土层的铵态氮含量与农田土壤的
差异不显著 ,其中大棚菜地的铵态氮含量介于 17. 4
～27. 4kg·hm - 2 ,露天菜地为 17. 5～22. 8kg·hm - 2 ,
农田土壤的介于 14. 0～18. 8kg·hm - 2 ,但大棚和露
天菜地 200cm 土层的铵态氮累积总量却有明显的
增加趋势 , 分别为 211. 5kg ·hm - 2 和 197. 8kg ·
hm - 2 ,而农田的累积总量为 163. 2kg·hm - 2 . 两类菜
地铵态氮总量分别比农田高出 29. 6 %和 21. 2 %.
比较同一类型田块的硝态氮、铵态氮含量会发
现 ,土壤累积的硝态氮均显著高于铵态氮 ,菜地土壤
更为突出 ,如大棚菜地硝态氮累积总量比铵态氮高
出 6. 2 倍 ,露天菜地高出 5. 9 倍 ,而一般农田仅高出
0. 5 倍. 此外 ,从硝态氮、铵态氮在土壤剖面的分布
来看 ,铵态氮在 0～200cm 的土壤剖面上并未出现
明显的累积高峰 ,硝态氮在 0～40cm 耕层土壤的累
积却显著高于其它层次.
314 　菜地与一般农田土壤速效 P 累积的差异
　　研究结果表明 (图1e) ,大棚菜地0～200cm不
2901 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷
图 1 　两种类型菜地和一般农田土壤不同土层的养分含量
Fig. 1 Contents of nutrients in two types of vegetable soils and cereal crop soil.
A)大棚菜地 Plastic greenhouse vegetable soil ,B)露天菜地 Usual vegetable soil ,C)一般农田 Cereal crop soil.
同土层的速效 P(Olsen2P)含量介于 15. 0～503. 1kg·
hm - 2 ,露天菜地介于 8. 8～200. 3kg·hm - 2 ,而农田
介于 6. 1～34. 4kg·hm - 2 . 从 200cm 土层速效 P 的累
积总量来看 ,农田土壤为 136. 2kg·hm - 2 ,大棚和露
天菜地分别为 978. 1 和 503. 3kg·hm - 2 ,比农田高出
6. 2 和 2. 7 倍.
从速效 P 在土壤剖面的分布来看 ,两种类型菜
地速效 P 累积的最高值出现在 0～20cm 的表层土
壤 ,而农田土壤并无高峰出现 ;在 0～40cm 的土层
中 ,大棚菜地土壤的速效 P 含量显著高于露天菜地 ;
0～140cm 的土层中 ,两种类型菜地的速效 P 含量均
显著高于农田土壤.
315 　菜地与一般农田土壤速效 K累积的差异
研究结果表明 (图 1f) ,大棚菜地 0～200cm 不同
土层的速效 K含量介于 449. 1～1278. 4kg·hm - 2 ,露
天菜地介于 409. 7～976. 9kg·hm - 2 ,农田土壤介于
419. 8～680. 3kg·hm - 2 . 其中农田土壤 200cm 土层
的速效 K累积总量为 5029. 7kg·hm - 2 ;而大棚菜地
为 6567. 8kg·hm - 2 ,露天菜地为 552316kg·hm - 2 ,分 别比农田高出 30. 6 %和 9. 8 %.菜地和农田土壤速效 K的差异亦因剖面深度而异 ,其速效 K的累积高峰值均出现在 0～20cm 的表层土壤. 大棚菜地在 0～ 120cm ,露天菜地在 0～40cm 土层的速效 K含量均明显高于农田土壤 ;在 0～120cm 土层 ,大棚菜地土壤的速效 K 含量亦明显高于露天菜地.4 　讨 　　论蔬菜生产中长期大量施用肥料 ,加之灌水数量和频率又高 ,菜地土壤的 N、P、K等养分均有明显的累积和淋溶现象. 就养分形态而言 ,菜地土壤的硝态氮和速效 P 累积程度较高. 大棚和露天菜地土壤的硝态氮在 200cm 土层的累积总量分别比农田增加5. 2 和 4. 5 倍 ,速效 P 累积总量增加 6. 1 和 2. 6 倍.其它形态养分的增加相对较少. 两种类型菜地的全N 累积总量分别比农田高出 36. 2 %和 18. 6 % ,铵态氮高出 29. 6 %和 21. 2 % ,有机质高出 12. 5 %和8. 0 % ,速效 K高出 30. 6 %和 9. 8 %. 造成菜地土壤
39019 期 　　　　　　　　　　　　　王朝辉等 :菜地和一般农田土壤主要养分累积的差异 　　　　　　　　
养分累积的原因主要在于蔬菜生产中有机肥料施用
量逐年减少 ,化肥投入量过大 ,且严重忽视各种肥料
的合理配比. 如被调查菜地的 N、P、K投入量分别为
1550、260 和 500kg·hm - 2 ,其比值为 1∶0. 17∶0. 32 ,
而一般蔬菜正常生长时要求的三者供应比例在 1∶
0. 13∶1. 08 左右[1 ] . 可见 ,与高额的 N、P 肥用量相
比 , K 肥投入明显偏低. 这既不利于作物的吸收利
用 ,还会导致养分在土壤中大量残留和累积.
从不同土层深度的养分分布来看 ,菜地土壤的
全 N、硝态氮在 0～200cm 土壤剖面各土层的含量均
显著高于农田 ;速效 P 在 0～140cm ,有机质在 0～
120cm 各层的含量亦高于农田土壤 ;速效 K 的情况
因菜地类型而异 ,大棚菜地 0～120cm、露天菜地 0～
40cm 土层的速效 K含量亦显著高于农田. 可见菜地
土壤中 ,不仅是易淋溶的硝态氮 ,P、K及有机质大分
子等移动性很差的养分形态也能被淋溶并累积到较
深的层次. 造成这一现象的主要原因在于蔬菜生产
中频繁大量的灌水. 调查中发现黄瓜丰产田的灌水
量可达 113 ×104t·hm - 2 ,相当于 1300mm 的降水.
小麦、玉米等禾谷类作物的根系在土壤的分布
可达 200cm 以上 ,而叶菜类、根菜类、葱蒜类、茄果
类、瓜类和豆类等蔬菜的根系分布较浅 ,主要集中在
0～40cm 的表层土壤[14 ] . 因此菜地土壤中淋洗到
40cm 以下的养分很难再被吸收 ,特别是硝态氮又不
易被土壤胶体吸附[11 ] ,会不断随雨水和灌溉水淋洗
至土壤深层 ,污染菜区地下水. 水肥管理是蔬菜优
质、高效生产的关键 ,应针对不同种类蔬菜的需肥特
性和土壤的肥力特征 ,适当控制 N、P 肥 ,增加 K 肥
施用量 ,合理灌水 ,以减少养分向土壤深层的淋洗和
累积 ,防止资源浪费 ,实现农业与生态环境的可持续
发展.
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作者简介 　王朝辉 ,男 ,1968 年生 ,博士 ,副教授. 主要从事旱
地土壤和作物系统的氮素动态及其生态环境效应方面的研
究 ,发表论文 30 余篇. Tel :02927092475 , E2mail : w2zhaohui @
263. net
4901 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷