调查基地位于宁波市宁海县、慈溪市和余姚市, 属亚热带季风气候, 年均气温16 ℃, 年积温1 900~2 000 ℃, 年均降水量1 300 mm, 土壤类型为滨海盐土。主要种植作物为甘蓝类蔬菜, 包括青花菜、花椰菜、结球甘蓝等。甘蓝类蔬菜多与豆类作物、粮食作物或其他蔬菜轮作。施肥模式主要有商品有机肥+化肥、厩肥+化肥、沼液+化肥和只施用化肥等。

采样时间为2016年2— 3月, 共设43个采样点(每个采样点对应于1家基地), 每个点位采集土壤样品3份, 样品总数为129份。按县市分:宁海县15份, 余姚市39份, 慈溪市75份; 按基地类型分:绿色食品基地15份, 无公害农产品基地114份。采样点尽量选取相同类型的土壤, 采用“ S” 形取样方法, 采样深度为20 cm(耕作层), 每个土壤样品约重1 kg, 土壤风干后, 研磨过筛备用。

对43个采样点的农户进行调查, 主要调查内容包括认证类型、轮作方式、施肥模式、肥料用量、种植年限等。

土壤pH值测定参照NY/T 1121.2— 2006; 有机质含量测定参照NY/T 85— 1988; 全氮含量测定参照NY/T 53— 1987(半微量开氏法); 硝态氮和铵态氮含量测定参照LY/T 1228— 2015。

采用SPSS 23.0进行数据分析, 对有显著差异的处理采用LSD法或邓尼特T3法进行多重比较, 相关性分析采用皮尔逊相关性分析。

如表1所示, 绿色食品基地土壤pH值为6.44~8.03, 平均值为7.61, 极显著低于无公害农产品基地(范围为7.34~8.68, 平均值为7.86)。绿色食品基地土壤有机质含量为5.2~41.9 g· kg^-1, 平均值为17.7 g· kg^-1, 极显著高于无公害农产品基地(范围为5.3~25.1 g· kg^-1, 平均值为12.8 g· kg^-1)。绿色食品基地土壤全氮含量范围为0.24~2.33 g· kg^-1, 平均值为1.10 g· kg^-1, 极显著高于无公害农产品基地(范围为0.37~1.35 g· kg^-1, 平均值为0.85 g· kg^-1)。但绿色食品基地土壤硝态氮和铵态氮含量与无公害农产品基地无显著差异。

表1

表1

表1 绿色食品与无公害农产品基地的土壤理化性状 类别 样品 数量 pH值 有机质/(g· kg-1) 全氮/(g· kg-1) 硝态氮/(mg· kg-1) 铵态氮/(mg· kg-1) 范围 平均值 范围 平均值 范围 平均值 范围 平均值 范围 平均值 绿色食品 15 6.44~8.03 7.61 b B 5.2~41.9 17.7 a A 0.24~2.33 1.10 a A 0.75~37.68 14.96 a A 0.35~3.94 1.99 a A 无公害农产品 114 7.34~8.68 7.86 a A 5.3~25.1 12.8 b B 0.37~1.35 0.85 b B 1.96~86.88 15.85 a A 0.12~4.07 1.62 a A 注:同列数据后无相同大、小写字母的分别表示差异极显著(P< 0.01)与显著(P< 0.05)。表2~3同。

表1 绿色食品与无公害农产品基地的土壤理化性状

从农户调查情况看, 所有绿色食品甘蓝类蔬菜生产过程中均使用了有机肥, 种类包括自行堆置的牛栏厩肥和商品有机肥, 且有机肥的用量较大, 而无公害农产品基地的部分种植户在生产过程中只使用化肥。有机肥能够调节土壤pH值^{[4, 5]}, 提高土壤有机质含量^{[6, 7]}和全氮含量^[8]。从土壤数据也可看出, 宁波市的甘蓝类蔬菜绿色食品种植户能够按照绿色食品标准施用肥料, 土壤肥力得到了较好的保持和改良。

宁海县的15份样品中来自绿色食品基地的6份、无公害农产品基地的9份; 余姚市的39份样品中来自绿色食品基地的9份、无公害农产品基地的30份; 慈溪市的75份样品均采自无公害农产品基地。3个县/市甘蓝类蔬菜土壤pH值, 以及铵态氮、硝态氮含量均无显著差异(表2)。宁海县供试甘蓝类蔬菜基地土壤有机质含量在16.8~41.9 g· kg^-1, 显著高于余姚市(5.2~21.4 g· kg^-1)和慈溪市(5.3~20.4 g· kg^-1)。宁海县供试甘蓝类蔬菜基地土壤全氮含量的范围为0.86~2.33 g· kg^-1, 亦显著高于余姚市和慈溪市。宁海县甘蓝类蔬菜土壤有机质和全氮含量较高, 可能与其样品中来自绿色食品基地的比例较高有关。

表2

表2

表2 不同县/市的土壤理化性状 县/市 样品 数量 pH值 有机质/(g· kg-1) 全氮/(g· kg-1) 硝态氮/(mg· kg-1) 铵态氮/(mg· kg-1) 范围 平均值 范围 平均值 范围 平均值 范围 平均值 范围 平均值 宁海 15 6.44~8.41 7.76 a 16.8~41.9 23.9 a 0.86~2.33 1.33 a 0.75~28.50 11.47 a 0.12~2.97 1.75 a 余姚 39 7.43~8.24 7.85 a 5.2~21.4 12.7 b 0.24~1.23 0.85 b 2.60~37.68 15.41 a 0.24~3.94 1.61 a 慈溪 75 7.34~8.68 7.84 a 5.3~20.4 11.7 b 0.37~1.25 0.80 b 1.96~86.88 16.79 a 0.00~4.07 1.67 a

表2 不同县/市的土壤理化性状

不同施肥方式下, 沼液+化肥的土壤pH值最高, 显著高于其他施肥方式, 商品有机肥+化肥和单施化肥的土壤pH值次之, 厩肥+化肥的土壤pH值最低, 显著低于其他施肥方式(表3)。相关性分析显示, 土壤pH值与有机质、全氮、铵态氮含量均呈极显著负相关(表4)。席莹莹等^[9]研究发现, 沼液对盐渍化土壤pH值无显著影响。王帅等^[10]发现, 商品有机肥和厩肥均能降低盐碱土的pH值。施用有机肥能够促进土壤腐殖质的形成, 减少土壤胶体对交换性阳离子的吸附, 从而降低碱土土壤pH值^[11]。本研究中农户施用的厩肥主要为牛栏肥, 含有较多的稻草秸秆, 纤维素含量高, 在土壤中分解速度慢, 对土壤腐殖质的形成贡献大, 有利于降低土壤pH值^[12]。沼液有机质含量较低, 随着现代集约化养殖方式的发展, 饲料添加剂大量使用, 导致沼液本身偏碱、盐分含量高^[13], 故沼液+化肥的土壤pH值较高。

表3

表3

表3 不同施肥方式对土壤pH值及养分状况的影响 施肥方式 样品 数量 pH值 有机质/% 全氮/(g· kg-1) 硝态氮/(mg· kg-1) 铵态氮/(mg· kg-1) 范围 平均值 范围 平均值 范围 平均值 范围 平均值 范围 平均值 商品有机肥+化肥 73 7.43~8.68 7.86 b 5.2~24.5 12.8 b 0.24~1.25 0.83 b 2.60~42.82 14.53 ab 0.24~3.94 1.57 a 厩肥+化肥 15 6.44~7.98 7.54 c 9.3~41.9 17.7 a 0.58~2.33 1.10 a 0.75~29.66 10.30 b 0.73~2.97 1.78 a 沼液+化肥 6 7.98~8.41 8.19 a 17.3~25.1 19.7 a 0.94~1.35 1.18 a 2.96~28.50 15.93 ab 0.12~2.13 1.11 a 化肥 35 7.34~8.26 7.83 b 5.3~17.7 11.9 b 0.37~1.20 0.84 b 2.32~86.88 20.53 a 0.79~4.07 1.89 a

表3 不同施肥方式对土壤pH值及养分状况的影响

表4

表4

表4 种植年限、土壤pH值与土壤养分含量的相关性 指标 种植年限 pH值 有机质 全氮 铵态氮 pH值 -0.253* 有机质 0.201 -0.437* * 全氮 0.377* * -0.453* * 0.868* * 铵态氮 0.333* * -0.368* * 0.286* * 0.395* * 硝态氮 -0.007 0.024 -0.300* * -0.311* * -0.059 注:* 与* * 分别表示在0.05和0.01级别(双尾)相关性显著。

表4 种植年限、土壤pH值与土壤养分含量的相关性

土壤有机质和全氮含量在沼液+化肥和厩肥+化肥下较高, 均显著高于商品有机肥+化肥和单施化肥(表3)。厩肥+化肥的土壤硝态氮含量最低, 显著低于单施化肥。除厩肥+化肥外, 其他3种施肥方式的土壤硝态氮含量无显著差异。土壤铵态氮含量在4种施肥方式下均无显著差异。相关性分析(表4)显示:土壤有机质含量与土壤全氮和铵态氮含量呈极显著正相关, 而与土壤硝态氮含量呈极显著负相关; 土壤全氮含量与铵态氮含量呈极显著正相关, 而与土壤硝态氮含量呈极显著负相关。

分析表明, 施用沼液和厩肥比施用商品有机肥或不施有机肥更有利于提高土壤有机质和全氮含量, 有利于土壤培肥。商品有机肥效果不佳, 可能与选用的商品有机肥质量较差有关。潘运舟等^[14]对海南省商品有机肥的组成与养分状况进行分析, 发现供试商品有机肥的合格率仅为7.84%。梁金凤等^[15]对京郊有机肥进行分析, 合格率也仅为7.9%。商品有机肥的监管和品质把控须引起相关部门的重视。

供试土壤样品中, 同一模式种植年限不足5 a的有28份, 5~10 a的有30份, 10 a以上的18份, 38份样品无法确定种植年限。将种植年限与土壤pH值和养分指标进行相关性分析(表4), 结果发现, 种植年限与土壤pH值呈显著负相关, 与土壤全氮和铵态氮含量呈极显著正相关。本研究调查的甘蓝类蔬菜种植基地均为滨海盐土, 随着种植年限增长, 土壤pH值降低, 土壤质量得到了改良。土壤全氮和铵态氮含量随着种植年限的延长而增加, 推测与施肥有关。据调查, 大部分的甘蓝类蔬菜种植基地所供氮素超过了植物需求, 因而在土壤中累积。