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摘 要：利用江苏省江都市马凌村良种场多年粮田（对照）和粮田改种蔬菜20年以上田块，研究粮改蔬对0～60 cm土层团聚体、土壤容重、孔隙度、固液气三相比和有机质含量与分配的影响。结果表明，与对照相比，长期蔬菜种植减少了0～20 cm土层中0.250～1.000 mm和0.053～0.250 mm粒径团聚体的数量，却增加了<0.053 mm微团聚体的数量；增加了20～60 cm土层中0.053～0.250 mm小团聚体的数量，降低了<0.053 mm微团聚体的数量。长期蔬菜种植使0～20 cm耕层土壤容重显著降低21.0%、气孔度显著增加29.6%，20～40 cm土层气孔度显著降低了42.3%，固、液相所占比例在0～20 cm土层降低但在20～40 cm土层增加。两种利用方式下，0～20 cm土层中有机质含量分别占0～60 cm土层有机质含量的58.9%和63.3%，长期蔬菜种植下0～20 cm耕层土壤有机质含量显著降低了20.8%。粮改蔬多年耕种可改善土壤的物理结构却减少了耕层土壤有机碳固储数量。
关键词：蔬菜种植；水稻土；团聚体；土壤结构；土壤演变
中图分类号：S152.4 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2013）11-0066-04
目前由于城镇化建设扩大，较多的远郊粮田改种蔬菜以满足城镇居民生活需求，土地利用方式的改变势必影响土壤演变及肥力水平。土壤团聚体、有机质含量与土壤结构形成、养分保储密切相关，是评价土壤肥力水平、土壤有机碳固储能力、土壤结构的稳定性的重要指标[1～4]，也是表征土壤质量的重要指标[2，4]。不同土壤类型、土地利用方式及施肥措施对土壤团聚体、土壤结构和养分含量的影响存在明显差异[3，5～8]。通常土壤养分的增加易促进土壤有机质的积累并提高土壤大团聚体含量[9，10]。近年来涉及旱作区蔬菜种植及其他土地利用方式下的土壤酸化、板结及养分变化[1，3，6，7]等报道较多，但针对稻田改种蔬菜对土壤物理结构及土壤碳固储的潜在影响研究不够。本试验利用自然条件下具有相同稻-麦轮作粮食作物种植背景的长期粮食种植与改种蔬菜20年以上田块，研究不同利用方式下土壤物理结构（团聚体含量、土壤容重、固液气三相比）及土壤有机质0～60 cm剖面上分布差异，探讨稻区农田粮改蔬对土壤演变的影响，为正确评价农田粮改蔬后农田土壤的演变趋势及制定合理调控措施提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
1.2 样品采集与测定
选择3块肥力中等的稻-麦轮作粮田且其部分区域改种蔬菜达20年以上田块，其中将每块农田的粮食种植区（稻田，CP）作为对照，蔬菜种植区（蔬菜田，VP）则为处理，重复3次。于2011年5月，分别在粮作区和相邻菜作区，各随机选择3个采样点，分0～20、20～40、40～60 cm三层采集，将同区域同层次3个样点的土壤样品混合，即为某一研究区域某一层次的土壤样品。所采取土壤样品用于水稳性团聚体、土壤有机质的测定。
水稳性团聚体测定用湿筛法[11]，依次通过1.000、0.250、0.053 mm筛进行分级；剖面土壤容重利用土钻法[11]进行测定；土壤有机质采用重铬酸钾外加热法[12]；土壤总孔隙度、毛细管孔隙度和气体孔隙度采用计算法[12]。
1.3 数据处理与分析
式中F：水稳性团聚体占总团聚体百分含量；m：水稳性团聚体烘干质量；i：团聚体粒级；M：总团聚体烘干重。
本试验数据处理利用Excel 2003进行方差分析、相关分析及制图。
2 结果与分析
2.1 不同土地利用方式对土壤团聚体含量与分配的影响
土层土壤团聚体含量
2.2 不同土地利用方式对土壤容重和孔隙度的影响
2.3 不同土地利用方式对土壤有机质含量的影响
图3 长期菜作和粮作下不同土层有机质含量
3 结论与讨论
本研究结果表明，长期植菜致0～20 cm 耕层土壤容重与固液相所占比例下降、气孔度增加，而20～40 cm层土壤容重具有降低趋势且固液相所占比例较粮作田增加。水稻土土壤容重降低与耕层气孔度的增加改善了土壤结构[13]，但土壤蓄水保水能力下降。粮改蔬后，土壤容重随剖面深度增加且在40～60 cm土层显著高于粮作田，甚至高于粮作田犁底层（20～40 cm）。推测原因可能是长期植菜的精耕深松打破了粮作田固有犁底层、上层土壤中细小土壤颗粒与较小有机肥颗粒随水分向下迁移到深层所致，并影响深层团聚体的形成。
本研究发现土壤有机质随土壤剖面深度增加而降低，这与前人结果一致[11，16]；有机质含量与土壤深度呈显著负对数相关关系，与寇太记等[11]研究结果趋势相同。但本研究发现长期蔬菜种植降低了0～20 cm 耕层土壤有机质含量，这与张靓等[14]认为蔬菜种植因多施有机肥将提高土壤有机质含量的结果不一致。分析有以下几方面的原因，① 张靓等[14]是基于旱作区土壤结果，而本研究是针对江南稻区水稻土，旱作区与稻区存在土壤类型与水分条件等环境因素明显差异，有机质在土壤中矿化与合成机制不一致；②旱作区多施沤制农家肥而稻区多施用粪尿肥为主，后者输入的外源有机物料偏少；③改种蔬菜使得粮田土壤物理结构改善，耕层增加的气孔度提高了土壤中空气含量，有利于微生物有氧代谢，相比厌氧环境易促进有机质的矿化分解，不利于有机质的积累。粮田改种蔬菜影响土壤演变，但对土壤质量的综合影响仍有待进一步研究。
参 考 文 献：
[1] 孙 艳， 王益权， 刘 军， 等. 日光温室蔬菜栽培对土壤团聚体稳定性的影响——以陕西省泾阳县日光温室土壤为例[J]. 土壤学报， 2011， 48（1）：168-174. [2] Dexter A R. Advances in characterization of soil structure [J]. Soil & Tillage Research， 1988， 11： 199-238.
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[7] 张旭辉， 李恋卿， 潘根兴. 不同轮作制度对淮北白浆土团聚体及其有机碳的积累与分布的影响[J]. 生态学杂志， 2001， 20（2）： 16-19.
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[14]张 靓， 梁成华， 杜立宇， 等.长期定位施肥条件下蔬菜保护地土壤微团聚体组成及有机质状况分析[J]. 沈阳农业大学学报， 2007， 38（3）： 331-335.
[15]刘淑霞， 赵兰坡， 刘景双， 等.不同耕作方式下黑土有机无机复合体变化及有机碳分布特征[J]. 水土保持学报， 2007， 21（6）： 105-113.
[16]葛晓光， 张恩平，张 昕，等.长期施肥条件下菜田—蔬菜生态系统变化的研究（Ⅰ） 土壤有机质的变化[J]. 园艺学报， 2004， 31（1）： 34-38.
关键词：蔬菜种植；水稻土；团聚体；土壤结构；土壤演变
中图分类号：S152.4 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2013）11-0066-04
目前由于城镇化建设扩大，较多的远郊粮田改种蔬菜以满足城镇居民生活需求，土地利用方式的改变势必影响土壤演变及肥力水平。土壤团聚体、有机质含量与土壤结构形成、养分保储密切相关，是评价土壤肥力水平、土壤有机碳固储能力、土壤结构的稳定性的重要指标[1～4]，也是表征土壤质量的重要指标[2，4]。不同土壤类型、土地利用方式及施肥措施对土壤团聚体、土壤结构和养分含量的影响存在明显差异[3，5～8]。通常土壤养分的增加易促进土壤有机质的积累并提高土壤大团聚体含量[9，10]。近年来涉及旱作区蔬菜种植及其他土地利用方式下的土壤酸化、板结及养分变化[1，3，6，7]等报道较多，但针对稻田改种蔬菜对土壤物理结构及土壤碳固储的潜在影响研究不够。本试验利用自然条件下具有相同稻-麦轮作粮食作物种植背景的长期粮食种植与改种蔬菜20年以上田块，研究不同利用方式下土壤物理结构（团聚体含量、土壤容重、固液气三相比）及土壤有机质0～60 cm剖面上分布差异，探讨稻区农田粮改蔬对土壤演变的影响，为正确评价农田粮改蔬后农田土壤的演变趋势及制定合理调控措施提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
1.2 样品采集与测定
选择3块肥力中等的稻-麦轮作粮田且其部分区域改种蔬菜达20年以上田块，其中将每块农田的粮食种植区（稻田，CP）作为对照，蔬菜种植区（蔬菜田，VP）则为处理，重复3次。于2011年5月，分别在粮作区和相邻菜作区，各随机选择3个采样点，分0～20、20～40、40～60 cm三层采集，将同区域同层次3个样点的土壤样品混合，即为某一研究区域某一层次的土壤样品。所采取土壤样品用于水稳性团聚体、土壤有机质的测定。
水稳性团聚体测定用湿筛法[11]，依次通过1.000、0.250、0.053 mm筛进行分级；剖面土壤容重利用土钻法[11]进行测定；土壤有机质采用重铬酸钾外加热法[12]；土壤总孔隙度、毛细管孔隙度和气体孔隙度采用计算法[12]。
1.3 数据处理与分析
式中F：水稳性团聚体占总团聚体百分含量；m：水稳性团聚体烘干质量；i：团聚体粒级；M：总团聚体烘干重。
本试验数据处理利用Excel 2003进行方差分析、相关分析及制图。
2 结果与分析
2.1 不同土地利用方式对土壤团聚体含量与分配的影响
土层土壤团聚体含量
2.2 不同土地利用方式对土壤容重和孔隙度的影响
2.3 不同土地利用方式对土壤有机质含量的影响
图3 长期菜作和粮作下不同土层有机质含量
3 结论与讨论
本研究结果表明，长期植菜致0～20 cm 耕层土壤容重与固液相所占比例下降、气孔度增加，而20～40 cm层土壤容重具有降低趋势且固液相所占比例较粮作田增加。水稻土土壤容重降低与耕层气孔度的增加改善了土壤结构[13]，但土壤蓄水保水能力下降。粮改蔬后，土壤容重随剖面深度增加且在40～60 cm土层显著高于粮作田，甚至高于粮作田犁底层（20～40 cm）。推测原因可能是长期植菜的精耕深松打破了粮作田固有犁底层、上层土壤中细小土壤颗粒与较小有机肥颗粒随水分向下迁移到深层所致，并影响深层团聚体的形成。
本研究发现土壤有机质随土壤剖面深度增加而降低，这与前人结果一致[11，16]；有机质含量与土壤深度呈显著负对数相关关系，与寇太记等[11]研究结果趋势相同。但本研究发现长期蔬菜种植降低了0～20 cm 耕层土壤有机质含量，这与张靓等[14]认为蔬菜种植因多施有机肥将提高土壤有机质含量的结果不一致。分析有以下几方面的原因，① 张靓等[14]是基于旱作区土壤结果，而本研究是针对江南稻区水稻土，旱作区与稻区存在土壤类型与水分条件等环境因素明显差异，有机质在土壤中矿化与合成机制不一致；②旱作区多施沤制农家肥而稻区多施用粪尿肥为主，后者输入的外源有机物料偏少；③改种蔬菜使得粮田土壤物理结构改善，耕层增加的气孔度提高了土壤中空气含量，有利于微生物有氧代谢，相比厌氧环境易促进有机质的矿化分解，不利于有机质的积累。粮田改种蔬菜影响土壤演变，但对土壤质量的综合影响仍有待进一步研究。
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[6] 梁爱珍， 张晓平， 杨学明， 等. 耕作对东北黑土团聚体粒级分布及其稳定性的短期影响[J]. 土壤学报， 2009， 46（1）： 154-158.
[7] 张旭辉， 李恋卿， 潘根兴. 不同轮作制度对淮北白浆土团聚体及其有机碳的积累与分布的影响[J]. 生态学杂志， 2001， 20（2）： 16-19.
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[12]鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M].北京： 中国农业科学技术出版社， 2000，269-315.
[13]寇太记， 刘德鸿， 徐晓峰， 等.臭氧污染对水稻土物理结构和氮磷钾含量的影响[J]. 土壤学报， 2012， 49（6）： 1164-1168.
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