蔬菜大棚土壤質量下降原因及改良方法的研究進展

褚素貞，王莉麗，賴麗芳 (云南農業職業技術學院，云南昆明650031)

隨著農業的發展，大棚蔬菜栽培在蔬菜生產中的應用日益廣泛。有關資料表明，我國設施蔬菜栽培面積每年以50%的速度增加［1］。它具有許多露地蔬菜栽培無法比擬的優點，即可以人為地控制小氣候，如溫度、水分、光照、CO2濃度等［2］，使作物在適宜的環境下生長，做到常年生產，達到高產。它為城鄉居民提供豐富的蔬菜供應，改善人們生活水平。

但是，由于我國大棚蔬菜栽培的技術含量低、設備差，出現嚴重的大棚土壤質量退化問題，即土壤的次生鹽漬化，硝酸鹽積累，微量元素缺乏［3］，土壤中病原菌增多，土壤板結，從而導致蔬菜產量降低、品質下降、病蟲害頻繁發生等一系列問題。因此，探明大棚質量下降原因且提出防治對策對大棚蔬菜栽培有著重要意義。

1 蔬菜大棚土壤質量下降原因

1.1 盲目施肥 蔬菜大棚肥料施用量是露地施用量的3～4倍［4］，已大大超過作物需求。劉德等［5］研究表明，哈爾濱市郊蔬菜大棚土壤總鹽量是露地土壤的2～13倍，并且隨著棚齡的增加而增加。施用肥料種類主要包括有機肥、草木灰、復合肥、氮磷鉀、磷酸二氫銨、尿素、碳酸氫銨、硫酸鉀、氯化鉀等。有機肥以基肥為主，并且配合部分化肥［6］?；蕜t大部分用來作為追肥施用。據調查，大部分蔬菜大棚內所施的各營養元素比例嚴重失衡，氮肥嚴重超量，而磷鉀肥不足［7］。程美廷［8］報道，永年縣黃瓜日光溫室氮肥利用率不足10%，其余90%以上被積累在土壤中或進入地下水而污染水質。由此可知，過量施用肥料特別是偏重施氮肥是引起蔬菜大棚土壤次生鹽漬化的直接原因。另外，由于蔬菜設施栽培的高投入和高產出帶走大量的微量元素，而施肥時不添加微肥，導致土壤中微量元素缺乏，進而影響蔬菜的生長。

1.2 蔬菜大棚內溫度過高 蔬菜生長需要較高的溫度。因此，為了保證蔬菜的快速生長，大棚溫度遠高于棚外。棚內溫度的升高使得土壤中大量氮素轉化為硝酸鹽形式，施入的大量有機質被礦化分解，釋放出無機離子［9］。所有的礦質離子都會在土壤中累積，成為設施土壤栽培蔬菜生理障礙因子。

高溫還會引起土壤水分向上運動的強度增加，導致鹽分在表土層累積，加之施入大量肥料，大棚土壤鹽分在2～3年內就會明顯上升。大棚溫度過高，還可能引起微生物與根系對根際有機養分的競爭［10］，病原菌數量增加［11］，造成蔬菜產量下降，品質降低。

1.3 缺乏淋溶且灌溉不合理 大棚內土壤很少受降雨的影響，加之蒸發量大，鹽分易在耕作層累積。這是造成大棚土壤次生鹽漬化的一個重要原因。

蔬菜大棚內土壤地勢一般低于棚外，棚內外土壤存在壓力差。設施大棚存在澆灌頻繁、灌溉不均勻現象，導致棚內濕度過大，加重土壤的次生鹽漬化現象，土壤團粒結構受到破壞，滲透性能下降，導致土壤板結，理化性狀變劣;濕度大，溫度高，還會造成土壤中病原菌的大量繁殖，對作物產生不良的影響。

1.4 種植作物單一 大棚作物單一，使得一些硝化菌、銨化菌等有益微生物受到抑制［9］，而對作物有害的微生物、菌類大量發展，土壤微生物和無機成分的自然平衡受到破壞，導致肥料分解過程障礙，土壤病原菌得到發展，使得土壤病害蔓延，影響作物生長。

1.5 設施作物連作 在微生物作用下，作物殘茬在降解過程中可能會產生一些對同一種或同一科作物生長發育不利的物質，或因作物殘體的病原菌積累等原因而成為作物連作障礙中一個重要因子。Wagger等［12］認為，玉米殘茬能阻止后季玉米的早期生長。這與殘茬分解過程中有毒物質有關。

植物在生長過程中會產生根系分泌物。前茬作物的根分泌物能刺激某些有害微生物的生長和繁殖。這些微生物抑制下茬同一類作物的生長，造成連作障礙。賈新民等［13］研究表明，重迎茬大豆根分泌物對大豆根腐病病原菌有增殖作用。

2 蔬菜大棚土壤質量改良對策

2.1 合理施用化肥 首先，要提高對化肥的認識，推廣化肥深施，配方施肥。氮肥造成污染的主要成分是硝酸鹽。童有為等［14］研究表明，土壤的鹽類積聚主要是硝酸鹽積累，而硝酸鹽的還原態——亞硝酸鹽與銨反應生成亞硝銨，是致癌性強的一類化合物，誘癌時間隨日攝入量增多而縮短。人體攝入硝酸鹽的80%來自蔬菜，因而蔬菜中硝酸鹽含量的高低與人類健康關系密切。農業部科技司科研計劃處處長楊雄年介紹，我國化肥的利用率平均只有30%左右。因此，要大力提倡合理施肥，按計劃產量和土壤供肥能力科學計算施肥量，合理配方施肥，由單一施氮肥改為氮磷鉀配施，施用時要少量多次，并且注重對微肥和CO2氣肥的施用。

2.2 增施有機肥 在有機肥分解過程中，細菌、放線菌增殖，抑制病原菌的繁殖，從而減輕病害的發生。同時，根據土壤的類型，選擇施用糞肥種類。施有機肥，改良土壤物理性質，促進土壤微團聚體的形成，降低土壤容重，增加土壤的總孔隙度和毛管孔隙度，增加土壤的入滲率，從而有利于鹽漬土鹽分的淋洗。土壤中的有機質能夠吸附鹽分離子，降低土壤鹽分的活性，起抑鹽的作用。

2.3 采用合理的灌溉方式 對于以硝酸鹽為主的土壤次生鹽漬化土壤，每次灌溉應用低礦化度的水澆足、澆透［15］，使土壤表層中的部分硝酸鹽淋洗稀釋，供根系吸收［16］;若土壤中陰離子以氯離子和硫酸根離子為主，則可以采用滴灌特有的排鹽特性將有害離子排出根群外，避免直接危害作物根系［17］。生產實踐與研究結果證實，水、肥同施有利于提高水肥的利用效率［18］。例如，將肥料溶于灌溉水中，以滴灌的方式隨水施入土壤，不僅可以減少肥料用量，減輕環境負荷，而且可以省工省力，便于實現機械化作業。代國英［19］采用滴灌施肥的方法進行節水、節肥試驗，在番茄減肥2/3、黃瓜減肥1/2的條件下獲得的蔬菜產量與使用常規施肥方法種植相同。

2.4 利用降水淋洗 在一季大棚作物收獲后，棚內土壤中已積累較多鹽分，所以應深翻起垡，拆除塑料薄膜，任雨水入滲，棚外周圍開深溝，讓鹽分隨水排走［15］。若土壤中鹽分較多，則可以灌水排鹽，即將大棚灌水達到稻田狀態，然后排干積水，同時排掉水中溶解的鹽分。另外，Yang等［20－21］用樹脂夾膜收集提取水、土壤中的NO3－-N，可以收到降低土壤中NO3－-N積累的效果。

2.5 避免棚內高溫 將棚溫控制在適合作物生長的溫度范圍內，既有利于作物正常生長，又避免因棚溫過高使土壤中的有機物無機化過程，保持較好的大棚土壤理化性狀。在夏季高溫季節，應在棚頂用遮陽網降溫，用噴灌降溫洗鹽［22］。

2.6 合理輪作［18］根據不同蔬菜作物生長習性和土壤條件，采用合理的輪作方式，提高土壤水分、養分的利用效率。這也是解決土壤、蔬菜硝態氮含量高的重要途徑，如豆科蔬菜與非豆科蔬菜輪作、深根系蔬菜與淺根系蔬菜輪作都是較理想的輪作方式。

2.7 應用土壤改良劑改良 天然沸石、膨潤土都是改良劑。它們對土壤的改良有較明顯的作用。沸石具有保氮固磷的作用，且含有較高的鉀、鈣離子、鎂離子和微量元素，對于調節作物養分平衡具有重要意義。在使用沸石后，土壤全氮、有機質一般提高1% ～5%，有效態養分如堿解氮、有效磷、有效鉀、有效硅均有顯著提高［23－25］。但是，對于交換性Na+含量高的沸石要慎用［26］。粉碎的玉米秸桿不經腐解直接施入蔬菜大棚土壤，可有效地改善大棚連作土壤的理化性質，調節耕層的水肥氣熱環境，緩解大棚土壤障礙［27］。蔬菜大棚土壤施用稻草可以降低土壤鹽分含量，防止土壤鹽分表積，提高土壤有效養分含量，特別是磷、鉀［28］。腐熟鋸末空隙大，有良好的保肥、保水能力，能提供作物生長所必需的水分和氧氣，可以避免連作造成的土壤障礙［29］。

另外，還有以天然沸石為母體的人工配制的調理劑。它添加了作物所需的營養元素和營養協調物質，使其有機結合，達到改良土壤、增加肥效的雙重作用。

2.8 種植洗滌農作物除鹽［16］在一般農作物中，除鹽效果最好的是玉米。據報道，夏季栽種55 d，玉米可以使土壤電導率由2.5 mg/cm降到1.0 mg/cm。

2.9 土壤消毒 由于大棚土壤處于高溫、高濕的環境下，且受作物連作的影響，病原菌多，可采用土壤消毒的方式消除障礙或減輕障礙［15，30－31］。

3 展望

我國蔬菜大棚栽培趨向是高投入、高產出、高效益的規?；彤a業化。隨著我國加入WTO，發達國家制定“綠色壁壘”，不同地區及不同國家對蔬菜產品品質提出的監測標準以及城市居民對蔬菜品質要求在日趨升高，對蔬菜大棚種植條件的要求標準也更加嚴格。因此，許多專家學者除在研究蔬菜大棚栽培條件下存在問題的一般調查和單項技術探索(如設施土壤養分變化、鹽分累積特點、連作障礙因子分析等)方面外，開展對蔬菜大鵬土壤環境質量狀況與演變機理方面的研究，主要有以下方面。

(1)開始建立研究價值高的長期定位試驗點，掌握土壤性質與生產環境條件的動態演變規律以及形成協調、高效和可持續的施肥－土壤－蔬菜品質的系統監控體系。加強對設施土壤質量中微生物區系、微量元素、重金屬污染以及農藥殘留等方面的系統研究，開展有關土壤質量現狀、退化規律、演變機制與調控模式，為設施土壤資源可持續利用提供理論指導和科學依據。

(2)大棚土壤環境質量的演變是一個自然因素和人為因素綜合作用的動態過程。針對我國蔬菜大棚土壤出現的問題，有針對性、地域性地加強設施配套設備及環境優化控制軟件(棚室內水、溫、氣、濕等環境控制設備)開發研究，提高設施環境控制水平，有效防治土壤障礙，為我國設施農業的進一步發展提供堅實的理論基礎。

［1］吳鳳芝，趙鳳艷，劉元英.蔬菜連作障礙原因綜合分析與防治措施［J］.東北農業大學學報，2000，31(3):241 －247.

［2］張玉娟，余揚，張乃明，等.設施環境因子調控技術研究進展［J］.農業系統科學與綜合研究，2003，19(3):180－183.

［3］劉長慶，王德科，王文香，等.不同棚齡大棚土壤養分年度變化特征研究［J］.中國農學通報，2001，17(6):38 －40.

［4］劉玉芝，劉佳瑩.大棚土壤理化性狀綜合分析及改良方法［J］.北方園藝，1996(4):35－36.

［5］劉德，吳鳳芝.哈爾濱市郊蔬菜大棚土壤鹽分狀況及其影響［J］.北方園藝，1998(6):1－3.

［6］賈繼文，李文慶.陳寶成，等.山東省蔬菜大棚土壤養分狀況與施肥現狀的調查研究［C］//“菜園土壤肥力與蔬菜合理施肥”論文集.南京:河海大學出版社，1997:73－76.

［7］陳友等.保護地蔬菜連作土壤調節技術研究鑒定材料［Z］.1996.

［8］程美廷.溫室土壤鹽分積累、鹽害及其防治［J］.土壤肥料，1990(1):1－4.

［9］陳華蔡，樊慶笙.微生物學［M］.北京:中國農業出版社，1995.

［10］張昌愛，畢軍，夏光利，等.大棚土壤的理化狀況和微生物狀況［J］.安徽農業科學，2003，30(2):275 －276.

［11］內海修一.保護地園藝(環境與作物生理)［M］.王志剛，譯.北京:農業出版社，1980:32－58.

［12］WAGGER M G，DENTON H P.連續耕作和輪作對作物產量殘茬覆蓋及土壤水分的影響［J］.國外農學，1992:1233 －1237.

［13］賈新民，姜述君，殷奎德，等.重迎茬條件下大豆根分泌物對根腐病病原菌的影響［J］.黑龍江八一農墾大學學報，1997，9(3):12－15.

［14］童有為，陳淡飛.溫室土壤次生鹽漬化的形成和治理途徑研究［J］.園藝學報，1991，18(2):159 －162.

［15］BERNSTEIN L，FRANCOIS L E，CLARK R A.Interactive effects of salinity and fertility on yields of grains and vegetables［J］.Agro Journal，1974，66:412－421.

［16］施秀珠，奚振邦，朱建萍.上海郊區蔬菜塑料大棚的土壤障礙問題［J］.上海農業科技，1991(2):28－30.

［17］王學軍.日光溫室土壤次生鹽漬化分析［J］.北方園藝，1998(3):12－13.

［18］楊麗娟，張玉龍.保護地蔬菜土壤硝酸鹽積累及其調控措施的研究進展［J］.土壤通報，2001，32(2):66－69.

［19］代國英.關于水分和肥料的協同作用對蔬菜產量和品質影響的研究［D］.沈陽:沈陽農業大學，1998:54－57.

［20］YANG J E，SKOGLEY E O.Diffusion kinetics of multinutrient accumulation by mixed-bed ion-exchange resins［J］.Soil Sci Soc Am J，1992，56:408－414.

［21］SKOGLEY E O，DOBERMANN A.Synthetic ion-exchange resins:Soil and environmental Studies［J］.J Environ Qual，1996，25:13 －24.

［22］吳志行，石海仙，董明光，等.大棚蔬菜連作障礙及土壤次生鹽漬化原因與防止［J］.長江蔬菜，1994(5):21－23.

［23］姜源，周恩湘.沸石改土保肥及增產效果的研究［J］.河北農業大學學報，1993，16(4):48 －52.

［24］吳景貴.天然沸石改良冷漿型水稻土機制的研究［J］.吉林農業大學學報，1997，19(3):23 －25.

［25］孔慶瑞.沸石對提高磷肥利用率研究［J］.鹽堿地利用，1986，10(4):20－22.

［26］張繼宏，顏麗.沸石的增產效果及對土壤淋溶水離子的影響［J］.土壤通報，1994，25(3):123 －125.

［27］宋述堯.玉米秸桿還田對塑料大棚蔬菜連作土壤改良效果研究(初報)［J］.農業工程學報，1993，13(1):135－138.

［28］張春蘭，張耀東，朱建青，等.施用稻草對防治保護地土壤鹽漬化的作用［J］.土壤，1994，76(3):146 －148.

［29］曹曉燕，張寶成，張虹.一種蔬菜保護地土壤調理劑的應用初報［J］.中國生態農業學報，2002，10(2):115－116.

［30］季尚寧.大豆連作障礙的土壤生物學機制研究［D］.哈爾濱:東北農業大學，1998.

［31］許艷麗，韓曉增.大豆重迎茬研究［C］.哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社，1995.