水旱輪作對土壤性狀及大棚瓜菜生產的影響

杜葉紅，胡美華*，葉飛華

(1.浙江省種植業管理局，浙江 杭州 310004； 2.湖州市農作物技術推廣站，浙江 湖州 313000)

蔬菜瓜果產業是浙江省農業十大主導產業之一，年產值近600億元，已成為促進農業增效、農民增收的支柱產業，2017年全省蔬菜瓜果設施面積約12萬hm2，呈現穩中有增的良好發展態勢。但由于土地資源限制，作物連作不可避免，而作物連作后，即使在正常的栽培管理條件下，也會出現長勢變弱、病蟲害嚴重、產量降低、品質下降的現象，此即為連作障礙[1-2]。在設施栽培高投入、高產出的集約化生產模式下，種植茬口多，土壤連作障礙、次生鹽漬化等問題也日趨嚴重，成為制約瓜蔬生產可持續發展的重要因子之一[3-4]。

有關研究表明，菜稻水旱輪作可降低土壤鹽分，減少土壤中各種有毒物質積累，減輕土傳病害[5]。近年來，浙江省通過政策扶持引導、科技項目實施，持續推進水旱輪作等新型高效種植模式，各地涌現了大棚茄子—水稻、大棚番茄—水稻、大棚甜瓜—水稻、大棚草莓—水稻等多種菜稻水旱輪作模式。菜稻水旱輪作模式是全省農作制度創新的重點內容，也是技術內容最豐富、覆蓋面最廣的模式之一，全省年推廣應用面積約6.67萬hm2，占全省新型農作制度模式的40%，其中大棚瓜菜水稻輪作面積約1.33萬hm2[6]。通過對浙江省部分大棚瓜菜水稻輪作模式調研，分析比較水旱輪作對土壤性狀及大棚瓜菜生產情況的影響，以期科學評估該種植模式，為進一步推進大棚瓜菜水稻輪作模式在全省的推廣應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 不同種植模式下土壤性狀調查

對水旱輪作與蔬菜連作不同種植模式下生姜、甜瓜、番茄、茄子等作物種植區域0～20 cm耕層土壤進行取樣，測定土樣pH值及全氮、有機質、有效磷、速效鉀等的含量。土壤基本理化性狀委托農業部肥料質量監督檢驗測試中心(杭州)檢測。檢測數據采用Excel軟件進行數據分析和處理。

1.2 不同種植模式下病蟲害發生情況調查

對湖州地區常年種植辣椒和連續5年辣椒—水稻輪作的田塊進行跟蹤調查，分別選擇不同種植模式的4個大棚，每個大棚面積400 m2，種植品種為墨玉5號，7月25日播種，8月20日定植，均按常規進行肥水、病蟲防治管理，分析連作和輪作模式下辣椒根腐病和炭疽病發生情況。

1.3 不同種植模式下瓜菜生產情況調查

對湖州地區不同種植模式的大棚番茄進行調查，分別選擇田間操作道兩邊的2個大棚，其中1個大棚前作為水稻，另1個棚前作為旱生蔬菜，番茄品種為金棚1號，10月22日播種，1月18日定植，每667 m2種植1 480株，其他按常規管理。4月15日開始采收。記錄不同種植模式下單株結果數、平均單果重、前期產量及總產量，并分析比較產值效益差異。

對紹興地區不同種植模式的大棚瓠瓜進行調查，分別選擇田間操作道兩邊的2個大棚，其中1個大棚前作為水稻，另1個棚前作為旱生蔬菜，瓠瓜品種為浙蒲6號，1月20日播種，2月20日定植，每667 m2種植1 200株，其他按常規管理。記錄采收時間、前期產量及總產量，并分析比較產值效益差異。

2 結果與分析

2.1 土壤養分狀況

對平湖、嘉善、蒼南、臨安等地種植不同作物的蔬菜連作與水旱輪作地塊的土壤進行取樣檢測，土壤養分狀況如表1所示。各地不同種植模式下土壤有機質差異并不大，這可能與基地重視有機肥施用有關。水旱輪作模式下，土壤pH值相對較高，尤其是甜瓜和番茄2種作物，輪作模式下土壤pH值比連作模式下分別高0.9和1.06個單位，輪作模式一定程度減少了土壤的酸化。連作蔬菜大棚中土壤的有效磷和速效鉀含量明顯高于水旱輪作大棚土壤中的養分含量，尤其是番茄和茄子2種作物，連作模式下有效磷和速效鉀分別為204.5和191.3 mg·kg-1、275和218.3 mg·kg-1，是輪作模式下的3倍或以上，可見，輪作模式下作物能有效利用土壤中的磷、鉀等養分，提高土壤的養分利用率。

2.2 瓜菜病蟲害發生情況

水旱輪作有利于減輕辣椒根腐病、炭疽病的發生。9月24日調查，菜稻輪作田塊青椒因根腐病平均缺株率4.7%，而蔬菜連作田塊為17.2%，減少12.5個百分點。10月12日調查，蔬菜連作田塊有多個辣椒炭疽病發病中心，平均病果率為2.4%；菜稻輪作田塊未見明顯的發病中心，平均病果率為0.2%。就該地塊而言，水旱輪作后，青椒根腐病、炭疽病明顯減輕。

表1 水旱輪作對土壤養分狀況影響

2.3 大棚瓜菜生產情況

對不同種植模式下番茄生長情況調查發現，水旱輪作后番茄長勢較旺，第1穗果坐果少于菜茬番茄，前期產量有所降低，但后勁足，長勢明顯優于蔬菜連作番茄。表2表明，4月底前的前期產量，水旱輪作番茄667 m2為420 kg，比蔬菜連作番茄的525 kg，減15.8%，但全生育期產量優勢明顯，水旱輪作為4 150 kg，比蔬菜連作的3 680 kg，增12.8%；水旱輪作番茄果形明顯大于蔬菜連作番茄，平均單果重205 g，比連作番茄的172 g，增加19.2%。667 m2產值增940元，增12.8%。

表 2 不同種植模式下大棚番茄產量、果實性狀表現

表3數據可以看出，與蔬菜連作瓠瓜相比，水旱輪作瓠瓜生長快、長勢強、采收期早、產量也較高。水旱輪作瓠瓜始收期為4月15日，比蔬菜連作瓠瓜的4月20日早5 d，4月底前667 m2的前期產量為586 kg，比蔬菜連作的462 kg，增產26.8%，整個生育期，水旱輪作瓠瓜每667 m2產量為3 330 kg，比蔬菜連作的2 980 kg，增產11.7%，按批發價2～2.4元·kg-1折算，667 m2水旱輪作瓠瓜每667 m2產值7 326元，比蔬菜連作瓠瓜的6 556元，增加770元。

表3 不同種植模式下大棚瓠瓜產量、產值表現

3 小結與討論

試驗結果表明，水旱輪作模式可明顯改善蔬菜連作模式的土壤酸化問題，使土壤環境得到有效修復，緩解蔬菜生產中的連作障礙，同時利用水稻來消化土壤殘留肥力，避免肥料大量使用導致的鹽漬化現象，提高肥料利用率，且水旱輪作可明顯減輕瓜菜病害發生，從而降低農藥使用量，提高產品品質，增效明顯。

調研中我們發現，雖然水旱輪作生態優勢明顯，但在實際應用還存在一些制約因素，主要有：一是水旱輪作模式對農田排灌要求高，且與種植蔬菜相比，種植水稻效益偏低，影響了種植戶的積極性；二是適宜棚內操作的小型實用機械少，目前現有的插秧機基本可滿足棚內插秧需求，但普通收割機機型龐大，在大棚內作業難度大，國產的小型收割機械存在動力不足、收割效率偏低等問題，同時，蔬菜生產因為種類多，田間管理程序復雜，目前市場上針對一種或一類蔬菜播種、移栽、采收等環節的新型農機裝備多處于研究推廣階段，或多或少存在一些限制因素。建議繼續加大適宜棚內操作的輕簡農機、設備的引進示范推廣，注重農藝農機融合，提高機械化程度，解決水旱輪作模式推廣應用中勞動力成本高、雇工難等現實性難題，進一步推進該模式的擴大應用。