無錫市設施蔬菜土壤主要理化指標現狀分析及綜合改良技術

陸鳴 余漢清 卞曉東 夏倩 張秋萍 路廣

特約欄目主持：余漢清

畢業于南京農業大學園藝系，現任無錫市惠山區農林局總園藝師，正高三級。長期從事蔬菜全產業鏈各項技術的示范推廣工作，近年來發表論文20余篇、出版專著1本，育成新品種2個，擁有專利8項，制定各類標準12部，獲得各類農業技術成果26項。擔任中國蔬菜協會機械化分會理事、中國園藝學會長江蔬菜協會理事、無錫市園藝學會副理事長，江蘇省農業系列高評委委員、無錫市農業中級職稱評委會委員，江蘇省設施蔬菜綠色發展產業技術專家組成員。

導讀：近年來，無錫市設施蔬菜產業快速發展，但設施栽培方式也帶來了一系列問題，本文對無錫市3個市（縣）、區 1080個設施蔬菜土壤土樣檢測數據進行分析，了解了無錫市設施蔬菜土壤主要理化指標現狀，分析存在的問題，并提出了對策。

近年來，無錫市設施蔬菜產業穩步發展，設施蔬菜高產、高效的特點有利于解決無錫市人多地少的矛盾，是農業增效、農民增收的一項重要手段。設施蔬菜的發展為無錫市“菜籃子”工程建設起到了巨大作用，取得了顯著的經濟、社會和生態效益，但是也帶來了一系列問題，特別是對土壤環境的影響，使土壤經常處于高溫、高濕、高蒸發、無雨水淋溶的環境，加上多年連作、肥水管理不合理等因素，容易造成某些土壤理化和生物學性狀惡化、連作障礙明顯等一系列問題，影響設施農業生產的可持續發展。為了解和改善設施蔬菜土壤環境現狀，2016-2018年，無錫市對全市具有代表性的蔬菜產區土壤開展了主要養分指標研究與分析，旨在為進一步形成適合無錫市設施蔬菜生產的施肥體系、確定蔬菜高效施肥方式提供參考。

1 土壤主要理化指標調查情況分析

1.1 調查對象

選擇蔬菜種植面積較大、有代表性的3個市（縣）、區的土壤數據進行比較分析，包括江陰市60個土樣、宜興市20個土樣和惠山區1000個土樣。

1.2 設施蔬菜土壤理化性狀

①pH值 全市設施蔬菜土壤pH值平均為6.02，＜5.5的樣本為361個，占總樣本的34.1%；在5.6～6.5區間的樣本為532個，占總樣本的50.2%；在6.6～7.5區間的樣本為165個，占總樣本的15.5%；大于7.6的樣本為2個，占總樣本的0.2%。按照國家土壤pH值分級標準，pH值＜5.5的即為強酸性土壤，pH值在5.6～6.5的為酸性土壤，由此可見，樣本中超過1/3的設施蔬菜土壤屬于強酸性土壤。

②有機質含量 有研究表明，蔬菜作物生長適宜和最適宜土壤有機質含量范圍分別為30～50g/kg和50～70g/kg。根據檢測數據，全市設施蔬菜土壤有機質含量平均為36.26g/kg，小于30g/kg的有513個，占總樣本的47.5%；在30～50g/kg的樣本有414個，占總樣本的38.3%；在50～70g/kg的樣本有92個，占總樣本的8.5%；大于70g/kg的樣本有61個，占總樣本的5.7%。可見，無錫地區設施蔬菜土壤有機質含量總體較低，大部分土壤未能達到蔬菜最適宜生長的有機質含量。

③全氮含量 全市設施蔬菜土壤全氮含量平均為1.8g/kg，小于0.5g/kg的樣本有4個，占總樣本的0.4%；在 0.50～0.75g/kg的樣本有7個，占總樣本的0.6%；在0.75～1.00g/kg的樣本有28個，占總樣本的2.6%；在1.0～1.5g/kg的樣本有389個，占總樣本的36%；在1.5～2.0g/kg的樣本有315個，占總樣本的29.2%；大于2g/kg的樣本有337個，占總樣本的31.2%。根據全國土壤第二次普查地力分級標準，無錫地區設施蔬菜土壤全氮含量總體處于中上水平。

④有效磷含量 全市設施蔬菜土壤有效磷含量平均為253.9mg/kg，小于5mg/kg的有2個，占總樣本的0.2%；在5～20mg/kg的樣本有19個，占總樣本的1.8%；在20～40mg/kg的樣本有26個，占總樣本的2.4%；大于40mg/kg的樣本有1033個，占總樣本的95.6%。可見，無錫地區大部分設施蔬菜土壤中的有效磷含量處于極豐富水平以上狀態，這一情況帶來了一系列對蔬菜作物生長不利的不良反應，磷超標、過量后害處疊顯。

⑤速效鉀含量 全市設施蔬菜土壤速效鉀含量平均為313.6mg/kg，小于50mg/kg的為0個；在50～100mg/kg的樣本有3個，占總樣本的0.3%；在100～150mg/kg的樣本有46個，占總樣本的4.2%；在150～200mg/kg的樣本有129個，占總樣本的11.9%；大于200mg/kg的樣本有903個，占總樣本的83.6%。由此可見，無錫地區大部分設施蔬菜土壤中的速效鉀含量處于極高水平。

2 設施蔬菜栽培土壤存在問題

①土壤酸化嚴重 根據以上對理化指標的分析，可以看出，無錫市設施蔬菜栽培土壤的酸化問題十分嚴峻。土壤的酸堿度對蔬菜生長至關重要，大多數蔬菜只能在中性或弱酸性的土壤中生長。土壤的偏酸或偏堿都會影響土壤養分的有效性，破壞土壤結構，抑制土壤中微生物的活動，影響蔬菜的生長發育，進而對蔬菜的產量和品質產生影響。導致設施蔬菜種植土壤酸化的原因主要有以下幾個方面：一是化肥施用量大。如氮素化肥的大量使用，易形成大量NO3-，NO3-只有部分被吸收，絕大部分留在土壤中，加上氮肥在硝化作用中釋放出H+，因缺少雨水的淋洗，H+超出土壤的緩沖能力，致使土壤酸化。二是農戶大量使用酸性肥料或生理性酸性肥料，致使一些強酸性陰離子殘留在土壤中，土壤中陰、陽離子失衡，土壤pH值下降。三是由于設施內氧氣濃度較低，土壤含氧量下降，根系及土壤微生物的呼吸作用使CO2累積在土壤中與水形成碳酸，導致土壤pH值降低。

②土壤次生鹽漬化問題 設施蔬菜的栽培也易導致土壤次生鹽漬化問題頻發，一是由于設施內長期沒有雨水淋洗，地表的鹽離子無法淋洗到土壤深層，導致鹽分在地表積累。二是過量施肥，過度施入的肥料殘留在土壤中，加上蔬菜復種指數高，導致土壤鹽濃度不斷提高，土壤中鹽分逐年積累。三是設施內土壤水分蒸發運動強烈，鹽分離子會隨著土壤水分的蒸發而向上運動，鹽分表層積累更嚴重。

③有機質含量低，土壤養分不平衡 設施蔬菜復種指數高，產出量大，需要吸收和消耗的養分多，施肥量大。土壤檢測的結果表明，無錫地區設施土壤耕層土壤有機質含量低，全氮、有效磷和有效鉀則嚴重超標，主要原因是大量施用化肥所致，菜農習慣重施氮磷鉀復合肥，而設施蔬菜對一些微量元素的需求量大，隨著種植年限的增加，造成土壤養分種類不平衡，導致作物生理缺素和抗逆性降低，病蟲害頻發。另外，施肥方法不合理也是造成土壤養分不平衡和蔬菜品質下降的重要原因。如何合理施用化肥和有機肥，提高設施農業的土壤肥力，生產優質高效無公害的農產品，是當前亟需解決的重要問題。

3 設施蔬菜土壤改良措施

3.1 合理輪作，建立科學的栽培制度

輪作能避免連作帶來的土壤養分失衡，能加快土壤體系更新，緩解土壤酸化。水旱輪作、不同旱生蔬菜輪作都是行之有效的輪作栽培制度。可以根據不同蔬菜根系的深淺、吸肥的特點以及根系分泌物的酸堿性等特性，制定合理的蔬菜輪作制度，實行有計劃的輪作換茬，既能吸收土壤中不同的養分，達到解決土壤酸化和鹽漬化的問題，又可減少土傳病害的發生，提高單位面積的產量和品質。

3.2 土壤酸化和連作障礙綜合治理技術

①使用生石灰調節土壤酸度 首先檢測土壤pH值。其次按照pH值每提升0.7～1.0使用100kg/667m2生石灰要求，以調整達到pH值6.5為標準計算調酸的667m2用石灰量，將確定的石灰用量分成2份，分2次撒均勻后翻耕到整個耕作層。同時改善土壤環境條件，實施三溝配套、深溝高畦、加深耕作層，要求深度達到17cm以上。需要注意的是，pH值達到6以上的田塊不需要調酸，5年內不得再次用生石灰調酸，生石灰施用7～10天后方可播種或栽種。

②生物菌肥改良輕度連作障礙土壤 生物菌肥適合改良土壤pH值在5.5以上，蔬菜田塊出現零星死苗、死菜、死秧及黃化現象的輕度連作障礙地塊。生物菌肥和生物菌劑有優化土壤結構、抑制病菌、轉化肥料、恢復土壤活力等多種作用，可作基肥、種肥或者通過水肥一體化的形式連同灌水追肥。使用生物菌肥時，必須與有機肥混用以促進有益生物菌群的生存發育。但生物菌劑的施用不是一勞永逸，必須年年施用，才能凸顯其效果。

③應用莊伯伯（氰氨化鈣）消除中度酸化及連作障礙 莊伯伯適合改良土壤pH值在5.0～5.5，死苗、死菜、死秧及黃化現象較重的地塊。使用莊伯伯消毒土壤，用量40kg/667m2，撒施于土表后，淺土耙耕，使其與表土混合均勻，灑水或灌溉保持土壤濕潤，覆蓋薄膜并保持封閉狀態，15天后種植作物。

④快速消除土壤酸化和重度連作障礙 對于土壤pH≤5，死苗、死菜、死秧及黃化現象嚴重的地塊，可同時使用生石灰和秸稈進行調酸。首先檢測土壤pH值，計算調酸667m2需用石灰量；其次將確定的石灰用量分成2份，一份單獨撒均勻后翻耕到整個耕作層，另一份與300kg/667m2切碎的秸稈一起撒勻后翻耕入土，并耙平；最后淹水封閉土壤、還原土壤電位，灌水并保持至田面以上10cm，封閉保持15～20天。

3.3 平衡施肥，增施有機肥和補充生物菌劑

土壤酸度調節好之后，必須進行平衡施肥，增施有機肥和補充生物菌劑。首先測定土壤養分含量，確定土壤庫存肥料量；其次根據所種蔬菜吸肥特點和需肥量計算用肥量；再次扣除使用有機肥補充的肥料量、扣除土壤庫存量；最后計算所種作物所需的化肥用量，實現平衡施肥、削減多余的肥料用量。為了保持菜地土壤肥力不下降，必須補充種植上季作物所消耗的土壤中的有機質，也就是用有機質補充作物從土壤中吸收的養分量。

一般土壤有機質年礦化率為3%左右，蔬菜地土壤含有機質必須達到3%，每667m2土壤質量為150000kg，則每667m2每年礦化消耗的有機質為：150000×3%×3%=135kg。一般有機肥腐殖化系數28%～38%，平均為30%。達到國家標準的商品有機肥的有機質含量在30%以上，含水量在20%以下。則每667m2每年蔬菜地有機肥最低使用量（kg）為：[土壤有機質含量 （%）×有機質礦化率 （%）×每667m2土壤的質量（kg）] /[有機肥腐殖化系數（%）×（1-有機肥含水量）] =3%×3%×150000÷[30%×（100%-20%）] =562.5kg。

實踐證明，即使土壤中肥料濃度很大，如果有機質不能達到一定量，土壤功能同樣退化非常嚴重。為此，對于檢出的庫存肥料很多的田塊，考慮到土壤依賴性施肥的特點，為保證土壤協調功能與保水、保肥能力，每年起碼要施入有機肥562.5kg/667m2。