設施蔬菜土壤障礙問題探析

宋曉 李建芬 陳莉 李夕軍 李瑜玲

摘要?近年來，設施蔬菜生產發展迅速，極大滿足了城鄉人民的蔬菜供應，但是隨著設施蔬菜生產的發展，生產中出現了不同程度的蔬菜土壤障礙問題。分析了設施蔬菜土壤障礙問題形成的原因，闡述了設施蔬菜土壤障礙對蔬菜生產的不利影響，提出了針對設施蔬菜土壤障礙問題的改良及修復技術措施，以期為設施蔬菜生產保持綠色、健康發展提供參考。

關鍵詞?設施蔬菜;土壤;障礙

中圖分類號?S?626文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2020）17-0088-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.17.023

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Analysis of Soil Barriers of Greenhouse Vegetable

SONG Xiao，LI Jianfen，CHEN Li et al

（Shijiazhuang Academy of Agricultural and Forestry Sciences， Shijiazhuang，Hebei 050041）

Abstract?In recent years， the production of greenhouse vegetable has developed rapidly，which has greatly satisfied the vegetable supply of urban and rural people. However，with the development of greenhouse vegetable production，the problem of vegetable soil barrier in different degree appeared.In this paper， the causes of soil barrier of greenhouse vegetables were analyzed，the adverse effects on vegetable production were described，and the technical measures for improvement and restoration of soil barriers of greenhouse vegetable were put forward to maintain the green and healthy development of greenhouse vegetable production.

Key words?Greenhouse vegetable;Soil;Barrier

近年來，設施蔬菜生產發展迅速，大大豐富了城鄉人民的菜籃子，解決了季節性蔬菜供應嚴重短缺的問題，對我國蔬菜供應及滿足人民生活作出了巨大貢獻。由于設施蔬菜生產具有明顯的反季節性，可人為控制蔬菜的上市供應時間，能獲得較高的經濟效益。但隨著我國設施栽培面積逐年擴大，設施生產的產業化、專業化、規模化及蔬菜的生產環境等因素的影響，蔬菜產區不斷出現土壤次生鹽漬化、自毒物質積累、土壤有益菌減少、養分失衡等土壤障礙問題，致使設施蔬菜生產受到了一定的影響，蔬菜產量、品質都有所下降，嚴重制約了設施蔬菜綠色、可持續發展。因此，研究設施蔬菜土壤障礙問題的產生因素，探索設施蔬菜土壤的改良、修復技術，打造蔬菜的綠色生產成了當今設施蔬菜生產領域的重大課題。

1?設施蔬菜土壤障礙問題發生的成因

1.1?土壤次生鹽漬化

設施蔬菜生產中存在盲目施肥現象，大量的肥料不能被蔬菜完全吸收而殘留在土壤中，這是設施蔬菜土壤鹽漬化的主要原因。不合理灌溉也是土壤鹽漬化的一個原因，不合理灌水和灌水次數頻繁，引起地下水位進一步上升，鹽分隨毛細管上升到土壤表層，水分蒸發使鹽分積累下來，造成土壤次生鹽漬化。設施蔬菜生產環境是土壤鹽漬化的另一個原因，設施菜地環境相對封閉，長期沒有雨水淋洗土壤，使得肥料不能隨水淋溶，富集在土壤耕作表層;同時設施內溫度高，作物生長旺盛，土壤水分蒸發量大，使土壤深層的鹽分隨水上升到表層的速度加快，更加重了表層土的鹽分含量積聚，使土壤表層鹽化加重;加上作物對鹽基養分的選擇性吸收，導致土壤pH、陽離子交換量顯著降低，土壤耕層的可溶性鹽含量和硝酸鹽含量累積，土壤鹽漬化加重;棚室內深耕受局限，耕作層變淺，形成犁底層，鹽分容易積聚在耕作層難以下滲，使表層土壤鹽分逐年提高[1]。

1.2?作物自毒物質積累

自毒作用是某些作物可通過地上部淋溶、根系分泌和作物殘茬、落葉腐解等途徑釋放一些物質，對同茬或下茬同種或同科植物生長發育產生抑制、毒害作用。蔬菜連作條件下，大多數蔬菜分泌物對同種或同科植物生長有抑制作用，根系分泌物連同植物殘體腐解分泌的化感物質通過分泌、淋溶、揮發釋放到環境中，逐年積累后會產生毒害作用，通過根系分泌物的種類及數量間接對同種或同科植物的生長代謝產生障礙，這些物質通過影響離子吸收、水分吸收、光合作用等多種途徑影響植物生長，影響蔬菜對營養的吸收和體內不同生理活動，最終導致了自毒作用的發生，致使蔬菜生長發育不良[2]。

1.3?土壤有害菌積累，有益菌減少

隨著設施生產的專業化、區域化發展，連作普遍存在，由于栽培作物種類單一，形成了特殊的土壤環境，土壤的微生物區系及微生物種類、種群發生了很大變化，改變了土壤微生態平衡，減弱和抑制了土壤固氮菌、根瘤菌、光合菌、放線菌等有益微生物和生物酶的功能發揮，土壤微生物和無機成分的自然平衡受到破壞，導致了肥料分解過程的障礙，致使土壤病菌蔓延。特別是保護地蔬菜復種指數最高，一年四季種植，病蟲害源不斷積累，導致土傳病害發生嚴重，很多新病原菌導致的病害不斷發生，土壤有益微生物群落遭到破壞，土壤對有害微生物抑制能力下降，使得土壤中有害微生物增多，有益微生物減少，加重了土壤病原菌的猖獗。

1.4?土壤養分失衡

不同作物對養分需求存在一定差異，蔬菜連作影響土壤養分的分配和平衡，會導致土壤某些營養元素的虧缺，從而影響作物生長。生產中菜農偏愛施氮、磷、鉀等大量元素肥料，對微肥及炭肥重視不夠，而每一種作物都有其獨特的需肥規律，對所需養分吸收具有選擇性，常年連續種植同一種作物，會造成土壤中氮磷鉀比例失調，土壤中氮、磷過剩，大量元素與中微量元素比例失調，鈣、鎂、硫、硼、鐵、鋅等中微量元素不足，需要的營養元素連年消耗得不到補充，土壤內養分失去平衡，導致土壤營養元素拮抗，影響蔬菜對某些元素的吸收，容易出現缺素癥狀，從而影響作物生長，致使作物產量和品質下降。其次，各種蔬菜根系分布有深有淺，年年連作，同種作物根系吸收范圍較為固定，造成營養缺乏。長此以往，造成了土壤有機質被大量消耗，土壤養分嚴重失衡，從而影響了蔬菜的正常生產[3]。

2?土壤障礙問題對設施蔬菜生產的影響

2.1?土壤次生鹽漬化對設施蔬菜土壤的影響

土壤鹽漬化達到一定程度時，造成土壤濃度增加，土壤的滲透壓高于植物細胞，蔬菜根系的吸水、吸肥能力減弱，造成作物根系吸收障礙，導致出苗不齊，植物生長發育不良，嚴重時根系細胞因大量失水而死亡。

土壤中鹽分積累會影響土壤微生物活性，抑制土壤微生物活動，影響土壤養分的有效轉化，影響土壤對作物養分的供應，影響微生物的生存環境，使土壤結構變差，土壤中微生物種群多樣性和功能遭到破壞，致使作物生長不良，產量、品質下降，甚至出現營養障礙和死亡。

2.2?自毒物質對蔬菜生產的影響

連續多年在同一地塊上種植同種或同科作物，作物根系分泌物和殘留物基本相同，病原生物在土壤中積累過多，勢必引起自毒作用日益明顯，連作時間越長，障礙越嚴重，導致土壤成為有病土壤。目前，被發現自毒物質較強的蔬菜有番茄、辣椒、茄子、黃瓜等，研究發現這些蔬菜的地上部分和地下部分均有自毒物質，包括苯甲酸、肉桂酸、水楊酸等10多種[4]。

2.3?土壤有益菌減少對蔬菜的影響

設施蔬菜生產連年生產，致使土壤有益菌減少，土壤微生物減少，酶活性降低，破壞了土壤微生物的生態平衡，助長了土壤致病菌的繁殖生長。由于致病菌的常年累積，一旦嗜好寄主出現，就會發生嚴重的病蟲害，如蔬菜的枯萎病、根腐病、根結線蟲，一旦發病很難根治。

2.4?土壤養分失衡對蔬菜的影響

蔬菜不僅需要大量的氮、磷、鉀，還需要吸收鈣、鎂、硫、鐵、硼、鋅等中微量元素，土壤養分失衡影響蔬菜對養分的吸收，影響蔬菜的生長發育，導致蔬菜的抗病蟲害和抗逆能力降低，出現不同程度的缺素癥。缺鈣時，番茄果實出現臍腐病;黃瓜葉片內卷，瓜條褐色心腐;大白菜出現干燒心;芹菜葉柄出現壞死斑。缺鎂時，蔬菜由中下部葉片向上葉脈間變淡綠，最后全株變黃，番茄葉片卷曲;黃瓜的中部葉片葉緣形成綠環;茄子果實膨大期果實周圍葉片脈間變黃。缺硫時，蔬菜頂部葉片失綠和黃化，植株較矮，葉片細小，開花遲、結果少，番茄葉片由上至下黃化，容易出現紫紅色;甘藍生育期推遲，新葉呈紫紅色。缺硼時，蔬菜頂端生長受到抑制，莖呈木栓狀龜裂，葉片暗綠，花粉畸形，花期延長，番茄落花落果，果實表皮木栓化，有銹色斑，容易裂果;黃瓜果皮出現縱裂紋，瓜心變褐色;茄子出現紫花，果皮變成褐色、凹陷。缺鐵時，蔬菜上部的葉片葉脈間失綠黃化，嚴重時變黃、發白，逐漸失去綠色。缺鋅時，蔬菜葉柄后卷，葉片失綠，葉小簇生，番茄葉片失綠黃化，有不正常皺縮，葉片逐漸壞死;黃瓜嫩葉芽狀叢生，生長受到抑制;菠菜葉肉褪綠變黃，葉脈間變白壞死[5]。

3?設施蔬菜土壤障礙改良及修復技術措施

3.1?蔬菜輪作、間作和套種

輪作是目前應用較廣泛的一種防治連作障礙的方法，輪作、間作和套種能顯著改善土壤中微生物總量和細菌數量，豐富微生物多樣性，降低真菌數量，使土壤微生態環境得到極大改善。設施蔬菜種類繁多，選擇適宜本地環境資源、設施類型的生產品種，進行科學合理輪作、間作和套種，有助于減輕連作障礙，提升土壤質量。

3.1.1?將感病的寄主作物與非寄主作物或抗性品種輪作。這樣做可以切斷病害的生長環境。如茄子與葉菜類、瓜類、豆類蔬菜輪作，能使病蟲失去寄主或改變其生活條件，達到減輕或消滅病蟲害的目的，棉花和茄科植物如馬鈴薯、茄子輪作，病害會越來越重，因為它們都是輪枝菌的寄主。因此，合理輪作，可有效預防連作對蔬菜引起的病蟲害。

3.1.2?利用蔬菜的根系分泌物具備殺滅某些有害病原菌的特性，進行間作套種。這樣做可減少病害的發生，緩解連作障礙。如采用大蒜、香蔥、芹菜、茼蒿與主栽蔬菜進行間作或套種，可以明顯降低病蟲害的發病率和病情指數，顯著提高蔬菜產量和品質;重癥田改種耐病的辣椒、蔥、大蒜;大蒜與瓜類輪作可顯著減輕連作造成的瓜類枯萎病害;胡蘿卜、洋蔥、大蒜等根系分泌物可抑制馬鈴薯晚疫病發生。可見，合理的輪作和間作、套種對改善土壤微生物群落結構作用明顯，可減少病原真菌數量，優化土壤微生物區系結構和土壤理化性狀，提高土壤中有效養分含量，使土壤環境有利于作物生長。

3.1.3?根據不同作物吸收養分不同及根系深淺不同進行間作、套種。這樣做可以充分利用不同土壤層次、不同養分。如在水源充足的地區，將深根性豆類、瓜類、茄果類同淺根性的葉菜類、蔥蒜類等進行輪作，既可充分利用土壤中所含的不同類型養分和不同土層中的養分，又可以逐漸改善肥力，減少病菌和有害物質的積累為害;將需要不同養分的蔬菜品種合理輪作，如將需氮較多的葉菜類、需磷較多的果菜類和需鉀較多的莖菜類進行輪作，以吸收土壤中的不同養分;在北方的7—8月設施空閑期間，可種植一些根系深、生長迅速、生物量大如甜玉米、青貯玉米，能有效改善土壤的理化性質和生物結構，防除土壤鹽分的積累[6]。

3.1.4?推廣應用水旱輪作。水旱輪作既可有效補償地下水，洗脫土壤表層鹽分，緩沖土壤酸堿度，又能殺死線蟲、蠐螬、地老虎等地下害蟲，消滅或減少病菌在土壤中的數量，增加細菌、放線菌、固氮菌的數量，改善土壤的微生物環境和理化性質，促進土壤有機質的累積和養分轉化、循環，是目前最環保、最有效的設施菜地質量修復提升技術。

3.1.5?選擇親緣關系較遠，生長習性差別較大的作物進行輪作。如茄果類-瓜類-豆類、蔬菜-玉米、茄果類-大蒜。

3.1.6?注意輪作時間。一般蔬菜輪作要根據蔬菜的病蟲害發生情況、耐連茬程度以及對土壤肥力的需求等因素確定。番茄、茄子、黃瓜、西瓜、甜瓜屬于最不耐連茬的，一般要輪作3～4茬;菜豆、豇豆、大白菜、蔥、大蒜屬于不宜連茬的，一般要輪作2～3茬。

3.2?嫁接栽培

嫁接換根是提高蔬菜對土傳病害和非生物逆境抗性的有效手段。嫁接可通過改善植株根系吸收特性，改變內源激素含量，增強植株光合能力，提高保護酶活性等使蔬菜嫁接苗抗病增產。如用黑籽南瓜嫁接的黃瓜可有效防治黃瓜的枯萎病、根腐病、根結線蟲等土傳病害，推遲霜霉病的發生期，還可有效降低植株根際土壤電導率，減輕次生鹽漬化危害，提高蔬菜的耐鹽性，顯著提高蔬菜根際土壤微生物數量及活性，另外嫁接苗莖葉粗大，可有效吸收、輸送養分，有利于產量的提高;用番茄做砧木嫁接茄子，基本上可以控制黃萎病的發生[7]。

3.3?大棚土壤滅菌消毒

土壤消毒是克服蔬菜連作障礙的重要措施之一，可從源頭控制病蟲害的發生，為下茬蔬菜的生產創造良好的條件，山東壽光設施生產中的土壤消毒技術很值得借鑒。方法一：微生物菌劑與有機肥悶棚法。將前茬蔬菜秸稈清理干凈后，1 hm2將復合微生物菌劑300 kg與麩皮混合物2 250 kg、有機肥15 000 kg混合后均勻撒施到土壤中，深翻整地，做成3 m的畦，灌水使土壤濕度達到飽和，密閉棚室，升溫悶棚，15～28 d后揭膜晾棚，再進行定植，因悶棚也將有益菌殺死，因此定植前隨水沖施菌肥300 L/hm2，緩苗時沖施菌肥15 L/hm2，之后再正常使用水溶肥。方法二：化學消毒——石灰氮消毒法。在夏季高溫休棚時，1 hm2施用雞糞、牛糞150 m3、石灰氮750～1 500 kg，也可配合7 500～15 000 kg粉碎的麥秸或玉米秸施用，深翻2～3遍，深度30 cm左右，平整做畦，用地膜封嚴，畦間灌水，澆足澆透，密閉棚室，高溫悶棚15～20 d，結束后揭膜通風、晾曬。也可采用日光消毒的方式在夏季休茬期撤掉棚膜，深翻土壤，利用紫外線消毒，在冬季撤膜后采用低溫消毒，深翻土壤，利用冬季的低溫凍死病蟲及蟲卵[8]。

3.4?增施生物有機肥及微生物菌劑

3.4.1?增施生物有機肥。生物有機肥是以特定功能微生物與動植物殘體為來源，經過無害化處理腐熟的有機物料復合形成的兼具微生物肥料和有機肥效應的肥料，含有很多有益微生物。增施生物有機肥可以促進土壤中有益菌的存活，為土壤補充豐富的有機質及養分，增強土壤肥力，為蔬菜根系、莖葉生長創造一個溫度、濕度適宜和肥料齊全的優良環境，使耕層土壤水、肥、氣、熱、菌等因素得到協調統一，以促進作物生長，提高蔬菜的產量和品質。有研究表明，長期使用生物有機肥，土壤肥力明顯提高，土壤有機質等各項指標有明顯提升，并隨著生物有機肥的增加而增加，有益微生物菌具有固氮、解磷、解鉀和根際促生功能，與有機肥交互作用明顯，可提高肥料利用率，還能改善土壤理化性狀，提高土壤酶活性，降解土壤中化肥、農藥、重金屬和其他污染物的殘留，提高作物抗病能力，增加產量和改善品質[9]。

3.4.2?增施微生物菌劑。微生物菌劑的有益菌群能增加土壤中的有益微生物活性，增加植物根際微生物群體，恢復根際微生態平衡，加速土壤營養元素循環，促進土壤中難溶性養分的溶解和釋放，固氮、解磷、解鉀，提高肥料利用率;微生物可分解有機質并形成腐殖質，有效增加土壤養分含量，發揮土壤潛在肥力，還可分泌生長激素，調節作物生長[10]。

微生物菌劑的益生菌群可改善土壤微生物數量、密度，優化植物根際微生物群落結構，提升植物根際微生態抗性，提高作物抗病能力，減少和抑制有害病原菌，分解連作產生的有害物質，與特定病原菌競爭營養和空間，避免作物根系感染病害，有效防控植物根腐病、枯萎病及根結線蟲，減少重茬病發生，使作物健康生長[11]。微生物菌劑通過微生物的生命活動，改善土壤理化性狀，降低土壤容重，促進土壤團粒結構的離子交換頻率，從而改善土壤結構，活化土壤。

3.5?合理灌水和施肥

過量施用化肥是設施土壤鹽漬化產生的重要誘因，合理的水肥措施是解決設施土壤鹽漬化的重要手段。合理的灌溉措施可以調控土壤鹽分含量，應用溝灌、滴灌、膜下灌的方式，在作物生長期采用小水勤澆，既可滿足作物生長對水分的需求，又可減少灌水量和灌水次數，從而保證土壤團粒結構不被破壞，延緩耕作層鹽漬化速度。不同作物對土壤濕度要求不同，如黃瓜根系較淺且喜濕潤土壤，適當增加灌水量和灌水次數;番茄、西瓜等耐旱性較強，盡量少澆水。作物不同生育期需水量也不相同，苗期要求土壤濕度較高，生長期要控制水分以蹲苗促根，結果期對喜濕蔬菜要勤澆水。設施土壤無法獲得充分的雨水淋溶，夏季蔬菜換茬間隙，可撤掉棚膜或進行大水漫灌，使土壤表層鹽分隨著雨水或灌溉水流失或淋溶到土壤深層，可有效減輕耕層土壤的鹽漬化程度[12]。

在生產中應打破傳統施肥觀念，科學合理施肥。根據蔬菜產量水平、土壤養分測定結果及蔬菜的需肥規律，進行配方施肥、合理施肥、精準施肥，滿足蔬菜生長期的需要，水肥一體化技術能夠極大提高有限水、肥資源的利用率。

參考文獻

[1] 吳玉娥，姚懷蓮，林惠蓮，等.設施蔬菜作物連作障礙研究進展[J].中國園藝文摘，2013（3）：46-48.

[2] 王治林，喬俊卿，劉郵洲.蘇北地區設施栽培茄果類蔬菜連作障礙成因分析及防治措施[J].江蘇農業科學，2012，40（2）：127-129.

[3] 金圣愛，李俊良.設施菜地退化土壤修復技術[M].北京：中國農業出版社，2017.

[4] 趙尊練，楊廣君，鞏振輝，等.克服蔬菜作物連作障礙問題之研究進展[J].中國農學通報，2007，23（12）：278-282.

[5] 李博文.蔬菜安全高效施肥[M].北京：中國農業出版社， 2014.

[6] 習慧梅.溫室大棚設施菜地土壤改良技術[J].農村實用技術，2016（3）：28-31.

[7] 趙利坤，張英.作物連作障礙的影響因素及防治對策[J].黑龍江農業科學，2013（12）：18-20.

[8] 趙志偉，劉天英，李光聚，等.壽光蔬菜（一） 壽光市日光溫室土壤消毒技術[J].中國蔬菜，2018（8）：88-91.

[9] 文方芳，金強，王勝濤，等.新建設施菜田土壤培肥措施研究進展[J].中國農技推廣，2012（3）：54-56.

[10] 梅沛沛，袁亞欽，朱曉天，等.大棚番茄連作障礙的生物學防治探討[J].河南農業，2015（24）：43-45.

[11] 姜若勇，余翔，吳紹軍，等.宿遷地區設施蔬菜連作障礙綜合防控的做法和效果[J].中國蔬菜，2019（1）：89-91.

[12] 郭月.設施農業土壤質量退化問題及改良對策[J].現代農業科技，2017（17）：188，191.