設施蔬菜土壤退化問題分析及改良利用技術探討

設施蔬菜栽培在一定程度上克服了傳統蔬菜生產季節性蔬菜短缺問題，實現了蔬菜周年供應。但是，在設施蔬菜栽培中，由于蔬菜種類單一、連作現象普遍以及設施栽培相對封閉的特殊環境，即溫度高、濕度大、不通風、長期缺少雨水淋洗，尤其是部分農民過度追求產量和效益，盲目施肥或過量施肥，導致設施栽培土壤環境逐漸變差，產生諸多土壤退化問題[1-2]，如土壤次生鹽漬化、養分失調、土壤板結、微生物區系失調等。設施土壤退化，嚴重制約了設施蔬菜產業的發展，不僅直接降低蔬菜的產量，而且嚴重影響蔬菜品質。為此，對設施退化土壤進行改良利用探索，是設施農業綠色發展的必然要求。

設施土壤退化問題的原因

設施土壤退化的表象主要是土壤鹽漬化、土壤板結、有機質嚴重不足、氮磷鉀比例失調、菌群失衡及土傳病害嚴重等問題。

設施環境的封閉

設施環境的封閉導致了土壤鹽漬化和土傳病害發生。設施栽培形成的封閉小環境，使得設施內長期處于高溫狀態，致使土壤上層水分迅速蒸發和消耗，由于設施內的水分需要均衡，便促使下層水分和地下水向上移動進行補充，通過這個過程將鹽分隨水帶至表層，由此產生土壤次生鹽漬化現象[3]。另外，在設施環境內，由于缺少降雨對土壤的自然淋溶作用，致使大量礦質肥料殘留在土壤耕層內，導致土壤鹽漬化。再者，根據土傳病害的發生特點，設施內的生態環境可以為土傳病害提供必要的傳播條件。

過量盲目施用化肥

過量盲目施用化肥導致土壤養分失調、土壤板結、生理病害發生。為了提高蔬菜產量，菜農往往存在“施肥越多越增產”的錯誤觀念，因而大量施用化肥，尤其是氮肥施用量較大。如此盲目過量施用化肥不但浪費肥料，而且破壞了土壤結構，同時還降低了肥料利用率，導致土壤鹽漬化嚴重。隨著復混肥料的迅速發展，菜農對復混肥料形成了依賴，連年持續施用同一種或幾種肥料，導致氮磷鉀養分嚴重失衡。土壤缺素，易引發生理性病害，而且還導致蔬菜所需的中微量元素缺乏，從而造成蔬菜生長障礙。

設施農業要求的有機質含量較高，這是因為有機質不但可以改善土壤理化性狀、提高作物品質，而且還能減輕重金屬危害，降低農產品硝酸鹽含量。目前大部分大棚土壤有機質含量偏低。其原因主要施用以家畜糞肥為主的有機肥，這種有機肥有機質含量較低。其次是碳的積累少，有機質的礦化率高。

大水漫灌

大水漫灌導致土壤板結、地下水硝酸鹽超標及土傳病害發生。增加設施內的施肥和灌溉頻率對作物的產量有直接影響。通常情況下，蔬菜施肥大部分采用大水沖肥。由于大量灌水使地下水硝酸鹽含量超標，導致地下水受到污染。由于灌水量大且頻繁，使土壤團粒結構遭到破壞，形成板結層，阻礙了鹽分向土壤深層滲透，從而造成土壤鹽漬化，此外，這種大水漫灌、勤灌還會導致大棚濕度升高，是葉霉病、灰霉病等發生的誘因。

種植制度不合理 土壤連作障礙問題突出

◆根系分泌物在土壤中大量聚積

作物根系的分泌物帶有一定的毒素，同一種作物長期連作會使這種毒素在土壤中大量聚積，導致作物出現黃化、僵苗等現象，嚴重影響作物的正常生長、發育。設施種植的蔬菜主要為幾種經濟效益較高的蔬菜，如番茄、黃瓜、茄子、辣椒等，種類較單一，實行輪作有很大的困難。另外，作物殘體所產生的一些植物毒素，也會導致連作障礙問題嚴重。

◆養分和菌群失衡

連作會造成土壤養分不平衡、阻礙作物生長，在此影響下，需求量大的營養元素得不到及時補充而形成虧缺，導致下茬蔬菜生長發育不良，減產嚴重[4]。而需求量小的營養元素會在土壤中富集，導致鹽類物質聚集。由于連作障礙迫使肥、水、藥的用量加大，會使土壤中有益菌群遭到破壞，導致土傳病害逐漸加重。此外，在肥料施用中，部分菜農常用一些來源不明的有機物質以及大量未經檢測的雞糞，這就加大了土壤重金屬污染的風險。

線蟲侵害

線蟲的發生可使土傳病害加重，主要表現在土壤線蟲可造成植物根系的傷口受到病菌的侵染，從而加重土傳病害發生的嚴重程度。線蟲往往與真菌病害同時發生，比如在棉花生長過程中，棉花枯萎病與土壤線蟲具有密切關系，二者相互作用，使棉花受害嚴重。

設施蔬菜土壤退化改良利用技術

輪作換茬

對于改良利用退化土壤而言，最有效的方法就是輪作換茬，而且這也是最簡便、快捷的途徑，建議大力實施輪作換茬技術。并做到多種作物間輪作，以有效消除連作障礙，其中主要是在不同科屬、根系深淺、需肥高低、水旱作物間進行，這樣可以減少化肥農藥用量，提高蔬菜品質[5]。比如瓜類與蔥姜類輪作、水旱輪作等。

不同的蔬菜對土壤中不同養分的吸收能力和數量也不同，如菠菜、生菜等葉類蔬菜需較多的氮肥；番茄、瓜類、辣椒等果菜類蔬菜需較多的磷肥；山藥、馬鈴薯等根莖類蔬菜需較多的鉀肥。把它們進行輪作，可以使土壤中的不同養分得到充分利用，減少施肥量，降低蔬菜或土壤的污染。有條件的地方，可以推廣玉米和大豆輪作，通過種植豆科作物進行生物固氮，進而提高地力。

采用水肥一體化技術

滴灌施肥可以實現以水調溫、以水調濕、以水調氮，是最精準的水肥管理技術。在番茄定植前，要求施用有機肥45～60 m3/hm2，澆灌時一般定植水用量為450～600 m3/hm2；注意不澆大水，以防大水漫灌導致地溫太低，在栽植后1 個月左右澆水1 次。番茄1 次澆水量240～300 m3/hm2。施肥時一般施大量元素水溶肥112.5 kg/hm2，在番茄進入采收期后灌溉量為225～270 m3/hm2。澆水施肥時應選擇在晴天的上午進行。水肥一體化技術是消除土壤鹽漬化、防止土壤板結的有效技術，可以實現精準施肥、灌水，顯著提高水肥利用效率。

增施高碳生物有機肥及有機質

建議增施含有益微生物1.0 億CFU/g 以上的生物有機肥及有機質含量75% 以上的有機肥，這是根據土壤板結、微生物區系失調的退化問題所要求的，可與農家肥混合作基肥施用[6]。增施生物有機肥，可使水溶鹽含量顯著下降，土壤板結得到有效改善，從而使作物產量、品質明顯提高。

實施秸稈還田技術

推廣秸稈還田技術對土壤微生物活動具有良好的促進作用，可以實現以碳調氮和土壤氮過量問題的解決。可隨基肥施入鍘碎的秸稈 500～12000 kg/hm2，然后正常整地、栽培。秸稈還田技術可有效抵制土傳病害和線蟲、去除鹽漬化，冬春茬和秋冬茬果類蔬菜都可進行秸稈還田，而且冬季可提高土溫1～2 ℃，增產10% 左右。

地膜覆蓋

設施內覆蓋地膜具有提高地溫和降鹽的雙重效果，對作物的生長十分有利。土壤覆蓋地膜之后會使水分的蒸發明顯減少，對于鹽分在土表的聚集具有抑制作用。設施土壤覆蓋黑色地膜降鹽效果極顯著，尤其在春、冬兩季，春季降鹽率可在20% 以上。冬季降鹽率在30% 以上。

設施土壤退化改良利用效益分析

退化土壤采用綜合改良技術實現了經濟效益明顯提升。增產增收效果極其顯著，增產率可達10.5%～22.4%，化肥用量節約30.0%～38.5%，化肥成本節約6750～8700 元/hm2，茄果類蔬菜平均增收22500～60000 元/hm2。土壤改良后，蔬菜農藥殘留、肥料殘留顯著降低，從而有效提高了出口產品合格率，增加了出口創匯。此外，退化土壤采用綜合改良技術的應用優化了肥料結構，將低了化肥對環境的污染，提高了農產品質量，促進綠色農業的發展，有力促進了生態效益和社會效益的提升，有效提高了農產品質量。

總結

土壤是一個非均質、多相、分散和多孔的系統。設施土壤退化問題是多種原因共同作用的結果。設施蔬菜土壤改良方法眾多，需要根據當地實際，認真分析自有設施土壤存在的退化問題，進行精準施策，綜合施治。只有合理將改良技術組合應用，才可取得最佳的改良利用效果。首先要確保使用無病種苗；堅持輪作換茬；推廣秸稈還田；增施高碳生物有機肥；采用水肥一體化技術，可有效解決土壤板結、養分失調、鹽漬化、土傳病害的發生，從而實現退化土壤改良利用的目標。隨著農業科技的發展，土壤質量退化與連作障礙問題必將越來越受到廣泛關注。對此，要積極探索，構建適于不同設施栽培特點的設施土壤質量標準體系，深入開展設施土壤質量退化成因和演變機理的研究，拓展新的調控與改良技術與方法，推進新技術、新方法、新手段在設施農業土壤研究中的應用。