無錫市設(shè)施蔬菜土壤主要理化指標(biāo)現(xiàn)狀分析及綜合改良技術(shù)

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(yè)于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝系，現(xiàn)任無錫市惠山區(qū)農(nóng)林局總園藝師，正高三級。長期從事蔬菜全產(chǎn)業(yè)鏈各項技術(shù)的示范推廣工作，近年來發(fā)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(biāo)準(zhǔn)12部，獲得各類農(nóng)業(yè)技術(shù)成果26項。擔(dān)任中國蔬菜協(xié)會機(jī)械化分會理事、中國園藝學(xué)會長江蔬菜協(xié)會理事、無錫市園藝學(xué)會副理事長，江蘇省農(nóng)業(yè)系列高評委委員、無錫市農(nóng)業(yè)中級職稱評委會委員，江蘇省設(shè)施蔬菜綠色發(fā)展產(chǎn)業(yè)技術(shù)專家組成員。

導(dǎo)讀：近年來，無錫市設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，但設(shè)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(qū) 1080個設(shè)施蔬菜土壤土樣檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，了解了無錫市設(shè)施蔬菜土壤主要理化指標(biāo)現(xiàn)狀，分析存在的問題，并提出了對策。

近年來，無錫市設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，設(shè)施蔬菜高產(chǎn)、高效的特點有利于解決無錫市人多地少的矛盾，是農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的一項重要手段。設(shè)施蔬菜的發(fā)展為無錫市“菜籃子”工程建設(shè)起到了巨大作用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益，但是也帶來了一系列問題，特別是對土壤環(huán)境的影響，使土壤經(jīng)常處于高溫、高濕、高蒸發(fā)、無雨水淋溶的環(huán)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(xué)性狀惡化、連作障礙明顯等一系列問題，影響設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。為了解和改善設(shè)施蔬菜土壤環(huán)境現(xiàn)狀，2016-2018年，無錫市對全市具有代表性的蔬菜產(chǎn)區(qū)土壤開展了主要養(yǎng)分指標(biāo)研究與分析，旨在為進(jìn)一步形成適合無錫市設(shè)施蔬菜生產(chǎn)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(biāo)調(diào)查情況分析

1.1 調(diào)查對象

選擇蔬菜種植面積較大、有代表性的3個市（縣）、區(qū)的土壤數(shù)據(jù)進(jìn)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(qū)1000個土樣。

1.2 設(shè)施蔬菜土壤理化性狀

①pH值 全市設(shè)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(qū)間的樣本為532個，占總樣本的50.2%；在6.6～7.5區(qū)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(biāo)準(zhǔn)，pH值＜5.5的即為強(qiáng)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(shè)施蔬菜土壤屬于強(qiáng)酸性土壤。

②有機(jī)質(zhì)含量 有研究表明，蔬菜作物生長適宜和最適宜土壤有機(jī)質(zhì)含量范圍分別為30～50g/kg和50～70g/kg。根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，全市設(shè)施蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)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%?？梢?，無錫地區(qū)設(shè)施蔬菜土壤有機(jī)質(zhì)含量總體較低，大部分土壤未能達(dá)到蔬菜最適宜生長的有機(jī)質(zhì)含量。

③全氮含量 全市設(shè)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(jù)全國土壤第二次普查地力分級標(biāo)準(zhǔn)，無錫地區(qū)設(shè)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(shè)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(qū)大部分設(shè)施蔬菜土壤中的有效磷含量處于極豐富水平以上狀態(tài)，這一情況帶來了一系列對蔬菜作物生長不利的不良反應(yīng)，磷超標(biāo)、過量后害處疊顯。

⑤速效鉀含量 全市設(shè)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(qū)大部分設(shè)施蔬菜土壤中的速效鉀含量處于極高水平。

2 設(shè)施蔬菜栽培土壤存在問題

①土壤酸化嚴(yán)重 根據(jù)以上對理化指標(biāo)的分析，可以看出，無錫市設(shè)施蔬菜栽培土壤的酸化問題十分嚴(yán)峻。土壤的酸堿度對蔬菜生長至關(guān)重要，大多數(shù)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(yǎng)分的有效性，破壞土壤結(jié)構(gòu)，抑制土壤中微生物的活動，影響蔬菜的生長發(fā)育，進(jìn)而對蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生影響。導(dǎo)致設(shè)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(nóng)戶大量使用酸性肥料或生理性酸性肥料，致使一些強(qiáng)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(shè)施內(nèi)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(dǎo)致土壤pH值降低。

②土壤次生鹽漬化問題 設(shè)施蔬菜的栽培也易導(dǎo)致土壤次生鹽漬化問題頻發(fā)，一是由于設(shè)施內(nèi)長期沒有雨水淋洗，地表的鹽離子無法淋洗到土壤深層，導(dǎo)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(fù)種指數(shù)高，導(dǎo)致土壤鹽濃度不斷提高，土壤中鹽分逐年積累。三是設(shè)施內(nèi)土壤水分蒸發(fā)運動強(qiáng)烈，鹽分離子會隨著土壤水分的蒸發(fā)而向上運動，鹽分表層積累更嚴(yán)重。

③有機(jī)質(zhì)含量低，土壤養(yǎng)分不平衡 設(shè)施蔬菜復(fù)種指數(shù)高，產(chǎn)出量大，需要吸收和消耗的養(yǎng)分多，施肥量大。土壤檢測的結(jié)果表明，無錫地區(qū)設(shè)施土壤耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量低，全氮、有效磷和有效鉀則嚴(yán)重超標(biāo)，主要原因是大量施用化肥所致，菜農(nóng)習(xí)慣重施氮磷鉀復(fù)合肥，而設(shè)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(yǎng)分種類不平衡，導(dǎo)致作物生理缺素和抗逆性降低，病蟲害頻發(fā)。另外，施肥方法不合理也是造成土壤養(yǎng)分不平衡和蔬菜品質(zhì)下降的重要原因。如何合理施用化肥和有機(jī)肥，提高設(shè)施農(nóng)業(yè)的土壤肥力，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效無公害的農(nóng)產(chǎn)品，是當(dāng)前亟需解決的重要問題。

3 設(shè)施蔬菜土壤改良措施

3.1 合理輪作，建立科學(xué)的栽培制度

輪作能避免連作帶來的土壤養(yǎng)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(jù)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(yǎng)分，達(dá)到解決土壤酸化和鹽漬化的問題，又可減少土傳病害的發(fā)生，提高單位面積的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3.2 土壤酸化和連作障礙綜合治理技術(shù)

①使用生石灰調(diào)節(jié)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(diào)整達(dá)到pH值6.5為標(biāo)準(zhǔn)計算調(diào)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(huán)境條件，實施三溝配套、深溝高畦、加深耕作層，要求深度達(dá)到17cm以上。需要注意的是，pH值達(dá)到6以上的田塊不需要調(diào)酸，5年內(nèi)不得再次用生石灰調(diào)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(xiàn)零星死苗、死菜、死秧及黃化現(xiàn)象的輕度連作障礙地塊。生物菌肥和生物菌劑有優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)、抑制病菌、轉(zhuǎn)化肥料、恢復(fù)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(jī)肥混用以促進(jìn)有益生物菌群的生存發(fā)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(yīng)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(xiàn)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(tài)，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(xiàn)象嚴(yán)重的地塊，可同時使用生石灰和秸稈進(jìn)行調(diào)酸。首先檢測土壤pH值，計算調(diào)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(jī)肥和補充生物菌劑

土壤酸度調(diào)節(jié)好之后，必須進(jìn)行平衡施肥，增施有機(jī)肥和補充生物菌劑。首先測定土壤養(yǎng)分含量，確定土壤庫存肥料量；其次根據(jù)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(jī)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(xiàn)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(jī)質(zhì)，也就是用有機(jī)質(zhì)補充作物從土壤中吸收的養(yǎng)分量。

一般土壤有機(jī)質(zhì)年礦化率為3%左右，蔬菜地土壤含有機(jī)質(zhì)必須達(dá)到3%，每667m2土壤質(zhì)量為150000kg，則每667m2每年礦化消耗的有機(jī)質(zhì)為：150000×3%×3%=135kg。一般有機(jī)肥腐殖化系數(shù)28%～38%，平均為30%。達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的商品有機(jī)肥的有機(jī)質(zhì)含量在30%以上，含水量在20%以下。則每667m2每年蔬菜地有機(jī)肥最低使用量（kg）為：[土壤有機(jī)質(zhì)含量 （%）×有機(jī)質(zhì)礦化率 （%）×每667m2土壤的質(zhì)量（kg）] /[有機(jī)肥腐殖化系數(shù)（%）×（1-有機(jī)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(jī)質(zhì)不能達(dá)到一定量，土壤功能同樣退化非常嚴(yán)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(xié)調(diào)功能與保水、保肥能力，每年起碼要施入有機(jī)肥562.5kg/667m2。