连云港市设施蔬菜施肥与土壤养分状况分析

王蓉，王礼焦，孙潇潇

（连云港市耕地质量保护站，江苏连云港222003）

连云港市设施蔬菜施肥与土壤养分状况分析

王蓉，王礼焦，孙潇潇

（连云港市耕地质量保护站，江苏连云港222003）

连云港市施肥情况调查结果表明，大多数大棚土壤实行高氮、极高磷和高钾的施肥模式，致使养分投入不平衡。分析结果显示，连云港市设施栽培土壤pH值逐年降低，平均由7.55降低到7.22，土壤养分比第二次土壤普查时大幅增加：有机质增加12.86 g/kg，全氮增加0.28 g/kg，速效氮增加121.35 mg/kg，有效磷增加2.05 mg/kg，速效钾增加99.81 mg/kg，缓效钾增加152.12 mg/kg，且各养分的增加与棚龄呈极显著相关性。土壤养分的迅速增加，说明设施栽培下施肥量过大而未被作物吸收，积累在土壤中。养分的过分积累，使部分设施出现了盐渍化、酸化等问题，土壤结构被破坏，养分含量失衡，微生物群落结构改变，种植障碍不断发生。

设施蔬菜；施肥；棚龄；土壤养分；连云港市

随着人民生活水平的提高，对蔬菜的需求量也越来越大，设施蔬菜面积迅猛增加[1]。1981年全国设施蔬菜栽培面积不足0.72万hm2，至1998年全国设施蔬菜栽培面积已经突破144.4万hm2[2-3]，到2014年全国蔬菜种植面积达到2128.9万hm2。其中，设施蔬菜面积386.2万hm2[4]，是1981年的536倍。据专家测算，目前我国的设施栽培面积尚不到适宜推广面积的1/3，在未来10 a内还将有一个大的发展[5]。截至2014年底，连云港市设施蔬菜栽培面积达到7.17万hm2，包括大、中、小型塑料棚、遮阳网、温室以及无土栽培和植物工厂化生产等，其中，日光温室和塑料大棚蔬菜面积最大，达到6.8万hm2左右。设施蔬菜具有特殊的栽培环境条件，在半封闭半敞开的条件下，有独特的水、肥、气、热环境，形成了具有保护地设施菜地特色的土壤养分特点[6]。设施栽培面积的迅速发展，不仅克服了反季节生产的困难[7]，解决了城市居民的“菜篮子”问题，而且也为农民找到一条科技致富的门路[8]。但是随着设施应用年限的延长、设施农业的配套技术滞后以及设施内局部小环境与大田耕作环境存在明显差异，蔬菜的生长环境、施肥技术等发生根本性变化，在施肥上出现了超量和偏施、滥施等普遍性问题，致使设施内的土壤理化性状和营养平衡遭到破坏，连作障碍加剧，不仅导致蔬菜各种生理病害及土传病害大量发生，而且造成生产成本增加、蔬菜增产降质或产低质劣，生产效益下降[9]。

为了确保连云港市设施蔬菜栽培健康发展，笔者对连云港市设施蔬菜施肥与土壤养分状况进行了调查分析，并提出了相应的改善措施。

1 材料和方法

1.1 设施蔬菜施肥状况调查

为了了解连云港市设施蔬菜栽培的施肥状况，2014年在东海县、灌云县、灌南县以及赣榆和海州区的10个乡镇20个村共250个农户的500个设施棚室，按照设施建设年限为1～2，3～4，5～6，7～8，9～10 a等5个阶段，每个阶段随机抽取100个棚室进行调查。

1.2 土壤养分含量分析

1.2.1 土壤样品采集及处理方法采样时间在4—9月的晾棚期，采样点参考县级土壤图和设施蔬菜分布情况进行确定，每一个设施采集一个土样，土壤采样深度为0～20 cm，每一个代表土样由10～15个样点按照随机、等量和多点混合的原则，采用“S”形布点采样混合而成。土样自然风干后研磨过筛并充分混匀后，利用土壤粉碎机进行粉碎后过2 mm孔径筛，备用。

1.2.2 土壤样品测定方法土壤有机质测定采用重铬酸钾滴定法；土壤pH值测定采用1∶2.5水液体悬液电位测定法；有效磷测定采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法；速效钾测定采用1mol/LNH4OAc浸提-火焰光度比色法[10]。

1.3 土壤养分分级标准

土壤养分分级标准主要针对有机质、全氮、有效磷、速效钾和缓效钾、速效氮含量的丰富指标进行分级。据全国第二次土壤普查及有关标准，将土壤养分含量分为6个级别（表1）：一级为极丰富，二级为丰富，三级为中等，四级为缺乏，五级为很缺乏，六级为极其缺乏[11]。

表1 全国土壤养分分级标准

2 结果与分析

2.1 设施栽培蔬菜施肥现状

2.1.1 施肥量普遍偏大对250个农户500个设施棚室调查的结果显示，连云港市设施蔬菜施肥量普遍偏大，平均达到过磷酸钙（16%）3 750 kg/hm2，磷酸二铵（N 18%，P2O546%）3 750 kg/hm2，尿素3 750 kg/hm2，复合肥（N 15%，P2O515%，K2O 15%）1 500 kg/hm2，硫酸钾1 200 kg/hm2，按实际纯养分折算分别为：N 2 650 kg/hm2，P2O52 550 kg/hm2，K2O 873 kg/hm2。主要施用的肥料品种为尿素、复合肥、磷酸二铵、硫酸钾、鸡粪、厩肥等，其中，复合肥和磷酸二铵占化肥用量的68%以上。例如浦南镇草舍村番茄部分设施栽培，在大量施用有机肥料（氮磷钾养分总投入量约200 kg/hm2）的基础上，平均化肥施用量为：N 2 785 kg/hm2，P2O52 460 kg/hm2，K2O 930 kg/hm2，平均产量为224 250 kg/hm2，折合每生产1 000 kg所使用纯养分分别为纯氮12.42 kg，P2O510.97 kg，K2O4.15 kg。而根据连云港市多年番茄单因子试验分析，每生产1 000 kg番茄需纯氮3.85 kg，P2O51.2 kg，K2O 4.4 kg，由此得出，在施足有机肥料的前提下，番茄目标产量确定在300 000 kg/hm2的情况下，推荐的最佳化肥用量为：N1 155 kg/hm2，P2O5360 kg/hm2，K2O 1 320 kg/hm2。由此看出，实际化肥用量却远远超过目标产量所推荐的施肥量，土壤氮磷养分积累明显。根据近年来辣椒、茄子及黄瓜3类设施栽培蔬菜的产量水平和每生产1 000 kg产量的平均吸肥量分析结果看（土壤养分的校正系数法[12]），连云港市设施栽培土壤中氮磷钾均出现施用过剩，氮平均盈余2 171.90 kg/hm2、磷2 456.27 kg/hm2、钾699.11 kg/hm2。

2.1.2 养分投入比例不合理所谓氮、磷、钾养分比例失衡指所施肥料中氮、磷、钾养分比例不适合作物要求，也未能起调节土壤养分状况的作用，而造成的比例失衡现象[13]。正是因为土壤中养分比例不平衡难以满足作物的需要，所以才需要通过合理施肥来协调养分比例，使之达到相对平衡，满足作物营养需求，进而达到高产、优质、高效的目的。例如黄瓜是一种高产蔬菜，结瓜期长，需长期满足生长发育需要的营养，生产1000kg黄瓜需要纯氮2.6kg，P2O51.5kg，K2O3.5kg，施肥比例为1∶0.58∶1.35，产量按75～105 t/hm2需纯氮195～273 kg/hm2，P2O5112.5～168.75kg/hm2，K2O262.5～367.5kg/hm2。而从连云港市黄瓜设施栽培的调查结果看，在平均产量为82.7t/hm2的情况下，施肥量平均为N2240kg/hm2，P2O52 330 kg/hm2，K2O 672 kg/hm2，施肥比例1∶1.05∶0.3，分别是目标产量所推荐施肥量215.02，124.05，289.45kg/hm2的11.42倍、19.72倍和3.32倍，形成了极高氮、极高磷和高钾的施肥模式，养分投入极不平衡，不仅造成资源的极大浪费，同时加剧了农业面源污染。

2.1.3 施肥方法和肥料品种选择不合理调查结果显示，连云港市设施蔬菜生产上施肥品种和方法存在不合理现象，一是选择施用挥发性较强的氮肥，部分菜农在设施栽培过程中施用挥发性较强的碳酸氢铵，氨气挥发造成氮素损失，而且浓度过高易烧伤作物叶片；二是复合肥与单质肥施用比例失调，分别为N 56.3∶43.7；P2O573.3∶26.7；K2O 70.6∶29.4。特别是复合肥料（N 15%，P2O515%，K2O15%）和磷酸二铵用量过多。另外，复合肥作追肥的比例达到70%左右，造成了盲目施肥和磷钾资源的浪费；三是以随水追肥方式为主，在大量施用氮肥的情况下，氨态氮肥部分被土壤胶体吸附，但大量的铵离子迅速氧化成硝态氮而随水下移淋失，造成养分损失，且污染环境。肥料增产效果下降，化肥利用率极低，产投比不高，生态环境遭到破坏[14]。

2.2 不同棚龄设施内耕层养分变化

为探讨不同设施种植年限土壤状况，调查分析了不同棚龄的土壤养分情况，结果表明，设施土壤各种养分含量均随着种植年限的增加而提高，与设施蔬菜栽培属于高投入高产出，施肥量普遍高于大田粮食作物有关。

2.2.1 pH值pH值变化幅度在4.75～8.58，平均为7.39。从表2可以看出，随着棚龄的增加，pH值呈下降趋势，但下降不明显。另外，pH值的大小与区域有关，沿海地区偏高，以灌南县最高，平均达到8.2，东海县最低，平均为6.87。pH值的下降应与土壤环境局部变化、施肥品种及数量有关，pH值的小幅下降有利于农业生产，但这也证明了设施土壤有酸化的趋势。

表2 各县区不同棚龄土壤pH值变化

2.2.2 有机质由图1可知，连云港市设施大棚中土壤有机质含量平均为26.18 g/kg，变化幅度在9.83～64.35 g/kg，较1980—1986年第二次土壤普查时的13.32 g/kg增加了12.86 g/kg，增幅达96.55%。随着棚龄的增加而呈上升趋势，棚龄与有机质含量之间呈极显著相关性（r＝0.761 78，n＝499）。

1～2 a平均为18.19 g/kg，9～10 a则达到了35.25 g/kg，年均递增1.71 g/kg。在调查的500个设施棚室中，根据全国土壤养分分级标准（表1），土壤有机质在三级（20～30 g/kg）以上的占77.6%，其中，大于40 g/kg的棚室有23个，占调查数的4.6%，30～40 g/kg的棚室有98个，20～30 g/kg的棚室有267个，10～20 g/kg的棚室有111个，小于10 g/kg的1个。

2.2.3 全氮全市设施大棚中土壤全氮含量平均为1.25 g/kg，变化幅度在0.499～2.65 g/kg，较第二次土壤普查时的0.97 g/kg增加了0.28 g/kg，增幅为28.87%。从图2可以看出，全氮含量随着棚龄的增加而上升，1～2 a平均为1.02 g/kg，9～10 a达到了1.52 g/kg，年均递增0.05 g/kg，棚龄与全氮含量之间呈极显著相关性（r＝0.356 045，n＝499）。

在调查的500个设施棚室中，全氮含量在全国土壤分级标准三级（1～1.5 g/kg）以上的有374个，占74.8%，其中，大于2 g/kg的有5个，占1%，1.5～2 g/kg的有85个，占1%，1～1.5 g/kg的有284个，占56.8%。

2.2.4 速效氮由图3可知，全市设施大棚土壤中速效氮含量平均205.09mg/kg，变化幅度在128.5～264.18 mg/kg，较第二次土壤普查时的83.74 mg/kg增加了121.35 mg/kg，增幅达144.91%。较露地的165.67 mg/kg增加39.42 mg/kg。棚龄与速效氮含量之间呈极显著相关性（r＝0.664 048，n＝499）。

所调查的500个设施棚室土壤的速效氮均处于全国土壤分级标准二级（120 mg/kg）以上，其中，大于150 mg/kg设施数量为476个，占总调查数的95.2%。速效氮含量随着棚龄的增加而上升，1～2 a为193.44 mg/kg，3～4 a为196.28 mg/kg，5～6 a为203.78 mg/kg，7～8 a为211.598 mg/kg，9～10 a为 220.342 mg/kg。各县区中以灌云县最高，达到了224.95 mg/kg，灌南次之，为221.48 mg/kg，其他县区相差很小，平均在203～207 mg/kg。

2.2.5 有效磷土壤有效磷的含量是土壤磷素养分供应水平高低的指标[15]，为合理施肥提供参考依据。由表3可知，全市设施大棚土壤中有效磷含量平均为20.0 mg/kg，变幅10.85～74.86 mg/kg，较第二次土壤普查时的7.95 mg/kg增加了12.05 mg/kg，增幅达151.57%。设施土壤有效磷含量明显高于露地土壤，较露地栽培的14.88mg/kg增加了5.12mg/kg，增幅为34.41%。在全国土壤分级标准三级（10～20 mg/kg）以上的有121个，其中，大于40 mg/kg的有20个，20～40 mg/kg的有101个，10～20 mg/kg的有379个。土壤有效磷随着棚龄增加而增高，二者之间呈极显著相关性（r＝0.591 313，n＝499）。各县区中以灌云县增幅最大，达到了9.01 mg/kg。

表3 各县区不同棚龄土壤有效磷变化mg/kg

2.2.6 速效钾500个设施棚室中速效钾含量平均为299.81 mg/kg，变化幅度在73～1 003.85 mg/kg，较第二次土壤普查时的200mg/kg增加了99.81mg/kg，增幅达49.91%。较露地的225.67 mg/kg增加了74.14 mg/kg。棚龄与速效钾含量之间呈极显著相关性（r＝0.494 505，n＝499）（图4）。

其中，在全国土壤分级标准一级（大于200mg/kg）的有372个，占74.4%；二级（150～200 mg/kg）的有51个，占10.2%；三级（100～150 mg/kg）69个，占13.8%；四级（50～100 mg/kg）10个，占2%。灌云、灌南及海州区均大于200 mg/kg。随棚龄的增加而迅速上升，1～2a为222.25mg/kg，3～4a为254.74mg/kg，5～6 a为290.98 mg/kg，7～8 a为339.21 mg/kg，9～10 a为391.85 mg/kg。在三县二区中，灌云县最高，为467.83 mg/kg；其次为灌南县347.95 mg/kg、海州区306.87 mg/kg，赣榆区198.45 mg/kg；东海县最低，为178.03 mg/kg。

2.2.7 缓效钾全市设施大棚土壤中缓效钾含量平均933.26mg/kg，变化幅度177.12～1930.77mg/kg，较第二次土壤普查时的781.14 mg/kg增加了152.12 mg/kg，增幅达19.47%。根据全国土壤分级标准处于一级（大于500 mg/kg）的有450个，二级（400～500 mg/kg）13个，三级（300～400 mg/kg）17个，四级（200～300 mg/kg）13个，五级（100～200 mg/kg）6个。1～2 a为868.22 mg/kg，3～4 a为898.336 mg/kg，5～6 a为934.62 mg/kg，7～8 a为961.95 mg/kg，9～10 a为1 003.12 mg/kg。按棚龄长短，每2 a平均递增26.98 mg/kg。棚龄与缓效钾间呈极显著相关（r＝0.412 469，n＝499）。不同县区中，灌云为1 069.63 mg/kg，其次为灌南1 036.87 mg/kg、海州913.15 mg/kg，赣榆888.41 mg/kg，东海最低，为758.21 mg/kg（图5）。

3 结论

了解设施蔬菜土壤肥力状况及其变化规律是设施蔬菜合理施肥的基础[16]。虽然各地设施蔬菜土壤的肥力特征有许多相似之处，例如，耕层盐分积累、土壤酸化、速效氮、有效磷和速效钾成倍增加、硝态氮积累等[2，17-19]，但是由于生态条件、耕作制度、施肥等方面的差异，各地设施土壤肥力状况并不完全一致[16]。施肥情况调查表明，连云港市大多数大棚土壤实行高氮、极高磷和高钾的施肥模式，致使养分投入不平衡，今后施肥应向测土配方施肥技术应用模式转变，力求做到施肥的养分比例协调，从而充分利用土壤养分资源，节约化肥，增加效益，减少环境污染[20]。

对500个设施棚室土壤的分析结果表明，pH值逐年降低，平均由7.55降低到7.22，土壤养分比第二次土壤普查时大幅增加，且各养分的增加与棚龄呈极显著相关性。有机质增加了12.86 g/kg，增幅达96.55%。土壤有机质的提升说明菜农在施肥上重视有机肥施用，特别是商品有机肥的推广应用，提高了菜农对有机肥的认识程度，鸡粪、农家肥、商品有机肥等投入量逐年加大。一般来说，有机肥比化肥对微生物的影响大[21-22]。全氮增加了0.28 g/kg，增幅为28.87%。速效氮增加了121.35mg/kg，增幅达144.91%。速效磷增加了12.05 mg/kg，增幅达151.57%，速效钾增加了99.81 mg/kg，增幅达49.91%。缓效钾增加了152.12 mg/kg，增幅为19.47%。土壤养分的迅速增加，说明设施栽培中施肥量过大，未被作物吸收而积累在土壤中。养分的过分积累使部分设施土壤出现了盐渍化、酸化等问题，土壤结构被破坏，养分含量失衡，微生物群落结构改变，种植障碍不断发生。氮素的积累是设施栽培障碍发生的主要诱因，甚至产生盐害，不仅造成了巨大的浪费，也给生态环境增加了压力；土壤中磷素的累积会导致铁、锌等元素的缺乏。钾素积累的原因一是连云港市属沿海地区，约有40%的地区属于富钾土壤，钾素含量过高；二是农民施用复合肥时，不管是否属于高钾地区，一律施用钾素含量高的肥料；三是设施土壤温度升高激发了土壤有机质和矿物态钾等的大量分解释放。因此，在设施栽培中不断加大测土配方技术推广应用力度，控制单质肥料使用量，优化不同要素的施肥比例，既能提高肥料利用率，又可减少土壤污染和酸化趋势，提升作物产量和农产品品质。

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Analysis on the Fertilization and Soil Nutrient Status of Facilities Vegetables in Lianyungang City

WANG Rong，WANG Li-jiao，SUN Xiao-xiao
（Lianyungang City Cultivated Land Quality Protection Station，Lianyungang222003，China）

The investigation of fertilizer application showed that the model of high nitrogen,high phosphorus and high potassium fertilization in most of the greenhouse soil in Lianyungang resulted in the imbalance of nutrient input.The results showed that Lianyungang city facilities cultivation pH value decreased year by year,the average was reduced from 7.55 to 7.22,soil nutrients increased significantly compared with the second soil survey,the organic matter increased 12.86 g/kg,total nitrogen increased 0.28 g/kg, alkali hydrolyzable nitrogen increased 121.35 mg/kg,available phosphorus increased 2.05 mg/kg,available potassium increased 99.81 mg/kg,slow-release potassium increased 152.12 mg/kg,and various nutrients increased with the age of greenhouse was extremely significant correlation.The rapid increase of soil nutrient,which indicates that the fertilizer application amount is too large and not to be absorbed and accumulated in the soil.The excessive accumulation of nutrients in the soil has the problems of salinization and acidification,soil structure is destroyed,nutrient contents unbalance,microbial community structure changes,and planting barriers continue to occur.

facility vegetable;fertilization;the age of greenhouse;soil nutrient;Lianyungang city

S626

A

1002-2481（2016）02-0204-06

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.02.20

2015-06-30

公益性（农业）技术推广专项（2130106）；连云港市农业科技成果示范计划项目（SF1006）

王蓉（1976-），女，江苏泰兴人，高级农艺师，主要从事耕地质量和高标准农田方面的研究工作。