设施蔬菜土壤退化问题分析及改良利用技术探讨

|摘要|设施蔬菜不但为人们的生活提供了方便，而且在食品安全方面增加了保障。在栽培过程中，栽培制度、灌溉和施肥等管理措施均可对设施土壤质量产生不同程度的影响，导致设施土壤质量衰退，造成设施蔬菜产量和质量大幅度降低。文章针对设施蔬菜土壤退化问题进行了分析，阐述了设施蔬菜土壤退化的原因，提出了设施土壤退化改良利用技术及效益提升情况，旨在为设施内退化土壤的改良利用提供参考。

设施蔬菜栽培在一定程度上克服了传统蔬菜生产季节性蔬菜短缺问题，实现了蔬菜周年供应。但是，在设施蔬菜栽培中，由于蔬菜种类单一、连作现象普遍以及设施栽培相对封闭的特殊环境，即温度高、湿度大、不通风、长期缺少雨水淋洗，尤其是部分农民过度追求产量和效益，盲目施肥或过量施肥，导致设施栽培土壤环境逐渐变差，产生诸多土壤退化问题[1-2]，如土壤次生盐渍化、养分失调、土壤板结、微生物区系失调等。设施土壤退化，严重制约了设施蔬菜产业的发展，不仅直接降低蔬菜的产量，而且严重影响蔬菜品质。为此，对设施退化土壤进行改良利用探索，是设施农业绿色发展的必然要求。

设施土壤退化问题的原因

设施土壤退化的表象主要是土壤盐渍化、土壤板结、有机质严重不足、氮磷钾比例失调、菌群失衡及土传病害严重等问题。

设施环境的封闭

设施环境的封闭导致了土壤盐渍化和土传病害发生。设施栽培形成的封闭小环境，使得设施内长期处于高温状态，致使土壤上层水分迅速蒸发和消耗，由于设施内的水分需要均衡，便促使下层水分和地下水向上移動进行补充，通过这个过程将盐分随水带至表层，由此产生土壤次生盐渍化现象[3]。另外，在设施环境内，由于缺少降雨对土壤的自然淋溶作用，致使大量矿质肥料残留在土壤耕层内，导致土壤盐渍化。再者，根据土传病害的发生特点，设施内的生态环境可以为土传病害提供必要的传播条件。

过量盲目施用化肥

过量盲目施用化肥导致土壤养分失调、土壤板结、生理病害发生。为了提高蔬菜产量，菜农往往存在“施肥越多越增产”的错误观念，因而大量施用化肥，尤其是氮肥施用量较大。如此盲目过量施用化肥不但浪费肥料，而且破坏了土壤结构，同时还降低了肥料利用率，导致土壤盐渍化严重。随着复混肥料的迅速发展，菜农对复混肥料形成了依赖，连年持续施用同一种或几种肥料，导致氮磷钾养分严重失衡。土壤缺素，易引发生理性病害，而且还导致蔬菜所需的中微量元素缺乏，从而造成蔬菜生长障碍。

设施农业要求的有机质含量较高，这是因为有机质不但可以改善土壤理化性状、提高作物品质，而且还能减轻重金属危害，降低农产品硝酸盐含量。目前大部分大棚土壤有机质含量偏低。其原因主要施用以家畜粪肥为主的有机肥，这种有机肥有机质含量较低。其次是碳的积累少，有机质的矿化率高。

大水漫灌

大水漫灌导致土壤板结、地下水硝酸盐超标及土传病害发生。增加设施内的施肥和灌溉频率对作物的产量有直接影响。通常情况下，蔬菜施肥大部分采用大水冲肥。由于大量灌水使地下水硝酸盐含量超标，导致地下水受到污染。由于灌水量大且频繁，使土壤团粒结构遭到破坏，形成板结层，阻碍了盐分向土壤深层渗透，从而造成土壤盐渍化，此外，这种大水漫灌、勤灌还会导致大棚湿度升高，是叶霉病、灰霉病等发生的诱因。

种植制度不合理 土壤连作障碍问题突出

◆根系分泌物在土壤中大量聚积

作物根系的分泌物带有一定的毒素，同一种作物长期连作会使这种毒素在土壤中大量聚积，导致作物出现黄化、僵苗等现象，严重影响作物的正常生长、发育。设施种植的蔬菜主要为几种经济效益较高的蔬菜，如番茄、黄瓜、茄子、辣椒等，种类较单一，实行轮作有很大的困难。另外，作物残体所产生的一些植物毒素，也会导致连作障碍问题严重。

◆养分和菌群失衡

连作会造成土壤养分不平衡、阻碍作物生长，在此影响下，需求量大的营养元素得不到及时补充而形成亏缺，导致下茬蔬菜生长发育不良，减产严重[4]。而需求量小的营养元素会在土壤中富集，导致盐类物质聚集。由于连作障碍迫使肥、水、药的用量加大，会使土壤中有益菌群遭到破坏，导致土传病害逐渐加重。此外，在肥料施用中，部分菜农常用一些来源不明的有机物质以及大量未经检测的鸡粪，这就加大了土壤重金属污染的风险。

线虫侵害

线虫的发生可使土传病害加重，主要表现在土壤线虫可造成植物根系的伤口受到病菌的侵染，从而加重土传病害发生的严重程度。线虫往往与真菌病害同时发生，比如在棉花生长过程中，棉花枯萎病与土壤线虫具有密切关系，二者相互作用，使棉花受害严重。

设施蔬菜土壤退化改良利用技术

轮作换茬

对于改良利用退化土壤而言，最有效的方法就是轮作换茬，而且这也是最简便、快捷的途径，建议大力实施轮作换茬技术。并做到多种作物间轮作，以有效消除连作障碍，其中主要是在不同科属、根系深浅、需肥高低、水旱作物间进行，这样可以减少化肥农药用量，提高蔬菜品质[5]。比如瓜类与葱姜类轮作、水旱轮作等。

不同的蔬菜对土壤中不同养分的吸收能力和数量也不同，如菠菜、生菜等叶类蔬菜需较多的氮肥;番茄、瓜类、辣椒等果菜类蔬菜需较多的磷肥;山药、马铃薯等根茎类蔬菜需较多的钾肥。把它们进行轮作，可以使土壤中的不同养分得到充分利用，减少施肥量，降低蔬菜或土壤的污染。有条件的地方，可以推广玉米和大豆轮作，通过种植豆科作物进行生物固氮，进而提高地力。

采用水肥一体化技术

滴灌施肥可以实现以水调温、以水调湿、以水调氮，是最精准的水肥管理技术。在番茄定植前，要求施用有机肥45～60 m3/hm2，浇灌时一般定植水用量为450～600 m3/hm2;注意不浇大水，以防大水漫灌导致地温太低，在栽植后1个月左右浇水1次。番茄1次浇水量240～300 m3/hm2。施肥时一般施大量元素水溶肥112.5 kg/hm2，在番茄进入采收期后灌溉量为225～270 m3/hm2。浇水施肥时应选择在晴天的上午进行。水肥一体化技术是消除土壤盐渍化、防止土壤板结的有效技术，可以实现精准施肥、灌水，显著提高水肥利用效率。

增施高碳生物有机肥及有机质

建议增施含有益微生物1.0亿CFU/g以上的生物有机肥及有机质含量75%以上的有机肥，这是根据土壤板结、微生物区系失调的退化问题所要求的，可与农家肥混合作基肥施用[6]。增施生物有机肥，可使水溶盐含量显著下降，土壤板结得到有效改善，从而使作物产量、品质明显提高。

实施秸秆还田技术

推广秸秆还田技术对土壤微生物活动具有良好的促进作用，可以实现以碳调氮和土壤氮过量问题的解决。可随基肥施入铡碎的秸秆 500～12000 kg/hm2，然后正常整地、栽培。秸秆还田技术可有效抵制土传病害和线虫、去除盐渍化，冬春茬和秋冬茬果类蔬菜都可进行秸秆还田，而且冬季可提高土温1～2℃，增产10%左右。

地膜覆盖

设施内覆盖地膜具有提高地温和降盐的双重效果，对作物的生长十分有利。土壤覆盖地膜之后会使水分的蒸发明显减少，对于盐分在土表的聚集具有抑制作用。设施土壤覆盖黑色地膜降盐效果极显著，尤其在春、冬两季，春季降盐率可在20%以上。冬季降盐率在30%以上。

设施土壤退化改良利用效益分析

退化土壤采用综合改良技术实现了经济效益明显提升。增产增收效果极其显著，增产率可达10.5%～22.4%，化肥用量节约30.0%～38.5%，化肥成本节约6750～8700元/hm2，茄果类蔬菜平均增收22500～60000元/hm2。土壤改良后，蔬菜农药残留、肥料残留显著降低，从而有效提高了出口产品合格率，增加了出口创汇。此外，退化土壤采用综合改良技术的应用优化了肥料结构，将低了化肥对环境的污染，提高了农产品质量，促进绿色农业的发展，有力促进了生态效益和社会效益的提升，有效提高了农产品质量。

总结

土壤是一个非均质、多相、分散和多孔的系统。设施土壤退化问题是多种原因共同作用的结果。设施蔬菜土壤改良方法众多，需要根据当地实际，认真分析自有设施土壤存在的退化问题，进行精准施策，综合施治。只有合理将改良技术组合应用，才可取得最佳的改良利用效果。首先要确保使用无病种苗;坚持轮作换茬;推广秸秆还田;增施高碳生物有机肥;采用水肥一体化技术，可有效解决土壤板结、养分失调、盐渍化、土传病害的发生，从而实现退化土壤改良利用的目标。随着农业科技的发展，土壤质量退化与连作障碍问题必将越来越受到广泛关注。对此，要积极探索，构建适于不同设施栽培特点的设施土壤质量标准体系，深入开展设施土壤质量退化成因和演变机理的研究，拓展新的调控与改良技术与方法，推进新技术、新方法、新手段在设施农业土壤研究中的应用。

参考文献

[1] 韦照新.设施蔬菜生产土壤环境恶化的原因及改良措施[J]吉林农业，2014（1）：93-94.

[2] 曹坳程，刘晓曼，郭美霞，等.作物土传病的危害及防治技术[J].植物保护，2017（2）：6-16.

[3] 冯竞仙，何云华，孙小飞，等.退化设施蔬菜地修复过程中土壤可溶性有机碳与无机氮[J].动态生态学杂志，2020（5）：

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[4] 张西森，张晓丽，祁立新，等.设施蔬菜土壤退化问题分析及改良利用技术[J].现代农业科技，2020（9）：85-86.

[5] 王子璐，王祖伟.设施土壤退化研究进展与展望[J].安徽农业科学，2016，44（18）：95-98.

[6] 曹坳程.土传病害的危害及防治技术[J].营销界（农资与市场），2017，（3）：25-36.

[7] 郭月.设施农业土壤质量退化问题及改良对策[J].现代农业科技，2017（17）：188.

[8] 孙小飞，吉春阳，杨柳明，等.生物質炭与强还原处理对退化设施蔬菜地土壤温室气体排放的影响[J].环境科学学报，2020（4）：1476-1482.

作者简介：邱伟（1976-），男，黑龙江省克山县人，高级农艺师，研究方向为农业技术指导及推广。

[引用信息]邱伟.设施蔬菜土壤退化问题分析及改良利用技术探讨[J].农业工程技术，2021，41（04）：70-72.