山西南部设施蔬菜施肥及土壤氮磷累积现状调查分析

唐珧，李丽君，白光洁，刘平

（1.山西大学生物工程学院，山西太原030006；2.山西省农业科学院农业环境与资源研究所，山西太原030031）

山西南部设施蔬菜施肥及土壤氮磷累积现状调查分析

唐珧1，李丽君2，白光洁2，刘平2

（1.山西大学生物工程学院，山西太原030006；2.山西省农业科学院农业环境与资源研究所，山西太原030031）

为了科学指导农民施肥，促进山西设施蔬菜的可持续发展，采用野外调查采样及室内分析的方法对山西南部地区设施蔬菜施肥及土壤中肥料的累积状况进行了研究。结果表明，设施蔬菜施N量为1 500～3 200 kg/hm2；施P2O5量为500～1 800 kg/hm2；施K2O量为900～2 700 kg/hm2，较前几年有所下降，但仍然存在施肥量过大的问题。其中，长子县施肥量最大，N，P2O5，K2O施用量分别是推荐施用量的3.78倍、17.37倍和3.14倍；夏县的N，P2O5，K2O施用量最小，分别是推荐施用量的1.84倍、5.18倍和1.08倍；同时存在养分比例不均衡的问题，农民施用N，P，K比例约为（1.7～3.0）∶1.0∶（1.4～1.8），仍然存在P肥施用过量的问题；土壤中不同土层NO3--N含量明显高于露地菜田，K2O的含量与之前调查结果相比有所上升。科学指导农民设施蔬菜生产、合理施肥仍是需要长期关注的问题。

设施菜地；施肥调查；氮磷累积

20世纪80年代，国家实施“菜篮子”工程，设施蔬菜迅速发展起来[1]。1981年全国设施蔬菜栽培面积不足7 200 hm2，到2014年，种植面积达到386.2万hm2[2-3]。其中，山西省设施蔬菜面积达到12.98万hm2，年均增加1.59万hm2[4]。在设施蔬菜种植过程中，农民由于缺乏专业指导，加之过于追求蔬菜高产带来的经济效益，各地普遍存在过量施肥和过量灌水的现象[5]。然而，施入的肥料并不能被蔬菜全部吸收，当施用量超过蔬菜的吸收和利用限度时，就会以气体或淋溶方式损失[6]，而大量盈余的氮素淋溶进入地下水，对饮用水的安全构成了严重威胁[7]。关于山西省设施蔬菜的平衡施肥以及土壤养分含量已有一些报道。程季珍等[8]在2005年对山西省不同市的土壤进行了测定分析；2007年，杨志平等[9]对山西省设施蔬菜施肥和土壤养分含量进行了研究；2010年焦晓燕等[10]对山西南部、晋中等地的设施蔬菜施肥及土壤中硝态氮含量进行了研究，同时提出了改善建议。目前，山西省设施蔬菜施肥水平如何，土壤中的氮磷累积状况如何，不同地区之间是否存在差异，都是值得研究的问题。

为了解决以上问题，提高肥料利用率，确保山西南部地区设施蔬菜栽培可持续发展，同时减少对环境的污染，山西省农业科学院农业环境与资源研究所农田生态环境监测课题组于2015年对山西南部主要设施蔬菜生产地区进行了施肥调查，并同时采集不同农户温室中不同土层进行氮磷含量的测定。本研究将对其调查及测定结果进行分析，以期为设施蔬菜的合理种植施肥提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 调查区概况

山西南部地区，位于山西省南部，地处汾河下游，气候温和，具有暖温带大陆性半湿润季风气候特征。夏季高温多雨，年平均气温10～14℃，年降水量500～650 mm，无霜期160～220 d。当地种植蔬菜一年1～2茬，大部分基地种植蔬菜种类为西红柿、黄瓜、西葫芦等。

1.2 调查方法

2015年7—11月，对山西南部临汾市、运城市、长治市等主要设施蔬菜所在县，包括浮山县、洪洞县、曲沃县、夏县、新绛县、长子县的2 000多个大棚进行抽样问卷调查，主要调查蔬菜种植户的施肥、灌水、管理等方面，各县调查样本如表1所示。抽样以西红柿、黄瓜为主，其他为少数。调查内容包括棚龄、棚面积、蔬菜种类、每棚株数、生长期、采摘时间、第1，2次浇水时间、浇水次数、浇水量、底肥和追肥品种和用量以及产量和收入。

表1 山西南部各县大棚蔬菜施肥状况抽样调查样本数个

1.3 土壤养分含量分析

1.3.1 土壤样品采集及处理方法采样点要避开刚施过肥、没有蔬菜生长的土壤，按照棚的面积确定取样点的数目，多为5～6个点。土壤采样深度分为0～20，20～40 cm。采用“S”形布点采样混合而成。土壤经自然风干后研磨并充分混匀后，过2 mm孔径筛，备用。

1.3.2 土壤样品测定方法土壤硝态氮、铵态氮含量用1 mol/L KCl浸取后，采用连续流动分析仪测定[11]；有效磷含量测定采用钼锑抗比色法[12]。

2 结果与分析

2.1 设施蔬菜施肥及灌水调查结果

2.1.1 设施蔬菜施肥现状山西南部地区设施蔬菜有机肥施用量及氮磷钾养分折纯量情况如表2所示。

表2 设施蔬菜有机肥施用量及氮磷钾养分折纯量统计kg/hm2

由表2可知，不同地区有机肥施用量不同，且差别很大，有机肥种类主要为农家肥，如鸡粪、羊粪、牛粪或将几种粪混合施用，其主要作为底肥施用，有机肥折合总养分量为1 500～5 000 kg/hm2，折合纯氮量为720～2 400 kg/hm2，折合P2O5量为280～ 1 000 kg/hm2，折合K2O量为540～1 800 kg/hm2；同时可以看出，不同县有机肥施用量不同，其中，长子县有机肥施用量最多，夏县施用量最少，长子县约为夏县的3倍。

设施蔬菜中无机肥主要作为追肥施用，底肥中施用量大约为750～1 500 kg/hm2，无机肥折合总养分施用量及氮磷钾养分折纯量如表3所示。调查地区设施蔬菜无机肥施用种类繁多，底肥以复合肥为主，追肥则以钾肥为主，肥料主要有：史丹利复合肥、硝硫基、硝酸磷、过磷酸钙、硝酸钾、硫酸钾、磷酸二铵以及生物菌肥、微量元素、西红柿专用肥等，其折合总养分量为1400～2600 kg/hm2，折合纯氮量为450～860kg/hm2，折合P2O5量为220～800kg/hm2，折合K2O量为350～1 000 kg/hm2。由此可以看出，无机肥的施氮量远小于有机肥，P2O5以及K2O的含量也低于有机肥；不同县之间无机肥施用量存在差异，夏县无机肥施用量小于长子县，其总养分量不到长子县的1/2。

表3 设施蔬菜无机肥施用量及氮磷钾养分折纯量统计kg/hm2

山西南部地区不同县设施蔬菜总施肥量以及设施蔬菜越冬茬果菜类蔬菜单位产量需肥量[10]分别如表4，5所示。

表4 设施蔬菜总施肥量统计

表5 设施蔬菜越冬茬果菜类蔬菜单位产量需肥量

由表4，5可知，农民习惯设施蔬菜施N量在1500～3200kg/hm2；施P2O5量在500～1800kg/hm2；施K2O量在900～2 700 kg/hm2，远远大于蔬菜的需肥量。其中，长子县的N，P2O5，K2O施用量分别是蔬菜需肥量的6倍、29倍和4.24倍；夏县作为施肥量最少的县，其N，P2O5，K2O施用量分别是蔬菜需肥量的2.9倍、8.77倍和1.46倍。由于实际生产中，肥料施用过程中会有部分的损失，包括气体损失及淋溶损失[13]，所以，推荐施用量应高于蔬菜的需肥量。

焦晓燕等[10]研究提出，山西省设施蔬菜西红柿和黄瓜推荐施肥量N，P2O5，K2O分别为：700～900，100，800～900 kg/hm2，以此为参照，长子县的N，P2O5，K2O施用量分别是其的3.78倍、17.37倍和3.14倍，夏县的N，P2O5，K2O施用量分别是其的1.84倍、5.18倍和1.08倍。由此可以看出，山西南部地区总体设施蔬菜施肥量仍然偏大。除施肥量大以外，N，P2O5，K2O的施用比例也存在问题，番茄、黄瓜、西葫芦等蔬菜N，P2O5，K2O吸收比例一般为（6～8）∶1.0∶（7～8）[10]，而农民施肥N，P，K比例为（1.7～3.0）∶1.0∶（1.4～1.8），施入P肥比例明显偏高，这与焦晓燕等[10]的研究结果一致。

2.1.2 设施蔬菜灌水现状设施蔬菜灌水方式以管灌和沟灌为主，滴灌方式为辅。根据调查，灌溉方式主要包括了管灌、沟灌、畦灌、漫灌和滴灌，采用滴灌的用户较少，约占到调查总量的30%。灌水量受季节的影响，春夏季一般为7～8 d灌水一次，秋冬季为15 d左右灌水一次，平均每次灌水约为1.3 m2/hm2，整个生育期浇水10～20次，第1次浇水有的在栽苗前，有的在栽苗后，或随浇水栽苗。

2.2 土壤氮磷累积现状

由于土壤中养分淋溶状况不同，氮淋溶程度高于磷淋溶和钾淋溶[14]。目前，土壤养分淋溶的研究多集中在氮淋溶[15-16]，尤其是NO3--N的淋溶[17]，磷淋溶也有一些研究[18]，研究钾的淋溶则很少[19]。本研究测定了土壤中NH4+-N，NO3--N及有效磷3种含量，结果显示，调查测试的土壤差异性很大，即不同大棚土壤中测试的3种含量存在很大差异。对于NH4+-N，0～20 cm土层的含量在2.03～14.04 mg/kg，其中，曲沃县最少，长子县最多；20～40 cm土层的含量在2.81～6.78 mg/kg，其中，洪洞县最少，长子县最多。对于NO3--N，0～20 cm土层的含量在106.00～187.70 mg/kg，其中，新绛县最少，曲沃县最多；20～40 cm土层的含量在63.35～142.81 mg/kg，其中，夏县最少，长子县最多；设施蔬菜中的NO3--N含量同其他地区一样严重累积[20]，露天菜地0～20，20～40 cm土层硝态氮含量按7.4，10.1 mg/kg计[10]，设施蔬菜中的NO3--N含量远远超过露天菜田，平均约是露天菜田的20倍和9倍。对于有效磷，0～20 cm土层的含量在44.30～189.05 mg/kg，其中，夏县最少，曲沃县最多；20～40 cm土层的含量在54.50～216.03 mg/kg，其中，浮山县最少，洪洞县最多（表6）。与程季珍等[8]2005年研究结果（运城0～20 cm土层81.0 mg/kg）相比，新绛县0～20 cm土层含量上升，夏县0～20 cm土层含量减少；与长治0～20 cm土层85.3 mg/kg相比，长子县0～20 cm土层含量上升；与临汾0～20 cm土层90.5 mg/kg相比，洪洞县0～20 cm土层含量下降，浮山县和曲沃县0～20 cm土层含量上升。

表6 设施蔬菜不同土层氮磷含量

3 结论

本研究表明，山西南部地区设施蔬菜施肥状况仍然存在施肥量过大的问题，设施蔬菜施N量在1500～3200kg/hm2；施P2O5量在500～1800kg/hm2；施K2O量在900～2 700 kg/hm2，长子县施肥量最大，N，P2O5，K2O施用量分别是推荐施用量的3.78倍、17.37倍和3.14倍，夏县的N，P2O5，K2O施用量最小，分别是推荐施用量的1.84倍、5.18倍和1.08倍，与2010年施肥相比有所下降。在调查过程中，了解到近几年，一方面有化肥经销商对当地土壤进行测试，之后提供施肥方案；另一方面，技术员提供了更专业的施肥方案，这可能是施肥量下降的原因。

山西南部地区设施蔬菜施肥养分比例不均衡，番茄、黄瓜、西葫芦等蔬菜农民施肥N，P，K比例为（1.7～3.0）∶1.0∶（1.4～1.8），依然存在P肥施用过量的问题，而这种长期不均衡施肥将会导致土壤中各养分含量比例失衡，加剧设施蔬菜的连作障碍。

土壤中不同土层NO3--N严重累积，0～20 cm土层甚至高达露天菜田的20倍；有效磷的含量总体上升，减少磷肥的施用量至关重要。总体NO3--N及有效磷含量上升，可能是由于前些年的大量施肥导致土壤中的含量升高，虽然目前施肥量有所下降，但土壤中的养分含量不会在短时间内迅速下降。因此，科学指导农民设施蔬菜生产、合理施肥仍是需要长期关注的问题。

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Investigation and Analysis on the Current Status of Fertilization and Soil Nitrogen and Phosphorus Accumulation in Greenhouse Vegetable in Southern of Shanxi

TANGYao1，LI Lijun2，BAI Guangjie2，LIUPing2
（1.College ofBiological Engineering，Shanxi University,Taiyuan 030006，China；2.Institute ofAgricultural Environment and Resources，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China）

To scientifically guide farmers to fertilization,and promote the sustainable development of greenhouse vegetables,an investigation and lab analysis were conducted to study the current status of fertilization and soil nitrogen and phosphorus accumulation of greenhouse vegetables fields in southern ofShanxi.The results showed that the amount ofN,P2O5and K2O application were 1 500-3 200, 500-1 800,900-2 700 kg/hm2,respectively,showing a decline than in previous years.The most fertilizers were applied in Zhangzi county,the amount of applied N,P2O5and K2O were 3.78 times,17.37 times and 3.14 times of the recommended application, respectively,showinga sharp contrast tothat of1.84 times,5.18 times and 1.08 times in Xiaxian county.The ratio ofapplied N,P2O5and K2O byfarmers was（1.7-3.0）∶1∶（1.4-1.8）,suggesting an unbalanced fertilization ratio.The NO3--N contents in different soil layers were far higher than that of open vegetable fields.The content of K2O increased compared with the previous research results.Scientific guidance for rational fertilization offarmers is still a long-termconcern.

the field ofgreenhouse vegetables;fertilization survey;accumulation ofnitrogen and phosphorus in soil

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.26

S626

：A

：1002-2481（2017）05-0773-05

2016-12-05

农业部专项（2016YFD0800105-5）；山西省省级财政支农项目（2016zzcx-13）

唐珧（1992-），女，山西沁水人，在读硕士，研究方向：土壤生产力恢复与荒漠化防治。李丽君为通信作者。