水旱轮作对土壤性状及大棚瓜菜生产的影响

杜叶红，胡美华*，叶飞华

(1.浙江省种植业管理局，浙江 杭州 310004； 2.湖州市农作物技术推广站，浙江 湖州 313000)

蔬菜瓜果产业是浙江省农业十大主导产业之一，年产值近600亿元，已成为促进农业增效、农民增收的支柱产业，2017年全省蔬菜瓜果设施面积约12万hm2，呈现稳中有增的良好发展态势。但由于土地资源限制，作物连作不可避免，而作物连作后，即使在正常的栽培管理条件下，也会出现长势变弱、病虫害严重、产量降低、品质下降的现象，此即为连作障碍[1-2]。在设施栽培高投入、高产出的集约化生产模式下，种植茬口多，土壤连作障碍、次生盐渍化等问题也日趋严重，成为制约瓜蔬生产可持续发展的重要因子之一[3-4]。

有关研究表明，菜稻水旱轮作可降低土壤盐分，减少土壤中各种有毒物质积累，减轻土传病害[5]。近年来，浙江省通过政策扶持引导、科技项目实施，持续推进水旱轮作等新型高效种植模式，各地涌现了大棚茄子—水稻、大棚番茄—水稻、大棚甜瓜—水稻、大棚草莓—水稻等多种菜稻水旱轮作模式。菜稻水旱轮作模式是全省农作制度创新的重点内容，也是技术内容最丰富、覆盖面最广的模式之一，全省年推广应用面积约6.67万hm2，占全省新型农作制度模式的40%，其中大棚瓜菜水稻轮作面积约1.33万hm2[6]。通过对浙江省部分大棚瓜菜水稻轮作模式调研，分析比较水旱轮作对土壤性状及大棚瓜菜生产情况的影响，以期科学评估该种植模式，为进一步推进大棚瓜菜水稻轮作模式在全省的推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 不同种植模式下土壤性状调查

对水旱轮作与蔬菜连作不同种植模式下生姜、甜瓜、番茄、茄子等作物种植区域0～20 cm耕层土壤进行取样，测定土样pH值及全氮、有机质、有效磷、速效钾等的含量。土壤基本理化性状委托农业部肥料质量监督检验测试中心(杭州)检测。检测数据采用Excel软件进行数据分析和处理。

1.2 不同种植模式下病虫害发生情况调查

对湖州地区常年种植辣椒和连续5年辣椒—水稻轮作的田块进行跟踪调查，分别选择不同种植模式的4个大棚，每个大棚面积400 m2，种植品种为墨玉5号，7月25日播种，8月20日定植，均按常规进行肥水、病虫防治管理，分析连作和轮作模式下辣椒根腐病和炭疽病发生情况。

1.3 不同种植模式下瓜菜生产情况调查

对湖州地区不同种植模式的大棚番茄进行调查，分别选择田间操作道两边的2个大棚，其中1个大棚前作为水稻，另1个棚前作为旱生蔬菜，番茄品种为金棚1号，10月22日播种，1月18日定植，每667 m2种植1 480株，其他按常规管理。4月15日开始采收。记录不同种植模式下单株结果数、平均单果重、前期产量及总产量，并分析比较产值效益差异。

对绍兴地区不同种植模式的大棚瓠瓜进行调查，分别选择田间操作道两边的2个大棚，其中1个大棚前作为水稻，另1个棚前作为旱生蔬菜，瓠瓜品种为浙蒲6号，1月20日播种，2月20日定植，每667 m2种植1 200株，其他按常规管理。记录采收时间、前期产量及总产量，并分析比较产值效益差异。

2 结果与分析

2.1 土壤养分状况

对平湖、嘉善、苍南、临安等地种植不同作物的蔬菜连作与水旱轮作地块的土壤进行取样检测，土壤养分状况如表1所示。各地不同种植模式下土壤有机质差异并不大，这可能与基地重视有机肥施用有关。水旱轮作模式下，土壤pH值相对较高，尤其是甜瓜和番茄2种作物，轮作模式下土壤pH值比连作模式下分别高0.9和1.06个单位，轮作模式一定程度减少了土壤的酸化。连作蔬菜大棚中土壤的有效磷和速效钾含量明显高于水旱轮作大棚土壤中的养分含量，尤其是番茄和茄子2种作物，连作模式下有效磷和速效钾分别为204.5和191.3 mg·kg-1、275和218.3 mg·kg-1，是轮作模式下的3倍或以上，可见，轮作模式下作物能有效利用土壤中的磷、钾等养分，提高土壤的养分利用率。

2.2 瓜菜病虫害发生情况

水旱轮作有利于减轻辣椒根腐病、炭疽病的发生。9月24日调查，菜稻轮作田块青椒因根腐病平均缺株率4.7%，而蔬菜连作田块为17.2%，减少12.5个百分点。10月12日调查，蔬菜连作田块有多个辣椒炭疽病发病中心，平均病果率为2.4%；菜稻轮作田块未见明显的发病中心，平均病果率为0.2%。就该地块而言，水旱轮作后，青椒根腐病、炭疽病明显减轻。

表1 水旱轮作对土壤养分状况影响

2.3 大棚瓜菜生产情况

对不同种植模式下番茄生长情况调查发现，水旱轮作后番茄长势较旺，第1穗果坐果少于菜茬番茄，前期产量有所降低，但后劲足，长势明显优于蔬菜连作番茄。表2表明，4月底前的前期产量，水旱轮作番茄667 m2为420 kg，比蔬菜连作番茄的525 kg，减15.8%，但全生育期产量优势明显，水旱轮作为4 150 kg，比蔬菜连作的3 680 kg，增12.8%；水旱轮作番茄果形明显大于蔬菜连作番茄，平均单果重205 g，比连作番茄的172 g，增加19.2%。667 m2产值增940元，增12.8%。

表 2 不同种植模式下大棚番茄产量、果实性状表现

表3数据可以看出，与蔬菜连作瓠瓜相比，水旱轮作瓠瓜生长快、长势强、采收期早、产量也较高。水旱轮作瓠瓜始收期为4月15日，比蔬菜连作瓠瓜的4月20日早5 d，4月底前667 m2的前期产量为586 kg，比蔬菜连作的462 kg，增产26.8%，整个生育期，水旱轮作瓠瓜每667 m2产量为3 330 kg，比蔬菜连作的2 980 kg，增产11.7%，按批发价2～2.4元·kg-1折算，667 m2水旱轮作瓠瓜每667 m2产值7 326元，比蔬菜连作瓠瓜的6 556元，增加770元。

表3 不同种植模式下大棚瓠瓜产量、产值表现

3 小结与讨论

试验结果表明，水旱轮作模式可明显改善蔬菜连作模式的土壤酸化问题，使土壤环境得到有效修复，缓解蔬菜生产中的连作障碍，同时利用水稻来消化土壤残留肥力，避免肥料大量使用导致的盐渍化现象，提高肥料利用率，且水旱轮作可明显减轻瓜菜病害发生，从而降低农药使用量，提高产品品质，增效明显。

调研中我们发现，虽然水旱轮作生态优势明显，但在实际应用还存在一些制约因素，主要有：一是水旱轮作模式对农田排灌要求高，且与种植蔬菜相比，种植水稻效益偏低，影响了种植户的积极性；二是适宜棚内操作的小型实用机械少，目前现有的插秧机基本可满足棚内插秧需求，但普通收割机机型庞大，在大棚内作业难度大，国产的小型收割机械存在动力不足、收割效率偏低等问题，同时，蔬菜生产因为种类多，田间管理程序复杂，目前市场上针对一种或一类蔬菜播种、移栽、采收等环节的新型农机装备多处于研究推广阶段，或多或少存在一些限制因素。建议继续加大适宜棚内操作的轻简农机、设备的引进示范推广，注重农艺农机融合，提高机械化程度，解决水旱轮作模式推广应用中劳动力成本高、雇工难等现实性难题，进一步推进该模式的扩大应用。