无锡市设施蔬菜土壤主要理化指标现状分析及综合改良技术

陆鸣 余汉清 卞晓东 夏倩 张秋萍 路广

特约栏目主持：余汉清

毕业于南京农业大学园艺系，现任无锡市惠山区农林局总园艺师，正高三级。长期从事蔬菜全产业链各项技术的示范推广工作，近年来发表论文20余篇、出版专著1本，育成新品种2个，拥有专利8项，制定各类标准12部，获得各类农业技术成果26项。担任中国蔬菜协会机械化分会理事、中国园艺学会长江蔬菜协会理事、无锡市园艺学会副理事长，江苏省农业系列高评委委员、无锡市农业中级职称评委会委员，江苏省设施蔬菜绿色发展产业技术专家组成员。

导读：近年来，无锡市设施蔬菜产业快速发展，但设施栽培方式也带来了一系列问题，本文对无锡市3个市（县）、区 1080个设施蔬菜土壤土样检测数据进行分析，了解了无锡市设施蔬菜土壤主要理化指标现状，分析存在的问题，并提出了对策。

近年来，无锡市设施蔬菜产业稳步发展，设施蔬菜高产、高效的特点有利于解决无锡市人多地少的矛盾，是农业增效、农民增收的一项重要手段。设施蔬菜的发展为无锡市“菜篮子”工程建设起到了巨大作用，取得了显著的经济、社会和生态效益，但是也带来了一系列问题，特别是对土壤环境的影响，使土壤经常处于高温、高湿、高蒸发、无雨水淋溶的环境，加上多年连作、肥水管理不合理等因素，容易造成某些土壤理化和生物学性状恶化、连作障碍明显等一系列问题，影响设施农业生产的可持续发展。为了解和改善设施蔬菜土壤环境现状，2016-2018年，无锡市对全市具有代表性的蔬菜产区土壤开展了主要养分指标研究与分析，旨在为进一步形成适合无锡市设施蔬菜生产的施肥体系、确定蔬菜高效施肥方式提供参考。

1 土壤主要理化指标调查情况分析

1.1 调查对象

选择蔬菜种植面积较大、有代表性的3个市（县）、区的土壤数据进行比较分析，包括江阴市60个土样、宜兴市20个土样和惠山区1000个土样。

1.2 设施蔬菜土壤理化性状

①pH值 全市设施蔬菜土壤pH值平均为6.02，＜5.5的样本为361个，占总样本的34.1%；在5.6～6.5区间的样本为532个，占总样本的50.2%；在6.6～7.5区间的样本为165个，占总样本的15.5%；大于7.6的样本为2个，占总样本的0.2%。按照国家土壤pH值分级标准，pH值＜5.5的即为强酸性土壤，pH值在5.6～6.5的为酸性土壤，由此可见，样本中超过1/3的设施蔬菜土壤属于强酸性土壤。

②有机质含量 有研究表明，蔬菜作物生长适宜和最适宜土壤有机质含量范围分别为30～50g/kg和50～70g/kg。根据检测数据，全市设施蔬菜土壤有机质含量平均为36.26g/kg，小于30g/kg的有513个，占总样本的47.5%；在30～50g/kg的样本有414个，占总样本的38.3%；在50～70g/kg的样本有92个，占总样本的8.5%；大于70g/kg的样本有61个，占总样本的5.7%。可见，无锡地区设施蔬菜土壤有机质含量总体较低，大部分土壤未能达到蔬菜最适宜生长的有机质含量。

③全氮含量 全市设施蔬菜土壤全氮含量平均为1.8g/kg，小于0.5g/kg的样本有4个，占总样本的0.4%；在 0.50～0.75g/kg的样本有7个，占总样本的0.6%；在0.75～1.00g/kg的样本有28个，占总样本的2.6%；在1.0～1.5g/kg的样本有389个，占总样本的36%；在1.5～2.0g/kg的样本有315个，占总样本的29.2%；大于2g/kg的样本有337个，占总样本的31.2%。根据全国土壤第二次普查地力分级标准，无锡地区设施蔬菜土壤全氮含量总体处于中上水平。

④有效磷含量 全市设施蔬菜土壤有效磷含量平均为253.9mg/kg，小于5mg/kg的有2个，占总样本的0.2%；在5～20mg/kg的样本有19个，占总样本的1.8%；在20～40mg/kg的样本有26个，占总样本的2.4%；大于40mg/kg的样本有1033个，占总样本的95.6%。可见，无锡地区大部分设施蔬菜土壤中的有效磷含量处于极丰富水平以上状态，这一情况带来了一系列对蔬菜作物生长不利的不良反应，磷超标、过量后害处叠显。

⑤速效钾含量 全市设施蔬菜土壤速效钾含量平均为313.6mg/kg，小于50mg/kg的为0个；在50～100mg/kg的样本有3个，占总样本的0.3%；在100～150mg/kg的样本有46个，占总样本的4.2%；在150～200mg/kg的样本有129个，占总样本的11.9%；大于200mg/kg的样本有903个，占总样本的83.6%。由此可见，无锡地区大部分设施蔬菜土壤中的速效钾含量处于极高水平。

2 设施蔬菜栽培土壤存在问题

①土壤酸化严重 根据以上对理化指标的分析，可以看出，无锡市设施蔬菜栽培土壤的酸化问题十分严峻。土壤的酸碱度对蔬菜生长至关重要，大多数蔬菜只能在中性或弱酸性的土壤中生长。土壤的偏酸或偏碱都会影响土壤养分的有效性，破坏土壤结构，抑制土壤中微生物的活动，影响蔬菜的生长发育，进而对蔬菜的产量和品质产生影响。导致设施蔬菜种植土壤酸化的原因主要有以下几个方面：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，绝大部分留在土壤中，加上氮肥在硝化作用中释放出H+，因缺少雨水的淋洗，H+超出土壤的缓冲能力，致使土壤酸化。二是农户大量使用酸性肥料或生理性酸性肥料，致使一些强酸性阴离子残留在土壤中，土壤中阴、阳离子失衡，土壤pH值下降。三是由于设施内氧气浓度较低，土壤含氧量下降，根系及土壤微生物的呼吸作用使CO2累积在土壤中与水形成碳酸，导致土壤pH值降低。

②土壤次生盐渍化问题 设施蔬菜的栽培也易导致土壤次生盐渍化问题频发，一是由于设施内长期没有雨水淋洗，地表的盐离子无法淋洗到土壤深层，导致盐分在地表积累。二是过量施肥，过度施入的肥料残留在土壤中，加上蔬菜复种指数高，导致土壤盐浓度不断提高，土壤中盐分逐年积累。三是设施内土壤水分蒸发运动强烈，盐分离子会随着土壤水分的蒸发而向上运动，盐分表层积累更严重。

③有机质含量低，土壤养分不平衡 设施蔬菜复种指数高，产出量大，需要吸收和消耗的养分多，施肥量大。土壤检测的结果表明，无锡地区设施土壤耕层土壤有机质含量低，全氮、有效磷和有效钾则严重超标，主要原因是大量施用化肥所致，菜农习惯重施氮磷钾复合肥，而设施蔬菜对一些微量元素的需求量大，随着种植年限的增加，造成土壤养分种类不平衡，导致作物生理缺素和抗逆性降低，病虫害频发。另外，施肥方法不合理也是造成土壤养分不平衡和蔬菜品质下降的重要原因。如何合理施用化肥和有机肥，提高设施农业的土壤肥力，生产优质高效无公害的农产品，是当前亟需解决的重要问题。

3 设施蔬菜土壤改良措施

3.1 合理轮作，建立科学的栽培制度

轮作能避免连作带来的土壤养分失衡，能加快土壤体系更新，缓解土壤酸化。水旱轮作、不同旱生蔬菜轮作都是行之有效的轮作栽培制度。可以根据不同蔬菜根系的深浅、吸肥的特点以及根系分泌物的酸碱性等特性，制定合理的蔬菜轮作制度，实行有计划的轮作换茬，既能吸收土壤中不同的养分，达到解决土壤酸化和盐渍化的问题，又可减少土传病害的发生，提高单位面积的产量和品质。

3.2 土壤酸化和连作障碍综合治理技术

①使用生石灰调节土壤酸度 首先检测土壤pH值。其次按照pH值每提升0.7～1.0使用100kg/667m2生石灰要求，以调整达到pH值6.5为标准计算调酸的667m2用石灰量，将确定的石灰用量分成2份，分2次撒均匀后翻耕到整个耕作层。同时改善土壤环境条件，实施三沟配套、深沟高畦、加深耕作层，要求深度达到17cm以上。需要注意的是，pH值达到6以上的田块不需要调酸，5年内不得再次用生石灰调酸，生石灰施用7～10天后方可播种或栽种。

②生物菌肥改良轻度连作障碍土壤 生物菌肥适合改良土壤pH值在5.5以上，蔬菜田块出现零星死苗、死菜、死秧及黄化现象的轻度连作障碍地块。生物菌肥和生物菌剂有优化土壤结构、抑制病菌、转化肥料、恢复土壤活力等多种作用，可作基肥、种肥或者通过水肥一体化的形式连同灌水追肥。使用生物菌肥时，必须与有机肥混用以促进有益生物菌群的生存发育。但生物菌剂的施用不是一劳永逸，必须年年施用，才能凸显其效果。

③应用庄伯伯（氰氨化钙）消除中度酸化及连作障碍 庄伯伯适合改良土壤pH值在5.0～5.5，死苗、死菜、死秧及黄化现象较重的地块。使用庄伯伯消毒土壤，用量40kg/667m2，撒施于土表后，浅土耙耕，使其与表土混合均匀，洒水或灌溉保持土壤湿润，覆盖薄膜并保持封闭状态，15天后种植作物。

④快速消除土壤酸化和重度连作障碍 对于土壤pH≤5，死苗、死菜、死秧及黄化现象严重的地块，可同时使用生石灰和秸秆进行调酸。首先检测土壤pH值，计算调酸667m2需用石灰量；其次将确定的石灰用量分成2份，一份单独撒均匀后翻耕到整个耕作层，另一份与300kg/667m2切碎的秸秆一起撒匀后翻耕入土，并耙平；最后淹水封闭土壤、还原土壤电位，灌水并保持至田面以上10cm，封闭保持15～20天。

3.3 平衡施肥，增施有机肥和补充生物菌剂

土壤酸度调节好之后，必须进行平衡施肥，增施有机肥和补充生物菌剂。首先测定土壤养分含量，确定土壤库存肥料量；其次根据所种蔬菜吸肥特点和需肥量计算用肥量；再次扣除使用有机肥补充的肥料量、扣除土壤库存量；最后计算所种作物所需的化肥用量，实现平衡施肥、削减多余的肥料用量。为了保持菜地土壤肥力不下降，必须补充种植上季作物所消耗的土壤中的有机质，也就是用有机质补充作物从土壤中吸收的养分量。

一般土壤有机质年矿化率为3%左右，蔬菜地土壤含有机质必须达到3%，每667m2土壤质量为150000kg，则每667m2每年矿化消耗的有机质为：150000×3%×3%=135kg。一般有机肥腐殖化系数28%～38%，平均为30%。达到国家标准的商品有机肥的有机质含量在30%以上，含水量在20%以下。则每667m2每年蔬菜地有机肥最低使用量（kg）为：[土壤有机质含量 （%）×有机质矿化率 （%）×每667m2土壤的质量（kg）] /[有机肥腐殖化系数（%）×（1-有机肥含水量）] =3%×3%×150000÷[30%×（100%-20%）] =562.5kg。

实践证明，即使土壤中肥料浓度很大，如果有机质不能达到一定量，土壤功能同样退化非常严重。为此，对于检出的库存肥料很多的田块，考虑到土壤依赖性施肥的特点，为保证土壤协调功能与保水、保肥能力，每年起码要施入有机肥562.5kg/667m2。