保护地土壤退化改良专项措施

1保护地生产条件下土壤退化问题及其防治对策黄毅张玉龙(沈阳农业大学土地与坏境学院沈阳110161)摘要：通过对保护地土壤退化问题综合分析可知，退化丄线丙素在T：保护地生产上尚未建立完善地耕作和轮作制度，连作导致营养元素失衡、土传病虫害发生与蔓延：肥料过虽使用引起土壤次生盐渍化：大挥霍大虽水资源，也是土壤次生盐渍化产生重要因素之一。针对上述问题，提出如卜•对策：大力履行机械旋耕、客土、排土等耕作良法，使土壤得到充分修复：建立适当于保护地土壤轮作制度：实行因土、因作物、因设施运营状况，科学施肥：建立健全保护地廿水灌溉制度和节水技术体系。核心词：保护地：上壤退化；改良办法随着农业不断进步，保护地生产已成为当代农业经济发展重要支柱产业。全国发展面枳在1996年69.80X10W基本上，1999年猛增至133.33X10'hm=,三年间增长了近一倍。据葛样书(1998)报道叫到1996年终，国内用于蔬菜栽培设施而积绝对数量已居世界第一。总来看，保护地生产具备许多需地栽培无可比拟长处，通过人工调节水、肥、气、热条件，充分运用光能进行高效生产，使上地生产力和光能运用率成倍地提高。从农业经济发展角度看，这种生产方式对于丰富城乡人民“菜篮子”，调剂四季蔬菜品种，提髙人民生活水平，增进农业上地集约化经营和加快农业产业化步伐起到了重要推动作用。然而，它与几千年来大田生产相比，仍属发展中新生事物，大多数农民在管理习惯上还没有彻底摒弃过去那种粗放经营模式。在科学技术水平和管理技能也存在着很大差别，特别体当前投入上盲目性，种植模式上屈从性和管收稿日期：月日修订日起基金项目：辽宁省“十五”期冋求点攻关项目“节水栽塢技术研究”(编号21200)资助作者简介：黄软(1956—)男，辽宁朝阳人，制研究员，重要从辛水土保持和节水栽培研究。理行为上短期性。由于农民片面追求产量，盲目加大水、肥、农药投入，使保护地浮现了一系列制约可持续生产严重问题，如不恰当水吧管理引起丄壤理化性质恶化、上壤中营养成分失衡，加上长期连作导致丄传病害蔓延，有由于盐害过重被迫废弃改为它用。此外，由于过虽施肥和耕作栽培办法不当，上壤中N0「-N大量积累，使保护地蔬菜品质下降等等。基于上述问题存在与发展，有必要从蔬菜保护地耕作、轮作、施肥、灌水等方而进行分析与研究，为蔬菜保护地环境改进和可持续发展提供可行办法与办法。1保护地生产中存在土壤退化问题1.1保护地生产中土壤耕作问题与大田生产相比，保护地是一种空间有限、高度集约栽培场合，这种有限空间不利于大型农业机械作业，在生产管理中，农民要长时间地进行各种出间作业，对棚内上壤践踏频率明显高于大田。然而对上壤耕翻次数仍为一季一次。这样频繁作业、加上灌溉和高剂量施肥破坏了上壤团粒构造，使大孔隙减少，板结，通透性差。据调查，辽宁13.3X10*hm：蔬菜保护地中，除少数高科技园区采用机械旋耕外，别的大多数保护地耕作水平仍属下等水平，使用工具依然是锹挖、镐刨，其耕翻深浅和堡块破碎均匀限度远不及机械耕翻。由于长期得不到髙质戢深翻解决，某些还原性有毒物质和多余肥料长期残留，表而上看养分含量很髙，但实际生产功能却很低。这也是导致丄壤次生盐渍化、营养物质失衡、上传病害发生一种重要条件,据黄锦法等人研究成果⑶，大棚栽培上壤电导率是露地栽培2.38倍，可溶性盐提高85.8%,pH减少0.67单位，NOQN和NH7-N分别提高4.34倍和50%。0〜10cm比10〜20cm土层、可溶性盐增长56.9%,电导率提高82.4%,pH低0.17,NOJ-N增长119.37%,而略有减少。由此可见，大棚蔬菜土壤，由于施肥集中在0〜10cm土层中和受毛管水上升影响，盐分、N0J-"积累在表层中，从而导致了生理障害。1.2保护地生产中土壤轮作问题在农业生产中，轮作是合理运用上地，维持养分平衡，抑制上传病害有效办法之一。但拯调查，在保护地实际生产中，轮作实行起来很困难。由于当前市场需求和实际种植制度和轮作制度之间存在着诸多方而矛盾，例如，有些地方强调规模化生产和效益，实行“一村一品”、甚至“一乡一品”，保护地内近年生产一种作物，这是导致保护地连作障碍重要因素，它是一复杂现象，所产生后果重要有如下几方而：（1）上传病虫害加剧。随着保护地蔬菜连年栽培，上传病害越来越突岀⑸，其发病率高，危害性大，已成为保护地蔬菜生产重要障碍因素之一，诸多蔬菜保护地因上传病害严重而不得不改作履地栽培，这个问题己经严重地制约了保护地蔬菜生产发展。关于连作障碍因素调查成果表白，连作使得土壤中病原菌数量不断增长，特别是近年来由于过多使用化肥所带来上壤中病原拮抗菌减少，更加重了上传病虫害发生。如青枯病、早疫病、炭疽病、枯萎病、软腐病、根结线虫病以及上壤害虫种群繁衍增长，如镂姑、韭蛆等。这些问题产生有些是保护地内环境所致，但更重要因素是没有建立起一套完善轮作制度：（2）丄壤理化性质恶化。连作时由于某些作物对肥料选取性吸取，容易导致某些元素特別是微疑元素缺少，引起蔬菜发育障碍：（3）植物自毒作用。某些植物可通过地上部淋溶、根系分泌物和植株残茬等途径来释放某些物质对同茬或下茬同种或同科植物生长产生抑制作用，最后导致产量逐年下降，品质逐年变劣。近来，已有实验先后证明了豌豆、番茄、黄瓜、四瓜和甜瓜植物根系分泌物和残茬所引起自毒作用，并从中分离出某些自毒物质，这些物质通过影响细胞膜透性、酶活性、离子吸取和光合伙用等各种途径影响植物生长。以可持续生产战略角度来说，以村或片为单位，建立保护地轮作制度是十分必要。1.3保护地生产中灌溉问题合理灌溉问题始终是国内保护地生产中比较核心问题，当前除少数园区和大都市近郊髙素质农民之外，大多数农民保护地蔬菜生产均采用“粪大水勒”粗放管理办法，从而导致保护地上壤环境恶化，如上壤酸化、盐渍化、污染、板结以及有害菌类大量繁殖。此外，不科学灌水，还会导致水资源大量挥霍，特别是在水资源日趋紧张今天。近年来各地研究成果均表白，因灌水不当，水资源挥霍50$〜60%,沟灌灌溉效率仅为20%-30%,除此而外，还带来某些苴他负而效应，程美廷等对永年县科委实验温室定点观测表白，上壤水分在耕层内运营方向，除灌水后一天左右时间外，别的时间都是向着地表方向运动。在垂直方向上,越接近地表。土壤含水量越高。按照“盐随水来”规律，盐分必然向表上积聚："。据上半年对辽宁凌源、喀左、建平、朝阳等地调查，由于用水不合理，引起盐分表积逐渐加重，貝而积也有迅速扩大之势。导致上壤板结和次生盐渍化发生⑴。此外，灌水后地面强烈蒸发，保护地内空气湿度过大，作物根层丄壤含水量髙，温度低，特别是在冬季或早春等低温季节，会使作物根系活力下降，容易诱发蔬菜病虫害。这是农药用量过大，生产成本增长，农药污染加重，蔬菜品质下降直接因素。由此可见，保护地内科学合理地灌溉是上壤管理中核心环节。1.4保护地生产中施肥问题保护地上壤盐分重要来源于大量施肥，盲目大量投肥是导致上壤次生盐渍化另一因素:裂由于保护地蔬菜生产经济效益很高。因而，生产者为了追求高产、髙利润、往往不惜成本，实行多肥栽培。据调査,单位而积上壤大棚内肥料投入量约为大出4〜10倍，为蔬菜带走量2〜10倍。在施用肥料中无机肥占相称大比例，约占总用量50%以上间。据在山东寿光县调查成果显示，农民半年内向大棚上壤投入化肥在3000〜4500kg/hm：现象非常普遍，有甚至用量更多叫据在河北唐山市郊调查，菜农为了追求大棚番茄产量，不计成本地大疑投肥，每公顷所花肥料成本超过1.5万元期，永年县日光温室冬春茬黄瓜种植，投入肥料残存量竟高达肥料大量残存导致了上壤溶液浓度过高，导致上壤次生盐渍化发生。此外，某些肥料如硝酸钙、硝酸钾、氯化钾等溶解在上壤溶液中，一方面提高了上壤溶液浓度，另一方而又引起上壤pH值减少，使铁、镭、铝等元素可溶性提髙，从而使丄壤盐溶液浓度进一步升髙，更加剧了上壤次生盐渍化发展曲。硝酸根是保护地上壤盐渍化增长最多成分.它陡增以及酸化使上壤固相中钙离子等被互换出来,形成了各种硝酸盐，从而提高了上壤溶液盐浓度和渗入压“:。保护地蔬菜生产是一种集约化生产方式，苴生产中投入化肥和农药量髙于需地蔬菜生产，大量使用氮素化肥使氮肥运用率不断下降，丄壤中硝酸盐淋溶污染地下水潜在威胁日益增大。据报道，国内北方菜地年施氮M800-5700kg/W,不合理施肥和化肥大量使用，特别无机氮过量，不但严重污染地下水，也使植物体内硝酸盐大量积累。据中华人民共和国农科院蔬菜花卉研究所测定，有市场菠菜硝酸盐含量高达2358mg/kg,萝卜2177mg/kgo上海、广州等大都市有些蔬菜中.亚硝酸盐含量超标2〜8倍，硝酸盐在人体中易还原亚硝酸盐，并进一步与胃肠中胺类物质合成极强致癌物质一亚硝胺，可导致胃癌和食道癌。随着保护地这种生产方式在农业经济中作用提髙，保护地发展必将越来越快，市场发展千变万化，必将增进保护地运用上花样翻新，所产生问题也必将越来越多，越来越复杂。因此无论在商品市场还是在科技市场都需要研究者适应这种变化形势，把保护地上壤改良当作生态系统中一种重要问题来加以系统研究，提出一套较为综合技术体系来保证保护地生产可持续发展。2保护地生产中土壤改良综合技术2.1保护地土壤耕作栽培技术土壤深耕。通过深耕可把枳聚在耕层表而盐分与下层上壤互相混合，以达到稀释保护地丄壤表层盐分浓度目。同步，还由于深耕可以改进保护地上壊通透性，削弱毛细管作用，减少地下水位，从而可有效地防止盐分表聚作用发生他。在棚龄较长、积盐过多且上传病害严重保护地上通过挖除含盐表上、客上，可以排除积盐丄层而代之以不积盐上壤，使盐分浓度下降。对需要排除上层深度。有人以为5cm即可，也有人以为10cm较佳，这重要取决于不同上壤类型和干燥限度冋。应大力推广旋耕技术，它可以增长耕翻深度并提高了耕翻质量，若采用老式人工耕翻，其深度只有15」20cm,而采用这种旋耕机，耕翻深度可达25〜30cm,采用人工耕翻堡块较大，剩余肥料、上壤容重和孔隙分布都不十分均匀，不能达到上肥相融效果。而采用机械旋耕，转速均匀，耕翻又深，平而撒施有机肥后旋耕就能达到土肥相融良好效果。采用嫁接冇苗技术可以有效地控制重点土传病害发生。如黄瓜以黑籽南瓜为砧木嫁接不但抗病也抗低温耐弱光、增产：西瓜以葫芦为砧木嫁接，茄子以赤茄砧木嫁接可减轻黄萎。2.2保护地土壤轮作技术合理轮作是依照上壤学和栽培学原理，将不同种类、不同生物学特性、不同吸肥特点作物，进行合理时空安排，这样即充分运用上壤中各种养分，又不至于由于过度地生产一种作物而使一种或几种养分失衡,普通来说，北方日光温室较为合理轮作制度有：黄瓜一番茄一菜豆一菜花、芹菜一羊角葱和叶菜类等。轮作可使土壤盐分上升变缓或有所下降。据研究刖，在萝卜地中栽辣椒和在辣椒地中套觅菜，均可有效地减少保护地上壤表层含盐虽:，通过一个月后，表上电导率可下降0.13〜0.21ms/cm。张春兰等抄研究表白，在番茄地上间种植玉米、黄瓜，均较连作能有效地减少保护地上壤表层含盐量。2.3保护地土壤施肥技术由于保护地生产属于髙投入、高产岀、集约型较强髙效生产，在施吧管理上更要讲究其科学性，做到测上配方，合理施肥，特別是因地制宜地施用有机肥，积极推广新型肥料，如酵素菌肥料，酵素菌技术是20世纪40年代日本微生物学家岛本觉也开发高新技术。酵素菌是由各种细菌、酵母菌和放线菌构成有益微生物群体，可以产生活性很强各种酶，具备很强好气发酵分解能力。可改良上壤，培肥地力，抑制有害微生物繁殖，有效地解决重茬感病问题，提高产疑，改进品质。梁成华（1993〜1996）运用3年时间，对蔬菜保护地上壤肥力特性及其调控技术进行了研究，成果表白，在夏季通过使用稻草可以明显地减少蔬菜保护地丄壤NOJ-N含量和电导率，番茄增产20.9%,相马晓提出用化学和生物办法除盐，化学办法施用多孔吸附物质吸附上壤中水溶性盐，生物办法即用抑草作物。稣岸正好（1986）提出采用腐熟锯末栽培蔬菜，可以避免由于连作而导致上壤障碍。张春兰提岀，不同作物茬口可以减轻蔬菜保护地上壤盐害和由于连作引起英他上壤障碍。合理施肥，减少上壤盐分积累一是避免肓目施肥。要依照蔬菜作物需肥特性及上壤养分含量状况进行配方施肥。连作时，应考虑前作施肥量大小，同步做EC测左。若EC偏高，则应恰当减少后作施肥量。二是慎选肥料种类。尽量施用不带SO广、CT等副成分肥料，如尿素、磷酸钱、硝酸钾等。三是多施半腐熟有机肥料。半腐熟有机物碳氮比（C/N）较大，进一步腐熟时，上壤微生物可吸取上壤溶液中氮素，并暂时加以固泄，从而减少了上壤溶液盐分浓度和渗入压，缓和土壤盐害同。张春兰先后对施用稻草及鸡粪在减轻保护地上壤盐分表聚中效果进行了研究，成果表白：施用稻草42d后，5个解决土壤电导率分别下降了52.8%、64.4%、34.8%、40.3%和51.3%、苴作用效果明显。施用干鸡粪丄壤EC值比未施用下降20$〜。此外，半腐熟有机肥料还能吸取某些盐分和隔断某些上升毛管水流，有抑制盐分积聚作用，有助于控制盐害发生。在国外，如荷兰、加拿大、日本等常施用树皮或桔秆等类有机物来防止保护地上壤盐害发生酬。2.4保护地节水灌溉技术在保护地生产发展过程中，节水灌溉制度已经逐渐形成，比较先进节水灌溉技术有微喷、滴灌和渗灌,从当前发展趋势上看，渗灌对改进保护地上壤环境有其他办法无可比拟长处，苴特点如下：2.4.1改进土壤环境，提高灌水质量渗灌水分是从上壤底层向作物根系层补给，在渗灌管管壁微孔渗出，靠土壤毛细管作用逐渐扩散浸润土壤，不会产生地而重力水作用，有助于保持土壤团粒构造：通气良好，不会因灌水破坏上壤表层构造，避免表上板结、干裂：并且渗灌还可以提高地温，增进微生物旺盛活动,加速有机质分解。因此渗灌可以较好地调肖丄壤中水、肥、气、热状况，为作物生长创造了良好生态环境。2.4.2减少室内湿度，减少蔬菜病害渗灌只灌溉作物根部，表土干燥，从而减少了地表上壤蒸发及棵间蒸发量，减少了室内空气相对湿度，抑制了杂草生长和病虫害，减少了病害发生，从而减少农药使用，提高作物品质，实现淸洁生产。渗灌病株率约为畦灌37.5%。2.4.3节约灌溉用水，减少环境污染渗灌是全程管逍输水，最大限度地避免了水在运送过程中渗灌损失。渗灌可通过地下渗灌管直接向作物根区慢慢供水，且灌水量可依照作物需水量来控制，使上壤含水量不超过饱和含水率，因而不会产生上壤深层渗漏和地而径流，减轻对地下水污染危险。渗灌上壤表层干燥，减少了上壊表而蒸发损耗。已有研究表白，渗灌比畦灌节水达70弔以上，比灌溉可节水85%以上，比滴灌巧水30%〜40%。2.4.4简化田间劳作，实现施肥灌水一体化渗灌可以减少平整丄地、中耕及灌水工作量，还可以依照需要使灌水施肥、上壤消毒和渗灌同步进行。渗灌可以在整个作物生疗期，适时适量地将肥料、微量元素等作物所需要养分和物质按比例精准地施用到作物根区上壤，供应作物生长需要。2.4.5渗灌能耗少，使用寿命长渗灌规龙压力低，普通规左工作压力为0.01〜0.03MPa,能耗小，比喷灌节能70%〜83%,比地而沟畦灌修能70%〜80虬运营费用省。渗灌一次性投资，近年受益。尽管一次投资较多，但每年投资并不髙。渗灌系统除控制某些外，英他部件如主管、支管及渗管等均埋在地下，既不占地管件又不易破损，从而延长了管件使用寿命。生态、社会经济和管理效益是互相联系，渗灌成功地综合了灌溉农业社会、经济、生态环境各方面效益，进而成为了一种适应环境、高效高产灌溉系统。3结语在当今保护地生产过程中，丄壤退化因素是多方面，可以从耕作、轮作、灌水、施肥加以总结和分析,通过全而系统地分析可知，迄今为止，还没有一套适合于保护地耕作制度，一季蔬菜生产完后，棚内丄壤应当得到耕作上妥善解决，方能解决上壤中有害物质残留和多余肥料与土壤充分融合问题。通过建立合理轮作制度就能有效地克服保护地土壤连作障碍，通过因丄、因作物施肥或者配方施肥可以解决营养物质失衡和不同茬口作物自毒以及次生盐渍化问题，通过采用节水灌溉办法可以达到节水和改进保护地上壤环境目。总之，保护地上壤退化是有着四个方而管理不当而产生，最后还是要通过建立科学耕作制度、轮作制度、施肥制度、灌溉制度来维护和改进保护地丄壤和环境，使之达到永续运用目。参考文献［1］ 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