作者：祁石刚 高学双 姜雪照
来源：《农业开发与装备》 2014年第10期
祁石刚1，高学双1，姜雪照2
（1.宿迁市土壤肥料技术指导站，江苏宿迁 223800；
2.宿迁市农业技术综合服务中心，江苏宿迁 223800）
摘要：随着农业种植结构调整，设施农业发展迅速，但种植年限的增加，施用化肥数量和品种不当，棚室内土壤盐分大量积累，土壤次生盐渍化问题比较突出,盐害逐年加重，已影响到设施农业农作物的正常生长，降低了农作物产量，也影响了农产品品质。因此，进行大棚土壤盐害防治十分重要。
关键词：设施农业；土壤盐害；治理措施
设施农业成功的突破了传统农业生产受外界环境和农业资源的限制，克服了地域气候条件对蔬菜等农产品生产的制约，解决了季节性农产品生产供应短缺的矛盾，保证了农产品的长年均衡供应。近年来，宿迁市设施农业发展较快，设施栽培面积不断增加，全市形成了以地膜覆盖、塑料大棚、日光温室、植物工厂等为主体的设施栽培体系，取得了显著的经济效益和社会效益。据统计，2013年宿迁市设施农业种植面积为10.33万hm2，其中蔬菜种植面积8.4万hm2，产量276万t，产值58亿元。设施栽培改变了土壤的生态环境，其温度、湿度、光照、小气候等都发生了改变，土壤经常处于高温、高湿、高蒸发、无雨水淋洗的环境中，同时设施栽培长期不合理的高投入化学肥料，连续单一种植同一作物，土壤盐害问题比较严重，已影响到设施农业可持续发展。本文就宿迁市设施农业中蔬菜种植出现的一些土壤问题进行分析，探讨其发生原因，提出应对措施，以期对设施农业的健康发展提供科学依据。
1 设施栽培土壤盐害现状
通过对宿迁市设施农业土壤的采样调查研究,结果表明:宿迁市设施农业表层土壤导电率平均为2.38mS/cm，已经超出土壤盐渍化2 mS/cm的标准，产生了一定程度此生盐渍化。相同土层厚度条件下，设施农业表层土壤盐分含量最高，盐分集聚在0～20cm土层中。设施农业土壤中可溶性盐分含量明显高于相邻地块的大田，所测定的盐离子中，设施农业与大田土壤中Na+ 和CL- 含量基本接近， K+和HCO3-含量呈降低趋势外，其它四种离子均有不同程度的增加，其中设施农业的Ca2+、Mg2+、NO3-和SO42-含量是大田的3.3、2.1、6.2、4.3倍，已造成过度累积（表1）。在不同土层中盐分分布不同，以可溶性硝酸盐为例，不论是设施农业土壤，还是相邻大田土壤，随着土层加深，盐分含量均明显下降（表2）。
2 设施栽培土壤盐害形成原因
2.1 化学肥料超量投入
为了获得更高的经济效益，设施农业栽培超量投入化肥，造成了生产成本的急剧上升，大量生产资源盲目投入，更为严重的是造成了集约化设施农业土壤质量下降，土壤盐害加重。与大田作物相比，农民习惯于设施农业的高养分投入，据统计，宿迁市设施栽培蔬菜当季主要化肥投入量平均为：氮素（N）为640Kg/hm2，磷素（P2O5）为189Kg/hm2，钾素（K2O）为
245Kg/hm2，其中氮投入量远远超过农业技术推广中心要求的“蔬菜安全生产操作规程”所推荐的氮肥施用量250Kg/hm2，超出蔬菜作物吸收氮量的2.6倍。
2.2 有机质投入不足
由于在设施栽培生产中，大量的生物废弃物未还田，土壤有机质主要由根系留田和有机肥补充，根系留田数量有限，尽管近年来在设施农业推广施用有机肥，但由于主要是以单一的鸡粪、猪粪作为主要原料的有机肥品种，其有机碳含量低，氮和无机盐含量高，对补充有机质和改善土壤质量作用不显著。相反长期施用鸡粪、猪粪等畜禽粪便导致了土壤质量退化，土壤C/N失衡，盐分和重金属积累。
2.3 连续种植同一作物
由于种植技术、种植习惯、市场需求等因素的影响，宿迁市许多设施农业蔬菜种植区常常连续多年单一种植同一作物，不进行轮作换茬种植，长期会造成土壤中营养元素平衡被破坏，严重影响大棚土壤里微生物多样性，引起土壤微生物群落异化，造成了土壤中微生物数量减少，生物活性降低，导致土壤生态系统恶化，严重危害土壤健康和可持续生产能力。
2.4 设施农业环境特殊
设施栽培几乎常年使用塑料薄膜覆盖，长期没有降水冲洗，施用的大量化学肥料不能随雨水冲洗，也不能渗到土壤深层。棚室土壤的封闭或半封闭的小环境，随着浇水追肥频繁，表层土壤湿度较大，严重地破坏了土壤团粒结构，大孔隙减少，土壤渗透能力降低并易形成板结，影响土壤表层盐分向土壤深层渗透。棚室内温度高，土壤水分蒸发量大，肥料中的盐分容易随水分上升，造成盐分在土壤上层集聚，当盐分积累到一定程度就会对作物产生盐害。
3 设施栽培壤盐害对土壤质量的影响
3.1 土壤酸化
近年来，通过对宿迁市的设施农业土壤调查表明，设施农业土壤的pH值随棚龄的增长而明显降低，其中大棚菜地土壤pH值平均每年下降0.05～0.06，1年棚龄pH值为7.58，4年棚龄的pH值为7.41,8年棚龄的pH值为7.19，而12年棚龄的pH为6.87。设施农业作物复种指数高，化学肥料用量大，酸化问题严重。而土壤酸化加剧了土壤盐基离子的淋失，导致土壤养分流失，造成土壤养分贫瘠，降低对土壤有机质的物理保护作用。土壤酸化还影响土壤微生物种类的分布和活动，从而影响土壤有机质的分解，影响氮、磷、硫等营养元素化合分解。
3.2 土壤次生盐渍化
在设施栽培条件下，施肥主要是以化学肥料为主，其次是禽畜粪便等含盐量高的有机肥品种，而且施肥量较大，设施棚室内温度高，蒸发量大，终年不接受降雨，没有自然淋溶过程，在土面蒸发和植物蒸腾作用下，土壤水分移动以向上为主，导致水中的盐分在土层表面累积形成次生盐渍化。据测定，8年以上的棚室土壤导电率可达到9.35mS/cm，是附近粮田土壤的近10倍，严重的地块地表有一层白霜，作物难以立苗。与酸化危害相似，土壤次生盐渍化不仅会破坏土壤结构，还会对作物的生长和土壤微生物活性产生不利影响，进而导致作物产量和品质下降。
3.3 土壤板结
设施栽培管理精细，踏踩镇压频繁，种植采用大水大肥，结合土壤酸化、次生盐渍化影响，土壤结构被破坏，土壤板结、容量增加、孔隙度减小、透气性差，几乎所有设施栽培技术条件下的土壤都存在土壤板结问题，连续种植5年以上的蔬菜大棚土壤容重上升幅度可达8％。设施栽培土壤板结破坏了土壤中水、肥、气、热平衡，减弱了土壤的保水、保肥、保气、保热的功能，恶化了土壤生态环境，减少了土壤生物多样性，抑制了土壤微生物的生物活性，造成地力衰退，影响到土壤生态系统中的物质循环，使土壤质量下降。
3.4 土壤养分失衡
设施栽培条件下，种植作物多为蔬菜瓜果等经济作物，对钾的需求量较高。蔬菜对氮、磷、钾的吸收比例一般为1:0.3:1.03，而宿迁市设施栽培蔬菜施肥比例为1:0.29:0.38，采用这种高氮、高磷和低钾的施肥模式，加之长期单一连续种植，常会导致土壤全氮、速效磷富集，土壤速效钾过度消耗。另外，设施栽培不重视中微量元素的补充，结合离子拮抗作用，极易造成土壤的部分中微量元素下降，部分中微量元素升高，作物极易发生生理性病害，如大棚番茄极易出现脐腐病、甘蓝心腐病、菠菜黄化病、芹菜茎裂病。
3.5 病虫害发生严重
设施栽培连续种植同一种作物，易引起了作物根系生物活性下降，养分吸收能力降低，植物抗逆性差，抗病虫能力减弱。重茬种植造成土壤生物多样性减少，土壤微生物生态失衡。另外由于土壤酸化、次生盐渍化和土壤板结，致使土壤生态环境恶化，抑制了土壤微生物生长，使得设施栽培土壤中有益微生物总量减少，有害生物、病原生物大量繁殖，土壤微生物对有毒有害物质降解、解毒净化能力下降，促使土传病害发生加重。在设施栽培条件下，害虫不需冬眠越冬，可以常年繁殖，且气温高，湿度大，不受风雨和天敌危害，十分适宜病虫繁殖，害虫易爆发成灾。
4 设施栽培土壤盐害防治措施
4.1 设施测土配方施肥，科学施用肥料
采用以有机肥为主，化肥为辅和氮、磷、钾按比例配合施用的施肥方法。施肥前对大棚土壤养分、全盐含量，土壤酸碱度等指标进行测定，具体施肥量根据各大棚土壤养分情况和种植蔬菜类型、所期望达到的产量来确定，进行配方施肥。在施足基肥基础上，根据作物的生长需要进行适量追肥。尽可能施用阴、阳离子都能被作物吸收的肥料，如尿素、硝酸钾、硝酸钙、磷酸二铵等，避免长期使用单一的肥料。采用配方施肥，按需供给，可以明显降低盐分在土壤中的残留量。
4.2 实行秸秆还田，增施商品有机肥
在设施栽培棚室内大量施用稻草、稻壳、麦穰麦糠、玉米等农作物秸秆，利用其含碳高的特点来吸收土壤中富集、游离的氮、磷、钾，减轻或降低土壤盐分危害。秸秆还田的同时施用商品有机肥，利用商品有机肥中有益菌种，加速秸秆腐熟分解，结合深翻土地，改良土壤结构，改善土壤通透性，活化土壤，提高地温，有利于蔬菜作物根系伸展，增加根系吸收水分和养分的能力，提高作物自身抗盐能力。通过实行秸秆还田，增施商品有机肥，当年土壤电导率可降低40％左右，连续三年秸秆还田，土壤有机质增加0.08%，速效磷增加2.6mg/kg，速效钾增加7mg/kg。
4.3 种植吸盐作物，消解土壤盐分
在农作物中，除盐效果最好的是玉米。利用大棚蔬菜换茬间隙，在设施农业前茬收获后，种植一茬早熟玉米，玉米进行撒播，密度可以适当加大，在玉米生长期内不追肥，换茬时结合闷棚用旋耕机打碎翻于地下，既可以有效地降低土壤含盐量，又能有效地提高土壤有机质的含量，增加土壤团粒结构，改善土壤通气性和透水性，促进下茬蔬菜根系的生长发育。
4.4 以水洗盐，铺砂深翻
大棚休闲季节，可除去大棚顶部的薄膜，让自然降雨充分淋洗土壤，降低耕层中盐分的浓度。或者在设施农业内大量浇水，用淡水溶解土壤中的盐分，再通过排水沟将含盐水排走。结合设施农业深耕深松，设施农业土壤回填3～4方/667m2砂土，将沙土掺入耕层，能有效降低土壤容量，增加孔隙度，有利于科学调节土壤水、肥、气、热，防止土壤返盐。有条件的地区可以施用土壤调酸剂、土壤综合调理剂、亚硝酸盐调节剂，调节土壤酸碱平衡，打破土壤板结，修复团粒机构，提高土壤微生物活性，增强土壤保水、保肥、保热功能，恢复和提升大棚菜地的适耕性和生态环境。
4.5 升级设施，推广水肥一体化
采用地膜覆盖的办法，减少了地表蒸发量，从而减缓土壤深层盐分上升的速度，降低了耕作层盐分的累积。使用喷、滴灌设施能有效控制水量，少量水中的无机盐量就会相对减少，由水蒸发后产生的盐类物质就相对于浇灌要少得多。利用管道灌溉系统，将肥料溶解在水中，同时进行灌溉与施肥，适时、适量地满足农作物对水分养分的需求，提高了肥料利用率，减少了用水量，有利于控制设施栽培土壤盐害。
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