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日光温室蔬菜连作土壤障碍成因及修复

发布时间:2019-02-01 11:12 来源: 作者:
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  主持人:听众朋友,大家好,我是凤婷。日光温室栽培就是利用现代科学技术和设备,进行反季节生产,是高效农业生产的有效组成部分,目前已成为我国北方蔬菜重要的栽培方式之一。但是,随着温室使用年限的延长,土壤障碍问题日趋严重。如何解决日光温室蔬菜栽培过程中,出现的土壤障碍问题呢?今天为我们就来介绍的专家是:山东潍坊职业学院的王思萍副教授。

  我们现在连线王老师,您好!

  专家:主持人好,听众朋友们大家好!

  主持人:王老师,今天咱们来聊一聊日光温室土壤障碍问题。我们通常所说的日光温室土壤障碍是怎么回事?为什么日光温室土壤会出现这样的问题?

  专家:随着日光温室使用年限的延长,土壤耕作层变浅、有机质含量下降、土壤板结、土壤酸化、土壤次生盐渍化、土壤养分比例失调、土传病害加重等现象日趋严重,这种变化生产上称为“土壤障碍”。土壤障碍发生后,蔬菜表现为烂根死棵,植株瘦弱,叶小皱缩,果实病变,早衰减产,出现各种营养失调症状。

  主持人:也就是说,当发现蔬菜出现烂根死棵,植株瘦弱,果实病变,早衰减产等各种现象的时候,我们应该意识到,也许是土壤出现了问题。我们具体分析一个这个问题,会对蔬菜生长带来哪些危害。

  首先是土壤耕作层变浅。这个现象,对水分、养分、空气等蔬菜生长要素可能产生哪些不良影响?

  专家:土壤耕作层又称表土层、熟土层或活土层,是指经常被耕翻到的土壤表层。耕作层土壤受人类耕作、施肥、灌溉等生产活动影响最深,与下层土壤比较,其有机质含量较高、疏松多孔、理化与生物学性状好,肥力较高,是植物根系主要分布层次,是植物根系吸收水分及养分的主要层次。耕作层是植物赖以生存的最基本土层,深厚的耕作层既能扩大植物根系吸收养分的范围,又能增强抗旱抗涝能力。蔬菜生长需要耕作层厚度以20~30cm为宜,目前日光温室土壤普遍耕作层偏浅,在15~18cm左右。浅薄的耕作层使蔬菜根系营养面积减小,坚硬深厚的犁底层阻碍了土壤水分、养分和空气的上下运行,阻碍根系下扎延伸,根系绻缩在地表下约15~18cm处难以向下伸展。

  主持人:偏低的土壤有机质含量对土壤肥力和蔬菜生长都有哪些不利影响?

  专家:有机质含量是评价土壤肥力的一个重要指标,是日光温室土壤健康状况的重要影响因素。有机质含量低的土壤,结构差,易板结。有机质作为土壤基本组成物质之一,尽管其含量只占到土壤总质量的很小一部分,只有1%~2%左右,但对蔬菜产量、品质、品相以及物质循环、温室环境下土壤可持续利用发挥着重要的作用。虽然日光温室蔬菜生产中有机肥施用较大,但有机肥种类以鸡粪等粪肥为主,粪肥有机质含量偏低,同时由于日光温室较高的地温提高了有机质矿化率,致使有机质积累缓慢。

  主持人:为什么说种植年限长的日光温室,土传病害较重?

  专家:微生物是土壤重要组成部分,土壤微生物总量、活性和有益微生物数量多少是判断土壤活性的重要指标。日光温室中蔬菜多年重茬种植,为病原菌生存和繁殖提供了丰富的营养和寄主,有益菌生长繁殖受到抑制,病原菌数量增加,根际土壤微生物失衡,导致蔬菜茎基腐病、疫病、根腐病、枯(黄)萎病、青枯病、溃疡病、细菌性髓部坏死、线虫等土传病害加重。

  主持人:土壤板结对其保水性、通透性、保肥性等性质有不良影响吗?

  专家:日光温室内土壤因缺乏有机质,结构不良,在灌水或碾压等外因作用下导致结构破坏、土粒分散,而干燥后受内聚力作用极易造成土壤变硬板结。发生板结的土壤,保水能力、保肥能力及通透性均降低。土壤板结会引发一系列土壤病症出现,如土壤中氧气缺乏、养分供应能力下降、水分供应能力下降,且易积累有机酸、硫化氢、甲烷等对蔬菜生长不利的物质。

  主持人:目前大家常说的土壤酸化是怎么回事?

  专家:我国土壤正在加速酸化,pH<5.5的耕地面积已从30年前的7%上升到目前的18%,酸化主要发生在pH原本较低的土壤,尤其是高效经济作物种植土壤,如果园土壤、设施蔬菜土壤等。由于长期自然选择和人工选择,植物都有一个适合自身生长发育的酸碱度范围,多数蔬菜生长适宜的土壤pH一般在5.5~8.0之间,土壤过酸或过碱都不利于蔬菜的生长。土壤pH大小除直接影响植物的生长发育外,对土壤中氮、磷、钾、钙、镁、硫及各种微量元素的有效性、土壤的理化性质、土壤微生物活性等也有较大影响。如土壤酸化后,土壤板结加重,土壤养分供应失衡,蔬菜根系伸展困难、发根力弱、吸收功能降低,蔬菜整体长势弱,严重时会出现死苗,生长点坏死等现象。

  主持人:土壤盐渍化发生后,蔬菜有哪些方面的不良表现?

  专家:土壤可溶性盐含量是评价土壤盐渍化程度的重要指标。土壤可溶性盐含量与施肥量呈正相关,由于日光温室蔬菜生产中,肥料投入量大,超出蔬菜对肥料的需求量,致使肥料在土壤中累积,可溶性盐含量升高,土壤发生次生盐渍化。蔬菜种类不同,对盐的忍耐度不同,如对番茄来说,土壤可溶性盐含量<0.3%时能正常生长,可溶性盐含量>0.3%后番茄生长受到抑制。

  发生盐渍化后,土壤溶液浓度增加,根系吸收能力减弱,会抑制蔬菜对钙、磷、铁、锰等元素的吸收,使植株营养状况失衡,造成生长发育不良,植株生长纤弱、滞育、色浓、干枯、根褐色、不易发新根,早衰,甚至出现死苗死棵;植株抗病性降低,病害多发;生长发育期明显延后,特别是前期和中期产量上不去,甚至采收期绝收,蔬菜品质下降。

  主持人:通常所说的日光温室土壤养分失调是怎么回事?

  专家:蔬菜的组成很复杂,体内大约含有70多种元素,其中有些元素是蔬菜生长必需的,这些元素称为必需元素。蔬菜生长发育必需的营养营养元素有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl等,在上述必需营养元素中,除C、H、O来自二氧化碳和水外,其他的营养元素主要依靠根系从土壤中吸收,称之矿质营养或矿质养分。各种矿质养分在蔬菜体内的含量有差异,不是等量被吸收,如对N、P、K需要量较大,对Fe、B、Zn等养分需要量较小。只有当土壤中矿质养分含量处于适当的比例,蔬菜平衡地吸收各种养分,才能健壮生长,高产优质。目前多数温室土壤出现养分失调状况,如土壤有效磷含量过高,导致植物出现缺锌症状;土壤速效钾含量过高,引起钾—镁拮抗,即钾的过量抑制了根系对镁的吸收,导致蔬菜出现缺镁症状。

  主持人:欢迎回来,今天我们为您介绍的是日光温室蔬菜连作土壤障碍成因及修复技术。为我们作介绍的嘉宾是山东潍坊职业学院王思萍副教授。刚刚我们了解了日光温室土壤障碍会带来的危害,下面我们再来介绍一下造成日光温室土壤障碍发生的原因。王老师。

  专家:日光温室土壤出现上述障碍的原因很多,如环境密闭、土壤耕作不科学、有机肥种类选择偏颇、化学肥料盲目过量施用等,都可能引起土壤障碍的发生。

  主持人:我们来具体介绍一下。为什么说日光温室土壤容易发生土壤障碍呢?

  专家:日光温室是一个相对封闭的环境,全年土温较高,空气湿度常常处在60%~100%之间,高温高湿的环境,加快了土壤固相物质的分解速度与盐基离子的释放,增加了盐分的表聚。土壤自身矿化的离子和人为施入的肥料结合起来,使土壤盐分浓度在短短的2~3年内就会明显上升。蔬菜连作几年,也能使某些离子积累而发生盐害。温室常年或季节性覆盖,土壤得不到雨水的淋洗,使土壤中多余的盐分无法被雨水淋洗到土壤深层,它们随灌溉水向耕作层积聚,导致土壤次生盐渍化。温室特定小气候环境以及蔬菜连作,给病原菌生活繁殖提供了有利条件,土传病害加重。温室特定小气候环境,加快了土壤原有有机质的矿质化,有机质分解加快,不利于土壤有机质的积累。

  主持人:为什么说土壤耕作不科学是土壤障碍产生的原因呢?

  专家:日光温室内相对狭小的空间,不便于大型农机具作业,长期依靠旋耕机作业,以旋代耕,旋耕机松土的深度一般在15~18cm,致使土壤耕作层变浅,犁底层加厚。深层土壤中的水分和养分由于蔬菜根系生长受阻而不能被吸收利用,植株生长受限,菜农继而大量施用化肥补充营养,形成恶性循环,引发土壤板结、土壤次生盐渍化、土壤酸化等障碍。

  主持人:为什么说有机肥种类选择偏颇是日光温室土壤障碍发生的原因呢?

  专家:有机肥料是土壤有机质的重要来源,一般来说,在土壤有机质含量的提高上,秸秆类有机肥的作用优于粪肥。但是目前菜农在选择有机肥料种类时,普遍有施用粪肥的习惯,秸秆类有机肥投入量明显不足。加之如果粪肥未完全腐熟即施用,一方面含有的病菌、寄生虫卵等会污染土壤,另一方面未完全腐熟的粪肥在土壤中发酵,会引起气害、烧根等问题。

  主持人:化学肥料的投入给蔬菜生长提供了丰富的营养物质,为什么说化学肥料的盲目过量施用能引起土壤次生盐渍化及导致土传病害加重?

  专家:日光温室栽培蔬菜具有生物产量高,吸收养分多等特点,菜农为了追求高产,施入大量的化肥,肥料投入量远远超过蔬菜的吸收量,大量的肥料将不被吸收而残留在土壤中,使土壤溶液浓度升高,表土积盐不断增加,引起土壤次生盐渍化。连年超量施用化肥是引起土壤次生盐渍化发生的直接原因。随着温室年限增加,连作次数增多,土壤微生物区系由低肥的“细菌型”向高肥“真菌型”发展,病原菌增加,土传病害加重。

  主持人:化学肥料的盲目过量施用能造成土壤板结,其原因是什么呢?

  专家:土壤中的矿物质颗粒,在多数情况下不是以单粒状态存在,而是在多种因素综合作用下,土粒相互团聚成大小、形状和性质不同的团聚体,称为土壤结构。土壤结构有多种类型,其中团粒结构是一种优良的结构,它能协调水、肥、气、热诸肥力因素。土壤中过量施入磷肥时,磷肥中的磷酸根与土壤中Ca2+、Mg2+等阳离子结合形成难溶性磷酸盐,破坏了土壤团粒结构,致使土壤板结。向土壤中过量施入钾肥时,钾离子能将形成土壤团粒结构的多价阳离子置换出来,土壤团粒结构随之被破坏,致使土壤板结。

  主持人:化学肥料的盲目过量施用,还能引起哪些障碍的发生?

  专家:化学肥料的盲目过量施用,除易引起次生盐渍化、土传病害加重、土壤板结外,还常常引起土壤酸化、土壤养分失衡等。

  化肥的盲目过量施用是土壤酸化的重要原因。目前温室蔬菜生产投入的化学肥料中,酸性肥料所占比重较大,如酸性水溶肥能直接增大土壤溶液H+的浓度,降低土壤pH;生理酸性肥料如硫酸钾、硫酸铵等,因蔬菜的交换吸收使土壤溶液H+浓度增大,pH降低,土壤发生酸化。

  化学肥料的盲目过量施用,会导致土壤养分失衡。在蔬菜连作情况下,多年连续大量施用相同或相似的肥料,会使土壤中某些元素过度缺乏,而某些元素又过多过剩积累,造成壤养分不均衡。如番茄施肥中,偏施氮肥、或偏施磷肥、或偏施钾肥等大量元素肥料,对中量元素及微量元素肥重视不够,导致土壤养分不平衡,诱发蔬菜缺钙症、缺镁症、缺铁症等缺素症发生。

  主持人:前面分析了日光温室土壤障碍产生的原因,我们可以采取哪些措施修复障碍土壤和预防土壤障碍发生呢?

  专家:日光温室蔬菜生产中,可以通过深耕深翻、轮作倒茬、平衡施肥、推广施用有机肥及生物菌肥、采用微灌施肥等措施预防与修复障碍土壤。

  主持人:为什么说深耕深翻可以预防与修复障碍土壤?土壤的深耕深翻可以通过什么方法实现?

  专家:土壤深耕深翻可以加厚耕作层,改善耕层土壤结构,促使土肥相融,破除土壤板结,使耕层土壤疏松,加速土壤熟化,提高土壤通透性,改善土壤理化性状,协调土壤水、肥、气、热状况,灭杀虫卵,消除土壤连作障害。常年的浅层旋耕导致土壤耕层变浅而犁底层加厚,大型深耕深翻机械又难以进入温室狭小的空间内,深耕深翻可以通过如下方法完成:通过旋耕机将撒施到土壤表面的有机肥、化肥、菌肥等均匀翻入土壤,再人工深翻土壤30cm,人工深翻可隔年进行。

  主持人:为什么说合理轮作倒茬可以预防土壤障碍的发生?

  专家:蔬菜种类不同,其根系深浅、需肥特点、吸盐耐盐能力、对病虫害抗性、残体及根系分泌物等不同。根据蔬菜科属类型,合理安排不同蔬菜之间的轮作,可以减轻土壤可溶性盐分积累,平衡土壤养分,改善微生物生存环境,减轻土传病害的发生,对土壤障碍起到预防和修复作用。不同蔬菜的合理轮作,不仅可以抑制土壤中有害微生物的生长和繁殖、降低酚酸类物质的积累,还可以利用根系分泌物的化感作用促进蔬菜的生长。

  主持人:如何通过平衡施肥修复障碍土壤?

  专家:平衡施肥是指依据蔬菜需肥规律、土壤供肥特性与肥料效应,在施用有机肥的基础上,合理确定氮、磷、钾和中量、微量元素的适宜用量和比例以及相应的施肥技术。根据蔬菜需肥特性及土壤养分状况平衡施肥,尽量减少化肥用量,不要盲目施用化学肥料。基肥以腐熟的优质有机肥为主配合适量化肥,化肥提倡选择致盐能力弱的肥料,如缓释肥料、控释肥料等。改变盲目使用肥料现象,做到土壤“缺什么”,生产过程中就“补什么”。按需供给,既保证产量,又利于品质,还减少成本,更重要的是保障了日光温室土壤的持续性利用和农产品安全。

  主持人:为什么平衡施肥可以预防、修复障碍土壤?

  专家:平衡施肥,一方面提高了肥料利用率,避免盲目施肥带来的土壤次生盐渍化、土壤板结、土壤养分失调、土壤酸化等问题。另一方面,根据土壤酸碱度情况,及时调节肥料种类,如对有酸化趋势的温室土壤,选择施用钙镁磷肥等碱性肥料以中和酸性,或选择施用硝酸钾、尿素等生理中性肥料,预防土壤酸化;如对土壤酸化严重的温室,还可以通过施用石灰、贝壳粉等碱性肥料调节土壤pH。

  主持人:如何充分发挥有机肥、生物菌肥在障碍土壤修复中的作用?

  专家:针对日光温室土壤有机质含量较低、土壤微生物区系失衡、土壤病害严重等实际情况,要在减施化学肥料的同时,加快推广施用有机肥、生物菌肥。除日光温室生产目前大量施用的粪肥等农家肥外,商品有机肥料、有机无机复混肥料、生物有机肥料、复合微生物肥料、微生物菌剂等是近年来逐渐发展起来的新型肥料,它们在土壤有机质含量提升、土壤微生物区系改善,土壤结构改良、土壤酸化缓解、肥料利用率提高等方面意义重大,符合农业农村部《到2020年化肥使用量零增长行动方案》指导精神。增施有机肥料,提高温室土壤有机质含量,增强土壤对酸碱的缓冲能力,从而减轻或避免土壤酸化,特别是含木质素、纤维素、优质腐殖质多的有机肥,如牛粪、羊粪、秸秆类有机肥等,效果更为显著。同时结合耕作,将有机肥充分与土壤混合,使肥土相融,发挥有机质改良土壤的最大功效。

  主持人:为什么说微灌施肥是预防日光温室土壤障碍发生的措施之一?

  专家:微灌施肥是借助微灌系统,将微灌和施肥结合,利用微灌系统中的水为载体,在灌溉的同时进行施肥,实现水和肥一体化利用和管理,使水和肥料在土壤中以优化的组合状态供应给蔬菜吸收利用。微灌施肥又称为“水肥一体化技术”。微灌施肥节水节肥,满足发展环境友好现代农业的根本要求。但是,微灌施肥缺少了大水漫灌对土壤表层可溶性盐分的淋洗作用,温室长期用滴灌施肥,可能会造成地表盐分累积,可采用膜下滴灌抑制盐分向表层迁移。

  主持人:日光温室土壤障碍修复,除了从上述所说的土壤深耕深翻,合理轮作倒茬,平衡施肥,推广使用有机肥、生物菌肥,采用微灌施肥外,还应该从哪些方面着手以保证设施蔬菜的可持续发展?

  专家:根据中央关于加快现代农业、大力加强生态文明建设的要求,设施蔬菜土壤修复,应以蔬菜食品安全为目标,以现代农业科学技术为支撑,以改善土壤环境为基础,大力发展无公害蔬菜生产,通过推广蔬菜标准化生产技术,加强蔬菜生产全程监控,不断提高蔬菜品质和档次,达到农民增收、生态文明、食品安全、保障人民健康的目的。

  主持人:好的,感谢王老师的精彩讲授。

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