連云港市設施蔬菜施肥與土壤養分狀況分析

王蓉，王禮焦，孫瀟瀟

（連云港市耕地質量保護站，江蘇連云港222003）

連云港市設施蔬菜施肥與土壤養分狀況分析

王蓉，王禮焦，孫瀟瀟

（連云港市耕地質量保護站，江蘇連云港222003）

連云港市施肥情況調查結果表明，大多數大棚土壤實行高氮、極高磷和高鉀的施肥模式，致使養分投入不平衡。分析結果顯示，連云港市設施栽培土壤pH值逐年降低，平均由7.55降低到7.22，土壤養分比第二次土壤普查時大幅增加：有機質增加12.86 g/kg，全氮增加0.28 g/kg，速效氮增加121.35 mg/kg，有效磷增加2.05 mg/kg，速效鉀增加99.81 mg/kg，緩效鉀增加152.12 mg/kg，且各養分的增加與棚齡呈極顯著相關性。土壤養分的迅速增加，說明設施栽培下施肥量過大而未被作物吸收，積累在土壤中。養分的過分積累，使部分設施出現了鹽漬化、酸化等問題，土壤結構被破壞，養分含量失衡，微生物群落結構改變，種植障礙不斷發生。

設施蔬菜；施肥；棚齡；土壤養分；連云港市

隨著人民生活水平的提高，對蔬菜的需求量也越來越大，設施蔬菜面積迅猛增加[1]。1981年全國設施蔬菜栽培面積不足0.72萬hm2，至1998年全國設施蔬菜栽培面積已經突破144.4萬hm2[2-3]，到2014年全國蔬菜種植面積達到2128.9萬hm2。其中，設施蔬菜面積386.2萬hm2[4]，是1981年的536倍。據專家測算，目前我國的設施栽培面積尚不到適宜推廣面積的1/3，在未來10 a內還將有一個大的發展[5]。截至2014年底，連云港市設施蔬菜栽培面積達到7.17萬hm2，包括大、中、小型塑料棚、遮陽網、溫室以及無土栽培和植物工廠化生產等，其中，日光溫室和塑料大棚蔬菜面積最大，達到6.8萬hm2左右。設施蔬菜具有特殊的栽培環境條件，在半封閉半敞開的條件下，有獨特的水、肥、氣、熱環境，形成了具有保護地設施菜地特色的土壤養分特點[6]。設施栽培面積的迅速發展，不僅克服了反季節生產的困難[7]，解決了城市居民的“菜籃子”問題，而且也為農民找到一條科技致富的門路[8]。但是隨著設施應用年限的延長、設施農業的配套技術滯后以及設施內局部小環境與大田耕作環境存在明顯差異，蔬菜的生長環境、施肥技術等發生根本性變化，在施肥上出現了超量和偏施、濫施等普遍性問題，致使設施內的土壤理化性狀和營養平衡遭到破壞，連作障礙加劇，不僅導致蔬菜各種生理病害及土傳病害大量發生，而且造成生產成本增加、蔬菜增產降質或產低質劣，生產效益下降[9]。

為了確保連云港市設施蔬菜栽培健康發展，筆者對連云港市設施蔬菜施肥與土壤養分狀況進行了調查分析，并提出了相應的改善措施。

1 材料和方法

1.1 設施蔬菜施肥狀況調查

為了了解連云港市設施蔬菜栽培的施肥狀況，2014年在東海縣、灌云縣、灌南縣以及贛榆和海州區的10個鄉鎮20個村共250個農戶的500個設施棚室，按照設施建設年限為1～2，3～4，5～6，7～8，9～10 a等5個階段，每個階段隨機抽取100個棚室進行調查。

1.2 土壤養分含量分析

1.2.1 土壤樣品采集及處理方法采樣時間在4—9月的晾棚期，采樣點參考縣級土壤圖和設施蔬菜分布情況進行確定，每一個設施采集一個土樣，土壤采樣深度為0～20 cm，每一個代表土樣由10～15個樣點按照隨機、等量和多點混合的原則，采用“S”形布點采樣混合而成。土樣自然風干后研磨過篩并充分混勻后，利用土壤粉碎機進行粉碎后過2 mm孔徑篩，備用。

1.2.2 土壤樣品測定方法土壤有機質測定采用重鉻酸鉀滴定法；土壤pH值測定采用1∶2.5水液體懸液電位測定法；有效磷測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀測定采用1mol/LNH4OAc浸提-火焰光度比色法[10]。

1.3 土壤養分分級標準

土壤養分分級標準主要針對有機質、全氮、有效磷、速效鉀和緩效鉀、速效氮含量的豐富指標進行分級。據全國第二次土壤普查及有關標準，將土壤養分含量分為6個級別（表1）：一級為極豐富，二級為豐富，三級為中等，四級為缺乏，五級為很缺乏，六級為極其缺乏[11]。

表1 全國土壤養分分級標準

2 結果與分析

2.1 設施栽培蔬菜施肥現狀

2.1.1 施肥量普遍偏大對250個農戶500個設施棚室調查的結果顯示，連云港市設施蔬菜施肥量普遍偏大，平均達到過磷酸鈣（16%）3 750 kg/hm2，磷酸二銨（N 18%，P2O546%）3 750 kg/hm2，尿素3 750 kg/hm2，復合肥（N 15%，P2O515%，K2O 15%）1 500 kg/hm2，硫酸鉀1 200 kg/hm2，按實際純養分折算分別為：N 2 650 kg/hm2，P2O52 550 kg/hm2，K2O 873 kg/hm2。主要施用的肥料品種為尿素、復合肥、磷酸二銨、硫酸鉀、雞糞、廄肥等，其中，復合肥和磷酸二銨占化肥用量的68%以上。例如浦南鎮草舍村番茄部分設施栽培，在大量施用有機肥料（氮磷鉀養分總投入量約200 kg/hm2）的基礎上，平均化肥施用量為：N 2 785 kg/hm2，P2O52 460 kg/hm2，K2O 930 kg/hm2，平均產量為224 250 kg/hm2，折合每生產1 000 kg所使用純養分分別為純氮12.42 kg，P2O510.97 kg，K2O4.15 kg。而根據連云港市多年番茄單因子試驗分析，每生產1 000 kg番茄需純氮3.85 kg，P2O51.2 kg，K2O 4.4 kg，由此得出，在施足有機肥料的前提下，番茄目標產量確定在300 000 kg/hm2的情況下，推薦的最佳化肥用量為：N1 155 kg/hm2，P2O5360 kg/hm2，K2O 1 320 kg/hm2。由此看出，實際化肥用量卻遠遠超過目標產量所推薦的施肥量，土壤氮磷養分積累明顯。根據近年來辣椒、茄子及黃瓜3類設施栽培蔬菜的產量水平和每生產1 000 kg產量的平均吸肥量分析結果看（土壤養分的校正系數法[12]），連云港市設施栽培土壤中氮磷鉀均出現施用過剩，氮平均盈余2 171.90 kg/hm2、磷2 456.27 kg/hm2、鉀699.11 kg/hm2。

2.1.2 養分投入比例不合理所謂氮、磷、鉀養分比例失衡指所施肥料中氮、磷、鉀養分比例不適合作物要求，也未能起調節土壤養分狀況的作用，而造成的比例失衡現象[13]。正是因為土壤中養分比例不平衡難以滿足作物的需要，所以才需要通過合理施肥來協調養分比例，使之達到相對平衡，滿足作物營養需求，進而達到高產、優質、高效的目的。例如黃瓜是一種高產蔬菜，結瓜期長，需長期滿足生長發育需要的營養，生產1000kg黃瓜需要純氮2.6kg，P2O51.5kg，K2O3.5kg，施肥比例為1∶0.58∶1.35，產量按75～105 t/hm2需純氮195～273 kg/hm2，P2O5112.5～168.75kg/hm2，K2O262.5～367.5kg/hm2。而從連云港市黃瓜設施栽培的調查結果看，在平均產量為82.7t/hm2的情況下，施肥量平均為N2240kg/hm2，P2O52 330 kg/hm2，K2O 672 kg/hm2，施肥比例1∶1.05∶0.3，分別是目標產量所推薦施肥量215.02，124.05，289.45kg/hm2的11.42倍、19.72倍和3.32倍，形成了極高氮、極高磷和高鉀的施肥模式，養分投入極不平衡，不僅造成資源的極大浪費，同時加劇了農業面源污染。

2.1.3 施肥方法和肥料品種選擇不合理調查結果顯示，連云港市設施蔬菜生產上施肥品種和方法存在不合理現象，一是選擇施用揮發性較強的氮肥，部分菜農在設施栽培過程中施用揮發性較強的碳酸氫銨，氨氣揮發造成氮素損失，而且濃度過高易燒傷作物葉片；二是復合肥與單質肥施用比例失調，分別為N 56.3∶43.7；P2O573.3∶26.7；K2O 70.6∶29.4。特別是復合肥料（N 15%，P2O515%，K2O15%）和磷酸二銨用量過多。另外，復合肥作追肥的比例達到70%左右，造成了盲目施肥和磷鉀資源的浪費；三是以隨水追肥方式為主，在大量施用氮肥的情況下，氨態氮肥部分被土壤膠體吸附，但大量的銨離子迅速氧化成硝態氮而隨水下移淋失，造成養分損失，且污染環境。肥料增產效果下降，化肥利用率極低，產投比不高，生態環境遭到破壞[14]。

2.2 不同棚齡設施內耕層養分變化

為探討不同設施種植年限土壤狀況，調查分析了不同棚齡的土壤養分情況，結果表明，設施土壤各種養分含量均隨著種植年限的增加而提高，與設施蔬菜栽培屬于高投入高產出，施肥量普遍高于大田糧食作物有關。

2.2.1 pH值pH值變化幅度在4.75～8.58，平均為7.39。從表2可以看出，隨著棚齡的增加，pH值呈下降趨勢，但下降不明顯。另外，pH值的大小與區域有關，沿海地區偏高，以灌南縣最高，平均達到8.2，東海縣最低，平均為6.87。pH值的下降應與土壤環境局部變化、施肥品種及數量有關，pH值的小幅下降有利于農業生產，但這也證明了設施土壤有酸化的趨勢。

表2 各縣區不同棚齡土壤pH值變化

2.2.2 有機質由圖1可知，連云港市設施大棚中土壤有機質含量平均為26.18 g/kg，變化幅度在9.83～64.35 g/kg，較1980—1986年第二次土壤普查時的13.32 g/kg增加了12.86 g/kg，增幅達96.55%。隨著棚齡的增加而呈上升趨勢，棚齡與有機質含量之間呈極顯著相關性（r＝0.761 78，n＝499）。

1～2 a平均為18.19 g/kg，9～10 a則達到了35.25 g/kg，年均遞增1.71 g/kg。在調查的500個設施棚室中，根據全國土壤養分分級標準（表1），土壤有機質在三級（20～30 g/kg）以上的占77.6%，其中，大于40 g/kg的棚室有23個，占調查數的4.6%，30～40 g/kg的棚室有98個，20～30 g/kg的棚室有267個，10～20 g/kg的棚室有111個，小于10 g/kg的1個。

2.2.3 全氮全市設施大棚中土壤全氮含量平均為1.25 g/kg，變化幅度在0.499～2.65 g/kg，較第二次土壤普查時的0.97 g/kg增加了0.28 g/kg，增幅為28.87%。從圖2可以看出，全氮含量隨著棚齡的增加而上升，1～2 a平均為1.02 g/kg，9～10 a達到了1.52 g/kg，年均遞增0.05 g/kg，棚齡與全氮含量之間呈極顯著相關性（r＝0.356 045，n＝499）。

在調查的500個設施棚室中，全氮含量在全國土壤分級標準三級（1～1.5 g/kg）以上的有374個，占74.8%，其中，大于2 g/kg的有5個，占1%，1.5～2 g/kg的有85個，占1%，1～1.5 g/kg的有284個，占56.8%。

2.2.4 速效氮由圖3可知，全市設施大棚土壤中速效氮含量平均205.09mg/kg，變化幅度在128.5～264.18 mg/kg，較第二次土壤普查時的83.74 mg/kg增加了121.35 mg/kg，增幅達144.91%。較露地的165.67 mg/kg增加39.42 mg/kg。棚齡與速效氮含量之間呈極顯著相關性（r＝0.664 048，n＝499）。

所調查的500個設施棚室土壤的速效氮均處于全國土壤分級標準二級（120 mg/kg）以上，其中，大于150 mg/kg設施數量為476個，占總調查數的95.2%。速效氮含量隨著棚齡的增加而上升，1～2 a為193.44 mg/kg，3～4 a為196.28 mg/kg，5～6 a為203.78 mg/kg，7～8 a為211.598 mg/kg，9～10 a為 220.342 mg/kg。各縣區中以灌云縣最高，達到了224.95 mg/kg，灌南次之，為221.48 mg/kg，其他縣區相差很小，平均在203～207 mg/kg。

2.2.5 有效磷土壤有效磷的含量是土壤磷素養分供應水平高低的指標[15]，為合理施肥提供參考依據。由表3可知，全市設施大棚土壤中有效磷含量平均為20.0 mg/kg，變幅10.85～74.86 mg/kg，較第二次土壤普查時的7.95 mg/kg增加了12.05 mg/kg，增幅達151.57%。設施土壤有效磷含量明顯高于露地土壤，較露地栽培的14.88mg/kg增加了5.12mg/kg，增幅為34.41%。在全國土壤分級標準三級（10～20 mg/kg）以上的有121個，其中，大于40 mg/kg的有20個，20～40 mg/kg的有101個，10～20 mg/kg的有379個。土壤有效磷隨著棚齡增加而增高，二者之間呈極顯著相關性（r＝0.591 313，n＝499）。各縣區中以灌云縣增幅最大，達到了9.01 mg/kg。

表3 各縣區不同棚齡土壤有效磷變化mg/kg

2.2.6 速效鉀500個設施棚室中速效鉀含量平均為299.81 mg/kg，變化幅度在73～1 003.85 mg/kg，較第二次土壤普查時的200mg/kg增加了99.81mg/kg，增幅達49.91%。較露地的225.67 mg/kg增加了74.14 mg/kg。棚齡與速效鉀含量之間呈極顯著相關性（r＝0.494 505，n＝499）（圖4）。

其中，在全國土壤分級標準一級（大于200mg/kg）的有372個，占74.4%；二級（150～200 mg/kg）的有51個，占10.2%；三級（100～150 mg/kg）69個，占13.8%；四級（50～100 mg/kg）10個，占2%。灌云、灌南及海州區均大于200 mg/kg。隨棚齡的增加而迅速上升，1～2a為222.25mg/kg，3～4a為254.74mg/kg，5～6 a為290.98 mg/kg，7～8 a為339.21 mg/kg，9～10 a為391.85 mg/kg。在三縣二區中，灌云縣最高，為467.83 mg/kg；其次為灌南縣347.95 mg/kg、海州區306.87 mg/kg，贛榆區198.45 mg/kg；東海縣最低，為178.03 mg/kg。

2.2.7 緩效鉀全市設施大棚土壤中緩效鉀含量平均933.26mg/kg，變化幅度177.12～1930.77mg/kg，較第二次土壤普查時的781.14 mg/kg增加了152.12 mg/kg，增幅達19.47%。根據全國土壤分級標準處于一級（大于500 mg/kg）的有450個，二級（400～500 mg/kg）13個，三級（300～400 mg/kg）17個，四級（200～300 mg/kg）13個，五級（100～200 mg/kg）6個。1～2 a為868.22 mg/kg，3～4 a為898.336 mg/kg，5～6 a為934.62 mg/kg，7～8 a為961.95 mg/kg，9～10 a為1 003.12 mg/kg。按棚齡長短，每2 a平均遞增26.98 mg/kg。棚齡與緩效鉀間呈極顯著相關（r＝0.412 469，n＝499）。不同縣區中，灌云為1 069.63 mg/kg，其次為灌南1 036.87 mg/kg、海州913.15 mg/kg，贛榆888.41 mg/kg，東海最低，為758.21 mg/kg（圖5）。

3 結論

了解設施蔬菜土壤肥力狀況及其變化規律是設施蔬菜合理施肥的基礎[16]。雖然各地設施蔬菜土壤的肥力特征有許多相似之處，例如，耕層鹽分積累、土壤酸化、速效氮、有效磷和速效鉀成倍增加、硝態氮積累等[2，17-19]，但是由于生態條件、耕作制度、施肥等方面的差異，各地設施土壤肥力狀況并不完全一致[16]。施肥情況調查表明，連云港市大多數大棚土壤實行高氮、極高磷和高鉀的施肥模式，致使養分投入不平衡，今后施肥應向測土配方施肥技術應用模式轉變，力求做到施肥的養分比例協調，從而充分利用土壤養分資源，節約化肥，增加效益，減少環境污染[20]。

對500個設施棚室土壤的分析結果表明，pH值逐年降低，平均由7.55降低到7.22，土壤養分比第二次土壤普查時大幅增加，且各養分的增加與棚齡呈極顯著相關性。有機質增加了12.86 g/kg，增幅達96.55%。土壤有機質的提升說明菜農在施肥上重視有機肥施用，特別是商品有機肥的推廣應用，提高了菜農對有機肥的認識程度，雞糞、農家肥、商品有機肥等投入量逐年加大。一般來說，有機肥比化肥對微生物的影響大[21-22]。全氮增加了0.28 g/kg，增幅為28.87%。速效氮增加了121.35mg/kg，增幅達144.91%。速效磷增加了12.05 mg/kg，增幅達151.57%，速效鉀增加了99.81 mg/kg，增幅達49.91%。緩效鉀增加了152.12 mg/kg，增幅為19.47%。土壤養分的迅速增加，說明設施栽培中施肥量過大，未被作物吸收而積累在土壤中。養分的過分積累使部分設施土壤出現了鹽漬化、酸化等問題，土壤結構被破壞，養分含量失衡，微生物群落結構改變，種植障礙不斷發生。氮素的積累是設施栽培障礙發生的主要誘因，甚至產生鹽害，不僅造成了巨大的浪費，也給生態環境增加了壓力；土壤中磷素的累積會導致鐵、鋅等元素的缺乏。鉀素積累的原因一是連云港市屬沿海地區，約有40%的地區屬于富鉀土壤，鉀素含量過高；二是農民施用復合肥時，不管是否屬于高鉀地區，一律施用鉀素含量高的肥料；三是設施土壤溫度升高激發了土壤有機質和礦物態鉀等的大量分解釋放。因此，在設施栽培中不斷加大測土配方技術推廣應用力度，控制單質肥料使用量，優化不同要素的施肥比例，既能提高肥料利用率，又可減少土壤污染和酸化趨勢，提升作物產量和農產品品質。

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Analysis on the Fertilization and Soil Nutrient Status of Facilities Vegetables in Lianyungang City

WANG Rong，WANG Li-jiao，SUN Xiao-xiao
（Lianyungang City Cultivated Land Quality Protection Station，Lianyungang222003，China）

The investigation of fertilizer application showed that the model of high nitrogen,high phosphorus and high potassium fertilization in most of the greenhouse soil in Lianyungang resulted in the imbalance of nutrient input.The results showed that Lianyungang city facilities cultivation pH value decreased year by year,the average was reduced from 7.55 to 7.22,soil nutrients increased significantly compared with the second soil survey,the organic matter increased 12.86 g/kg,total nitrogen increased 0.28 g/kg, alkali hydrolyzable nitrogen increased 121.35 mg/kg,available phosphorus increased 2.05 mg/kg,available potassium increased 99.81 mg/kg,slow-release potassium increased 152.12 mg/kg,and various nutrients increased with the age of greenhouse was extremely significant correlation.The rapid increase of soil nutrient,which indicates that the fertilizer application amount is too large and not to be absorbed and accumulated in the soil.The excessive accumulation of nutrients in the soil has the problems of salinization and acidification,soil structure is destroyed,nutrient contents unbalance,microbial community structure changes,and planting barriers continue to occur.

facility vegetable;fertilization;the age of greenhouse;soil nutrient;Lianyungang city

S626

A

1002-2481（2016）02-0204-06

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.02.20

2015-06-30

公益性（農業）技術推廣專項（2130106）；連云港市農業科技成果示范計劃項目（SF1006）

王蓉（1976-），女，江蘇泰興人，高級農藝師，主要從事耕地質量和高標準農田方面的研究工作。