山西南部設施蔬菜施肥及土壤氮磷累積現狀調查分析

唐珧，李麗君，白光潔，劉平

（1.山西大學生物工程學院，山西太原030006；2.山西省農業科學院農業環境與資源研究所，山西太原030031）

山西南部設施蔬菜施肥及土壤氮磷累積現狀調查分析

唐珧1，李麗君2，白光潔2，劉平2

（1.山西大學生物工程學院，山西太原030006；2.山西省農業科學院農業環境與資源研究所，山西太原030031）

為了科學指導農民施肥，促進山西設施蔬菜的可持續發展，采用野外調查采樣及室內分析的方法對山西南部地區設施蔬菜施肥及土壤中肥料的累積狀況進行了研究。結果表明，設施蔬菜施N量為1 500～3 200 kg/hm2；施P2O5量為500～1 800 kg/hm2；施K2O量為900～2 700 kg/hm2，較前幾年有所下降，但仍然存在施肥量過大的問題。其中，長子縣施肥量最大，N，P2O5，K2O施用量分別是推薦施用量的3.78倍、17.37倍和3.14倍；夏縣的N，P2O5，K2O施用量最小，分別是推薦施用量的1.84倍、5.18倍和1.08倍；同時存在養分比例不均衡的問題，農民施用N，P，K比例約為（1.7～3.0）∶1.0∶（1.4～1.8），仍然存在P肥施用過量的問題；土壤中不同土層NO3--N含量明顯高于露地菜田，K2O的含量與之前調查結果相比有所上升。科學指導農民設施蔬菜生產、合理施肥仍是需要長期關注的問題。

設施菜地；施肥調查；氮磷累積

20世紀80年代，國家實施“菜籃子”工程，設施蔬菜迅速發展起來[1]。1981年全國設施蔬菜栽培面積不足7 200 hm2，到2014年，種植面積達到386.2萬hm2[2-3]。其中，山西省設施蔬菜面積達到12.98萬hm2，年均增加1.59萬hm2[4]。在設施蔬菜種植過程中，農民由于缺乏專業指導，加之過于追求蔬菜高產帶來的經濟效益，各地普遍存在過量施肥和過量灌水的現象[5]。然而，施入的肥料并不能被蔬菜全部吸收，當施用量超過蔬菜的吸收和利用限度時，就會以氣體或淋溶方式損失[6]，而大量盈余的氮素淋溶進入地下水，對飲用水的安全構成了嚴重威脅[7]。關于山西省設施蔬菜的平衡施肥以及土壤養分含量已有一些報道。程季珍等[8]在2005年對山西省不同市的土壤進行了測定分析；2007年，楊志平等[9]對山西省設施蔬菜施肥和土壤養分含量進行了研究；2010年焦曉燕等[10]對山西南部、晉中等地的設施蔬菜施肥及土壤中硝態氮含量進行了研究，同時提出了改善建議。目前，山西省設施蔬菜施肥水平如何，土壤中的氮磷累積狀況如何，不同地區之間是否存在差異，都是值得研究的問題。

為了解決以上問題，提高肥料利用率，確保山西南部地區設施蔬菜栽培可持續發展，同時減少對環境的污染，山西省農業科學院農業環境與資源研究所農田生態環境監測課題組于2015年對山西南部主要設施蔬菜生產地區進行了施肥調查，并同時采集不同農戶溫室中不同土層進行氮磷含量的測定。本研究將對其調查及測定結果進行分析，以期為設施蔬菜的合理種植施肥提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 調查區概況

山西南部地區，位于山西省南部，地處汾河下游，氣候溫和，具有暖溫帶大陸性半濕潤季風氣候特征。夏季高溫多雨，年平均氣溫10～14℃，年降水量500～650 mm，無霜期160～220 d。當地種植蔬菜一年1～2茬，大部分基地種植蔬菜種類為西紅柿、黃瓜、西葫蘆等。

1.2 調查方法

2015年7—11月，對山西南部臨汾市、運城市、長治市等主要設施蔬菜所在縣，包括浮山縣、洪洞縣、曲沃縣、夏縣、新絳縣、長子縣的2 000多個大棚進行抽樣問卷調查，主要調查蔬菜種植戶的施肥、灌水、管理等方面，各縣調查樣本如表1所示。抽樣以西紅柿、黃瓜為主，其他為少數。調查內容包括棚齡、棚面積、蔬菜種類、每棚株數、生長期、采摘時間、第1，2次澆水時間、澆水次數、澆水量、底肥和追肥品種和用量以及產量和收入。

表1 山西南部各縣大棚蔬菜施肥狀況抽樣調查樣本數個

1.3 土壤養分含量分析

1.3.1 土壤樣品采集及處理方法采樣點要避開剛施過肥、沒有蔬菜生長的土壤，按照棚的面積確定取樣點的數目，多為5～6個點。土壤采樣深度分為0～20，20～40 cm。采用“S”形布點采樣混合而成。土壤經自然風干后研磨并充分混勻后，過2 mm孔徑篩，備用。

1.3.2 土壤樣品測定方法土壤硝態氮、銨態氮含量用1 mol/L KCl浸取后，采用連續流動分析儀測定[11]；有效磷含量測定采用鉬銻抗比色法[12]。

2 結果與分析

2.1 設施蔬菜施肥及灌水調查結果

2.1.1 設施蔬菜施肥現狀山西南部地區設施蔬菜有機肥施用量及氮磷鉀養分折純量情況如表2所示。

表2 設施蔬菜有機肥施用量及氮磷鉀養分折純量統計kg/hm2

由表2可知，不同地區有機肥施用量不同，且差別很大，有機肥種類主要為農家肥，如雞糞、羊糞、牛糞或將幾種糞混合施用，其主要作為底肥施用，有機肥折合總養分量為1 500～5 000 kg/hm2，折合純氮量為720～2 400 kg/hm2，折合P2O5量為280～ 1 000 kg/hm2，折合K2O量為540～1 800 kg/hm2；同時可以看出，不同縣有機肥施用量不同，其中，長子縣有機肥施用量最多，夏縣施用量最少，長子縣約為夏縣的3倍。

設施蔬菜中無機肥主要作為追肥施用，底肥中施用量大約為750～1 500 kg/hm2，無機肥折合總養分施用量及氮磷鉀養分折純量如表3所示。調查地區設施蔬菜無機肥施用種類繁多，底肥以復合肥為主，追肥則以鉀肥為主，肥料主要有：史丹利復合肥、硝硫基、硝酸磷、過磷酸鈣、硝酸鉀、硫酸鉀、磷酸二銨以及生物菌肥、微量元素、西紅柿專用肥等，其折合總養分量為1400～2600 kg/hm2，折合純氮量為450～860kg/hm2，折合P2O5量為220～800kg/hm2，折合K2O量為350～1 000 kg/hm2。由此可以看出，無機肥的施氮量遠小于有機肥，P2O5以及K2O的含量也低于有機肥；不同縣之間無機肥施用量存在差異，夏縣無機肥施用量小于長子縣，其總養分量不到長子縣的1/2。

表3 設施蔬菜無機肥施用量及氮磷鉀養分折純量統計kg/hm2

山西南部地區不同縣設施蔬菜總施肥量以及設施蔬菜越冬茬果菜類蔬菜單位產量需肥量[10]分別如表4，5所示。

表4 設施蔬菜總施肥量統計

表5 設施蔬菜越冬茬果菜類蔬菜單位產量需肥量

由表4，5可知，農民習慣設施蔬菜施N量在1500～3200kg/hm2；施P2O5量在500～1800kg/hm2；施K2O量在900～2 700 kg/hm2，遠遠大于蔬菜的需肥量。其中，長子縣的N，P2O5，K2O施用量分別是蔬菜需肥量的6倍、29倍和4.24倍；夏縣作為施肥量最少的縣，其N，P2O5，K2O施用量分別是蔬菜需肥量的2.9倍、8.77倍和1.46倍。由于實際生產中，肥料施用過程中會有部分的損失，包括氣體損失及淋溶損失[13]，所以，推薦施用量應高于蔬菜的需肥量。

焦曉燕等[10]研究提出，山西省設施蔬菜西紅柿和黃瓜推薦施肥量N，P2O5，K2O分別為：700～900，100，800～900 kg/hm2，以此為參照，長子縣的N，P2O5，K2O施用量分別是其的3.78倍、17.37倍和3.14倍，夏縣的N，P2O5，K2O施用量分別是其的1.84倍、5.18倍和1.08倍。由此可以看出，山西南部地區總體設施蔬菜施肥量仍然偏大。除施肥量大以外，N，P2O5，K2O的施用比例也存在問題，番茄、黃瓜、西葫蘆等蔬菜N，P2O5，K2O吸收比例一般為（6～8）∶1.0∶（7～8）[10]，而農民施肥N，P，K比例為（1.7～3.0）∶1.0∶（1.4～1.8），施入P肥比例明顯偏高，這與焦曉燕等[10]的研究結果一致。

2.1.2 設施蔬菜灌水現狀設施蔬菜灌水方式以管灌和溝灌為主，滴灌方式為輔。根據調查，灌溉方式主要包括了管灌、溝灌、畦灌、漫灌和滴灌，采用滴灌的用戶較少，約占到調查總量的30%。灌水量受季節的影響，春夏季一般為7～8 d灌水一次，秋冬季為15 d左右灌水一次，平均每次灌水約為1.3 m2/hm2，整個生育期澆水10～20次，第1次澆水有的在栽苗前，有的在栽苗后，或隨澆水栽苗。

2.2 土壤氮磷累積現狀

由于土壤中養分淋溶狀況不同，氮淋溶程度高于磷淋溶和鉀淋溶[14]。目前，土壤養分淋溶的研究多集中在氮淋溶[15-16]，尤其是NO3--N的淋溶[17]，磷淋溶也有一些研究[18]，研究鉀的淋溶則很少[19]。本研究測定了土壤中NH4+-N，NO3--N及有效磷3種含量，結果顯示，調查測試的土壤差異性很大，即不同大棚土壤中測試的3種含量存在很大差異。對于NH4+-N，0～20 cm土層的含量在2.03～14.04 mg/kg，其中，曲沃縣最少，長子縣最多；20～40 cm土層的含量在2.81～6.78 mg/kg，其中，洪洞縣最少，長子縣最多。對于NO3--N，0～20 cm土層的含量在106.00～187.70 mg/kg，其中，新絳縣最少，曲沃縣最多；20～40 cm土層的含量在63.35～142.81 mg/kg，其中，夏縣最少，長子縣最多；設施蔬菜中的NO3--N含量同其他地區一樣嚴重累積[20]，露天菜地0～20，20～40 cm土層硝態氮含量按7.4，10.1 mg/kg計[10]，設施蔬菜中的NO3--N含量遠遠超過露天菜田，平均約是露天菜田的20倍和9倍。對于有效磷，0～20 cm土層的含量在44.30～189.05 mg/kg，其中，夏縣最少，曲沃縣最多；20～40 cm土層的含量在54.50～216.03 mg/kg，其中，浮山縣最少，洪洞縣最多（表6）。與程季珍等[8]2005年研究結果（運城0～20 cm土層81.0 mg/kg）相比，新絳縣0～20 cm土層含量上升，夏縣0～20 cm土層含量減少；與長治0～20 cm土層85.3 mg/kg相比，長子縣0～20 cm土層含量上升；與臨汾0～20 cm土層90.5 mg/kg相比，洪洞縣0～20 cm土層含量下降，浮山縣和曲沃縣0～20 cm土層含量上升。

表6 設施蔬菜不同土層氮磷含量

3 結論

本研究表明，山西南部地區設施蔬菜施肥狀況仍然存在施肥量過大的問題，設施蔬菜施N量在1500～3200kg/hm2；施P2O5量在500～1800kg/hm2；施K2O量在900～2 700 kg/hm2，長子縣施肥量最大，N，P2O5，K2O施用量分別是推薦施用量的3.78倍、17.37倍和3.14倍，夏縣的N，P2O5，K2O施用量最小，分別是推薦施用量的1.84倍、5.18倍和1.08倍，與2010年施肥相比有所下降。在調查過程中，了解到近幾年，一方面有化肥經銷商對當地土壤進行測試，之后提供施肥方案；另一方面，技術員提供了更專業的施肥方案，這可能是施肥量下降的原因。

山西南部地區設施蔬菜施肥養分比例不均衡，番茄、黃瓜、西葫蘆等蔬菜農民施肥N，P，K比例為（1.7～3.0）∶1.0∶（1.4～1.8），依然存在P肥施用過量的問題，而這種長期不均衡施肥將會導致土壤中各養分含量比例失衡，加劇設施蔬菜的連作障礙。

土壤中不同土層NO3--N嚴重累積，0～20 cm土層甚至高達露天菜田的20倍；有效磷的含量總體上升，減少磷肥的施用量至關重要。總體NO3--N及有效磷含量上升，可能是由于前些年的大量施肥導致土壤中的含量升高，雖然目前施肥量有所下降，但土壤中的養分含量不會在短時間內迅速下降。因此，科學指導農民設施蔬菜生產、合理施肥仍是需要長期關注的問題。

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Investigation and Analysis on the Current Status of Fertilization and Soil Nitrogen and Phosphorus Accumulation in Greenhouse Vegetable in Southern of Shanxi

TANGYao1，LI Lijun2，BAI Guangjie2，LIUPing2
（1.College ofBiological Engineering，Shanxi University,Taiyuan 030006，China；2.Institute ofAgricultural Environment and Resources，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China）

To scientifically guide farmers to fertilization,and promote the sustainable development of greenhouse vegetables,an investigation and lab analysis were conducted to study the current status of fertilization and soil nitrogen and phosphorus accumulation of greenhouse vegetables fields in southern ofShanxi.The results showed that the amount ofN,P2O5and K2O application were 1 500-3 200, 500-1 800,900-2 700 kg/hm2,respectively,showing a decline than in previous years.The most fertilizers were applied in Zhangzi county,the amount of applied N,P2O5and K2O were 3.78 times,17.37 times and 3.14 times of the recommended application, respectively,showinga sharp contrast tothat of1.84 times,5.18 times and 1.08 times in Xiaxian county.The ratio ofapplied N,P2O5and K2O byfarmers was（1.7-3.0）∶1∶（1.4-1.8）,suggesting an unbalanced fertilization ratio.The NO3--N contents in different soil layers were far higher than that of open vegetable fields.The content of K2O increased compared with the previous research results.Scientific guidance for rational fertilization offarmers is still a long-termconcern.

the field ofgreenhouse vegetables;fertilization survey;accumulation ofnitrogen and phosphorus in soil

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.26

S626

：A

：1002-2481（2017）05-0773-05

2016-12-05

農業部專項（2016YFD0800105-5）；山西省省級財政支農項目（2016zzcx-13）

唐珧（1992-），女，山西沁水人，在讀碩士，研究方向：土壤生產力恢復與荒漠化防治。李麗君為通信作者。