日光溫室番茄連作土壤障礙成因及修復

王思萍++楊培利++孫承澤++王效華++丁美麗

摘要 對日光溫室番茄連作土壤障礙現狀進行調查研究，診斷分析溫室環境下障礙發生的原因，著重從土壤深耕深翻、合理輪作換茬、實施水分調控、科學配肥施肥等農藝技術路徑提出土壤障礙防治與修復措施，以實現溫室種植土壤的安全可持續利用，確保溫室番茄的高效安全生產。

關鍵詞 日光溫室番茄；連作；土壤障礙；成因；修復

中圖分類號 S641.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）11-0096-03

Cause and Remediation of Sunlight Greenhouse Tomato Continuous Cropping Soil Obstacle

WANG Si-ping 1 YANG Pei-li 2 SUN Cheng-ze 3 WANG Xiao-hua 1 DING Mei-li 1

（1 Weifang Vocational College，Weifang Shandong 262737； 2 Yingqiu Agricultural Comprehensive Service Center of Changle County；

3 Shouguang Zhaoyang Agricultural Development Co.，Ltd.）

Abstract Through the investigation and study on the present situation and problems of greenhouse tomato continuous cropping soil obstacle，the causes were analyzed，and remediation approaches were put forword such as soil deep ploughing，reasonable rotation，water regulation，scientific fertilization，in order to ensure the safe and sustainable use of greenhouse soil and the safe and efficient production of tomato in greenhouse.

Key words sunlight greenhouse tomato；continuous cropping；soil obstacle；cause；remediation

番茄（Lycopersicon esculentum Mill）是茄科番茄屬中以成熟多汁漿果為產品的草本植物[1]。作為一種世界性的蔬菜，具有很高的營養價值、經濟價值以及食療保健作用，深受人們歡迎。番茄日光溫室栽培是利用現代科學技術和設備進行反季節生產，是高效農業生產的有效組成部分，目前已成為我國北方番茄重要的栽培方式之一。但是，隨著溫室使用年限的延長，土壤耕層變淺、土壤有機質含量下降、土壤板結、土壤酸化、土壤次生鹽漬化、土壤養分比例失調、土傳病害加重等現象日趨嚴重，這種變化生產上稱為土壤障礙。番茄具體表現為爛根死棵、植株瘦弱、葉小皺縮、果實病變、早衰減產、各種營養失調癥等?，F圍繞日光溫室番茄栽培中土壤障礙的發生現狀，揭示其發生原因，并提出針對性的土壤障礙修復和防治措施。

1 日光溫室番茄連作土壤障礙表現

1.1 土壤耕作層變淺

土壤耕作層又稱表土層、熟土層或活土層，指經常被耕翻到的土壤表層。耕作層土壤一般受人類耕作生產活動影響最深、有機質含量較高、疏松多孔、理化與生物學性狀好，肥力較高，是植物根系主要分布層次，番茄生長需要耕作層厚度以20～30 cm為宜，目前溫室土壤普遍耕作層偏淺， 一般為15～18 cm。淺薄的耕作層使番茄根系營養面積減小，堅硬深厚的犁底層阻礙了土壤水分、養分和空氣的上下運行，阻礙根系下扎延伸，根系綣縮在地表下15～18 cm處難以向下伸展。

1.2 土壤有機質含量偏低

有機質含量低的土壤，結構差，易板結，對番茄產量、品質、品相以及物質循環、溫室環境下土壤可持續利用均有影響。我國農田土壤有機質含量普遍較低。以山東省濰坊市為例，開始于2008年的濰坊市耕地地力調查與評價工作數據顯示，7～8年的日光溫室土壤有機質平均含量為14.3 g/kg，施用有機肥品種以雞糞為主，但雞糞的有機質含量偏低，同時由于日光溫室地溫高、礦化率高，因而土壤有機質積累緩慢[2]。

1.3 土壤中自毒物質積累加劇，土壤微生物區系失衡，土傳病害加重

土壤微生物總量、活性和有益微生物數量多少是判斷土壤活性的重要指標。番茄根系在土壤中生長時分泌出一種有機酸類物質，對下茬同科作物根系生長有抑制作用，由于番茄連年重茬，造成根系萎縮、根毛稀少、紅根死根、黃葉落葉現象嚴重。自毒物質一方面降低了番茄根系活性，抑制根系生長；另一方面由于自毒物質的積累，抑制了土壤微生物生長，使設施栽培土壤中微生物總量減少。日光溫室番茄連作，為病原菌生存和繁殖提供了豐富的營養和寄主，有益菌生長繁殖受到抑制，病原菌數量增加，土壤微生物區系發生變化，根際土壤微生物失衡，番茄莖基腐病、疫病、根腐病、枯（黃）萎病、青枯病、潰瘍病、細菌性髓部壞死病、線蟲等土傳病害加重。

1.4 土壤結構破壞，土壤板結嚴重

日光溫室內土壤表層因缺乏有機質，土壤結構不良，干燥后受內聚力作用極易造成土面變硬。發生板結的土壤，保水能力、保肥能力及通透性均降低，土壤板結會引發一系列土壤病癥出現，如土壤中氧氣缺乏、養分供應能力下降、水分供應能力下降，且易積累有機酸、硫化氫、甲烷等對番茄生長不利的物質。番茄生長適宜的土壤容重在1.10～1.30 g/cm3之間，當土壤容重大于1.30 g/cm3時即認定為土壤板結。露地種植轉變日光溫室種植后，隨著種植年限的增加和對土壤的不當利用，土壤容重呈增大趨勢，濰坊市日光溫室的平均土壤容量目前已達1.36 g/cm3。

1.5 土壤酸化

番茄生長適宜的土壤pH值在6.0～7.0之間。土壤酸堿度大小除直接影響植物的生長發育外，對土壤中氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫及各種微量元素的形態和有效性、土壤的理化性質、土壤微生物活性也有較大影響。如山東濰坊地區棕壤分布區溫室土壤pH值目前普遍在5.5～6.5之間，不少地塊土壤pH值低至5.0左右。土壤酸化后，土壤板結加重，土壤養分供應失衡，番茄根系伸展困難、發根力弱、吸收功能降低，番茄整體長勢弱，嚴重時會出現死苗、生長點壞死等現象。番茄青枯病、黃萎病等土傳病害加重。

1.6 土壤次生鹽漬化

土壤可溶性鹽含量是評價土壤鹽漬化化程度的重要指標，一般情況下土壤可溶性鹽含量>2.0 g/kg即為鹽漬化。目前，日光溫室可溶性鹽含量高值已達4.0 g/kg，說明個別日光溫室的土壤已經鹽漬化。對番茄來說，土壤可溶性鹽含量 <3.0 g/kg時能正常生長，土壤可溶性鹽含量>3.0 g/kg后番茄生長受到抑制。

土壤發生鹽漬化后，土壤溶液濃度增加，滲透勢加大，根系吸收能力減弱，會抑制番茄對鈣、磷、鐵、錳等元素的吸收，使植株營養狀況失衡，誘發番茄出現缺素癥或營養過量中毒，造成了生長發育不良，甚至出現死苗、死棵；植株抗病性降低，病害多發；生長發育期明顯延后，特別是前期和中期產量上不去，甚至絕收。土壤出現鹽漬化后，土壤物理性狀變劣，如地表出現白色結晶物，土壤表面出現紅苔等。

1.7 土壤養分失調

番茄生長發育必需的營養元素有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl共16種，這16種養分是番茄生長發育不可缺少的。它們不是等量被番茄吸收，各種養分在番茄體內的含量有差異。只有當土壤中上述各種養分含量處于適當的比例，番茄平衡吸收這種養分，番茄才能健壯生長，高產優質。目前，多數溫室土壤出現養分失調狀況，如溫室土壤有效磷含量過高，導致植物出現缺鋅癥狀；土壤速效鉀含量過高，引起鉀-鎂拮抗，鉀過量抑制了根系對鎂的吸收，植株出現缺鎂癥狀。番茄臍腐病也與土壤養分失調有關。

2 日光溫室番茄連作土壤障礙發生原因

2.1 環境密閉

日光溫室是一個相對封閉的環境，全年土溫較高，空氣濕度常處在60%～100%之間，高溫高濕的環境加快了土壤固相物質的分解速度與鹽基離子的釋放，增加了鹽分的表聚。土壤自身礦化的離子和人為施入的肥料結合起來而使土壤鹽分濃度在短短的2～3年內就會明顯上升[3]，導致作物生長受到抑制，產量、品質顯著下降。番茄連作幾年，也能使某些離子積累而發生鹽害。溫室常年或季節性覆蓋，土壤得不到雨水的淋洗，土壤中多余的鹽分無法被雨水淋洗到土壤深層，多余的鹽分隨灌溉水向耕層積聚，導致土壤次生鹽漬化。

2.2 土壤耕作不科學

日光溫室內相對狹小的空間，不便于大型農機具作業，長期依靠旋耕機作業，以旋代耕，旋耕機松土的深度一般在8～15 cm之間，致使土壤耕作層變淺，犁底層加厚。深層土壤中的水分和養分由于番茄根系生長受阻而不能被番茄吸收利用，菜農繼而大量施用化肥補充營養，因而形成惡性循環。

2.3 水分利用不合理

合理灌溉一直是我國設施栽培生產中難以解決的重要問題，目前多數菜農在保護地蔬菜生產上仍采用溝灌、畦灌等傳統灌溉方式。程美廷等[4]在永年縣科委試驗溫室的定點觀察表明，土壤水分在耕層內運行的方向，除灌水后1 d左右的時間外，其余時間都是向著地表的方向運動。按照“鹽隨水來”的規律，鹽分必然向表土積聚。鹽分在土壤中垂直分布的這種不均勻性，也是形成鹽害的重要原因。

2.4 有機肥種類選擇偏頗

一般來說，秸稈類有機肥優于糞肥，但是目前菜農普遍有施用糞肥的習慣。據對濰坊市68個日光溫室調查統計，當地年平均施用有機肥110 452.5 kg/hm2，品種以雞、鴨糞為主，占有機肥施用總量的94.0%[2]。 沒有腐熟的糞肥在土壤中分解時產生有機酸，有機酸殘留在土壤耕作層，隨著栽培年限的增加，導致土壤酸化，土壤有機質和有益微生物菌群減少，土壤緩沖性能下降，遇酸遇堿變化劇烈。

2.5 化學肥料盲目過量施用

溫室番茄生產中化肥的盲目過量施用，是土壤微生物區系失衡、土傳病害加重、土壤板結、土壤酸化、土壤次生鹽漬化、土壤養分失調等土壤障礙的主要原因。

保護地栽培蔬菜具有生物產量高、吸收養分多等特點，菜農為了追求高產，施入大量的有機肥和化肥[5]。肥料投入量遠遠超過蔬菜的吸收量，使之在棚內土壤中過量殘留，使土壤溶液濃度偏高，表土積鹽不斷增加[3]。通過對濰坊市溫室番茄施肥量、施肥種類的調查和綜合評價可以看出，番茄全生育期施用的肥料總量很大，氮、磷、鉀養分極不協調，元素之間比例嚴重失調。調查數據顯示，在不計算有機肥所含養分的情況下，平均施純N 1 152 kg/hm2、P2O5 1 110 kg/hm2、K2O 1 200 kg/hm2。番茄溫室生產中存在著盲目施肥現象，大量肥料未被吸收而殘留在土壤中，這是溫室土壤鹽分的主要來源，連年超量施用化肥是引起土壤次生鹽漬化的直接原因。隨著連作次數增多，土壤微生物區系由低肥的“細菌型”向高肥“真菌型”發展，病原菌增加，寄生型長蠕孢菌大量滋生，作物病害嚴重[6]。

土壤團粒結構的形成與土壤中多價陽離子如Ca2+、Mg2+有關。向土壤中過量施入鉀肥時，鉀離子能將形成土壤團粒結構的多價陽離子置換出來，土壤團粒結構隨之被破壞，致使土壤板結。長期過量施用酸性肥料如過磷酸鈣、酸性水溶肥等，也是土壤酸化的重要原因。酸性肥料的施用直接增大土壤中H+的濃度，降低pH值；施用生理酸性肥料如硫酸鉀、硫酸銨等，也可因番茄的交換吸收使土壤中H+濃度增大。在連作情況下，多年連續大量施用相同或相似的肥料，會使某些元素過度缺乏，某些元素又過多過剩積累，造成土壤養分不均衡，誘發番茄發生臍腐病等。

3 番茄日光溫室栽培土壤障礙修復措施

番茄日光溫室生產中，需轉變傳統的土壤管理方式，運用綜合手段，通過合理耕作、輪作倒茬、水分調控、科學施肥等措施預防與修復土壤障礙。

3.1 土壤深耕深翻

根系是蔬菜吸收水分養分的重要器官。土壤深耕深翻可以加厚耕作層，改善耕層土壤結構，促使土肥相融，破除土壤板結，使土壤耕層疏松，加速土壤熟化，改善土壤理化性狀，消除土壤連作障礙。常年的淺層旋耕導致土壤耕層變淺而犁底層加厚，大型深耕深翻機械又難以進入溫室狹小的空間內。深耕深翻可以通過如下方法完成：通過旋耕機將撒施到土壤表面的有機肥、化肥、菌肥、土壤消毒劑等均勻翻入土壤，再人工深翻土壤30 cm，人工深翻可隔年進行。

3.2 合理輪作倒茬

合理安排不同蔬菜之間的輪作，可以減輕土壤可溶性鹽積累、平衡土壤養分、改善微生物生存環境、減輕土傳病害的發生，對土壤障礙起到預防和修復作用。種植某些吸鹽較多的植物進行生物洗鹽，是一種較為理想的降低土壤鹽分的措施，如夏季溫室休閑季節種植玉米，玉米生長期間不施肥，能有效降低溫室土壤鹽分含量，是一種有效的保護地土壤除鹽措施，是預防土壤次生鹽漬化的有效途徑之一。有研究表明，不同作物的合理輪作，不僅可以抑制土壤中有害微生物的生長和繁殖、降低酚酸類物質的積累，還可以利用根系分泌物的化感作用促進作物的生長[7]。

3.3 合理調控水分

水分調控在溫室土壤次生鹽漬化防治中意義重大。設施土壤水分蒸發快，返鹽重，而設施內畦面覆蓋地膜，可以保水抑制鹽分表聚[8]。地膜覆蓋后提高了土壤溫度，強化了水分的汽化過程，地膜的阻隔作用又使汽化水逸出的通道受阻，由于膜內外溫差的作用，膜內達飽和態的水汽，凝結成水珠滴入表土，使表土含水量增高[9]。溫室內畦面覆蓋塑料薄膜，阻止土壤水分蒸發，起到減輕土壤表層返鹽的作用。對于已發生鹽漬化的土壤，可在整地前大水漫灌，澆足澆透，促使鹽分下滲，或溫室夏秋揭膜，充分利用雨水淋洗表層土壤中的鹽分。

3.4 測土配方施肥

測土配方施肥，一方面提高了肥料利用率，避免盲目施肥帶來的土壤次生鹽漬化、土壤板結、土壤養分失調、土壤酸化等；另一方面，根據土壤酸堿度情況，及時調節肥料種類，對有酸化趨勢的溫室土壤，選擇施用草木灰、鈣鎂磷肥等堿性肥料以中和部分酸性，或選擇施用硝酸鉀、尿素等生理中性肥料，預防土壤酸化；對土壤酸化嚴重的溫室，還可以通過施用石灰、貝殼粉等堿性肥料調節土壤pH值。

根據番茄需肥特性及土壤養分狀況配方施肥，盡量減少化肥用量，不要盲目施用化學肥料。番茄每形成1 000 kg經濟產量需純N 3.18 kg、P2O5 0.74 kg、K2O 4.83 kg，需求比例為N∶P2O5∶K2O=1∶0.23∶1.52?；室愿斓膬炠|有機肥為主，配合適量化肥，化肥提倡選擇致鹽能力弱的肥料，如緩釋肥料、控釋肥料等。改變盲目使用肥料現象，減少肥料中有毒有害物質對土壤環境產生不良影響，做到土壤“缺什么”，生產過程中就“補什么”，通過測土配方施肥平衡土壤養分，按需供給，既保證產量，又利于品質，還減少成本，更重要的是保障了溫室種植土壤的持續性耕作和農產品安全。近年來，山東省昌邑市與青島農業大學合作研發了測土配方施肥專家系統，將全市6 000多個土樣信息輸入數據庫，在各鎮村的配方肥經銷點配備了11臺觸摸屏，農民點屏查詢到自家地塊的土壤養分狀況，并得到施肥方案。這種“采土、測土、配方、施肥、供肥”的一條龍式“對癥下藥”服務深受農民歡迎[10]。

3.5 推廣施用有機肥、生物菌肥

針對溫室土壤有機質含量較低、土壤微生物區系失衡、土壤病害嚴重等實際情況，要在減施化學肥料的同時，加快推廣使用有機肥、生物菌肥。除溫室生產目前大量施用的糞肥等農家肥外，商品有機肥料、有機無機復混肥料、生物有機肥料、復合微生物肥料、微生物菌劑等是近年來逐漸發展起來的新型肥料，它們在土壤有機質提升、土壤微生物區系改善、土壤結構改良、土壤酸化緩解、肥料利用率提高等方面意義重大，符合《山東省2016—2020年化肥減量使用行動方案》指導精神。在番茄日光溫室種植中，廣泛推廣施用上述肥料，充分利用上述肥料中所含的優質腐殖質、高活性有益菌實現土壤障礙的預防與修復。在測土配方施肥的基礎上，推廣“長有機、速無機、增生物”三肥聯合施用技術，實現三肥合一的效益最大化。增施有機肥料，提高溫室土壤有機質含量，增強土壤對酸堿的緩沖能力，從而減輕或避免土壤酸化，特別是含木質素、纖維素、優質腐殖質多的有機肥，如牛糞、羊糞、秸稈類有機肥等，效果更為顯著。同時，結合耕作，將有機肥充分與土壤混合，使肥土相融，發揮有機質改良土壤的最大功效。

3.6 微灌施肥

番茄等茄果類蔬菜適合于選用微灌施肥方法。微灌施肥是借助微灌系統，將微灌和施肥結合，利用微灌系統中的水為載體，在灌溉的同時進行施肥，實現水肥一體化利用和管理，使水和肥料在土壤中以優化的組合狀態供應給作物吸收利用。

微灌施肥節水節肥，滿足發展環境友好現代農業的根本要求，但是微灌施肥缺少了大水漫灌對土壤表層可溶性鹽分的淋洗作用，溫室長期用滴灌施肥，可能會造成地表鹽分累積，可采用膜下滴灌抑制鹽分向表層遷移。

4 結語

由于溫室土壤障礙修復綜合性強，影響因素多，僅靠菜農或某個部門難以實施和開展設施土壤質量提升工作，必須加強綜合手段的研究和運用，如政府主導、部門聯動、標準控制、企業作為、菜農吸納等。根據中央關于加快現代農業、大力加強生態文明建設的要求，設施蔬菜土壤修復，應以蔬菜食品安全為目標，以現代農業科學技術為支撐，以改善土壤環境為基礎，大力發展無公害蔬菜生產，通過推廣蔬菜標準化生產技術，加強蔬菜生產全程監控，不斷提高蔬菜品質和檔次，達到農民增收、生態文明、食品安全、保障人民健康的目的。

5 參考文獻

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