上海地产绿叶菜种植土壤养分评价及改良建议.pdf

收稿日期 2021 05 21 基金项目 上海市科技兴农推广项目 沪农科推字 2021 第2 2号 上海市农业科学院卓越团队建设计划 农田障碍土壤研究NKC A 08 作者简介 诸海焘 1980 男 大学本科 副研究员 主要从事设施土壤改良与化肥减施技术 E mail htzhu123 163 com 共同第一作者 通信作者 E mail zds234 163 com 上海农业学报 2022 38 2 76 80 http www nyxb sh cn Acta Agriculturae Shanghai DOI 10 15955 j issn1000 3924 2022 02 13 诸海焘 蔡树美 徐四新 等 上海地产绿叶菜种植土壤养分评价及改良建议 J 上海农业学报 2022 38 2 76 80 上海地产绿叶菜种植土壤养分评价及改良建议 诸海焘1 蔡树美1 徐四新1 高德时2 张德闪1 1上海市农业科学院生态环境保护研究所 上海市设施园艺技术重点实验室 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测实验站 上海201403 2上海惠尔利农资有限公司 上海201419 摘 要 通过调查上海市绿叶菜茬口的化肥投入和土壤地力情况 对其土壤有机质含量 盐分含量 pH及速 效氮 磷 钾含量进行分级和评价 结果表明 叶菜茬口年化肥投入量 N P2O5 K2O 达到1 180 5 1 206 0 kg hm2 土壤正在发生酸化和次生盐渍化 pH小于6 5的土壤占58 6 盐分含量超过2 g kg的土壤 占77 1 有机质含量大于35 g kg的土壤占6 7 不合理施肥造成土壤中氮磷钾养分过量现象极为普遍 土 壤碱解氮 有效磷和速效钾平均含量分别为163 5 mg kg 136 3 mg kg和313 6 mg kg 综上 上海都市农业绿 色发展背景下应大力推广因土因作物专用肥精准施肥技术 土壤培肥技术和水肥一体化技术等减施增效措施 以更好地维持设施土壤的可持续利用 关键词 绿叶菜 化肥养分投入 酸化 次生盐渍化 土壤改良对策 中图分类号 S158 文献标志码 A 文章编号 1000 3924 2022 02 076 05 Evaluation of soil nutrients and countermeasure of soil improvement in Shanghai local leaf vegetables ZHU Haitao1 CAI Shumei1 XU Sixin1 GAO Deshi2 ZHANG Deshan1 1 Eco environment and plant protection Institute Shanghai Academy of Agricultural Sciences Shanghai Key Laboratory of Protected Horticultural Technology Shanghai Scientific Observation and Experimental Station for Agricultural Environment and Land Conservation Ministry of Agriculture and Rural Affairs Shanghai 201403 China 2 Shanghai Hoarlly Agriculture Materials Limited Company Shanghai 201419 China Abstract Based on the investigation of chemical fertilizer input and soil fertility of green leaf vegetables soil pH organic matter available nitrogen phosphorus potassium and other nutrients content were determined by collecting soil samples and soil fertility was graded and evaluated by according the detected data The results showed that the annual chemical fertilizer input N P2O5 K2O of leaf vegetables were 1 180 5 1 206 0 kg hm2 the problems of soil acidification and secondary salinization at surface soil were remarkable of greenhouses There was 58 6 soil with the pH less than 6 5 and 77 1 soil with salt content over 2 g kg The soil organic matter was not rich where the content over 35 g kg took up 6 7 With inappropriate applications of nutrients unusual accumulations of N P K appeared commonly in the soils under greenhouse The averaged content of soil available N P2O5 and K2O was 163 5 mg kg 136 3 mg kg and 313 6 mg kg In view of this soil testing and fertilizer recommendation soil organic fertilization technology water soluble fertilizer and fertigation should be greatly promoted under agriculture green development Key words Leaf vegetables Chemical fertilizer nutrient input Acidification Secondary salinization Countermeasure of soil improvement 上 海 农 业 学 报 据统计 2019年上海地产蔬菜菜田面积736 05万hm2 播种面积1 873 5万hm2 地产蔬菜上市量 246 5万t 地产蔬菜总产值达55 8亿元人民币 地产蔬菜中以绿叶菜为主 2019年绿叶菜上市量 131 4万t 占全市绿叶菜总消费量的82 5 1 说明绿叶菜是上海市蔬菜产业重点发展的种类 在均衡 蔬菜市场供应中发挥了重要作用 农业绿色发展是农业现代化的必由之路 而土壤健康是农业绿色发展的重要基础和核心内容 为满 足人民群众绿色健康的消费需求 除了需要先进的生产技术和生产理念外 更离不开健康的土壤 2 上 海蔬菜复种指数达3 3 部分周年叶菜茬口合作社一年可种植6 7茬 设施菜田土壤盐渍化和连作障碍 问题严重 影响上海市蔬菜绿色农业的可持续发展 4 5 为了解上海地区设施绿叶蔬菜肥料投入情况和土壤质量现状 本研究在上海崇明区 浦东区 松江 区 金山区 嘉定区等绿叶菜主产区选取代表性蔬菜合作社 对绿叶菜为主茬口的设施大棚 按种植年限 和茬口分为若干采样单元 采集耕作层土壤样品 对土壤中的各项物理化学性状指标 有机质 氮 磷 钾 盐分含量及pH等 进行分析 明确土壤中各元素含量的丰缺程度 并对各基地的土壤肥力和土壤质量作 出评价 以期为上海市地产蔬菜的绿色生产和土壤健康发展提供合理依据 1 材料与方法 1 1 肥料投入情况调查 于2016年对上海市崇明区 嘉定区 奉贤区 金山区 浦东新区各合作社含叶菜茬口 包括全程叶菜 茬口 叶菜 茄果类茬口 叶菜 其他蔬菜等 的种植户发放调查表 进行肥料周年投入情况调查 调查内容 包括该大棚的茬口类型 每茬蔬菜的品种 有机肥用量 基肥用量和次数 追肥用量和次数 产量等 共收 到有效调查表100份 涉及全市10家蔬菜合作社 每家合作社选取10个种植户进行统计 1 2 土壤样品采集 于2016年12月 2017年2月 根据不同合作社蔬菜种植模式和茬口类型 划分为若干个采样单元 调查大棚蔬菜生产基地的肥料投入情况 采样时间为叶菜收获时至下茬施肥前 采用S型或网格法采 样 各采样单元采集15 20个耕作层 0 20 cm 土壤样品 混合后用四分法取1个土样 约1 kg 并做 好标签记录 带回实验室风干磨样 在上海崇明区 嘉定区 奉贤区 浦东新区 金山区共采集150个叶菜 茬口土壤样品 涉及全市10家蔬菜合作社 每家合作社取15个土样 土样风干 磨碎 过0 2 mm筛后保 存待测 1 3 测定方法 土样分析方法参见 土壤农业化学分析方法 6 其中 有机质含量用重铬酸钾氧化法测定 盐分含量 用烘干残渣法测定 电导率 EC 用1 5的土水比浸提 电导率仪测定 酸碱度 pH 用1 2 5的土水比浸 提 pH计测定 碱解氮含量用碱解扩散法测定 有效磷含量用钼锑抗比色法测定 速效钾含量用火焰光度 计测定 1 4 数据分析 用Excel 2007软件进行数据统计分析并作图 2 结果与分析 2 1 设施叶菜茬口肥料投入情况调查 调查表明 当前上海地区生产茬口模式很多 主要茬口包括周年全程叶菜 叶菜 茄果类 叶菜 十字花 科 叶菜 瓜类 叶菜 豆类等 本研究主要对含叶菜茬口蔬菜的生产模式下肥料使用情况进行调查 由表1 可知 上海地区各区全程叶菜茬口生产模式平均为4 8茬 最高5 5茬 最低3 8茬 年化肥纯养分 N P2O5 K2O 投入量为1 180 5 kg hm2 最高1 243 5 kg hm2 最低1 117 5 kg hm2 有机肥平均用量为 34 05 t hm2 含叶菜茬口蔬菜生产模式平均为4 2茬 最高5 2茬 最低3 7茬 年化肥纯养分 N P2O5 K2O 投入量为1 206 0 kg hm2 最高1 377 0 kg hm2 最低1 093 5 kg hm2 有机肥平均用量为 36 45 t hm2 化肥品种中基肥以三元复合肥为主 追肥品种有三元复合肥 尿素 水溶肥等 有机肥以商 品有机肥为主 77 诸海焘等 上海地产绿叶菜种植土壤养分评价及改良建议 表1 2016年上海市设施叶菜茬口周年肥料投入量 Table 1 Average fertilizer application amounts of leaf vegetables in Shanghai in 2016 地区 含叶菜茬口模式 有机肥 t hm 2 化肥商品量 kg hm 2 化肥纯量 kg hm 2 茬口数 全程叶菜茬口模式 有机肥 t hm 2 化肥商品量 kg hm 2 化肥纯量 kg hm 2 茬口数 浦东28 20 2 493 0 1 123 5 5 2 27 30 2 583 0 1 164 0 5 5 奉贤44 85 2 434 5 1 119 0 3 7 28 95 2 451 0 1 117 5 4 6 金山35 40 2 968 5 1 377 0 3 7 26 25 2 533 5 1 176 0 4 3 松江42 30 3 112 5 1 315 5 4 8 39 60 2 688 0 1 201 5 5 5 嘉定31 20 2 583 0 1 093 5 3 7 48 15 2 769 0 1 243 5 3 8 全市36 45 2 718 0 1 206 0 4 2 34 05 2 605 5 1 180 5 4 8 注 各区数值为多个调查点的平均值 2 2 设施叶菜化肥氮 磷 钾施用比例特征 上海地区地产蔬菜中基肥和追肥氮磷钾施用比例有所差异 其中绿叶菜基肥和追肥N P2O5 K2O施 用比例分别为1 0 7 0 8和1 0 4 0 43 茄果类基肥和追肥N P2O5 K2O施用比例分别为1 1 1和 1 0 83 1 29 化肥总量中N P2O5 K2O施用比例绿叶菜和茄果类分别为1 0 54 0 6和1 0 9 1 17 2 3 设施叶菜土壤有效态氮 磷 钾的分级与评价 土壤有效态氮磷钾的含量按低 中 高和过量分为4级 图1 土壤碱解氮含量平均值为163 5 mg kg 最大值为450 mg kg 最小值为11 4 mg kg 土壤碱解氮含量低于100 mg kg的土壤占到34 处于100 200 mg kg的土壤占到40 7 处于200 300 mg kg的土壤占到7 3 300 mg kg以上的占到18 土 壤有效磷含量平均值为136 3 mg kg 最大值为525 mg kg 最小值为42 68 mg kg 土壤有效磷含量低于 30 mg kg土壤占15 3 处于中高含量 30 150 mg kg 水平田块占53 3 超过150 mg kg的过量水平 田块占31 4 土壤速效钾含量均值为313 6 mg kg 最大值960 mg kg 最小值20 mg kg 其中速效钾 含量小于150 mg kg的土壤占22 中高含量 150 450 mg kg 田块占54 7 超过450 mg kg的田块 占23 3 土壤碱解氮含量 mg kg 1 土壤有效磷含量 mg kg 1 土壤速效钾含量 mg kg 1 图1 设施叶菜土壤速效养分含量分级 Fig 1 The nutrient classification of greenhouse soil available nutrients 2 4 设施叶菜土壤有机质含量的分级与评价 有机质是土壤的重要组成成分 也是决定土壤质量的基本指标 上海地区设施叶菜土壤有机质含量 均值为25 21 g kg 最大值为37 51 g kg 最小值11 22 g kg 其中 土壤有机质含量低于15 g kg的数量 占8 7 在15 25 g kg的占36 6 25 35 g kg的占48 大于35 g kg的肥沃菜田土壤仅占6 7 图2 2 5 设施叶菜土壤pH的分级与评价 设施叶菜土壤pH均值为6 06 最大值为8 09 最小值4 23 其中 土壤pH低于5 5的酸性土壤占 到36 pH 5 5 6 5的微酸性土壤占22 6 pH 6 5 7 5的中性土壤占30 pH大于7 5的碱性土壤 只占11 4 图2 说明目前的设施栽培管理方式使得土壤正在发生酸化 pH低于6 5的酸化土壤占 比已达到58 6 87 上 海 农 业 学 报 2 6 设施叶菜土壤盐分的分级与评价 土壤盐分含量最大值为11 8 g kg 最小值为0 41 g kg 平均值为3 36 g kg 根据设施菜田土壤盐分 分级标准 盐分含量小于2 g kg为正常土壤 占比22 9 50 为轻度盐渍化土壤 18 1 为中度盐渍化 土壤 另有9 土壤属于重度盐渍化 图2 一般而言 土壤盐分含量超过2 g kg 蔬菜正常生长会受到影 响 上海地区设施叶菜茬口土壤存在次生盐渍化比例已达到77 1 土壤有机质含量 g kg 1 土壤pH值 土壤盐分含量 g kg 1 图2 设施叶菜土壤有机质含量 pH 盐分含量分级 Fig 2 The nutrient classification of greenhouse soil properties 3 讨论 3 1 设施叶菜施肥中氮 磷 钾比例 依据设施蔬菜生长特点 一般认为其对养分需求为多钾少磷 N P2O5 K2O的吸收比例为1 0 3 0 5 1 0 1 9 7 8 本研究中 绿叶菜基施化肥氮磷钾比例为1 0 7 0 8 磷肥有较大的减施空间 与 氮 钾肥相比 蔬菜所需要的磷资源最少 磷肥的大量施用不但浪费资源 增加生产成本 还易引发磷素向 水体迁移 进而影响水环境安全 此外 高磷状况会导致植物体内养分失衡 影响蔬菜的产量和品质 以 及其他营养元素的形态和生物有效性 叶菜追肥中氮磷钾比例为1 0 40 0 43 追肥中磷的比例较适宜 但K2O比例偏低 在供钾偏低土壤上需合理追施钾肥 提高叶菜的品质 3 2 设施叶菜土壤养分评价 长期过量施肥导致土壤中氮磷钾养分过剩 土壤碱解氮 有效磷和速效钾含量达到过量水平的土壤 占比分别为18 31 4 和23 3 土壤中氮 磷的大量累积和不合理的耕作方式 周年单一茬口连作 可造成土壤次生盐渍化和土壤酸化 一般认为土壤盐分含量超过2 g kg即为轻度盐渍化土壤 9 10 会影响 蔬菜对养分的正常吸收 且易造成水体富营养化和温室气体排放 污染环境 本市设施土壤中盐分含量 大于2 g kg的比例达到了77 1 土壤pH低于6 5的土壤占比达58 6 造成设施土壤酸化的原因有 大量盐基离子随蔬菜收获被移出土壤 过量施用化肥 特别是偏施氮肥 氮肥分解形成的硝酸盐积累在 土壤中 有些未完全腐熟的农家肥发酵过程中产生有机酸 和土壤质量密切相关的土壤有机质含量总体 在中等偏低水平 肥沃土壤仅占6 7 虽然每年有2 3 t的有机肥投入 但设施土壤中有机质含量普遍 不高 原因可能是 部分有机肥为农家肥 有机肥质量差 高强度集约化种植 叶菜复种指数高 造成土壤 肥力下降 设施高温环境也会加快有机质的分解和消耗 3 3 对设施叶菜土壤改良的建议 实施化肥源头减量 实现因土因作物施肥 充分利用菜田地力调查与质量评价成果 根据作物需求 和土壤肥力维持相结合的原则 在中高肥力土壤上 适当减施肥料 按土壤肥力高低分为若干等级 低肥 力土壤上参照习惯施肥 中等肥力土壤上减施15 化肥 高肥力土壤上减施30 施用蔬菜专用配方肥 优化养分配比 活化土壤养分 推广应用适合叶菜生长特点和养分需求的低 磷品种化肥 设施蔬菜专用肥 水溶性肥料养分配比更趋合理 如叶菜上基肥选用15 6 9或21 6 18低磷 蔬菜肥 追肥选用高氮或高钾水溶肥 与农户习惯用的15 15 15复合肥相比 可减少磷的投入 对调节土 壤磷素 促进土壤养分均衡供应有重大作用 另外 具改良功能肥料 如生物刺激素 海藻肥 调理剂等 可提高肥料利用率 活化土壤自身养分 改善土壤结构 保持土壤健康 增产改质 97 诸海焘等 上海地产绿叶菜种植土壤养分评价及改良建议 有机肥 生物肥 炭基肥部分替代化肥 培肥土壤 本地区土壤有机质总体水平为中等偏低 肥沃土壤 占比不到10 通过不同来源有机肥 生物肥 炭基肥 高碳有机物料与化肥优化配施 能稳定提升土壤功 能 加速养分循环利用 减施化肥 协调土壤养分与能量 碳 之间的平衡 提高土壤有机质 以保持设施菜 田土壤高效生产和可持续利用 推广水肥一体化技术 节水节肥 克服土壤盐渍化 水肥一体化又称微灌施肥 是借助微灌系统 将 微灌和施肥结合 以微灌系统中的水为载体 在灌溉的同时进行施肥 在用量上建议实行 总量控制 分期 调控 施用方法上掌握 近根施用 水肥耦合 的原则 该技术可最大限度提高水肥利用效率 转盲目施 肥为科学施肥 有效防止土壤盐渍化 改善农田生态环境 合理安排轮作茬口 种地养地结合 恢复土壤健康 改变单一的周年叶菜连作茬口 合理安排轮作或 间套作 减少蔬菜复种指数 适当休棚养地 在休棚期结合土壤消毒 灌水洗盐或蚯蚓养殖改土技术 11 等 减轻土壤盐渍化和酸化 恢复土壤健康 4 结论 上海地区全程叶菜茬口年化肥纯养分 N P2O5 K2O 投入量为1 180 5 kg hm2 含叶菜茬口年化肥 纯养分 N P2O5 K2O 投入量为1 206 0 kg hm2 叶菜类化肥总量中N P2O5 K2O施用比例为1 0 54 0 6 茄果类为1 0 9 1 17 设施叶菜土壤碱解氮 有效磷和速效钾平均含量分别为163 5 mg kg 136 3 mg kg和313 6 mg kg 土壤有机质平均含量为25 21 g kg 大于35 g kg的肥沃土壤仅占6 7 土壤轻度盐渍化及以上 盐分含 量大于2 g kg 比例达到了77 1 土壤pH低于6 5的酸化土壤占比达58 6 在当前都市农业绿色发展的要求下 提出了上海地区设施叶菜因土因作物专用肥精准施肥技术 土 壤培肥技术 水肥一体化技术 轮作养地技术 土壤调理剂改良技术等 参 考 文 献 1 孙占刚 杨娟 彭飚 等 上海蔬菜市场状况与市场开拓建议 J 中国蔬菜 2020 9 13 18 2 张俊伶 张江周 申建波 等 土壤健康与农业绿色发展 机遇与对策 J 土壤学报 2020 57 4 783 796 3 陈德明 进一步完善 菜篮子 工程建设保障上海蔬菜的生产和供应 J 上海蔬菜 2020 1 1 5 4 丁国强 郁樊敏 张瑞明 上海市蔬菜土壤连作障碍问题及原因对策分析 J 中国蔬菜 2009 15 17 20 5 喻景权 周杰 十二五 我国设施蔬菜生产和科技进展及其展望 J 中国蔬菜 2016 9 18 30 6 鲁如坤 土壤农业化学分析方法 M 北京 中国农业科技出版社 2000 7 张福锁 陈新平 陈清 中国主要作物施肥指南 M 1版 北京 中国农业大学出版社 2009 8 黄绍文 唐继伟 李春花 等 我国蔬菜化肥减施潜力与科学施用对策 J 植物营养与肥料学报 2017 23 6 1480 1493 9 韩沛华 闵炬 诸海焘 等 长三角地区设施蔬菜施肥现状及土壤性状研究 J 土壤 2020 52 5 994 1000 10 张金锦 段增强 设施菜地土壤次生盐渍化的成因 危害及其分类与分级标准的研究进展 J 土壤 2011 43 3 361 366 11 李建勇 王齐旭 张瑞明 绿叶蔬菜 蚯蚓种养循环绿色生产技术 J 上海蔬菜 2020 3 45 47 责任编辑 郭娇 08