河西走廊设施葡萄土壤质量退化的表现原因及提升对策.pdf

农业与技术 林业科学 河西走廊设施葡萄土壤质量退化的表现原因及提升对策 陈岩辉胡芳叶芳张勤德刘伟严小慧金娜何彩李强 武威市林业科学研究院 甘肃武威 摘 要 河西走廊具有发展设施葡萄产业的气候条件优势 但长期栽培导致土壤质量退化 影响设施葡萄产业的 高质量发展 本文总结长期生产实践经验 阐述了河西走廊设施葡萄土壤质量退化在物理性状 化学性状 微生 物区系 自毒产物累积方面的表现 从设施环境 人为干扰 施肥 施药 灌水方面分析了河西走廊设施葡萄土 壤质量退化的原因 并从栽培 中耕 灌溉 施肥 施药 施用改良剂 土壤消毒方面提出河西走廊设施葡萄土 壤质量退化的提升对策 以期为河西走廊设施葡萄土壤质量提升提供理论依据和科技支撑 积极助力河西走廊设 施葡萄产业高质量可持续发展 关键词 河西走廊 设施葡萄 土壤质量 退化原因 提升对策 中图分类号 文献标志码 收稿日期 基金项目 甘肃省民生科技专项 科技特派员专题 项目编号 甘肃省技术创新引导计划 项目编号 武威市科技特派员创新创业示范基地 项目编号 甘肃省林草科技计划 项目编号 作者简介 陈岩辉 女 本科 工程师 研究方向 葡萄栽培管理 通信作者李强 男 硕士 高级工程师 研究方 向 葡萄土壤与植物营养 前言 土壤是作物赖以生存的基础 作物所必需的营养 元素绝大多数是从土壤中吸收的 土壤质量的好坏 直接影响作物的健康发展 王楠 研究表明 随着设 施栽培年限的增加 土壤 不断下降 电导率和盐 度逐渐升高 马瑞等 研究表明 设施栽培土壤 较露地明显下降 耕作层盐分严重积累 硝态氮含量 远高于露地 黄得志等 研究表明 与露地菜田土壤 相比 温室土壤盐和硝态氮含量随着种植年限的增加 而上升 土壤 不断下降 马艳春等 研究表明 随着设施栽培年限的延长 土壤质量明显退化 表现 为土壤酸化 盐渍化 表层富营养化以及 等 重金属积累 河西走廊光照充足 昼夜温差大 具有 发展设施葡萄延后栽培的地域 光照 冷凉气候 土 地资源优势 该区域生产的葡萄不仅成熟充分 糖酸 适中 而且可以错峰上市 经济效益十分可观 但在实践生产中 果农普遍反映 随着设施葡萄种植 年限的延长 设施土壤质量不断退化 土壤物理性状 变差 化学性状恶化 微生物区系失衡 自毒产物积 累加剧 严重影响了葡萄正常生长发育 造成营养不 良 产量下降 品质下降 经济效益下降 影响了设 施葡萄产业可持续高质量的发展 解决设施葡萄土壤 质量退化的问题迫在眉睫 因此 在多年实践经验的 基础上 本文深入分析了河西走廊设施葡萄土壤质量 退化的表现及其原因 并提出河西走廊设施葡萄土壤 质量提升的对策 以期为河西走廊设施葡萄产业高质 量发展提供理论依据 河西走廊设施葡萄土壤质量退化的表现 土壤物理性状变差 随着设施葡萄种植年限的延长 土壤密实程度增 加 容重增大 粘化作用明显 土壤团粒结构被破 坏 水稳性团粒数量减少 非活性孔隙比例相对降 低 通气透水性变差 土壤化学性状恶化 土壤酸化 随着设施葡萄种植年限的延长 土壤酸缓冲能力 减弱 土壤中 以及有机酸累积增加 有益微生物数量减少 铝 锰 铬 镉等有毒元素的 活性增加 导致土壤酸化 土壤次生盐渍化 随着设施葡萄种植年限的延长 土壤表层的盐分 林业科学 农业与技术 增加 尤其是硝酸盐积累明显 导致土壤的孔隙度 通气性 渗透性以及微生物活性降低 土壤中有机质 的分解速率降低 土壤次生盐渍化程度加重 土壤养分平衡及比例失调 设施葡萄无法实行轮作 施肥常年大体一致 土 壤中葡萄所需营养元素明显缺乏 而非需营养元素不 断累积 养分比例失调 全氮 碱解氮及速效磷的比 例明显增加 而钾和钙等中微量元素明显亏缺 土壤微生物区系失衡 随着设施葡萄种植年限的延长 土壤的生物多样 性逐渐遭到破坏 土壤的生态功能和酶活性下降 土 壤中有害细菌数量越来越多 有益细菌数量大幅减 少 且有益细菌活动能力不断下降 病原菌在土壤中 占据主导优势 土壤土传病害频发 土壤中自毒产物积累加剧 葡萄主要的自毒物质有对羟基苯甲酸 六甲基 环氧三硅烷 等 自毒物质可以直接作用于葡萄植 物体 还可以通过改变土壤的理化性质和根际环境来 影响葡萄的生长发育 河西走廊设施葡萄土壤质量退化的原因 设施环境相对封闭 设施葡萄棚长期处于高温高湿状态 空气流动性 差 蒸发量大 自然降水淋溶作用减轻 可溶性盐得 不到充分淋溶 土壤深层的盐分通过毛管水被带到土 壤表层 盐分在土壤表面聚集 另外 光照对设 施土壤中各种元素的自然合成及有益微生物的生长失 去作用 影响了土壤营养元素的良性循环 土壤 各种组分的平衡被破坏 造成土壤酸化以及次生盐渍 化 高强度高频度人为干扰 由于机械化程度较低 设施葡萄水肥管理 整形 修剪 病虫害防治 采摘等需投入大量人力 过度耕 作与践踏极易造成土壤板结 土壤的团粒结构被破 坏 密实程度增加 通气透水性变差 施肥不科学 设施葡萄棚生产中普遍存在超量施肥的现象 施 肥常年基本一致 且不注重有机肥和微量元素肥料的 补充 偏施化学肥料 尤其是过量施用尿素 二铵等 肥料 致使土壤中盐离子增多 硫酸钾 过磷酸钙 氯化钾等生理酸性肥料的不合理施用使得土壤中 及 累积 以及有机肥的硝化作 用 矿化分解产生的有机酸等加速了土壤酸化 且设 施葡萄实践生产过程中 秸秆等有机物料投入不足 行间生草等培肥地力措施普遍缺少 过量盲目施用农药 设施葡萄棚过量盲目施用农药 极易对有益微生 物造成杀伤 导致土壤微生物菌群失衡 有益微生物 不断减少 有害微生物不断增加 土壤生态环境不断 被破坏 灌溉方式不科学 河西走廊设施葡萄棚大多采用大水漫灌 而且每 次灌水量较多 且灌水次数频繁 肥料中的养分容易 随水下渗到根系吸收不到的地方 土壤极易被沉实 土壤中的空气也极易被挤压排出 造成土壤团粒结构 破坏 土壤不能及时得到疏松 造成板结 而且大水 漫灌会使地下水位上升 毛管上升水容易将土壤底层 的盐碱带到地表形成返盐现象 河西走廊设施葡萄土壤质量提升的对策 科学栽植 河西走廊西北地区主要为棕色荒漠土 中部地区 主要为灰棕荒漠土 东部地区主要为灰钙土 淡棕钙 土和灰漠土 土壤肥力较低 有机质匮乏且极易发生 板结 沙质土壤保水性能较差 黏土的通透性较差 因此 河西走廊发展设施葡萄应根据土壤的类型进行 科学的栽植 土壤黏重 升温慢 保水性能好的区域 选择起垄栽培 垄高 垄宽 土 壤沙化 升温快 保水性能差的区域应选择平地开挖 定植穴或者开沟栽植 不仅有利于提高水分的利用效 率 还能够减轻土壤的密实程度 防止土壤板结 提 升土壤的生产力 另外 成龄葡萄园可以选择在葡萄 行间种植黑麦草 白三叶草或者覆盖可降解的液态地 膜 葡萄碎枝条等 用于改良土壤理化性状 增加土 壤酶活性 中耕松土 中耕松土可以明显改善土壤结构 提高土壤的通 透性及地温 促进葡萄根系的呼吸作用和土壤溶液的 流动 有利于矿质元素的吸收 促进硝化细菌的化能 合成作用 增强土壤肥力 抑制反硝化细菌的作用 保持土壤肥力 河西走廊设施葡萄中耕松土应选 择合适的时机 通常在水分适中时进行 即浇水后 土壤表面泛白时进行 避免在土壤过于干燥或过于湿 润时进行 影响土壤结构 深度以 为宜 过 浅无法达到改善土壤结构的目的 过深可能影响葡萄 根系生长 应尽量避免重复松土 重复松土容易导致 土壤结构破坏 同时应尽量减少作业踩踏 防止土壤 板结 合理灌溉 合理灌溉不仅能够提高水肥利用效率 节约水肥 农业与技术 林业科学 资源 而且能够提高作物产量和品质 还可以改善土 壤的理化性状 河西走廊设施葡萄灌溉要根据葡 萄生长发育阶段的生理特性 土壤特性等来确定 但 总体应遵循萌芽前灌透水 开花前灌水 开花期控 水 浆果膨大期灌水 次 浆果着色期控 水 采收后灌水 秋冬期灌透水 田间持水量控制在 土层一直保持湿润 尽量减 少灌溉次数 也可以采用隔沟轮灌 有条件的尽 量考虑水肥一体 可采用滴管 渗灌 喷灌 没条件 的可采用散穴灌 葡萄根系分布集中的地方 挖宽 深 的灌溉穴或者短沟 完全没有灌溉 条件的 需加强土壤管理 增加土壤本身的保蓄水能 力 并采用覆膜或者覆草等方法减少水分散失 科学施肥 不同葡萄品种的生长发育特性及需肥规律各有不 同 河西走廊设施葡萄科学施肥必须结合树体状况 土壤的养分状况及需肥规律来确定 必须因树施肥 因地施肥 基肥为主 追肥为辅 粪肥为主 化肥为 辅 根部施肥为主 根外施肥为辅 充分考虑有机 生物和无害的肥料 平衡施肥 施肥应遵循 分次分 期 分布均匀 的原则 研究表明 不同品种 不同 树龄的葡萄对氮磷钾的需求不同 但总体上需要氮钾 肥多 需要磷最少 每生产 葡萄果实 需求 氮磷钾总体比例约为 葡萄早 中期需氮较多 中 后期需磷钾较多 葡萄 喜硼 对钙 铁 锌 锰需求量也比较多 基肥在入 冬前后结合清园进行 条状沟施 腐熟的羊肥 氮磷钾复合肥 微生物菌肥 中微量元素 每年追肥 次 第 次在萌芽期 尿素 过磷酸钙 促进葡萄 花芽继续分化 第 次在落花后 尿素 硫酸钾 每 喷施 次磷酸二氢钾 连续喷 次 促进果实快速膨大 第 次追肥在果实着色初期 以磷 钾为主 添加少 量氮肥 促进葡萄快速转色和干物质积累 第 次在 葡萄采收后 高氮的氮磷钾复合肥 为树体补充养 分 促进根系生长 根部追肥的同时 叶面补充微量 元素 开花前喷 的硼砂提高坐果率 缺 铁性黄化喷施 的 螯合铁 科学用药 根据防治对象的生物学特性和危害特点 科学使 用农药 防止农药对土壤有益微生物的杀伤 破坏土 壤生态环境 按照 预防为主 综合防治 的原则 尽量使用生物源农药 矿物源农药以及低毒有机合成 农药 尽量减少使用中毒农药 禁止使用剧毒以及高 残留农药 正确的打药方式是喷头斜向上 主蔓 下方到顶端副梢均需喷施 施药后叶背面如有 层雾 气包裹着最好 采取 模式 即葡萄冬剪后 和萌芽前喷 波美度石硫合剂 次 全园雾喷 包 括墙体 棚架等 生长期间每隔 喷施 倍液 波尔多液 次 连续喷 次 花后 喷 施 倍液碧护 次 增强树势 提前预防病虫 害 河西走廊设施葡萄虫害主要防治红蜘蛛 病 害主要防治白粉病 灰霉病 霜霉病 白腐病 具体 的防治方法参考本团队的研究报告 施用改良剂 合理施用土壤调理剂能够改良土壤结构 打破土 壤板结 促进团粒结构形成 提高土壤透气性 降低 土壤容重 调节土壤 值 阳离子交换量和盐基饱 和度 并能够增强土壤微生物活性 调节土壤微生物 区系 促进有益微生物的繁殖和活动 在实际应 用中 应根据土壤的具体状况和葡萄需求选择合适的 土壤调理剂 并遵循科学合理的施用方法和剂量 避 免造成不良影响 另外 还需定期对土壤进行检测和 评估 并及时调整调理策略 常用的物理性调理剂主 要有粘土矿物 硅藻土 珍珠岩等 主要用于改善土 壤结构 增加土壤孔隙度和空气流通性 化学调理剂 主要有石灰石粉 石膏 硫磺等 主要用于调节土壤 值 平衡酸碱度 改善土壤营养元素的有效性 生物性调理剂主要有固氮菌 解磷菌 解钾菌等 主 要用于增强土壤微生物活性 促进有机质分解和矿质 养分释放 复合性土壤调理剂主要有硅钙镁肥 复合 微生物肥料等 主要用于全面改善土壤理化性质和生 物活性 特殊用途调理剂是针对特定的土壤问题或作 物需求 如改良盐碱地的脱盐剂 防治重金属污染的 稳定剂 提高微量元素有效性的微肥等 另外 可以 将冬季修剪的废弃枝条制成生物炭或者草木灰施入土 壤 缓解土壤酸化 提高土壤肥力 近年来 纳米 材料由于其独特的量子效应和小尺寸效应 在土壤改 良领域开始广泛应用 功能性纳米膜 纳米蛭石等具 有很好的土壤改良效果 土壤消毒 为更好地推动设施葡萄产业发展 必须科学做好 土壤消毒工作 河西走廊设施葡萄土壤消毒 必 须充分考虑可行性和实操性 新建设施葡萄大棚 尤 其是蔬菜大棚改建葡萄大棚 建园前必须对土壤进行 消毒 建议日光高温消毒和生物熏蒸消毒 其中日光 高温消毒在 月进行 土壤表面撒生石灰后深翻 灌透水覆膜密封土壤 个月以上 使土壤温度达到 林业科学 农业与技术 以上 杀死土壤中的病菌和线虫 生物熏蒸消 毒技术 一般在 月开始 在土壤表面覆盖 层生物 基质 麦草 稻草 粪肥等 灌水 表层覆膜 保 持 左右 利用生物基质腐烂产生高温 杀灭土壤 中的有害微生物 成龄的葡萄园 葡萄冬剪结束后 用 波美度石硫合剂加 五氯酚钠对土壤进行 全面喷雾消毒 绒球期再用 波美度的石硫合剂 加 五氯酚钠对土壤进行全面喷雾消毒 次 参考文献 王奎稳 设施葡萄土壤改良必要性及措施 河北果树 王楠 设施栽培年限对设施土壤生态环境的影响及次生盐渍化 土壤的改良 重庆 西南大学 马瑞 李惠霞 张学科 等 不同种植年限对设施菜田土壤养 分及阳离子含量的影响 北方园艺 黄得志 任晓燕 吴明丽 等 设施栽培对土壤环境质量的影 响 甘肃农业大学学报 马艳春 姚玉新 杜远鹏 等 葡萄设施栽培不同种植年限土 壤理化性质的变化 果树学报 牟德生 郭艳兰 张斌 等 河西走廊设施葡萄产业现状及高 质量发展对策建议 中外葡萄与葡萄酒 范晓辉 翁琳琳 雷丽丽 等 我国葡萄园土壤质量评价的研 究进展 中外葡萄与葡萄酒 孙鑫 刘倩文 李坤 等 外源对羟基苯甲酸对葡萄植株生长 及根系分泌特性的影响 中外葡萄与葡萄酒 郭修武 李娜 李坤 等 葡萄根系分泌物主效自毒物质的初 步分离与鉴定 果树学报 洪子江 设施蔬菜生产应防止土壤环境恶化并注重土壤改良 土壤肥料 杨艳雪 赵健敏 范泽丽 宾川县葡萄园土壤质量下降原因 分析及对策措施 农民致富之友 刘雪 设施蔬菜土壤恶化状况分析 西北园艺 王小龙 刘凤之 史祥宾 等 行内生草对葡萄根系生长和 土壤营养状况的影响 华北农学报 颜亚赛 钟晓敏 段鑫垚 等 不同覆盖处理对葡萄园土壤 理化性质及酶活性的影响 中外葡萄与葡萄酒 冯焕琴 李自龙 焦健 等 松土对干旱胁迫下油橄榄抗性 生理及土壤环境因子的影响 西北植物学报 芝祥红 松土及生草对几种木本园林植物根际土壤性质及生 长发育的影响 兰州 甘肃农业大学 王淼 袁潇 王艳 等 我国设施农业土壤质量退化现状及 修复技术研究进展 现代化农业 尤军 赵辉 设施温室葡萄栽培土壤劣化的主要表现及改良 对策 特种经济动植物 庞国成 葡萄在设施栽培中的肥水需求特性及高效利用技术 研究 北京 中国农业科学院 罗边疆 冯军仁 陆瑛 河西走廊戈壁荒滩地设施葡萄延后 栽培中真菌性病害的防治技术 农村实用技术 李强 张勤德 胡芳 等 武威冷凉灌区日光温室红提葡萄无公 害延后栽培技术 农业与技术 索琳娜 马杰 刘宝存 土壤调理剂应用现状及施用风险研 究 农业环境科学学报 郑惠玲 武继承 韩伟峰 等 土壤调理剂与氮磷配施对花 生产量和养分利用的影响 河南农业科学 李明山 陈鸿才 王静 等 葡萄园土壤酸化治理研究进展 中外葡萄与葡萄酒 吕静静 农业生态系统中的土壤改良技术研究 棉花科 学 宋根 张小林 黄海玉 等 设施农业土壤消毒技术研究 乡村科技 聂松青 设施葡萄园土壤障碍诊断及调控研究 长沙 湖南农业大学 李坤 葡萄连作障碍机理及调控途径的研究 沈阳 沈 阳农业大学 责任编辑 钱海林