收稿日期 2021 05 21 基金項目 上海市科技興農(nóng)推廣項目 滬農(nóng)科推字 2021 第2 2號 上海市農(nóng)業(yè)科學院卓越團隊建設計劃 農(nóng)田障礙土壤研究NKC A 08 作者簡介 諸海燾 1980 男 大學本科 副研究員 主要從事設施土壤改良與化肥減施技術 E mail htzhu123 163 com 共同第一作者 通信作者 E mail zds234 163 com 上海農(nóng)業(yè)學報 2022 38 2 76 80 http www nyxb sh cn Acta Agriculturae Shanghai DOI 10 15955 j issn1000 3924 2022 02 13 諸海燾 蔡樹美 徐四新 等 上海地產(chǎn)綠葉菜種植土壤養(yǎng)分評價及改良建議 J 上海農(nóng)業(yè)學報 2022 38 2 76 80 上海地產(chǎn)綠葉菜種植土壤養(yǎng)分評價及改良建議 諸海燾1 蔡樹美1 徐四新1 高德時2 張德閃1 1上海市農(nóng)業(yè)科學院生態(tài)環(huán)境保護研究所 上海市設施園藝技術重點實驗室 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部上海農(nóng)業(yè)環(huán)境與耕地保育科學觀測實驗站 上海201403 2上?；轄柪r(nóng)資有限公司 上海201419 摘 要 通過調查上海市綠葉菜茬口的化肥投入和土壤地力情況 對其土壤有機質含量 鹽分含量 pH及速 效氮 磷 鉀含量進行分級和評價 結果表明 葉菜茬口年化肥投入量 N P2O5 K2O 達到1 180 5 1 206 0 kg hm2 土壤正在發(fā)生酸化和次生鹽漬化 pH小于6 5的土壤占58 6 鹽分含量超過2 g kg的土壤 占77 1 有機質含量大于35 g kg的土壤占6 7 不合理施肥造成土壤中氮磷鉀養(yǎng)分過量現(xiàn)象極為普遍 土 壤堿解氮 有效磷和速效鉀平均含量分別為163 5 mg kg 136 3 mg kg和313 6 mg kg 綜上 上海都市農(nóng)業(yè)綠 色發(fā)展背景下應大力推廣因土因作物專用肥精準施肥技術 土壤培肥技術和水肥一體化技術等減施增效措施 以更好地維持設施土壤的可持續(xù)利用 關鍵詞 綠葉菜 化肥養(yǎng)分投入 酸化 次生鹽漬化 土壤改良對策 中圖分類號 S158 文獻標志碼 A 文章編號 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 農(nóng) 業(yè) 學 報 據(jù)統(tǒng)計 2019年上海地產(chǎn)蔬菜菜田面積736 05萬hm2 播種面積1 873 5萬hm2 地產(chǎn)蔬菜上市量 246 5萬t 地產(chǎn)蔬菜總產(chǎn)值達55 8億元人民幣 地產(chǎn)蔬菜中以綠葉菜為主 2019年綠葉菜上市量 131 4萬t 占全市綠葉菜總消費量的82 5 1 說明綠葉菜是上海市蔬菜產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展的種類 在均衡 蔬菜市場供應中發(fā)揮了重要作用 農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必由之路 而土壤健康是農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重要基礎和核心內容 為滿 足人民群眾綠色健康的消費需求 除了需要先進的生產(chǎn)技術和生產(chǎn)理念外 更離不開健康的土壤 2 上 海蔬菜復種指數(shù)達3 3 部分周年葉菜茬口合作社一年可種植6 7茬 設施菜田土壤鹽漬化和連作障礙 問題嚴重 影響上海市蔬菜綠色農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展 4 5 為了解上海地區(qū)設施綠葉蔬菜肥料投入情況和土壤質量現(xiàn)狀 本研究在上海崇明區(qū) 浦東區(qū) 松江 區(qū) 金山區(qū) 嘉定區(qū)等綠葉菜主產(chǎn)區(qū)選取代表性蔬菜合作社 對綠葉菜為主茬口的設施大棚 按種植年限 和茬口分為若干采樣單元 采集耕作層土壤樣品 對土壤中的各項物理化學性狀指標 有機質 氮 磷 鉀 鹽分含量及pH等 進行分析 明確土壤中各元素含量的豐缺程度 并對各基地的土壤肥力和土壤質量作 出評價 以期為上海市地產(chǎn)蔬菜的綠色生產(chǎn)和土壤健康發(fā)展提供合理依據(jù) 1 材料與方法 1 1 肥料投入情況調查 于2016年對上海市崇明區(qū) 嘉定區(qū) 奉賢區(qū) 金山區(qū) 浦東新區(qū)各合作社含葉菜茬口 包括全程葉菜 茬口 葉菜 茄果類茬口 葉菜 其他蔬菜等 的種植戶發(fā)放調查表 進行肥料周年投入情況調查 調查內容 包括該大棚的茬口類型 每茬蔬菜的品種 有機肥用量 基肥用量和次數(shù) 追肥用量和次數(shù) 產(chǎn)量等 共收 到有效調查表100份 涉及全市10家蔬菜合作社 每家合作社選取10個種植戶進行統(tǒng)計 1 2 土壤樣品采集 于2016年12月 2017年2月 根據(jù)不同合作社蔬菜種植模式和茬口類型 劃分為若干個采樣單元 調查大棚蔬菜生產(chǎn)基地的肥料投入情況 采樣時間為葉菜收獲時至下茬施肥前 采用S型或網(wǎng)格法采 樣 各采樣單元采集15 20個耕作層 0 20 cm 土壤樣品 混合后用四分法取1個土樣 約1 kg 并做 好標簽記錄 帶回實驗室風干磨樣 在上海崇明區(qū) 嘉定區(qū) 奉賢區(qū) 浦東新區(qū) 金山區(qū)共采集150個葉菜 茬口土壤樣品 涉及全市10家蔬菜合作社 每家合作社取15個土樣 土樣風干 磨碎 過0 2 mm篩后保 存待測 1 3 測定方法 土樣分析方法參見 土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法 6 其中 有機質含量用重鉻酸鉀氧化法測定 鹽分含量 用烘干殘渣法測定 電導率 EC 用1 5的土水比浸提 電導率儀測定 酸堿度 pH 用1 2 5的土水比浸 提 pH計測定 堿解氮含量用堿解擴散法測定 有效磷含量用鉬銻抗比色法測定 速效鉀含量用火焰光度 計測定 1 4 數(shù)據(jù)分析 用Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析并作圖 2 結果與分析 2 1 設施葉菜茬口肥料投入情況調查 調查表明 當前上海地區(qū)生產(chǎn)茬口模式很多 主要茬口包括周年全程葉菜 葉菜 茄果類 葉菜 十字花 科 葉菜 瓜類 葉菜 豆類等 本研究主要對含葉菜茬口蔬菜的生產(chǎn)模式下肥料使用情況進行調查 由表1 可知 上海地區(qū)各區(qū)全程葉菜茬口生產(chǎn)模式平均為4 8茬 最高5 5茬 最低3 8茬 年化肥純養(yǎng)分 N P2O5 K2O 投入量為1 180 5 kg hm2 最高1 243 5 kg hm2 最低1 117 5 kg hm2 有機肥平均用量為 34 05 t hm2 含葉菜茬口蔬菜生產(chǎn)模式平均為4 2茬 最高5 2茬 最低3 7茬 年化肥純養(yǎng)分 N P2O5 K2O 投入量為1 206 0 kg hm2 最高1 377 0 kg hm2 最低1 093 5 kg hm2 有機肥平均用量為 36 45 t hm2 化肥品種中基肥以三元復合肥為主 追肥品種有三元復合肥 尿素 水溶肥等 有機肥以商 品有機肥為主 77 諸海燾等 上海地產(chǎn)綠葉菜種植土壤養(yǎng)分評價及改良建議 表1 2016年上海市設施葉菜茬口周年肥料投入量 Table 1 Average fertilizer application amounts of leaf vegetables in Shanghai in 2016 地區(qū) 含葉菜茬口模式 有機肥 t hm 2 化肥商品量 kg hm 2 化肥純量 kg hm 2 茬口數(shù) 全程葉菜茬口模式 有機肥 t hm 2 化肥商品量 kg hm 2 化肥純量 kg hm 2 茬口數(shù) 浦東28 20 2 493 0 1 123 5 5 2 27 30 2 583 0 1 164 0 5 5 奉賢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 各區(qū)數(shù)值為多個調查點的平均值 2 2 設施葉菜化肥氮 磷 鉀施用比例特征 上海地區(qū)地產(chǎn)蔬菜中基肥和追肥氮磷鉀施用比例有所差異 其中綠葉菜基肥和追肥N P2O5 K2O施 用比例分別為1 0 7 0 8和1 0 4 0 43 茄果類基肥和追肥N P2O5 K2O施用比例分別為1 1 1和 1 0 83 1 29 化肥總量中N P2O5 K2O施用比例綠葉菜和茄果類分別為1 0 54 0 6和1 0 9 1 17 2 3 設施葉菜土壤有效態(tài)氮 磷 鉀的分級與評價 土壤有效態(tài)氮磷鉀的含量按低 中 高和過量分為4級 圖1 土壤堿解氮含量平均值為163 5 mg kg 最大值為450 mg kg 最小值為11 4 mg kg 土壤堿解氮含量低于100 mg kg的土壤占到34 處于100 200 mg kg的土壤占到40 7 處于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為136 3 mg kg 最大值為525 mg kg 最小值為42 68 mg kg 土壤有效磷含量低于 30 mg kg土壤占15 3 處于中高含量 30 150 mg kg 水平田塊占53 3 超過150 mg kg的過量水平 田塊占31 4 土壤速效鉀含量均值為313 6 mg kg 最大值960 mg kg 最小值20 mg kg 其中速效鉀 含量小于150 mg kg的土壤占22 中高含量 150 450 mg kg 田塊占54 7 超過450 mg kg的田塊 占23 3 土壤堿解氮含量 mg kg 1 土壤有效磷含量 mg kg 1 土壤速效鉀含量 mg kg 1 圖1 設施葉菜土壤速效養(yǎng)分含量分級 Fig 1 The nutrient classification of greenhouse soil available nutrients 2 4 設施葉菜土壤有機質含量的分級與評價 有機質是土壤的重要組成成分 也是決定土壤質量的基本指標 上海地區(qū)設施葉菜土壤有機質含量 均值為25 21 g kg 最大值為37 51 g kg 最小值11 22 g kg 其中 土壤有機質含量低于15 g kg的數(shù)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的肥沃菜田土壤僅占6 7 圖2 2 5 設施葉菜土壤pH的分級與評價 設施葉菜土壤pH均值為6 06 最大值為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的堿性土壤 只占11 4 圖2 說明目前的設施栽培管理方式使得土壤正在發(fā)生酸化 pH低于6 5的酸化土壤占 比已達到58 6 87 上 海 農(nóng) 業(yè) 學 報 2 6 設施葉菜土壤鹽分的分級與評價 土壤鹽分含量最大值為11 8 g kg 最小值為0 41 g kg 平均值為3 36 g kg 根據(jù)設施菜田土壤鹽分 分級標準 鹽分含量小于2 g kg為正常土壤 占比22 9 50 為輕度鹽漬化土壤 18 1 為中度鹽漬化 土壤 另有9 土壤屬于重度鹽漬化 圖2 一般而言 土壤鹽分含量超過2 g kg 蔬菜正常生長會受到影 響 上海地區(qū)設施葉菜茬口土壤存在次生鹽漬化比例已達到77 1 土壤有機質含量 g kg 1 土壤pH值 土壤鹽分含量 g kg 1 圖2 設施葉菜土壤有機質含量 pH 鹽分含量分級 Fig 2 The nutrient classification of greenhouse soil properties 3 討論 3 1 設施葉菜施肥中氮 磷 鉀比例 依據(jù)設施蔬菜生長特點 一般認為其對養(yǎng)分需求為多鉀少磷 N P2O5 K2O的吸收比例為1 0 3 0 5 1 0 1 9 7 8 本研究中 綠葉菜基施化肥氮磷鉀比例為1 0 7 0 8 磷肥有較大的減施空間 與 氮 鉀肥相比 蔬菜所需要的磷資源最少 磷肥的大量施用不但浪費資源 增加生產(chǎn)成本 還易引發(fā)磷素向 水體遷移 進而影響水環(huán)境安全 此外 高磷狀況會導致植物體內養(yǎng)分失衡 影響蔬菜的產(chǎn)量和品質 以 及其他營養(yǎng)元素的形態(tài)和生物有效性 葉菜追肥中氮磷鉀比例為1 0 40 0 43 追肥中磷的比例較適宜 但K2O比例偏低 在供鉀偏低土壤上需合理追施鉀肥 提高葉菜的品質 3 2 設施葉菜土壤養(yǎng)分評價 長期過量施肥導致土壤中氮磷鉀養(yǎng)分過剩 土壤堿解氮 有效磷和速效鉀含量達到過量水平的土壤 占比分別為18 31 4 和23 3 土壤中氮 磷的大量累積和不合理的耕作方式 周年單一茬口連作 可造成土壤次生鹽漬化和土壤酸化 一般認為土壤鹽分含量超過2 g kg即為輕度鹽漬化土壤 9 10 會影響 蔬菜對養(yǎng)分的正常吸收 且易造成水體富營養(yǎng)化和溫室氣體排放 污染環(huán)境 本市設施土壤中鹽分含量 大于2 g kg的比例達到了77 1 土壤pH低于6 5的土壤占比達58 6 造成設施土壤酸化的原因有 大量鹽基離子隨蔬菜收獲被移出土壤 過量施用化肥 特別是偏施氮肥 氮肥分解形成的硝酸鹽積累在 土壤中 有些未完全腐熟的農(nóng)家肥發(fā)酵過程中產(chǎn)生有機酸 和土壤質量密切相關的土壤有機質含量總體 在中等偏低水平 肥沃土壤僅占6 7 雖然每年有2 3 t的有機肥投入 但設施土壤中有機質含量普遍 不高 原因可能是 部分有機肥為農(nóng)家肥 有機肥質量差 高強度集約化種植 葉菜復種指數(shù)高 造成土壤 肥力下降 設施高溫環(huán)境也會加快有機質的分解和消耗 3 3 對設施葉菜土壤改良的建議 實施化肥源頭減量 實現(xiàn)因土因作物施肥 充分利用菜田地力調查與質量評價成果 根據(jù)作物需求 和土壤肥力維持相結合的原則 在中高肥力土壤上 適當減施肥料 按土壤肥力高低分為若干等級 低肥 力土壤上參照習慣施肥 中等肥力土壤上減施15 化肥 高肥力土壤上減施30 施用蔬菜專用配方肥 優(yōu)化養(yǎng)分配比 活化土壤養(yǎng)分 推廣應用適合葉菜生長特點和養(yǎng)分需求的低 磷品種化肥 設施蔬菜專用肥 水溶性肥料養(yǎng)分配比更趨合理 如葉菜上基肥選用15 6 9或21 6 18低磷 蔬菜肥 追肥選用高氮或高鉀水溶肥 與農(nóng)戶習慣用的15 15 15復合肥相比 可減少磷的投入 對調節(jié)土 壤磷素 促進土壤養(yǎng)分均衡供應有重大作用 另外 具改良功能肥料 如生物刺激素 海藻肥 調理劑等 可提高肥料利用率 活化土壤自身養(yǎng)分 改善土壤結構 保持土壤健康 增產(chǎn)改質 97 諸海燾等 上海地產(chǎn)綠葉菜種植土壤養(yǎng)分評價及改良建議 有機肥 生物肥 炭基肥部分替代化肥 培肥土壤 本地區(qū)土壤有機質總體水平為中等偏低 肥沃土壤 占比不到10 通過不同來源有機肥 生物肥 炭基肥 高碳有機物料與化肥優(yōu)化配施 能穩(wěn)定提升土壤功 能 加速養(yǎng)分循環(huán)利用 減施化肥 協(xié)調土壤養(yǎng)分與能量 碳 之間的平衡 提高土壤有機質 以保持設施菜 田土壤高效生產(chǎn)和可持續(xù)利用 推廣水肥一體化技術 節(jié)水節(jié)肥 克服土壤鹽漬化 水肥一體化又稱微灌施肥 是借助微灌系統(tǒng) 將 微灌和施肥結合 以微灌系統(tǒng)中的水為載體 在灌溉的同時進行施肥 在用量上建議實行 總量控制 分期 調控 施用方法上掌握 近根施用 水肥耦合 的原則 該技術可最大限度提高水肥利用效率 轉盲目施 肥為科學施肥 有效防止土壤鹽漬化 改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境 合理安排輪作茬口 種地養(yǎng)地結合 恢復土壤健康 改變單一的周年葉菜連作茬口 合理安排輪作或 間套作 減少蔬菜復種指數(shù) 適當休棚養(yǎng)地 在休棚期結合土壤消毒 灌水洗鹽或蚯蚓養(yǎng)殖改土技術 11 等 減輕土壤鹽漬化和酸化 恢復土壤健康 4 結論 上海地區(qū)全程葉菜茬口年化肥純養(yǎng)分 N P2O5 K2O 投入量為1 180 5 kg hm2 含葉菜茬口年化肥 純養(yǎng)分 N P2O5 K2O 投入量為1 206 0 kg hm2 葉菜類化肥總量中N P2O5 K2O施用比例為1 0 54 0 6 茄果類為1 0 9 1 17 設施葉菜土壤堿解氮 有效磷和速效鉀平均含量分別為163 5 mg kg 136 3 mg kg和313 6 mg kg 土壤有機質平均含量為25 21 g kg 大于35 g kg的肥沃土壤僅占6 7 土壤輕度鹽漬化及以上 鹽分含 量大于2 g kg 比例達到了77 1 土壤pH低于6 5的酸化土壤占比達58 6 在當前都市農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的要求下 提出了上海地區(qū)設施葉菜因土因作物專用肥精準施肥技術 土 壤培肥技術 水肥一體化技術 輪作養(yǎng)地技術 土壤調理劑改良技術等 參 考 文 獻 1 孫占剛 楊娟 彭飚 等 上海蔬菜市場狀況與市場開拓建議 J 中國蔬菜 2020 9 13 18 2 張俊伶 張江周 申建波 等 土壤健康與農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展 機遇與對策 J 土壤學報 2020 57 4 783 796 3 陳德明 進一步完善 菜籃子 工程建設保障上海蔬菜的生產(chǎn)和供應 J 上海蔬菜 2020 1 1 5 4 丁國強 郁樊敏 張瑞明 上海市蔬菜土壤連作障礙問題及原因對策分析 J 中國蔬菜 2009 15 17 20 5 喻景權 周杰 十二五 我國設施蔬菜生產(chǎn)和科技進展及其展望 J 中國蔬菜 2016 9 18 30 6 魯如坤 土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法 M 北京 中國農(nóng)業(yè)科技出版社 2000 7 張福鎖 陳新平 陳清 中國主要作物施肥指南 M 1版 北京 中國農(nóng)業(yè)大學出版社 2009 8 黃紹文 唐繼偉 李春花 等 我國蔬菜化肥減施潛力與科學施用對策 J 植物營養(yǎng)與肥料學報 2017 23 6 1480 1493 9 韓沛華 閔炬 諸海燾 等 長三角地區(qū)設施蔬菜施肥現(xiàn)狀及土壤性狀研究 J 土壤 2020 52 5 994 1000 10 張金錦 段增強 設施菜地土壤次生鹽漬化的成因 危害及其分類與分級標準的研究進展 J 土壤 2011 43 3 361 366 11 李建勇 王齊旭 張瑞明 綠葉蔬菜 蚯蚓種養(yǎng)循環(huán)綠色生產(chǎn)技術 J 上海蔬菜 2020 3 45 47 責任編輯 郭嬌 08