CN102017857B - 露天菜地次生盐渍化的防治方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种露天菜地次生盐渍化的防治方法，采用有机-无机肥配施、密植、滴灌的防盐、抑盐的联合应用的模式进行蔬菜生产；定期分析测盐；根据分析测验结果，进行氮肥减量施用和/或深翻土壤和/或轮作套种。本发明通过完整的技术手段降低露天菜地次生盐渍化风险，最大限度地减少露天菜地次生盐渍化带来的危害，既可预防露天菜地次生盐渍化的发生，又可控制露天菜地次生盐渍化带来的危害，对提高蔬菜生产能力及品质，保护和合理利用耕地资源作用显著。本发明在技术上简单易行且能达到较高的准确性，具有广泛的推广应用价值，因此普遍适合当前蔬菜生产需求，是对蔬菜安全生产技术体系的补充和完善。
Description
技术领域
本发明属于耕地保护与生态治理技术领域，具体涉及一种露天菜地次生盐渍化的防治方法。
技术背景
菜地次生盐渍化对蔬菜生产造成了很大的影响。一般地，菜地次生盐渍化主要发生在干旱或半干旱地区地下水位较高、地下径流不畅、地下水中含有较多可溶性盐的冲积平原。在非盐碱土地区，保护地蔬菜土壤的次生盐渍化问题被广泛关注，而露天菜地目前被认为不太可能发生土壤的次生盐渍化，因此相关防治技术报道极为少见。
但是，从近几年野外调查和取样分析的情况来看，菜地次生盐渍化不止是发生在设施栽培上，如据2002～2005年对广东省珠江三角洲地区集约化露天菜地土壤盐分进行调查分析的结果显示，相当数量的土壤已经酸化、板结，部分表层土壤可见零星白色盐霜，次生盐渍化特征明显，蔬菜生长已经受到影响，死菜的现象时有发生；一些土壤样本全盐量已经达到0.2％～0.4％的轻咸田标准，说明部分露天菜地土壤可溶性盐分浓度已经接近多年塑料大棚水平，经研究总结种植方式、施肥方式、气候条件、土壤质地、地下水位、灌溉方式等因素是引起露天菜地次生盐渍化产生和发展的重要原因。
目前在蔬菜生产实践中，不少菜农采用灌水洗盐的办法克服菜地盐分表聚现象，这种措施虽然可以把菜地土壤中的大部分盐分(60％～80％)洗到地下水中去，达到降低土壤中可溶性盐含量的目的，但硝态氮被淋洗到地下水中后，不仅造成土壤的氮素损失，而且还污染了地下水。因此，灌水洗盐其实是一种不可取的措施。
我国部分地区，尤其是珠江三角洲地区，蔬菜一直以露天栽培为主，种植集约化(连年种植蔬菜、复种指数极高、化肥施用量偏大)将会在一定范围内长期存在，这在相当程度上增加了菜地土壤盐分，长时间的夏季高温、秋冬干旱的气候条件(日最高气温
35℃的高温日数平均每年达到20天以上，雨量集中且雨季明显短于旱季)则可能导致或加剧露天菜地次生盐渍化，因此寻找合适的解决方案防治露天菜地次生盐渍化非常紧迫。
发明内容
本发明的目的是针对当前蔬菜生产实践中防治(包括预防和治理)露天菜地次生盐渍化技术的不足，提供一种系统防治露天菜地次生盐渍化的方法，科学全面地提出解决方案，不仅能改善和优化蔬菜生长的微域土壤环境，而且还能提高商品菜的品质和市场竞争力。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
提供一种露天菜地次生盐渍化的防治方法，包括以下步骤：
(1)采用有机肥和无机肥配施、密植、滴灌的防盐、抑盐的联合应用的模式进行蔬菜生产；
(2)定期分析测盐；
(3)根据步骤(2)分析测验结果，进行氮肥减量施用和/或深翻土壤和/或轮作套种，并继续采用有机-无机肥配施、滴灌、密植的防盐、抑盐的联合应用的模式进行蔬菜生产。
步骤(1)所述采用有机-无机肥配施防盐是针对现有蔬菜生产中盲目、过量不合理施肥等弊端，根据不同蔬菜对营养元素的需求、无公害蔬菜生产品质上的要求，结合对菜地土壤测试结果、蔬菜田间试验结果等，根据长期以来本申请人的研究总结，结合测土配方施肥技术，将有机肥与无机肥合理搭配施用，使各种肥料相互促进、发挥功效。
本发明提供优选的有机-无机肥配施防盐具体技术方案如下：
①根据蔬菜目标产量，施用适量的低盐分含量、腐熟的有机肥，配施一定量的无机肥。一季亩产1500～2000kg的不同类别蔬菜，与无机肥配合施用时有机肥用量一般为50～500kg/亩，可掌握粘土可比壤土和砂土适当多施的原则(多施的肥量参照本领域常规技术和经验)；禽畜粪肥以牛粪、猪厩肥等为优选，而鸡粪、鸭粪、鸽粪等含有过多盐分离子，必须通过脱盐处理后才能使用。低盐分含量、腐熟的有机肥含有的有机胶体具有阻隔盐分、缓冲盐分危害等作用，可以减少次生盐渍化的发生。本发明通过大量实验研究和综合分析总结得到，在施适量有机肥的情况下，无机肥施用量各为：白菜类蔬菜(如小白菜、菜心)优选施纯氮(N)5～10kg/亩、纯磷(P2O5)2.2～4.4kg/亩、纯钾(K2O)3～12kg/亩；瓜类蔬菜(如苦瓜)优选施纯氮(N)15～20kg/亩、纯磷(P2O5)12～15kg/亩、纯钾(K2O)12～18kg/亩；豆类蔬菜(如豆角)优选施纯氮(N)3～6kg/亩、纯磷(P2O5)4.5～9kg/亩、纯钾(K2O)6.5～13kg/亩；茄果类蔬菜(如茄子、番茄、甜椒)优选施纯氮(N)22～26kg/亩、纯磷(P2O5)8～10kg/亩、纯钾(K2O)16～19kg/亩；薯芋类蔬菜(如冬种马铃薯)优选施纯氮(N)12～16kg/亩、纯磷(P2O5)3.5～5.2kg/亩、纯钾(K2O)10～15kg/亩。其他蔬菜作物可分别参照上述技术方案。
也可按上述有机-无机肥配施比例生产蔬菜专用配方肥料，便于直接施用。
②按需要推广生物有机复合肥，发展和使用大颗粒尿素等缓释、控释肥料。
③施肥时参照各种肥料的特性科学使用，如氮肥深施、磷肥近施等。
④施肥时考虑土壤类型、气候因素，使施肥措施更加经济、合理、科学。
步骤(1)所述密植抑盐是根据蔬菜目标产量，以省级或者国家级审定的品种介绍为基础，采取种植密度的上限，或略高于上限，控制不超过10％。
步骤(1)所述滴灌抑盐是针对传统的蔬菜生产中灌水技术粗放、频繁浇水、超定额灌溉等弊端，根据《广东省用水定额(试行)》中各种蔬菜灌溉定额，采用新的节水灌溉技术，优选滴灌技术，不破坏土壤结构，使土壤水肥气热状态最佳，抑制次生盐渍化的发生。
步骤(1)在有机-无机肥配施的基础上，适当地增加蔬菜种植密度，结合滴灌技术，不但可以提高当季肥料利用率，使蔬菜获得高产，而且可以降低菜地土壤水分蒸发量，减少返盐，对于抑制次生盐渍化的发生非常有效。
步骤(2)所述定期分析测盐优选在每季蔬菜的收获期或/和蔬菜种子萌发期或幼苗期等对盐分胁迫最为敏感的时期，采用电导法快速测定菜地土壤电导率值或/和测试植株的相关指标，超过电导率限值或/和植株的相关指标受到影响则进行步骤(3)，未超过电导率限值或/和植株的相关指标未受影响则维持步骤(1)所述生产模式；所述植株的相关指标包括蔬菜生长指标(株高、产量)、生理指标(脯氨酸)和品质指标(硝酸盐)。在蔬菜生产中用电导法快速测定菜地土壤电导率值或者测试植株的相关指标，充分发挥前茬残留肥料的作用，减少肥害，降低成本，增加收入。
如果测定结果显示超过电导率限值或/和蔬菜生长、品质指标受影响则进行氮肥减量施用和/或深翻土壤和/或轮作套种；测定结果显示未超过电导率限值或/和蔬菜生长、品质指标未受影响则维持原来的生产模式。
步骤(3)所述氮肥减量施用是在蔬菜生产中通过不断下调N素供应目标值(播种前根层土壤无机N量+N肥用量)，经过与传统N素管理措施进行比较后逐步获得合理的N素临界供应值，可做到在不明显影响作物产出的情况下总结当地蔬菜生产中的节肥潜力。
步骤(3)所述深翻土壤是将菜地土壤上下深翻，使表土和底土互换，这样可使盐分广泛地分散到土壤中，减少耕层盐分浓度。优选每年2～3次深翻，深翻的深度为0～60cm。但是，深耕后耕层土壤肥力可能会比较低，根据具体需要适当增加施肥量。
步骤(3)所述轮作套种是在发现菜地土壤发生次生盐渍化时，采用稻菜轮作和稻田套种黑麦草的方式进行改良。本发明提供优选的方案是在种植2～3年蔬菜中至少安排种植1季水稻，更为优选地，在稻田套种黑麦草，黑麦草的鲜草产量一般为每亩5000～7000kg，既可作为绿肥来培肥土壤，又可作为养鹅的饲草。此外，搭配种植一定面积的叶菜类蔬菜(小青菜、油菜苗等)，以便苗鹅早期食用。一般每亩黑麦草至少搭配种植27m2左右的叶菜类蔬菜。
本发明有益的效果是：
本发明通过完整的技术手段降低露天菜地次生盐渍化风险，最大限度地减少露天菜地次生盐渍化带来的危害，既可预防露天菜地次生盐渍化的发生，又可控制露天菜地次生盐渍化带来的危害，对提高蔬菜生产能力及品质，保护和合理利用耕地资源作用显著。本发明在技术上简单易行且能达到较高的准确性，具有广泛的推广应用价值，因此普遍适合当前蔬菜生产需求，是对蔬菜安全生产技术体系的补充和完善。
附图说明
图1本发明方法操作流程示意图
图2本发明实施例2模拟实验50天后不同处理各层土壤的电导率检测结果
图3本发明实施例3N素供应目标值与菜薹产量的关系模型
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步详细说明。
实施例1
本实施例在广州萝岗区、增城市试验点种植小白菜进行田间小区试验，设置有机肥区(OM)、无机肥区(NPK)、有机肥+无机肥区(OM+NPK)的不同施肥管理模式，采用控制种植密度和灌溉量的方法，优选有机肥的合理施用量以及分析小白菜收获期土壤和植株的相关指标。
表3三种土壤的小白菜产量、硝酸盐含量及壤土可溶性盐浓度变化情况
操作步骤如下：
OM区肥料用量设OM1(50kg/亩)、OM2(100kg/亩)、OM3(200kg/亩)、OM4(500kg/亩)4个处理，有机肥为鸽粪(含有机质400.8g/kg，N 19.13g/kg，P 15.58g/kg，K 20.24g/kg)；NPK区肥料用量设NPK 1个处理，含纯氮(N)11.5kg/亩、纯磷(P2O5)5kg/亩、纯钾(K2O)6.6kg/亩，肥料由磷铵、尿素、氯化钾组成；OM+NPK区肥料用量设OM3+NPK、OM3+1/2NPK、OM3+1/4NPK 3个处理，其中有机肥(同OM区鸽粪)占200kg/亩，无机肥分别为占NPK区等量肥料用量、占NPK区1/2肥料用量、占NPK区1/4肥料用量。小区面积为13.5m2，3次重复。种植密度为每小区264株。生长期为45d(其中苗期15d)。生长期间进行必要的水分管理，按小白菜灌溉定额采用滴灌系统进行节水灌溉。
试验45天后，综合小白菜产量、硝酸盐含量等多方面效应及试验前后土壤盐分含量的变化结果，见表3所示，由此总结得到：
在施一定量的无机NPK条件下，小白菜在土壤有机质含量17g/kg以下的砂土，每季宜施50～100kg/亩的禽畜粪肥；土壤有机质含量21g/kg左右的壤土，每季宜施100～200kg/亩的禽畜粪肥；土壤有机质含量3.5g/kg左右的粘土，每季宜施200～500kg/亩的禽畜粪肥。但有机-无机肥配施时要控制无机肥的合适施用比例，才有可能既保证蔬菜产量维持在较高水平，又可将土壤可溶性盐浓度和蔬菜硝酸盐含量控制在较低水平。单独施有机肥，若用量不适也会使蔬菜的硝酸盐含量过高，尤其是砂土。本发明方法克服了目前蔬菜生产中一次性大量施用或连续施用盐分含量较高的禽畜粪肥的技术偏见和不合理的技术方案。
实施例2
本实施例在塑料大棚内种植菜薹进行盆栽模拟试验，按照传统仅施无机肥的施肥管理模式，采用控制灌溉量的方法，探讨施肥水平和种植密度对土壤和植株相关指标的影响。
操作步骤如下：
以佛山市南海区当地菜农习惯施用的复合肥(芭田、狮马)及尿素作为肥源，每盆装土(过2mm筛)1.30kg，根据3种肥源习惯施肥量及氮磷钾比例关系，按氮(N)-磷(P2O5)-钾(K2O)为0.00-0.00-0.00、0.05-0.03-0.04、0.10-0.06-0.08、0.15-0.09-0.12、0.20-0.12-0.16、0.30-0.18-0.24g/kg的标准分别折算成所需要的盆栽施肥量，设置F0、F1、F2、F3、F4、F5的6个不同施肥水平。在此基础上，分为不种菜薹、种1株菜薹、种3株菜薹3种情况。采用完全随机设计，共16个处理，重复4次。菜薹长至两叶一心时移栽到种1株菜薹和种3株菜薹的各处理盆钵中，以后每天进行必要的水分管理，按称重法确定去离子水的灌溉量，控制在田间持水量的60％。不种菜薹的各处理除了不播种以外，其他管理措施与种植菜薹的各处理相同。
施肥水平见表1所示。
表1不同施肥水平的施肥量情况
注：括号中数值表示种植一季菜薹的肥料分批施用次数。
试验50天后，土壤盐分迁移、分布规律的结果见附图2，附图2表明：
①种植菜薹且施肥量
F3水平时，0～2cm土壤电导率和5～10cm土壤电导率均不会超过不种菜薹且施肥量仅为F1水平时的电导率，前者反映了在适宜施肥量的前提下种植菜薹不会造成表层过多盐分的累积，后者则反映了即使施肥量已超过适宜的限度，仅种植菜薹就可以保证下层土壤电导率不会达到很高的程度，从而间接说明根系对盐分离子的吸收可防止土壤盐分过多的向下迁移。
②同等施肥量的条件下，种植菜薹的0～10cm土壤电导率低于不种菜薹时的电导率，种3株菜薹的5～10cm土壤电导率低于种1株菜薹时的电导率。菜薹种植株数较多时，植株蒸腾作用变得较为强烈，根系从土壤中吸收盐分离子导致5～10cm土壤盐分更多向0～5cm土壤迁移，5～10cm土壤电导率受影响程度最大，从而导致不同种植株数情况下的5～10cm土壤电导率明显不同。
表2试验50天后施肥量对菜薹株高、产量、脯氨酸及硝酸盐含量的影响
此外，菜薹生长情况的结果表明：
①施肥量
F3水平时，菜薹的生长(株高、产量、脯氨酸)、品质(硝酸盐)指标的变化均不大，但当施肥量＞F3水平时，表层土壤的电导率已远远超过0.5ms·cm-1的标准，菜薹在不同程度上受到了盐分的胁迫，从而导致其生长、品质指标受到了明显的影响。
②同等施肥量的条件下，由于存在较强的株间竞争，种植3株菜薹的单株株高要小于种植1株菜薹的株高，但菜薹种植株数较多时，其每钵产量又明显高于种植1株菜薹的产量，说明适当增加种植株数可以提高单位面积菜薹产量。
实验结果表明，采用适宜的施肥量和种植密度相互配合可降低耕层的土壤电导率，并起到抑制土壤表层积盐、阻止土壤盐分下移、保持菜薹良好生长、提高单位面积产量的作用。
实施例3
本实施例旨在通过氮肥减量施用法总结当地蔬菜生产中的节肥潜力，充分发挥前茬残留肥料的作用，减少肥害。操作步骤如下：
首先，筛选N素临界供应值(播种前根层土壤无机N量+N肥用量)。采用田间小区试验，在菜地设置不同的菜薹N素供应目标值(N 5.67、10.67、15.67、20.67kg/亩)，重复3次，随机排列。取样测定各处理播前根层土壤无机N(主要为NH4 +-N和NO3 --N之和，与肥料N等效)，作不同N素供应目标值的推荐施肥(N肥推荐量＝N素供应目标值-播前根层土壤无机N)。收获菜薹后，建立作物产量与N素供应目标值梯度的曲线关系，对N素供应目标值进行筛选。其次，设置3种处理，分别是传统N素管理、根据筛选的临界供应值进行N素管理、将临界供应值下调20％进行N素管理。收获菜薹后，测定生长(株高、产量)、生理(脯氨酸)和品质(硝酸盐)指标并进行统计分析，得出各处理的差异情况(比较作物的生长及N素营养情况)，通过反馈信息决定是否调整N素临界供应值。如产量上传统水平＞临界供应值＞临界供应值的80％，则临界供应值过低，下次试验将上调；传统水平＝临界供应值＝临界供应值的80％，则临界供应值可能过高，下次试验将临界供应值下调20％；传统水平＝临界供应值＞临界供应值的80％，则临界供应值合适，仍可使用，维持原来的生产模式。
经测定，播前根层土壤无机N为5.67kg/亩，因此N肥推荐量分别为N0、5.00、10.00、15.00kg/亩。此外，纯磷(P2O5)、纯钾(K2O)施用量分别为5kg/亩、6kg/亩。不同N素供应目标值和菜薹产量的关系见附图3，附图3表明：
①二次型加平台模型可以很好的表征N素供应目标值与菜薹产量间的关系(R2＝1)，方程为：y＝737.7+67.11x-0.7340x2(x＜17.20)；y＝1674.8(x
17.20)。
②N素临界供应值为17.20kg/亩。
实施例4
本实施例在广东省佛山市南海区结合测土配方施肥技术采用有机-无机肥配施、密植、滴灌的防盐、抑盐的联合应用的模式进行蔬菜生产，通过测定土壤或植株相关指标，根据需要采用氮肥减量施用法、稻田套种黑麦草、调整种植业结构、增加无公害蔬菜生产等方式进行长期、大量的试验(秋冬-春季)。
主要实验成果总结如下：
(1)通过实验研究掌握本地区露天菜地次生盐渍化的发生状况及规律，采用有机-无机肥配施、滴灌、密植的防盐、抑盐的联合应用的模式进行蔬菜生产，减少了化肥的施用量，大大降低了农业面源污染，可以有效地进行耕地修复，促进了耕地保养，测土配方施肥每亩每季可节支增收35～40元；同时，有效推进了无公害农产品生产，提高了市场竞争力，调整种植业结构、增加无公害蔬菜生产每亩可增加产值400～800元。
以菜薹为例，一季亩产2000kg的菜薹(品种为油绿80天菜心)，在施200～300kg/亩的牛粪或猪厩肥的情况下，配施纯氮(N)13kg/亩、纯磷(P2O5)3.7kg/亩、纯钾(K2O)10.8kg/亩；
以省级或者国家级审定的品种介绍为基础，采取种植密度的上限或高于上限不超过10％，那么，本实施例的菜薹按照直播每亩用种量400g，苗距16cm的目标进行密植(亩株数约为20000株)；
(2)采取定期分析测盐和进行氮肥减量施用和/或深翻土壤和/或轮作套种的方法，与超过电导率限值和/或蔬菜生长、生理、品质指标受影响的情况下不采取措施相比，氮肥减量施用和稻田套种黑麦草作为绿肥施用当年每亩可节省肥料20kg，每亩可节支25～30元，尚不计黑麦草作为饲草带来的经济效益。
以菜薹为例，在植株收获期采用电导法快速测定菜地土壤电导率值和/或测试植株的相关指标，经测定，1号样点(大沥兴贤)的土壤电导率值为0.208ms/cm，未超过0.5ms/cm的限值；植株硝酸盐为2135mg/kg，未超过3000mg/kg的限值；株高为32cm，产量为1840kg，脯氨酸为16mg·kg-1，植株的相关指标较少受到影响，维持步骤(1)所述生产模式。
2号样点(里水菜场)的土壤电导率值为0.764ms/cm，超过0.5ms/cm的限值；植株硝酸盐为3160mg/kg，超过3000mg/kg的限值；株高为25cm，产量为1265kg，脯氨酸为25mg·kg-1，植株的相关指标受到一定程度的影响，需进行氮肥减量施用(参见实施例3)；
菜薹收获后，同时进行深翻土壤，每年深翻2次；深翻的深度为40cm；
种植两年菜薹后，种植1季水稻，并套种黑麦草。
经过三年的实验(2006～2009)，2009年本实施例2号样点(里水菜场)菜地春季次生盐渍化的情况为：土壤电导率值降为0.189ms/cm，植株硝酸盐为1652mg/kg，株高为35cm，产量为2050kg，脯氨酸为5.6mg·kg-1。
Claims (5)
1.一种露天菜地次生盐渍化的防治方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)采用有机肥和无机肥配施、密植、滴灌的防盐、抑盐的联合应用的模式进行蔬菜生产；
(2)定期分析测盐；
(3)根据步骤(2)分析测验结果，进行氮肥减量施用和/或深翻土壤和/或轮作套种；或者维持步骤(1)所述生产模式；
其中，步骤(1)所述有机-无机肥配施防盐是根据蔬菜目标产量，施用低盐分含量、腐熟的有机肥，配施一定量的无机肥；所述有机肥用量按照一季亩产1500～2000kg的不同类别蔬菜，与无机肥配合施用时为50～500kg/亩确定；
所述无机肥施用量按照以下方案确定：白菜类蔬菜施N 5～10kg/亩、P2O5 2.2～4.4kg/亩、K2O 3～12kg/亩；瓜类蔬菜施N 15～20kg/亩、P2O5 12～15kg/亩、K2O 12～18kg/亩；豆类蔬菜施N 3～6kg/亩、P2O5 4.5～9kg/亩、K2O 6.5～13kg/亩；茄果类蔬菜施纯N22～26kg/亩、P2O5 8～10kg/亩、K2O 16～19kg/亩；薯芋类蔬菜施N 12～16kg/亩、P2O5 3.5～5.2kg/亩、K2O 10～15kg/亩；
步骤(1)所述密植抑盐是按照一季亩产1500～2000kg的不同类别蔬菜，以省级或者国家级审定的品种介绍为基础，采取种植密度的上限或高于上限不超过10％；
步骤(2)所述定期分析测盐是在每季蔬菜的收获期或/和蔬菜种子萌发期或幼苗期，采用电导法测定菜地土壤电导率值或/和植株相关指标。
2.根据权利要求1所述露天菜地次生盐渍化的防治方法，其特征在于所述有机肥为牛粪或猪厩肥。
3.根据权利要求1所述露天菜地次生盐渍化的防治方法，其特征在于步骤(3)所述深翻土壤是每年深翻2～3次；深翻的深度为0～60cm。
4.根据权利要求1所述露天菜地次生盐渍化的防治方法，其特征在于步骤(3)所述轮作套种是在种植2～3年蔬菜时间内至少安排种植1季水稻。
5.根据权利要求1所述露天菜地次生盐渍化的防治方法，其特征在于种植1季水稻时间内套种黑麦草。
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