保护地土壤退化的预防和修复技术
关培辅
(朝阳市土壤肥料工作肥站辽宁朝阳 122000)
摘要:保护地的共同特点是将裸地采取塑料薄膜覆盖的方式创造成人工栽培环境。在这种栽培环境中,由于耕地的集约化经营程度高,人为因素对土壤的影响十分强烈,因此,土壤的自然理化性状会随着种植周期的增加而逐渐发生变化。这种变化对于作物产量和品质的提高有的是正面的(如土壤有机质及速效养分含量的提高等),有的则是负面的(如作物病源生物的积累等),负面效应带来的后果就是引发土壤退化。
在东北地区,保护地一般每年种1—3茬,且每茬肥料农药的投入量都大于露地作物,其投入量相当于露地作物的几倍到几十倍。一般种植5年的保护地会产生明显的土壤退化症状,种植10年以上的保护地退化现象十分明显,而种植15年以上的保护地土壤退化已相当严重有的棚室不得不换土或迁移,这给农户带来的经济损失相当严重。解决北方地区保护地土壤退化问题已刻不容缓。
关健词:保护地土壤退化预防修复
1 保护地土壤退化的成因与危害
从土壤学角度看,土壤退化 (Soil degradation)是指在各种自然,特别是人为因素影响下所发生的导致土壤农业生产能力、土地利用和环境调控潜力(即土壤质量及其可持续性)暂时或永久性下降,甚至完全丧失其物理、化学和生物学特征的过程。在保护地上,这种退化主要有以下成因:
1.1 连作障害。受经济得益驱动,农户往往频繁连作黄瓜、番茄等经济效益较高的蔬菜,而且施肥种类也较单一,由此导致:(1)土传病害增多,如青枯病、早疫病、炭疽病、枯萎病、软腐病、根肿病等;(2)土壤害虫种群繁衍增加,如白粉虱、潜叶蝇、韭蛆、根结线虫等;(3)作物营养失衡,养分比例失调,由于蔬菜对各种养分的选择性吸收,部分养分亏缺,导致土壤严重缺乏某一种或几种营养元素,引起蔬菜出现缺素症状,而有的养分则相对过剩,蔬菜被动吸收导
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致体内各养分比例不正常,甚至出现毒害作用,如植株根冠比失调、抗病虫害能力差、产品品质变劣等。
1.2土壤盐渍化。由于大量施肥,肥料在土壤中除部分被作物吸收外,残余部分与土壤中的其它离子结合成各种盐,使土壤中可溶盐浓度增高,直至超过适宜蔬菜生长的浓度范围,阻碍了根系的生长与养分的吸收利用,。盐溶液浓度高的土壤,在干燥时表面会形成坚硬的盐化层,通气和透水能力大为降低,容易使蔬菜发生烂根和枯萎等。
1.2.1造成土壤盐渍化的原因主要有:(1)化肥用量过大,导致土壤含盐量不断增加。若偏施硝酸铵、硝酸钾、氯化钾等易引起土壤pH值降低的生理酸性肥料,更易造成土壤溶液浓度的升高,加剧盐渍化;(2)灌溉方式不当。为防止保护地内空气湿度增加和地温下降,人们习惯用“小水勤浇”的方式灌溉,多余的盐分无法下渗到土壤深层,造成盐分在表层的积累,引发土壤板结,而土壤水分的不断蒸发,又使深层水分不断通过毛细管作用上移,从而把深层土壤中的盐分带到表层聚集;(3)土壤耕层中未腐熟的有机肥挥发分解后,残留的硫化物、硫酸盐、有机盐和无机盐易造成土壤盐渍化;(4)经常种植吸盐少的蔬菜(如菜豆、黄瓜等),也会加重土壤盐分积累。
1.2.2土壤盐渍化的主要障害表现:(1)作物出现生理性干旱和生长不良。轻则植株生长矮小、发育迟缓,重则叶片
变褐,边缘枯黄,白根减少,根毛变褐或腐烂,最终导致植株死亡;(2)高浓度潜在离子为害。潜在毒害离子,如Na+、C1-可引起硝酸根和钙离子的吸收障碍,影响植株生长;(3)产品品质变劣。植株吸收水分及各营养元素出现失衡,蔬菜或水果出现畸形,商品性及口味变差。
1.3 土壤结构破坏。保护地种植的大多是经济效益较高的作物,多数种植户施肥以化肥为主。由于长期施入磷酸二铵、氯化钾、硫酸铵等化肥,加之频繁灌溉,土壤原有的团粒结构受到破坏,保肥持水性降低,出现土壤板结、通透性变差、引发微生物活性降低,土壤微生物区系失衡,作物根系生长发育不良,吸肥吸水能力降低,导致作物植株地上部营养体生长发育缓慢,表现出多种不良生理症状。
1.4 微量元素缺乏。保护地作物大多为吸收微量元素较多的作物,有的作物吸收微量元素数量要超过大田作物的几倍至几十倍。如果在保护地单一连作种植,大量地施用氮、磷、钾三元素化肥,忽略微肥的施用,土壤中微量元素得不到及时补充,土壤中的锌、硼、钼、铁、钙、镁等元素含量逐渐减少,阻碍了作物体内物质的合成与分解等生理代谢活动,严重时可引发各种生理性病害(如座果率低,花而不实,叶片失绿等)。
1.5土壤酸化。保护地土壤酸化主要是由于施氮肥或生理酸性化肥过多造成的,如硝酸钾、硝酸铵、氯化钾等。其
表现:(1)土壤微生物活性降低,作物根际环境恶化,根系发育不良,严重时造成根尖死亡。(2)土壤养分有效性下降,引起氮、磷、钾、钙、镁、钼等多种养分缺乏。(3)生物酶活性降低,细胞分裂减缓,细胞膜结构及功能被破坏,结果导致养分吸收困难,植物生长不良。
1.6耕作层变浅。由于受保护地设施的影响,大型翻耙机械无法操作,人工翻挖的深度往往达不到要求
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,致使土壤耕作层变浅,上、下层土壤得不到交换,过多的盐分滞留在表层土壤内,成为土壤耕地表层盐渍化的一个主要诱因。
2 保护地土壤退化的修复
要修复已退化的保护地土壤,必须采取综合性技术措施,这些技术与措施可以归纳为以下几大方面:
2.1轮作倒茬:安排科属类型、根系深浅、吸肥特点、吸盐耐盐能力不同的蔬菜进行轮作,可起到平衡土壤养分、减轻土传病害、克服连作危害的修复作用。
2.2土壤消毒:(1) 药剂消毒。用棉隆进行土壤消毒,具体方法是在夏季休闲时清理棚室,用旋耕机旋耕20CM深后按照要求施用量将棉隆均匀撒于地表,然后再旋耕一遍以混匀药与土,灌水使0—20CM土壤含水量达60%以上后,覆盖地膜,闷棚7—15天,最后揭膜放风7—10天,用水芹菜种子作安全测试后,施入足量充分腐熟的有机肥及生物有机
肥以便恢复土壤有益微生物种群,再起垄播种或移栽。除此两法之外也可以用硫磺粉、溴甲烷和氯化苦等药剂进行土壤消毒。(2)日光消毒。夏季闲茬时期,撤掉棚膜,深翻晒垡,利用阳光中紫外线杀菌;(3)高温消毒。高温季节,灌水后高温闷棚,有条件时可采取给土壤通热蒸汽的方法杀虫灭菌。(4)冷冻消毒。北方冬季严寒不能利用的保护地,可撤膜后深翻土壤,冻死病虫及虫卵。
2.3改良土壤质地:(1) 适当增施腐熟的有机肥,以增加土壤有机质的含量,改善土壤结构。 (2) 蔬菜收获后,深翻土壤,把下层含盐较少的土翻到上层与表土充分混匀。
(3)对表层含盐量过高或pH值过低,以至难以再种植的退化污染极严重的保护地,要进行换土治理。(4)经济技术条件许可者,可开展无土栽培,尤其是有机生态型无土栽培技术。
(5)土壤质地过于粘重的要适当掺入砂土或炉渣灰。
2.4以水压盐:(1)改“小水勤浇”为大“小水结合”,即在保护地休闲期或整地后灌大水压盐,将表土积聚的盐分下淋以降低表土含盐量,生物生长期采取小水勤灌。(2)夏季蔬菜换茬空隙,撤膜淋雨或大水浸灌。使土壤表层盐分随雨水流失或淋溶到土壤深层。(3)有条件的地区可以实行水旱轮作(即夏季在保护地内种一季水稻)达到洗盐效果。
2.5科学施肥:(1)增施有机肥。应适当增施充分腐熟的有机肥,提高土壤有机质含量,增加水稳性团粒结构,改善
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