园艺设施土壤变化特点

项目8　园艺设施土壤环境特点及改良

项目描述　设施土壤健康状况直接关系到设施农业的发展。随着近年来设施栽培面积的迅速扩大及栽培年限的增加，设施土壤环境出现许多新的特点。由于设施栽培土壤特殊的覆盖结构，为植物生长创造了一个温湿度较高的环境，设施土壤地表长期覆盖栽培和高度集约经营，保护设施改变了土壤自然条件下的水热平衡，其温度、光照、通气条件和水肥管理等均不同于一般大田，再加上连作，设施内不能引入大型机械设备，进行深耕翻、少耕、免耕法的措施不到位，使其内部的微生态环境具有显著的特性，形成特殊的土壤生态环境。只有了解园艺设施的土壤环境特点，熟悉园艺作物对土壤条件的要求，掌握园艺设施土壤环境改良的方法，才能促进园艺作物的安全、高产、优质、高效生产。

学习目标　了解园艺设施土壤的变化特点；熟悉设施土壤恶化的类型；掌握设施土壤培肥与消毒的方法、设施土壤恶化的规避措施。

能力目标　掌握用比色法测园艺设施土壤的pH值的基本技能；学会设施土壤培肥与消毒的基本方法；学会设施土壤恶化的规避技术。

项目任务

任务8.1　园艺设施土壤变化特点

活动情景　土壤是农业生产的基础，设施栽培土壤与传统栽培土壤既有联系，又有区别，设施土壤环境呈现出许多新的特点。了解设施土壤变化的新特点及成因，是该工作任务的学习内容，是培肥、改良的基础。

工作过程设计

工作任务单

续表

任务相关知识点

设施土壤（保护地土壤）是指玻璃温室、日光温室、塑料大棚等园艺设施栽培土壤的总称。设施栽培是设施农业的一个重要组成部分，设施农业在中高纬度和海拔地区是最有效利用土地资源和提高复种指数的技术措施，是果蔬及花卉生产中极为重要的一种栽培方法。设施栽培的特点是采用人工措施，改变局部生态环境，充分利用光能、热能栽种水果、蔬菜、花卉。

设施农业在我国农业生产中占有重要地位。目前我国形成了东北南部、华北、西北及以山东为主的黄淮地区等多块初具规模的设施农业生产基地，以日光温室和塑料大棚为主体。据资料统计，当前我国设施栽培面积居世界第一位，其中99.85%是各类塑料大棚和日光温室，单产已接近或达到发达国家水平。

设施土壤健康状况直接关系到设施农业的发展，随着设施栽培面积的迅速扩大及栽培年限的增加，设施土壤环境出现许多新的特点。由于设施栽培土壤特殊的覆盖结构，为植物生长创造了一个温湿度较高的环境，设施土壤地表长期覆盖栽培和高度集约经营，保护设施改变了土壤自然条件下的水热平衡，其温度、光照、通气条件和水肥管理等均不同于一般大田，再加上连作，设施内不能引入大型机械设备进行深耕翻、少耕、免耕法的措施不到位，使其内部的微生态环境具有显著的特性，形成特殊的土壤生态环境。园艺设施土壤变化表现以下几个方面的特点。

8.1.1　土壤淋溶作用小，养分残留量高，易发生土壤次生盐渍化

随着生活水平的不断提高，设施栽培在国内外得到蓬勃发展。同露地生产相比，设施栽培具有单产高、上市早等优点，克服了冬季温度低的缺点而能够周年进行生产，具有较高的经济效益和社会效益。然而设施栽培复种指数高，是一种人为作用强烈的土地利用方式，年复一年的连作和不合理施肥会使设施内土壤盐分严重积累，最终导致土壤次生盐渍化，严重影响蔬菜的产量和品质，造成肥料、土地等资源的浪费，阻碍蔬菜生产的可持续发展。

土壤盐分积聚是设施栽培最突出的问题，是设施栽培中最大的土壤障碍因子。由于设施栽培作物种类单一，加上其特殊的环境条件及管理方法，使土壤盐渍化日趋严重，最高可达露地土壤的20倍以上。次生盐渍化程度因保护地设施的种类，栽培管理方法而异，一般与保护地使用年限成正比。

1）土壤次生盐渍化状况

研究表明，露地土壤含盐量为0.06%～0.09%。而设施栽培年限1～2年的大棚，土壤平均含盐量为0.24%；3～4年大棚土壤平均含盐量为0.45%；5～6年大棚土壤平均含盐量为0.48%；超过7年的大棚土壤平均含盐量为0.51%，如图8.1所示。

图8.1　露地及不同棚龄蔬菜基地土壤的含盐量比较（%）

随着大棚使用年限延长，土壤含盐量呈现逐年积累趋势。一般情况下，大棚连作3年就明显表现出土壤次生盐渍化。从盐分组成看主要是由Cl-、、NO3-组成，如表8.1所示。

表8.1　大棚不同连作年限土壤次生盐渍化状况

由表8.1可以看出，随着大棚使用年限的延长，和Cl-的积累明显加快。当土壤含盐量超过0.1%时，蔬菜秧苗即出现不同程度的生理障碍，受害程度又因蔬菜品种不同而有所不同，耐盐性较强的受害较轻；土壤含盐量小于0.1%，是大棚番茄育苗的安全浓度；0.15%～0.2%是警戒浓度；当土壤含盐量大于0.2%，不能用作番茄育苗。设施栽培土壤含盐量过高，西瓜、番茄、草莓等易僵苗死苗，发棵弱，果实小，品质差，从而影响经济效益。如在大棚连续种4～5年后，茄子、西瓜等作物都遇到不同程度的生长障碍问题，土壤盐渍化严重，表现表土白化，植株根系腐烂，甚至整株枯死。

在一般地区，土壤中阳离子主要为Ca2+和Na+，阴离子以NO3-为主。

2）土壤盐类聚集的原因

造成设施土壤盐渍化主要原因有以下几个方面：

（1）施肥量过大

在设施土壤较为封闭的环境条件下，茬次多，施肥量为露地的4～10倍，是植株携走量的2～10倍。化肥占施肥总量的50%以上，大量使用高浓度复混肥与化肥，肥料配比不合理，化肥中的，和Cl-等强酸阴离子，部分被作物吸收，大部分残留土壤中，可以在短期内使得土壤养分、盐分组成有较大改变，引起土壤的养分不均衡富集和次生盐渍化；如果大量使用农家肥，畜禽粪便中盐分含量在0.10%～0.38%。周年满负荷生产，使土壤得不到休闲和自我更新，造成土壤盐分积累；土壤耕层中未腐熟的有机肥分解后，残留的硫化物、有机盐和无机盐易造成土壤盐渍化，导致设施土壤盐渍化加剧。

（2）园艺设施的半封闭条件，减弱了土壤水分的淋洗作用

频繁灌溉，水源水质盐分过多也会引发盐渍化；设施土壤不受或很少受降雨影响，缺乏充足的雨水淋溶，盐不能流失；土壤水分蒸发强烈，土壤盐分易随水分的蒸发而上升到表层聚积，土壤溶液盐分浓度升高，盐分表积现象明显；设施土壤的积温显著高于露地，土壤自身矿化的离子增加，增加土壤盐分浓度。

（3）地下水位高和灌溉水质量差

地下水位高、灌溉水质量差，也会引发盐渍化。

总之，园艺设施土壤的盐积化不仅与土壤和地下水的盐分组成有关，氮肥用量大是主要影响因素。

8.1.2　土壤酸化

氮肥或生理酸性肥料施用过多导致设施土壤酸化，氮肥在土壤中分解后生成硝酸盐留在土壤中。在缺乏淋洗条件下，这些硝酸盐积累导致土壤酸化，降低土壤pH值。从而导致土壤养分有效性下降，引起氮、磷、钾、钙、镁、钼等多种养分的缺乏。研究表明，种植5、10、20年的大棚，土壤pH值分别降低0.01、0.16、0.44。pH值随种植年限的增加而下降。

8.1.3　土传病虫害严重

由于设施生产常伴随着高度的集约化种植，造成复种指数高，种植品种相对单一、过分密植等，给土壤传播病害的发生提供了赖以生存的寄主和繁殖的场所，造成土壤中病原菌的大量累积。同时，由于过多地使用化肥、农药使土壤中病原拮抗菌减少，有益微生物结构趋于单一，各种土传病害严重发生，如茄果类、瓜类等猝倒病、立枯病、疫病、根腐病、枯（黄）萎病、根结线虫病；十字花科、莴苣的菌核病；十字花科的软腐病等，如图8.2所示。

图8.2　土地传病害严重，产量降低（甜瓜病蔓枯病）

8.1.4　土壤连作障碍问题突出

同一作物或近缘作物连作后，即使在正常管理情况下，也会出现土壤养分不均衡现象。由于果蔬对各种养分选择性吸收，连作导致土壤严重缺乏某一种或几种营养元素，而使其他养分剩余。

根系分泌物是保持根际微生物系统活力的关键，是根际土壤微生态系统中物质循环的重要组分，根系分泌物可增加某些养分元素的溶解度和移动性，促进植物对养分的吸收和利用。同一蔬菜作物连作，因根系长期分泌同一种物质而影响土壤中微生物和化感物质的种类和数量，破坏土壤微生物相互间平衡。在设施土壤中这种分泌物是连续的，因周年生产而不会间断，长期以来会使土壤理化特性与大田有很大不同。当黄瓜连续种植时，根系释放的酚类物质积累到一定程度会抑制下茬作物的生长；设施栽培连年种植同种作物，其残体在土壤中腐解后，会产生一些植物毒素，抑制后续作物生长。连作作物根系发育受阻，生物酶活性降低。连作重茬使有害细菌增加，破坏了土壤微生物的自然平衡，土壤环境恶化。

目前，随着园艺产业集约化生产的发展和设施水平的提高，一些专业化的设施园艺生产基地不断形成。由于耕地数量、气候条件的限制以及对高经济效益的追求，设施园艺生产中普遍存在超量施用化肥、复种指数高、栽培种类单一等问题，导致连作障碍现象日益加剧，严重影响了设施园艺的可持续发展。在果树中，无花果、枇杷的连作障碍最严重，其次是桃、草莓、苹果、梨、葡萄等，而柑桔、核桃等较轻。设施蔬菜的连作障碍，以番茄、辣椒等茄果类作物和黄瓜、西瓜等瓜类作物最为常见，另外其他蔬菜如马铃薯等也会出现不同程度的连作障碍现象。

8.1.5　设施土壤养分供应不平衡，表现为“氮过剩、磷富积、钾缺乏”

随着园艺设施使用年限的增加，养分在土壤中供应不平衡，表现为“氮过剩、磷富积、钾缺乏”。因此，在设施生产中应降低氮和磷肥的施用量、增加钾肥的使用，同时增施有机肥、尤其是C/N高的有机肥。

8.1.6　土壤产生有害气体增多

设施土壤施用尿素或铵态氮肥过多以及厩肥、饼肥等有机肥未充分腐熟，在高盐分作用下，易产生大量氨气；土壤中的氨使土壤碱化，影响硝酸菌的活动，使氮肥硝化过程受阻，使亚硝态氮和二氧化氮积累，土壤变酸，当pH值达到5时挥发；硫酸盐化肥施用量较多，加之地温较低等因素，在硫化细菌作用下放出二氧化硫气体。因设施栽培空气流动性差，当气体浓度高到某个极限时会发生危害。

任务8.2　园艺设施土壤培肥与消毒

活动情景　近年来，随着设施栽培的普及和推广，保护地生产面积不断增加，复种指数达到200%以上，因连茬种植，相应出现了土壤中各类病原菌累积，多种害虫在土壤中寄生，导致病虫害发生严重。由于设施栽培大部分病害靠土壤传播。所以做好土壤消毒是防止部分病虫害发生的有效办法。常用的措施主要有合理轮作、增施有机肥、物理消毒、药剂消毒等。园艺设施土壤的培肥与消毒，是该工作任务的学习内容。

工作过程设计

续表

工作任务单

任务相关知识点

近年来，随着设施栽培的普及和推广，保护地生产面积不断增加，农业生产中的温室、拱棚栽培也在迅速增加，复种指数达到200%以上，因连茬种植，土壤中各类病原菌累积也相应出现了，多种害虫在土壤中寄生，导致病虫害发生严重。由于温室、拱棚大部分病害靠土壤传播。所以做好土壤消毒是防止部分病虫害发生的有效办法。常用的措施主要有合理轮作、增施有机肥、物理消毒、药剂消毒等。

8.2.1　合理轮作，改造土壤

轮作可合理利用土壤养分和水分，改善土壤结构，培肥地力。轮作时由于寄主植物不同，病虫赖以生存的环境条件发生改变，大大减轻了病虫害的发生。这也可消除由连作带来的作物分泌的有毒物质积累而引起的作物中毒现象。另外，将肥沃熟化的无毒土壤掺入温室或大棚土壤中，也有利于改变病虫环境，从而减少病虫的危害。

8.2.2　增施有机肥，应用配方施肥技术

有机肥有增加土壤有机质、改善土壤结构和耕性、增强土壤的保水保肥能力、提高土壤温度、促进微生物活动等的特殊作用。增施有机肥，施用秸秆降低土壤盐分含量，如图8.3所示。配方施肥是根据当地土壤的营养条件和不同蔬菜品种对土壤营养元素的要求，进行有针对性的施肥，达到“按需施肥”以减少施肥的盲目性。应坚持增施有机肥为主，化肥为辅，注意土壤中氮、磷、钾及其他营养元素的平衡。采用科学的配方施肥方法，不仅可以改善土壤的团粒结构，提高土壤肥力，而且在土壤养分全面均衡供给的条件下，可使蔬菜健壮生长，提高抗病能力，从而实现增产增收。

图8.3　增施有机肥，施用秸秆降低土壤盐分含量

8.2.3　土壤物理消毒处理

1）太阳能消毒法

每年将用旧的废薄膜收好留作土壤消毒用。在7—8月份可利用太阳直射时间长、温度高的特点来进行土壤消毒。具体的方法为：在温室作物采收后，连根拔除田间老株，多施有机肥料，然后深翻土壤，在7—8月份。用透明吸热薄膜覆盖好，将大棚温室棚膜盖严密封15～20d。土壤温度可升至50～60℃，地表温度可达80℃以上，采用该方法一般的病虫都能杀死。这种消毒方法因为室棚内温度很高，要将室棚内的不耐热的物品搬出室棚外。小面积地块，可将配制好的培养土放在清洁的混凝土地面上、木板上或铁皮上，薄薄的平摊，曝晒3～15d。即可杀死大量病菌孢子、菌丝和虫卵、害虫、线虫。

2）深翻晒垡冻垡法

前茬作物收获后及时将土地深翻，可以把遗留在地面上的病残体翻入土中，使病残体内的病菌加速死亡。同时土壤深翻后，由于土表干燥和日光照射，以及冬季低温，也能使一部分病菌失去活力，可防止部分病害发生，如图8.4所示。

图8.4　机械旋耕

3）火烧消毒

（1）炒灼法

保护地苗床或盆插、盆插用的少量土壤，可放入铁锅或铁板上加火烧灼，待土粒变干后再烧0.5～2.0h，可将土中的病虫彻底消灭干净。此法的好处还在于可将土壤中的有机物烧成灰分，使扦插或播种基质更加纯洁，从而防止幼苗或插条发霉腐烂。

（2）燃烧法

在露地苗床上，将干柴草平铺在田面上点燃，这样不但可以消灭表土中的病菌、害虫和虫卵，翻耕后还能增加一部分钾肥。

8.2.4　药剂消毒法

1）熏蒸

此法主要用于温室，利用高温蒸汽杀死土壤中的病菌和虫卵。其优点是无污染和残毒；缺点是能耗较大，成本高。

可在播种前1周，燃烧硫黄粉产生烟雾杀死病菌；还可在硫黄粉中加些敌敌畏之类的杀虫剂，同时消灭温室中的害虫。用硫黄粉2～6g/m2，熏蒸时密闭温室，播种前通风换气。

如石灰氮，又叫黑肥宝，含氮20%左右，因含有石灰成分，故叫石灰氮，是一种黑灰色带有电石臭味的油性颗粒，是药、肥两用的土壤净化剂，具有土壤消毒与培肥地力的双重作用。石灰氮遇水产生氰氨、双氰氨，能杀灭有害病原菌及线虫等有害生物。石灰氮是一种无残留、无污染、能改良土壤和抑制病虫危害的多功能肥料。石灰氮含氮20%左右、含钙50%，由于不易淋溶，可以防止土壤酸化，改良土壤结构，改良次生盐渍化土壤，增加土壤钙素和有机质，能使有效氮均匀缓慢释放，其有效成分全部分解为作物可吸收的氮，没有残留，满足大多数作物的需求，肥料的有效期达80天以上。石灰氮发挥作用一般应具备高温、密闭和水等三个条件。因此，石灰氮最好是在高温的夏季清园后施用，施用后翻耕土壤、盖膜、灌水。

福气多，是一种非熏蒸型的高效、低毒、低残留的环保型杀线虫剂，是我国当前在蔬菜上获得登记的仅有的几个杀线虫剂之一，特别适用于无公害蔬菜的生产。对土壤全面混合施药，对防治线虫最有效；也可畦面施药及开沟施药。在作物定植前或定植当天，按1～2kg/亩的用量，将药剂均匀撒于土壤表面，再用旋耕机或手工工具将药剂和土壤充分混合。药剂和土壤混合深度需20cm。施药时，要穿带作业服，施药后要立即清洗手足脸并换下工作服。

图8.5　土壤熏蒸

2）药剂喷洒

（1）甲醛消毒法

苗床用甲醛50mL/m2兑水10kg均匀喷洒地表，然后用草袋或塑料薄膜覆盖，闷10d左右揭掉覆盖物散发气体，2～3d后即可播种。此法对防治立枯病、褐斑病、炭疽病等效果非常明显。砂石类基质可直接用50～100倍甲醛液浸泡2～4h，排除药液后要再用清水冲洗2～3遍。

（2）波尔多液消毒法

苗床用等量式（硫酸铜∶石灰∶水为1∶1∶100）波尔多液2.5kg/m2喷洒地表，土壤稍干后即可播种。此法对防治黑斑病、斑点病、灰霉病、锈病、褐斑病、炭疽病等效果明显。

（3）多菌灵消毒法

多菌灵能防治多种真菌病害。土壤消毒施用50%多菌灵可湿性粉剂1.5g/m2，可防治根腐病、茎腐病、叶枯病、灰斑病等，也可按1∶20的比例配制成毒土撒在苗床上，能有效防治苗期病害。

（4）代森铵消毒法

代森铵为有机硫杀菌剂。杀菌力强，能渗入植物体内，经分解后还有一定的肥效。用50%代森铵水剂350倍液浇灌3kg/m2，可防治作物黑斑病、霜霉病、白粉病、立枯病等。

（5）溴甲烷消毒

能防治土壤传播的病害、烟草花叶病毒和线虫，对防治黄瓜疫病有特效，但对镰刀菌效果稍差，对杂草种子发芽有抑制作用。处理方法：先把床土堆成30cm高长条土堆，整平表面，其宽度为能扣上塑料小棚为准，在土堆中间放置1个盆，在盆中放1个小钵，床土用药量100～150g/m2。之后在小棚骨架上扣上塑料薄膜封闭，土堆四周塑料薄膜基部外侧用土封死，使挥发出气体状态的药在土内扩散，防止外逸。封闭10d后撤掉塑料薄膜，充分翻倒床土，再经2～3d，药气体扩散完毕即可使用床土。

3）药剂拌土

将药剂配成毒土，然后施用。毒土的配制方法是将农药（乳油、可湿性粉剂）与具有一定湿度的细土按比例混匀制成。毒土的施用方法有沟施、穴施和撒施。常用的消毒药剂有代森锌、五氯硝基苯、多菌灵、百菌清等。

任务8.3　园艺设施土壤恶化类型及规避技术

活动情景　当前，随着农业结构调整力度的加大，我国设施农业迅速发展。设施农业是我国农业增效、农民增收直接有效的途径。然而，因为缺乏科学合理的管理措施，设施土壤的可持续利用周期不长。当达到一定年限，生产上便会出现作物生长不良、病害严重等一系列问题。其主要原因是设施土壤的问题。由于温室、大棚等栽培条件下的土壤缺少雨水淋洗，且温度、湿度、通气状况和水肥管理等均与露地栽培有较大差别，加之设施栽培又长期处于高集约化、高复种指数、高肥料施用量的生产状态下，其特殊的生态环境与不合理的水肥管理措施，导致了园艺设施土壤恶化，如土壤次生盐渍化、土壤酸化、设施土壤板结等诸多生产问题的产生。了解园艺设施土壤恶化类型，掌握其规避技术是该工作任务的学习内容。其重点是园艺设施土壤恶化的规避技术。

工作过程设计

工作任务单

任务相关知识点

当前，随着农业结构调整力度的加大，我国设施农业迅速发展。设施农业是我国农业增效、农民增收直接有效的途径。然而，因为缺乏科学合理的管理措施，设施土壤的可持续利用周期不长。当达到一定年限，生产上便会出现作物生长不良、病害严重等一系列问题。其主要原因是设施土壤的问题。由于温室、大棚等栽培条件下的土壤缺少雨水淋洗，且温度、湿度、通气状况和水肥管理等均与露地栽培有较大差别，加之设施栽培又长期处于高集约化、高复种指数、高肥料施用量的生产状态下，其特殊的生态环境与不合理的水肥管理措施，导致了园艺设施土壤恶化，如土壤次生盐渍化、土壤酸化、设施土壤板结等诸多生产问题的产生。

8.3.1　设施土壤次生盐渍化

我国是世界上设施栽培面积及其总产量最大的国家。但由于技术不成熟和人为因素的破坏，设施土壤所出现的问题也越来越明显。其中设施土壤的次生盐渍化便是其中一个严重且不可忽视的问题。

1）土壤盐渍化的原因

（1）环境条件密闭

设施内的土壤由于受设施的限制，环境条件密闭，水蒸发量小，且不受降雨等自然环境条件的影响。土壤中的盐分不能随雨水冲刷流失和渗透到深层土壤中去，只能残留在耕层土壤内。

（2）灌水次数频繁

设施栽培需水量大，灌水次数多，再加之环境条件密闭，使土壤的团粒结构遭到严重破坏，土壤的渗透能力降低，水分蒸发后使盐分积聚下来。

（3）地势低洼

由于设施内土壤地势低洼，地下水位相对较高，通透能力差，使土壤耕层内积聚了大量的盐分而不能随水下渗，造成耕层土壤板结盐渍化。

（4）化肥施用量大

由于设施栽培是集约化密集栽培，复种指数高，需肥量多，化肥施用量大，使耕层内土壤含盐量增加，更容易造成设施土壤板结盐渍化。

（5）施用生人粪尿

由于设施内温度较高，生人粪尿施用后迅速挥发分解，硫化物、硝酸盐等有机盐和无机盐残存于耕层土壤内，造成土壤盐渍化。

2）土壤盐渍化的改良措施

（1）深翻、掺沙

采取深翻地措施，结合整地，适量掺沙。改善设施土壤的物理性状，降低地下水位，增强大棚土壤的通透性能。

（2）增施有机肥

每亩施用优质农家肥1500～2500kg，疏松土壤，提高设施土壤的有机质含量，改善大土壤结构。

（3）不施生人粪尿

人粪尿一定要经过充分腐熟发酵后再施用，以防止人粪尿挥发分解后，盐分积存于耕层土壤内，毒害蔬菜根系，盐化板结土壤。

（4）换土、轮作和无土栽培

铲除设施表层土壤2～3cm，换上优质肥沃的田园土；合理轮作；采用无土栽培设施等，能改善设施土壤的结构质地，改良设施土壤的物理性状。

（5）灌水消盐

向大棚土壤内灌水，使水层达到并保持3～5cm，浸泡5～7d，然后排出积水，通过冲刷浸溶消盐；利用换茬空隙揭去薄膜，通过日晒雨淋使土壤表层盐分溶至深层或挥发掉。

（6）推广薄肥勤施、基肥深施的原则

化肥一次用量不宜过多，每亩每次施碳酸氢铵25kg左右，尿素10kg，过磷酸钙25kg，硫酸钾12kg左右。每亩施优质有机肥3～4m3。化肥应全层深施或沟施覆土，将化肥总量的70%～80%作基肥全层深施，另外20%～30%作追肥。

8.3.2　设施土壤酸化

随着园艺设施规模的不断扩大，土壤的酸化问题越来越严重。据调查，当前土壤酸碱值＜5.5的大棚占30%，酸碱值＜6.0的面积达50%以上，而且，还有不少酸碱值＜4.5。设施土壤的酸化使作物发育不良，病害加重，严重影响了其产量和品质。如土壤酸化易诱发大蒜根腐叶枯、白菜干烧心、芹菜裂茎等生理性病害；加重十字花科蔬菜根肿病的为害。因此减轻设施土壤酸化是提高产量和品质的重要保证。

1）土壤酸化的原因

①园艺设施的高产量，从土壤中移走了过多的碱基元素，如钙、镁、钾等，导致了土壤中的钾和中微量元素消耗过度，使土壤向酸化方向发展。

②大量生理酸性肥料的施用，棚内温湿度高，雨水淋溶作用少，随着栽培年限的增加，耕层土壤酸根积累严重，导致了土壤的酸化。

③由于设施栽培复种指数高，肥料用量大，导致土壤有机质含量下降，缓冲能力降低，土壤酸化问题加重。

④高浓度氮、磷、钾三元复合肥的投入比例过大，而钙、镁等中微量元素投入相对不足，造成土壤养分失调，使土壤胶粒中的钙、镁等碱基元素很容易被氢离子置换。

2）土壤酸化的危害

①酸性土壤滋生真菌，根际病害增加，且控制困难，尤其是十字花科的根肿病和茄果类蔬菜的青枯病、黄萎病增多。

②土壤结构被破坏，土壤板结，物理性变差，抗逆能力下降，蔬菜抵御旱、涝自然灾害的能力减弱。

③在酸性条件下，铝、锰的溶解度增大，有效性提高，对蔬菜产生毒害作用。

④酸性条件下，土壤中的氢离子增多，对蔬菜吸收其他阳离子产生拮抗作用。

3）土壤酸化的改良措施

（1）增施有机肥

增施有机肥，能增加设施土壤有机质的含量，提高土壤对酸化的缓冲能力，使土壤pH值升高；在设施土壤中有机物料分解利用率高，增加了土壤有效养分，改善土壤结构，并能促进土壤有益微生物的发展，抑制各种病害的发生。

（2）配方施用化肥

如蔬菜对氮、磷、钾的吸收比例一般为1∶0.3∶1.03。而当前蔬菜生产投入的氮、磷、钾比例为1∶1.09∶0.54，这样造成了磷过多而氮钾少。因此提倡使用氮、磷、钾之比为两头高中间低的复肥品种，特别注重钾的投入以及微量元素投入，大力推广有机无机复合肥，使养分协调，抑制土壤的酸化倾向。

（3）施入生石灰改良土壤

生石灰施入土壤，可中和酸性，提高土壤pH，直接改变土壤的酸化状况，并且能补充大量的钙。施用方法是将生石灰粉碎，使其能大部分通过100目筛。于播种前，将生石灰和有机肥分别撒施于田块，然后通过耕耙，使生石灰和有机肥与土壤尽可能混匀。施用量：土壤pH值5.0～5.4，用生石灰130kg/亩；pH值5.5～5.9用生石灰65kg/亩；pH值6.0～6.4用生石灰30kg/亩（以调节15cm酸性耕层土壤计）。

8.3.3　设施土壤板结

1）土壤板结的原因

形成土壤板结的原因是多方面的，主要的大概有7个：农田土壤质地太粘，有机肥不足及秸秆还田量减少，塑料制品过多，长期单一地施用化肥，镇压、翻耕等农耕措施，部分地方地下水和工业废水及有毒物质含量高，暴雨水土流失后造成土壤板结。

造成土壤板结的主要因素是土壤团粒结构的改变，土壤团粒结构是由若干土壤单粒黏结在一起成为团聚体的一种土壤结构，是带负电的土壤黏粒及有机质通过带正电的多价阳离子连接而成的。在土壤团粒结构下，能够疏通空气，从而疏松土壤，提高地温，同时有利于土壤微生物的活动，促进有机物质的分解，增加土壤养分供应能力，改善营养条件。土壤有机质的含量是土壤团粒结构和肥力的一个重要指标，同时土壤有机质是土壤团粒结构的重要组成部分，因而土壤有机质的降低，会致使土壤板结。

2）土壤板结的危害

在土壤板结的情况下，通气性变差，植物根部细胞有氧呼吸作用减弱，导致植物根部因呼吸作的能量减少。而土壤中得的矿质元素多以离子形式存在的，吸收时多以主动运输方式，要耗细胞代谢产生的能量。当呼吸减弱，能量供应不足，导致对矿质元素的吸收受阻，不利于植物生长，并且土壤板结不利于土壤中离子物质的扩散，导致施肥后土壤中元素分布不均匀，同样不利于植物对矿质元素的吸收。

3）土壤板结的改良措施

治理土壤板结要具体分析其形成的原因，采取不同的措施。

①如果是由于土壤质地太黏而造成的，可以向土中掺沙，增施有机肥，改变土壤过的物理性状。因为有机肥不足造成的就可以向土中增施有机肥，但是也得适量不可过多施用。农作物秸秆是重要的有机肥源，秸秆根茬还田是增肥地力的有效措施之一。秸秆根茬粉碎还田是提高土壤有机质含量和养分，增加了土壤的团粒结构，增加了孔隙度，调整了土壤坚实度，降低了土壤容重，协调了水、肥、气、热状况，提高蓄水保墒性能。为土壤微生物活动创造了良好环境，有利于有机质分解、软化。因而要采用秸秆还田技术。

②在过去的设施土壤作物种植中大量采用地膜覆盖和营养袋育苗栽培技术，这些塑料制品的过多使用，用后又没有彻底清除塑料胶状物大量残留在土壤中，破坏了土壤结构致使土壤板结。因而在治理土壤板结时要减少或杜绝塑料制品的使用，使用了也要彻底清除，不可滞留土中。

③土壤施用农家肥严重不足，重氮轻磷钾肥，土壤有机质下降，腐殖质不能得到及时地补充，引起土壤板结和龟裂。这其中又分为氮肥、磷肥、钾肥的过量施用。在治理的过程中推广测土配方施肥技术：根据土壤化验依据，采用有机与无机肥结合，增施有机肥，合理施用化肥，补施微量元素肥料，这样化肥施入土壤不仅不会板结土壤，而且会增加有机质含量，改善土壤结构，在增加肥力的同时增加透水透气性，进一步提高土壤质量，能避免板结的发生。

④在土壤耕作上要注意适度深耕，深耕不超过30cm。要根据土壤情况和作物种类确定深耕。

实训14：观察多年园艺设施（3年）内作物重茬障碍的表现

1）目的

了解茄子、番茄、椒类、黄瓜（甜瓜）大白菜、苹果、桃树、梨树等设施栽培（3年）内作物重茬障碍的表现。

2）材料

现场观察设施栽培（3年）的茄子、番茄、椒类、黄瓜、大白菜、苹果、桃树、梨树、非洲菊、唐菖蒲的若干植株。

3）方法步骤

（1）观察植株生长状况：根、茎、叶的生长状况。

（2）观察结果的状况：结果时间、果实的产量和品质。

（3）观察植株的病虫害状况。

4）作业

记载上述观察结果。

项目小结

设施土壤健康状况直接关系到设施农业的发展。学习本项目，要求学生了解园艺设施土壤的变化特点；熟悉设施土壤恶化的类型；掌握设施土壤培肥与消毒的方法、设施土壤恶化的规避措施，掌握用比色法测园艺设施土壤的pH值的基本技能。

思考练习

1.简述园艺设施土壤变化特点。

2.观察园艺设施土壤的盐渍化状况，讨论土壤盐渍化的改良措施。

3.如何对园艺设施土壤进行培肥与消毒？

4.分析园艺设施土壤酸化的原因，讨论土壤酸化的改良措施。