推進(jìn)江蘇蔬菜產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的土肥水綜合管理全程解決方案

梁永紅 殷廣德 郁潔 仇美華 顏士敏 范新會 劉林旺

梁永紅，江蘇省耕地質(zhì)量與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)站，南京，210036，電話：13951967572，E-mail：1597152683@qq.com

殷廣德，郁潔，仇美華，顏士敏，范新會，劉林旺，江蘇省耕地質(zhì)量與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)站

江蘇是蔬菜生產(chǎn)大省，2018年全省蔬菜播種面積達(dá)2 137.5萬畝次。蔬菜產(chǎn)地土壤質(zhì)量好壞、水肥管理水平高低與蔬菜外觀品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)、加工品質(zhì)和儲藏品質(zhì)高低密切相關(guān)，直接關(guān)系到蔬菜生產(chǎn)節(jié)本增收、增產(chǎn)增收和提質(zhì)增收。近年來，江蘇省農(nóng)業(yè)農(nóng)村部注重產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境建設(shè)，引導(dǎo)菜農(nóng)增施有機(jī)肥，強(qiáng)化土壤培肥改良，應(yīng)用測土配方施肥、水肥一體化、輪作換茬等先進(jìn)實(shí)用技術(shù)，產(chǎn)地土壤質(zhì)量不斷提升，養(yǎng)分管理日趨合理，綠色蔬菜比重不斷擴(kuò)大，區(qū)域品牌不斷響亮。

1 江蘇蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展中土肥水管理現(xiàn)狀

1.1 基本摸清蔬菜產(chǎn)地土壤理化性狀

據(jù)全省土肥（耕保）系統(tǒng)調(diào)查監(jiān)測，蔬菜產(chǎn)地土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為22.09 g/kg，全氮含量平均為1.37 g/kg，有效磷含量平均為39.14 mg/kg，速效鉀含量平均為146.26 mg/kg，pH 值平均為7.08。

1.2 形成一批土肥水綜合管理技術(shù)模式

通過測土配方施肥，創(chuàng)建蔬菜有機(jī)肥部分替代化肥、化肥減量增效示范縣，總結(jié)形成一批土肥水綜合管理技術(shù)模式，如 “有機(jī)肥+N”（秸稈還田+配方肥、有機(jī)類商品肥+配方肥、有機(jī)肥+機(jī)械深施、有機(jī)類商品肥+水肥一體化、菜—沼—畜）、治酸脫鹽+輪作換茬、灌水洗鹽+土壤消毒等。

1.3 初步建立蔬菜產(chǎn)地耕地質(zhì)量監(jiān)測體系

目前，全省建立了國家級、省級和市縣級土壤肥力監(jiān)測點(diǎn)、土壤墑情監(jiān)測點(diǎn)、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)3 000多個(gè)，構(gòu)建了省級土壤質(zhì)量監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺，為蔬菜產(chǎn)地土壤等理化性狀變化趨勢評估和預(yù)警提供了決策依據(jù)。

2 江蘇蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展中土肥水管理問題

長期以來，全省蔬菜生產(chǎn)堅(jiān)持“高投入、高產(chǎn)出”模式，部分蔬菜產(chǎn)地存在土壤酸化、次生鹽漬化、養(yǎng)分非均衡化等突出問題，嚴(yán)重制約蔬菜產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展。

2.1 部分蔬菜土壤存在 “三化”趨勢

①土壤酸化 2017年全省耕地質(zhì)量調(diào)查評價(jià)379個(gè)蔬菜調(diào)查點(diǎn)，數(shù)據(jù)顯示，pH值小于5（強(qiáng)酸性土）的樣點(diǎn)14個(gè)，占比10.55%，最低的僅為4.53；pH 值5.0～6.5（酸性土）的樣點(diǎn) 81 個(gè)，占比21.37%；從設(shè)區(qū)市看，南京市蔬菜地pH值平均值最低，僅為5.90。2007-2018年全省番茄種植區(qū)土壤pH值監(jiān)測結(jié)果平均值從7.14下降至6.58。

②次生鹽漬化 設(shè)施蔬菜種植3 a以上的老菜地尤為突出。以漣水縣為例，種植3～5 a的大棚土壤鹽分比露地土壤增加30%以上，部分田塊甚至在種植1.5 a以后土壤表層就有明顯的鹽分積累。

③土壤養(yǎng)分非均衡化 全省蔬菜產(chǎn)地全氮、有效磷、速效鉀含量分別比其他耕地土壤平均水平高8.33%、36.22%、4.96%，磷肥富集現(xiàn)象十分明顯，最高達(dá)400 mg/kg以上。此外，少數(shù)土壤還存在重金屬含量超標(biāo)、化學(xué)農(nóng)藥殘留和白色污染等問題。

2.2 氮、磷化肥用量總體過量，有機(jī)肥施用不足，施肥結(jié)構(gòu)不合理

①化學(xué)氮、磷肥施用過量較為普遍 高濃度復(fù)混肥施用比重高，專用肥、配方肥應(yīng)用比重低。據(jù)調(diào)查監(jiān)測，2018年全省各類蔬菜667 m2平均化肥用量 （折純，下同）52.44 kg，其中 N 30.54 kg、P2O510.41 kg、K2O 11.49 kg，遠(yuǎn)高于蔬菜目標(biāo)產(chǎn)量養(yǎng)分需求量。

②有機(jī)肥使用比例不足 有機(jī)類肥料施用面積僅占種植面積的50%。不同區(qū)域、不同茬口菜地施用有機(jī)肥的數(shù)量和質(zhì)量變幅較大，每1 a每667 m2施用量高的達(dá) 4～5 t，少的僅 100～200 kg，施用生物有機(jī)肥、全元生物有機(jī)肥等優(yōu)質(zhì)高端有機(jī)肥更少。

③施肥方法與肥料運(yùn)籌不合理 表施、淺施、沖施、人工施肥多，條施、穴施、機(jī)械深施少，施肥次數(shù)過頻。

2.3 節(jié)水灌溉設(shè)施裝備不足，水溶肥料質(zhì)量欠佳

水肥一體化設(shè)施裝備比例低，效能差異大。全省蔬菜水肥一體化應(yīng)用面積僅占10%左右，簡易與高端設(shè)施并存。部分設(shè)施缺乏首部系統(tǒng)，或過濾裝置不配套，或智能化程度不高，直接應(yīng)用井水或河水灌溉，導(dǎo)致管道易堵塞。部分國產(chǎn)傳感器精度較差、穩(wěn)定性不高、壽命較短，而進(jìn)口傳感器價(jià)格昂貴，“用得起、用得了、用得好”的品牌產(chǎn)品十分有限；灌溉與施肥精準(zhǔn)化程度低，智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控比例少。施肥與灌溉主要憑經(jīng)驗(yàn)，以智能化土壤養(yǎng)分與墑情監(jiān)測結(jié)果為依據(jù)，實(shí)行精準(zhǔn)指導(dǎo)管理的比重少；專用水溶肥比例低，質(zhì)量參次不齊。專業(yè)化、品牌化水溶肥料研發(fā)企業(yè)數(shù)量少；水溶肥產(chǎn)品良莠不齊、魚目混珠；養(yǎng)分配比趨于同質(zhì)化、大眾化，與不同蔬菜作物不同生育期需求不匹配。部分農(nóng)戶購買低價(jià)質(zhì)劣的單質(zhì)肥簡單混配，或以高濃度復(fù)混肥為原料，直接與河水、井水配兌沖施，溶解性差，利用率不高。有的在夏季高溫高濕條件下，過量施用高濃度復(fù)混肥料或者含氯量高的肥料，往往造成肥害。

3 綠色蔬菜生產(chǎn)土肥水綜合管理全程解決方案

推進(jìn)蔬菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展，必須握緊綠色“方向盤”，掛好化學(xué)投入品“減速檔”，放開良種良法“離合器”，踩足集成創(chuàng)新“大油門”。在土肥水資源高效利用上，必須堅(jiān)持優(yōu)選產(chǎn)地、推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、制定全程解決方案，實(shí)行綜合高效管理，做到“凈”字為先，“精”字為要，“合”字為魂?！皟簟本褪莾?yōu)化環(huán)境，凈土生產(chǎn)；“精”就是精準(zhǔn)改土、精準(zhǔn)施肥用藥、精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)收獲加工；“合”就是有機(jī)無機(jī)結(jié)合、速效緩效配合、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合、灌溉施肥耦合。在關(guān)鍵技術(shù)上，重點(diǎn)把握“十字訣”，切實(shí)做到“凈、改、測、替、耦、還、噴、洗、客、輪”。

3.1 “凈”——產(chǎn)地凈化

優(yōu)選蔬菜產(chǎn)地和標(biāo)準(zhǔn)園，推進(jìn)適度規(guī)模種植。土壤、空氣、灌溉水質(zhì)符合無公害食品產(chǎn)地環(huán)境條件標(biāo)準(zhǔn)要求。做到土地平整、田間基礎(chǔ)設(shè)施完善，周邊無工業(yè)園區(qū)特別是化工園區(qū)，無工業(yè)和城鎮(zhèn)生活垃圾等污染源。充分應(yīng)用土壤環(huán)境類別劃分成果，將優(yōu)先保護(hù)類耕地列入蔬菜種植規(guī)劃區(qū)，將良田凈土作為蔬菜產(chǎn)地集中建設(shè)區(qū)、綠色發(fā)展先行區(qū)和示范區(qū)。確保土壤重金屬與有機(jī)污染物含量不超標(biāo)，無不易降解的高毒化學(xué)農(nóng)藥及農(nóng)膜殘留，為清潔生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

3.2 “改”——培肥改土

針對土壤障礙因子類型和程度，有針對性地采取培肥改土措施，著力提升蔬菜產(chǎn)地土壤適耕通透性能、有益微生物活化土壤功能、保水保肥性能和土壤養(yǎng)分均衡供應(yīng)效能，防止土壤酸化、耕層過淺、養(yǎng)分非均衡化。因地制宜，強(qiáng)化腐熟農(nóng)家肥、堆肥等常規(guī)有機(jī)肥施用和有機(jī)類商品肥應(yīng)用。在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)上和老菜地上，強(qiáng)化基質(zhì)育苗移栽或起壟栽培。對于酸性較強(qiáng)（pH值5.5以下）、土質(zhì)黏重的土壤，適量施用生石灰或石灰氮等調(diào)控酸度；對于酸性較輕（pH值6.0～6.5）的土壤，采取有機(jī)肥與生石灰施用相結(jié)合的措施加以改良。在蔬菜種植前1個(gè)月左右，將生石灰粉末撒入田塊，通過翻耕，使石灰和土壤充分混合（翻耕深度15 cm以上）進(jìn)行夏季高溫悶棚。根據(jù)情況，每隔2～3 a施用一次。對于沒有石灰來源的地區(qū)，用草木灰、硅鎂鈣肥等其他堿性肥料來中和酸性。增加蚯蚓等有益動物的投放，促進(jìn)其繁殖生長，提高土壤的通透性和疏松度，加快土壤熟化。

蔬菜有機(jī)肥替代化肥示范區(qū)標(biāo)牌

3.3 “測”——測土配方

根據(jù)土壤供肥能力、蔬菜需肥規(guī)律和目標(biāo)產(chǎn)量等因素，實(shí)行測土配方施肥，做到施肥總量控制、施肥結(jié)構(gòu)優(yōu)化、肥料運(yùn)籌科學(xué)、施肥方法改進(jìn)。在蔬菜主產(chǎn)區(qū)或標(biāo)準(zhǔn)園開展土壤“體檢”，摸清土壤理化性狀和障礙因子。選擇有代表性的輪作制度和規(guī)模種植的蔬菜品種，開展肥效試驗(yàn)，篩選確定最佳肥料配比和施用總量，開發(fā)大量元素與中微元素相結(jié)合的蔬菜專用配方肥，做到蔬菜產(chǎn)地土壤屬性可查詢，專用肥料有配送，作物營養(yǎng)“套餐制”。在施肥方法上，堅(jiān)持側(cè)深施用、局部施用、限根施用、安全施用。配方肥以基施為主，采用溝施或穴施，溝深 6～10 cm，施肥后覆土澆水。在土壤磷素富集地區(qū)，控制高磷肥料使用。

3.4 “替”——三替一減

實(shí)行有機(jī)肥部分替代化肥，新型肥料替代常規(guī)肥料，機(jī)械施肥替代人工施肥，減少施肥次數(shù)。推廣“有機(jī)肥+N”模式，如有機(jī)肥+配方肥、有機(jī)肥+配方肥+水肥一體化、有機(jī)肥+機(jī)械深施、畜—沼—菜模式等。使用的有機(jī)肥種類主要有：腐熟的農(nóng)家肥、商品有機(jī)肥、生物有機(jī)肥、全元生物有機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥。在蘇北等農(nóng)村勞動力富余、有機(jī)肥資源豐富的地區(qū)，倡導(dǎo)每1 a每667 m2施用優(yōu)質(zhì)堆肥2 000～3 000 kg。其他地區(qū)，對于生育期長的設(shè)施蔬菜，選擇有機(jī)質(zhì)含量高、鹽分含量低、重金屬等有毒有害物質(zhì)含量不超標(biāo)的有機(jī)類商品肥，倡導(dǎo)每1 a每667 m2施用量300～500 kg。對于西瓜、黃瓜、辣椒等作物，倡導(dǎo)施用功能性生物有機(jī)肥或全元生物有機(jī)肥。露天蔬菜采用大中型施肥機(jī)械進(jìn)行機(jī)械施用深翻入土，設(shè)施蔬菜生產(chǎn)適用小型機(jī)械。有條件的地區(qū)，部分蔬菜采用基質(zhì)栽培或無土栽培。示范應(yīng)用緩控釋肥、氨基酸水溶肥、腐植酸水溶肥、海藻肥等新型肥料。突出統(tǒng)一機(jī)械化施肥與沼液噴施等社會化服務(wù)組織的培育，創(chuàng)設(shè)機(jī)械施肥作業(yè)補(bǔ)貼政策，實(shí)行政府購買服務(wù)，解決農(nóng)村勞動力緊張、有機(jī)肥施用勞動強(qiáng)度大、技術(shù)到位率低等問題。在耕地質(zhì)量提升與化肥減量增效示范區(qū)建設(shè)上，倡導(dǎo)對有機(jī)肥使用實(shí)行“以獎代補(bǔ)”“先建后補(bǔ)”。

3.5 “耦”——水肥耦合

以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、設(shè)施蔬菜示范基地等為平臺，大力推廣水肥一體化技術(shù)，將膜下滴灌、空中微灌與施肥系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)結(jié)起來，適時(shí)適量通過滴灌將肥料精準(zhǔn)施于作物根部，減少水分和養(yǎng)分流失，防止鹽分在土壤表層積聚。將滴灌帶置于距植株5 cm左右，每行作物鋪1條滴灌帶，滴頭間距30～50 cm。單滴頭流量 1～2 L/h，每 667 m2滴量為3～5 t。在首部系統(tǒng)強(qiáng)化過濾裝置配備，對灌溉用水和應(yīng)用肥料分別過濾，防止因灌溉水中鈣鎂含量過高或其他雜質(zhì)影響導(dǎo)致肥料沉淀，堵塞管道。優(yōu)選水溶肥料，確保養(yǎng)分配比適宜、用量用法正確。因地制宜選用高效實(shí)用模式。

a.膜下滴灌模式。如草莓膜下滴灌施肥。滴灌帶于蔬菜定植后鋪設(shè)，然后覆膜，根據(jù)作物生長發(fā)育進(jìn)程適時(shí)施肥灌溉。

b.沼氣水肥一體化模式。將廢棄蔬菜、動物糞便等通過沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的沼液水肥經(jīng)微灌管路輸送施肥，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

c.循環(huán)式模式。建立控制、澆灌與栽植“一體化”系統(tǒng)。栽植系統(tǒng)由PVC管道和固定架等構(gòu)成，PVC管道臥式固定在固定架上。在PVC管道的上方鉆等距離的圓孔，用于栽植蔬菜作物。澆灌系統(tǒng)由營養(yǎng)液存儲裝置、循環(huán)裝置等部分組成。應(yīng)用該模式栽培草莓，每667 m2用水僅 40.9 m3、用肥 45.5 kg。

d.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式。建立智能施肥機(jī)+客戶端遠(yuǎn)程控制+管網(wǎng)系統(tǒng)。以傳感器為節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，依?jù)問題指令，以信息和軟件為中心，實(shí)現(xiàn)自動化、智能化、遠(yuǎn)程控制。

3.6 “還”——?dú)報(bào)w還田

選用適宜方法對蔬菜秸稈、殘?bào)w或尾菜進(jìn)行還田，實(shí)行肥料化利用。

①高溫悶棚原位還田 對設(shè)施蔬菜秸稈、殘?bào)w或尾菜進(jìn)行原位還田。在夏季高溫期，對茄果類等蔬菜秸稈和殘?bào)w進(jìn)行高溫悶棚處理原位還田，以節(jié)省將蔬菜殘?bào)w移出大棚的費(fèi)用和時(shí)間。實(shí)行蔬菜殘?bào)w原位腐解與高溫悶棚相結(jié)合，增加土壤有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀養(yǎng)分含量，減少下茬作物化肥用量。在蔬菜收獲后，利用旋耕機(jī)將蔬菜殘?bào)w破碎成10 cm以內(nèi)小段，旋耕1～2遍。加入腐熟有機(jī)肥調(diào)節(jié)養(yǎng)分，水分含量達(dá)到60%～70%，進(jìn)行悶棚。悶棚時(shí)間一般需達(dá)到25 d左右，保證棚內(nèi)溫度高于55℃7 d以上。揭棚晾曬時(shí)間5～7 d，土壤含水量為40%以下即可旋耕，然后再晾置7～10 d，即可施用底肥，繼續(xù)栽培下茬作物。

②露地蔬菜秸稈生物菌劑腐解原位還田 適用于處理大蒜、茄子、辣椒、番茄、黃瓜、絲瓜、蘿卜等大田種植蔬菜，可節(jié)省將蔬菜殘?bào)w移除的費(fèi)用和時(shí)間，有效降解蔬菜殘?bào)w促進(jìn)其肥料化，提高土壤有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀養(yǎng)分含量，顯著增加土壤有益微生物數(shù)量，有效減少土壤中不利于作物生長的化感物質(zhì)，進(jìn)而改善作物連作障礙。對于生物量大和木質(zhì)素與纖維素含量高的蔬菜殘?bào)w，如茄子、辣椒、番茄、黃瓜、絲瓜等，利用原位粉碎還田機(jī)將蔬菜殘?bào)w破碎成10 cm以內(nèi)小段，撒施10～15 kg木霉高效腐解菌劑后旋耕1～2遍。該方法適用于非冬季節(jié)，且需休耕20 d以上再種植下茬作物，若遇干旱則需適當(dāng)灌溉土壤，可明顯增加土壤有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀養(yǎng)分含量，顯著增加土壤有益微生物數(shù)量，有效改善作物連作障礙，減少下茬化肥用量10%～30%，提高下茬作物的商品率和產(chǎn)量。對于生物量小和木質(zhì)素與纖維素含量低的蔬菜殘?bào)w，如大蒜、洋蔥、蘿卜、胡蘿卜等，可直接撒施7.5～10.0 kg木霉高效腐解菌劑后，利用旋耕機(jī)旋耕1～2遍。該方法適用于四季，需休耕5～10 d再種植下茬作物。

③蔬菜廢棄物離田好氧堆肥還田 對蔬菜廢棄物實(shí)行就近處理。將尾菜和土壤按照3∶1的比例分層建堆并壓實(shí)，噴灑生物菌肥稀釋液和過磷酸鈣，上面均勻蓋土，然后用塑料薄膜包嚴(yán)，密閉發(fā)酵。待堆內(nèi)溫度上升到 50℃以上，保持 5～10 d，后翻堆，待堆體呈黑褐色無惡臭、質(zhì)地松散呈現(xiàn)較好的結(jié)構(gòu)時(shí)堆肥成功。附近有養(yǎng)殖場的，菇渣或稻麥秸稈可工廠化發(fā)酵處理，將蔬菜廢棄物與作物秸稈、糞肥等聯(lián)合高溫堆肥，調(diào)節(jié)起始堆料C/N值至20～40，含水量50%～60%。為加快堆肥進(jìn)程、縮短堆肥時(shí)間、提高堆肥質(zhì)量，可使用堆肥添加劑，如微生物接種劑、起爆劑、膨脹劑（疏松劑）、pH值調(diào)理劑等，當(dāng)溫度達(dá)到50～65℃之后維持一段時(shí)間轉(zhuǎn)入靜態(tài)發(fā)酵，可減少蔬菜氮流失，同時(shí)有效殺滅致病微生物和蟲卵，制備成優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥。

3.7 “噴”——根外噴肥

對于無水肥一體化條件的地區(qū)，生育期長的蔬菜可在中后期通過葉面噴施尿素、磷酸二氫鉀以及微量元素肥料或水溶肥料等，及時(shí)補(bǔ)充蔬菜營養(yǎng)，噴施時(shí)注意把握安全使用濃度，防止灼傷作物。

3.8 “洗”——灌水洗鹽

推行起壟栽培，改善灌水排鹽功效。在設(shè)施蔬菜上，推行適時(shí)揭膜洗鹽或灌水洗鹽。選擇夏季高溫多雨季節(jié)，在揭膜后通過自然降雨沖淋洗鹽，或利用騰茬換茬空隙，筑堰灌水集中排鹽，去除表層土壤鹽分。灌水時(shí)，讓水浸沒表層土壤3～5 cm，至少浸泡5～7 d，然后排出含鹽積水。

3.9 “客”——客土換土

在有凈土沃土資源條件和運(yùn)輸半徑適當(dāng)時(shí)，鏟除棚室地面2～3 cm的次生鹽漬化表層土，更換上安全肥沃的糧田土壤，換土后耙平整地，再種植蔬菜。

3.10 “輪”——輪作換茬

因地制宜，實(shí)行水旱輪作、菜瓜輪作、菜豆輪作、菜肥輪作等，改變微生物生長的生態(tài)環(huán)境，減少或控制土傳病害發(fā)生，或易感病菌的傳播。

大棚蔬菜秸稈原位粉碎還田