第六章设施土壤环境及其调控

第六章设施土壤环境及其调控园艺作物对土壤环境的要求设施土壤环境特点及对作物生育的影响设施土壤环境的调节与控制土壤是园艺作物赖以生存的基础土壤中含有作物所需要的肥力:有效肥力、潜在肥力一、园艺作物对土壤环境的要求(一)对土壤性状的要求壤土、通透性适中、有机质含量、温度状况及酸碱度要适宜。影响作物对土壤中矿质元素的吸收园艺植物缺磷典型症状芜菁甘蓝缺磷叶少而小，叶色暗绿，下部老叶呈浅紫色。花椰菜苗期缺磷，叶片僵硬，老叶呈紫红色花椰菜缺磷叶小而挺立，无光泽，叶尖发红，花球松且呈棕褐色。1、桃树缺磷，枝叶少，下位叶常呈紫红色。2、苹果缺磷，枝叶小，叶脉发红，而且叶片易卷缩。3、梨树缺磷，叶小而少，且呈紫红色。4、梨树缺磷，叶呈紫红色在叶柄，叶背最明显。1、柑橘缺钾叶尖黄化，以下位枝叶最严重。2、柑橘缺钾叶尖黄化。3、桃树缺钾叶尖叶缘黄化焦枯、叶片皱缩、卷曲。园艺植物缺钾典型症状缺钾的番茄果实。转色不匀，尤其是果蒂附近，常留有青斑。黄瓜缺钾的果实，常发生头大蒂细的棒锥形畸形果。园艺植物缺镁典型症状番茄缺镁症易在果实着生枝上表现。番茄田间群体缺镁长相。柑橘缺镁，叶片脉间失绿黄化，叶尖、叶缘仍保持绿色，叶基部有一个绿色三角区。柑橘（柚子）缺镁叶在植株上的表现。柑橘（柚子）缺镁易在果实着生的枝叶上表现。园艺植物缺钙典型症状苹果缺钙幼叶皱缩，叶缘焦枯。苹果缺钙果实表面出现红褐色斑点，俗称“红痘病”。苹果缺钙导致水心病的发生。桃子缺钙果实顶腐严重时易感病菌呈腐烂状。桃子缺钙果实桃逢线易出现青斑。桃子缺钙易造成大量落果。大白菜中期和成熟期缺钙，内叶叶缘皱缩、干枯，俗称干烧心病。番茄缺钙果实易发脐腐病。番茄果实脐腐病，果实能转色，褐腐处易感真菌病呈腐烂状。甜椒缺钙果实上发生棕褐色坏死斑块，以果实前端最常见。茄子缺钙果实前端褐腐或干瘪玉米缺钙新叶粘连在一起园艺植物缺硼典型症状苹果缺硼新叶黄化、皱缩、呈簇生状。苹果缺硼果实外形。苹果缺硼锈斑型缩果症。苹果缺硼时幼果萎缩、僵化。花椰菜缺硼新叶干枯，花球褐变。花椰菜缺硼花茎变空。黄瓜果实缺硼常发生开裂萝卜缺硼褐心病。芹菜缺硼叶柄易发生龟裂。芹菜缺硼叶柄皱缩、卷曲并变棕褐色。芹菜缺硼叶柄内变空，并呈褐色坏死。豌豆缺硼豆粒少而小（右），正常豆粒饱满（左）。郁金香缺硼株（右边）与正常株（左边）比较。郁金香缺硼花茎横裂。郁金香缺硼花瓣白化。(二)蔬菜对设施土壤环境比较敏感，要求更为严格盐基代换量：指作物在pH＝7时测定的从土壤中可替换的阳离子含量。（一般有机基质如树皮、锯未、草炭等可代换的物质多；无机基质中蛭石可代换物质较多，而其它惰性基质可代换物质就很少。）-蔬菜盐基代换量蔬菜盐基代换量都高于40一60mmol／(L·100g干根)；葱蒜类蔬菜低一些，小于40mmol／(L·100g干根)；水稻只有23.7mmol／(L·100g干根)；小麦、玉米则更低。-蔬菜作物喜硝态氮肥（NO3-），对氨态氮肥（NH4+）比较敏感，如施用量过多，会抑制Mg2+和Ca2+的吸收。(三)蔬菜和一些花卉的根系需氧量高花卉：兰科、观叶植物蔬菜：黄瓜、菜豆、甜椒等。(四)土壤盐分浓度(EC值)AFEDCB(一)设施内土壤水分与盐分运移方向与露地不同二、园艺设施土壤环境特点及对作物生育的影响(二)土壤次生盐渍化严重土壤次生盐渍化：由于漫灌和只灌不排，导致土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中，当土壤含盐量太高（超过0.3%）时，形成的盐碱灾害。土壤盐渍化现象发生主要有两个原因：第一，过量施肥。第二，缺少降雨淋溶(三)土壤有机质含量高不同棚龄的土壤有机质含量0.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%6.00%7.00%0123456789棚龄有机质含量设施土壤有机质含量明显高于露地(四)设施土壤N，P，K浓度变化与露地不同设施内土壤有机质矿化率高，N肥用量大，淋溶少，所以残留量高；设施内土壤全P的转化率比露地高2倍，对P的吸收也明显高于露地；K的含量相对不足，N，P，K比例失衡，对作物生育不利。(五)土壤酸化N肥施用量过多，残留量大而引起的；土壤酸度的提高，制约根系对某些矿质元素（如磷、钙、镁等）的吸收，有利于某些病害（如青枯病）的发生，从而对作物产生间接危害。(六)土壤生物环境特点1、设施土壤酶活性特点设施连作土壤的过氧化氢酶、脲酶和转化酶的活性显著比露地或轮作土壤的低。2、设施土壤微生物特点有益真菌种类和数量减少，而有害真菌种类和数量增加（设施内环境温暖湿润，为一些土壤中的病虫害提供了越冬场所。如根结线虫、黄瓜枯萎病等一旦发生，就很难防治。）；土壤细菌随着连作年限的增加数量急剧降低，但种类变化不大；土壤放线菌的变化不大；设施土壤微生物的多样性减少。土壤连作障碍的原因土传病害土壤次生盐渍化自毒作用甜瓜枯萎病(七)连作障碍自毒作用：指某些植物通过根系分泌和植物残体腐解等途径释放一些物质，从而对同茬或下茬同种类或同科作物的生长产生抑制作用。研究表明：植物根系分泌的许多酚酸类物质是发生自毒作用的主要原因，其中苯丙烯酸毒性最强。连作对作物产量的影响连作土壤随着连作年限的增加产量下降连作对作物品质的影响对设施黄瓜连作和轮作的试验研究表明：随着连作的年限增加维生素C含量下降；但对于固形物、亚硝酸盐、含水量三项指标，连作和轮作之间没有差异。三、设施土壤环境的调节与控制1.科学施肥配方施肥：在施用有机肥的基础上，根据作物的需肥规律、土壤供肥特征和肥料的有效性，给出氮、磷、钾和微量元素肥料的适宜用量以及相应的施肥技术。增施有机肥、施用秸秆降低土壤盐分含量2、合理灌溉选择合适的灌溉方法；确定最佳的灌水时期以及灌水量。3.实行必要的休耕对于土壤盐渍化严重的设施，应当安排适当时间进行休耕，以改善土壤的理化性质。在冬闲时节深翻土壤，使其风化，夏闲时节则深翻晒土壤。4.灌水洗盐一年中选择适宜的时间（最好是多雨季节），解除大棚顶膜，使土壤接受雨水的淋洗，将土壤表面或表土层内的盐分冲洗掉。必要时，可在设施内灌水洗盐。这种方法对于安装有洗盐管道的连栋大棚来说更为有效。5.更换土壤对于土壤盐渍化严重，或土壤传染病害严重的情况下，可采用更换客土的方法。当然，这种方法需要花费大量劳力，一般是在不得已的情况下使用。6.严格轮作轮作是指按一定的生产计划，将土地划分称若干个区，在同一区的菜地上，按一定的年限轮换种植几种性质不同的作物的制度，常称为“换茬”或“倒茬”。可以将有同种严重病虫害的作物进行轮作，如马铃薯、黄瓜、生姜等需间隔2～3年，茄果类3～4年，西瓜、甜瓜5～6年，长江流域推广的粮菜轮作、水旱轮作可有效控制病害（如青枯病、枯萎病）的发生；可将深根性与浅根性及对养分要求差别较大的作物实行轮作，如消耗氮肥较多的叶菜类可与消耗磷钾肥较多的根、茎菜类轮作，根菜类、茄果类、豆类、瓜类（除黄瓜）等深根性蔬菜与叶菜类、葱蒜类等浅根性蔬菜轮作。7.土壤消毒（1）药剂消毒根据药剂的性质，有的灌入土壤，也有的洒在土壤表面。使用时应注意药品的特性:①甲醛（40%）福尔马林，使用的浓度50～100倍。使用时先将温室或苗床内土壤翻松，然后用喷雾器均匀喷洒在地面上再稍翻一下，使耕作层土壤都能沾着药液，并用塑料薄膜覆盖地面保持2天以后揭膜，打开门窗，使甲醛散发出去，两周后才能使用。②氯化苦主要用于防治土壤中的线虫，将床土堆成高30厘米的长条，每30平方厘米注入药剂3～5毫升至地面下10厘米处，之后用薄膜覆盖7天（夏）到10天（冬），以后将薄膜打开放风10天（夏）到30天（冬），待没有刺激性气味后再使用。该药剂对人体有毒，使用时要开窗，使用后密闭门窗保持室内高温，能提高药效，缩短消毒时间。③硫磺粉用于消灭白粉病菌、红蜘蛛等，一般在播种前或定植前2～3天进行熏蒸，熏蒸时要关闭门窗，熏蒸一昼夜即可。土壤手动式消毒机土壤机动式消毒机对黄瓜疫病防效最好，对消灭杂草种子、线虫效果良好。旋耕松土喷潮土壤灌入溴甲烷40g/m2覆盖地膜密闭撤膜冬季7天/其他3天溴甲烷汽化的温度比氯化苦低，适于在低温季节使用。松土散药耕作将硝石灰100kg、硫磺2-3kg、锯沫500-750kg/亩，充分拌均，均匀撒在土壤表面，用铁锹深拌均，大水灌透，塑料将土壤表面盖实，保持10天左右，揭开塑料。此法在夏季使用，效果最佳。（2）蒸汽消毒蒸汽消毒是土壤热处理消毒中最有效的方法，大多数土壤病原菌用60℃蒸汽消毒30分钟即可杀死，但对TMV（烟草花叶病毒）等病毒，需要90℃蒸汽消毒10分钟。多数杂草的种子，需要80℃左右的蒸汽消毒10分钟才能杀死。利用高温蒸汽杀死土壤中的病菌和虫卵。•优点：无污染和残毒•缺点：能耗较大，成本高•过程：翻松土壤覆盖密封通入蒸汽冷却定植旋耕疏松土壤喷水土壤潮湿覆盖地膜暴晒15～20天适用于大面积机械化露地作业土表洒碎稻草(1吨/亩,＜3cm)和生石灰(70公斤/亩)适用于小面积日光温室或塑料大棚（3）太阳能消毒密闭棚室旋耕作畦覆盖地膜畦沟灌水暴晒15~20天8.嫁接采用抗病力强的野生种做砧木，与栽培品种进行嫁接，增强栽培品种的抗性。降低一些土传病害的发生。如对瓜类的枯萎病效果较好。9、采用无土栽培技术无土栽培：指不用土壤栽培作物，而将作物通过一定的设施形式，用营养液或营养液加固体基质进行栽培的方法。（1）无土栽培的特点产量高，品质优，效益大。节省肥、水用量。防止土壤连作病害及土壤盐分积累造成的生理障碍。栽培地点的选择受土壤、地形的局限较小，极大地提高了土地利用率。有利于向机械化、自动化、现代化的管理方向发展。产品清洁卫生，无污染。（2)无土栽培的形式按照固定根系的方法大致可分为基质栽培和无基质栽培两大类。基质栽培：指使用固体惰性基质如砾石、沙、草炭、蛭石、岩棉、珍珠岩等将根系固定在营养液内的栽培方式；无基质栽培：不使用任何固体惰性基质的栽培方式基质栽培无基质栽培无基质栽培水培气雾培（RMT）营养液膜栽培（NFT）深液流栽培（DFT）漂浮板栽培喷雾法超声法静止水培（SAT）静止水培（SAT）：具有较深的营养液层，定植的植物根系浸泡于营养液中。能进行静止水培栽培的陆生植物，必须保留与水生祖先的遗传基因，在缺氧的水环境中能从叶面吸收氧气并传导至根系。深液流循环式栽培（DFT）：具有较深的营养液层(4-10cm)，但是它解决水中溶氧的方式是采用水循环的方法，在水循环系统中设计了有利于提高水中溶氧的设计，如具有较大的营养液缓冲回流池，可以使养液的温度稳定，不会骤然升高，具有较高落差的回液管设计，让回流液似瀑布跌落的方式流注入回液池，实现了增氧过程，另外在进液口也以较高的落差注入营养液，也达到养液增氧之效果。营养液膜技术（NFT）：让根系生长于流动的薄层营养液(1-2cm)中，但大多数根系还是曝露于潮湿的定植空间中。植物在获取水份营养的同时，可以摄取空气中充足的氧，它的湿气根是摄氧的主要部份，间歇而不断循环的养液又能充足地供给所需的矿质营养与水份，是种较为实用及普及的水培技术，在生产上被大面积地用于瓜果蔬菜之栽培，但是由于营养液为循环使用，一旦发生病害污染，就极易扩散，需注意栽培设施用具的消毒和卫生管理。水气培：是在深液流循环的基础上进行改进的一种模式，让营养液与空气的接触表面积增大，如瀑布式的进液，或者在进液处安装空气混入装置或促入纯氧溶入的气液混合技术，让根系处于溶氧富足的环境中，这种方式比上述的方式又改进了一大步，能使植物生长更快，也叫AFT方式，近年在日本水耕农场被广泛运用，又叫水气耕栽培。养液滴灌技术：以滴灌的方式向根系供给生长所需的营养与水份，它是以惰性基质如蛭石、珍珠岩、石棉等作为栽培介质，根系生长于固态的无基基质中，最早的就是沙培，它结合的滴灌向根系供应所需的营养液，因基质具有很强的透水性，所以根环境又具比土壤基质更高的氧气量，它的生长大大超过了传统的土壤栽培，但又因其缓冲性差，必须实施较为精准的滴灌技术，以免基质困保水保肥性差而影响生长，这种方式又